Điện áp định mức của cáp điều khiển không được thấp hơn điện áp hoạt động của mạch đang đề cập và phải đáp ứng các yêu cầu về quá điện áp nhất thời và tần số nguồn- mà nó có thể phải chịu. Để đảm bảo phạm vi tác động được giảm thiểu trong trường hợp hư hỏng cách điện, hư hỏng cơ học hoặc hỏa hoạn, tiêu chuẩn quốc gia GB50217-91, *Quy tắc thiết kế cáp trong dự án điện*, quy định rằng hai bộ hệ thống yêu cầu độ tin cậy nâng cao-chẳng hạn như bộ bảo vệ dự phòng (mạch dòng điện và điện áp), nguồn điện DC và mạch điều khiển ngắt-phải sử dụng cáp điều khiển độc lập, riêng biệt.
Khi cáp điều khiển được đưa vào hoạt động, các vấn đề liên quan đến nhiễu điện sẽ phát sinh cả giữa các lõi khác nhau trong cùng một cáp và giữa các cáp được đặt gần nhau song song. Các nguyên nhân chính gây nhiễu điện như vậy bao gồm:
(1) Nhiễu tĩnh điện do điện áp đặt vào thông qua khớp nối điện dung giữa các lõi cáp;
(2) Nhiễu cảm ứng điện từ do dòng điện tạo ra. Nói chung, nhiễu điện nghiêm trọng hơn khi có nguồn nhiễu-điện áp cao hoặc dòng điện-cao gần đó; hơn nữa, do khoảng cách tối thiểu giữa các lõi trong một cáp nên mức độ nhiễu giữa các lõi này lớn hơn đáng kể so với mức độ xảy ra giữa các cáp song song đặt gần nhau. Ví dụ: trong mạch điều khiển của cầu dao-tách pha tại một trạm biến áp điện áp cực-cao--trong đó cả ba pha dùng chung một cáp-một sự cố đã xảy ra trong đó xung điều khiển dành cho một pha cụ thể đã vô tình kích hoạt thyristor của các pha khác, dẫn đến sự cắt đồng thời sai lầm của cả ba pha. Sau khi chuyển sang dùng cáp riêng biệt, độc lập cho từng pha, không còn trường hợp vận hành sai sót nào xảy ra nữa. Tương tự, trong hệ thống giám sát máy tính của một nhà máy điện nhất định, việc định tuyến các đường tín hiệu tương tự mức{12}}thấp và đường cấp nguồn cho máy phát thông qua cùng một cáp bốn{13}lõi đã dẫn đến việc tạo ra điện áp nhiễu 70V trên các đường tín hiệu; đối với các mạch tín hiệu mức thấp{15}}hoạt động trong phạm vi milivolt, sự nhiễu như vậy rõ ràng làm ảnh hưởng đến hoạt động bình thường.
Các biện pháp ngăn ngừa hoặc giảm thiểu nhiễu điện chủ yếu thuộc ba loại sau:
1. Nối đất một lõi dự phòng của cáp điều khiển.
Kinh nghiệm thực tế đã chứng minh rằng việc nối đất một lõi dự phòng trong cáp điều khiển có thể làm giảm biên độ điện áp nhiễu xuống từ 25% đến 50% mức ban đầu. Biện pháp này thực hiện đơn giản và chỉ tăng thêm một lượng không đáng kể vào tổng chi phí của cáp.
2. Các mạch điện mà nhiễu điện có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng không nên dùng chung cáp điều khiển.
Điều này bao gồm: (1) vòng điều khiển tín hiệu điện áp-thấp và vòng điều khiển tín hiệu điện áp-cao; (2) vòng tín hiệu mức-thấp và vòng tín hiệu mức-cao; và (3) các vòng điều khiển điện áp thấp-riêng lẻ cho hoạt động-tách pha của cầu dao AC-không có vòng nào trong số đó phải sử dụng cùng một cáp điều khiển. Tuy nhiên, nếu dây dẫn ra và dây dẫn về của một cặp trong vòng điện áp thấp được định tuyến qua các cáp điều khiển khác nhau thì bố cục vật lý của chúng trong quá trình lắp đặt có thể vô tình tạo thành một vòng kín. Dưới tác động của liên kết từ thông điện từ từ các nguồn điện gần đó, một suất điện động cảm ứng (EMF) có thể được tạo ra trong vòng lặp này. Độ lớn của EMF cảm ứng này có thể can thiệp đáng kể vào các thông số{14}}mức thấp của mạch điện áp thấp{15}}; do đó, thông thường nên định tuyến các dây dẫn đi và về của các vòng đó cùng nhau trong một cáp điều khiển duy nhất.
3. Che chắn kim loại và nối đất
Che chắn bằng kim loại là biện pháp quan trọng để làm suy giảm và ngăn ngừa nhiễu điện. Các phương pháp che chắn bao gồm che chắn tổng thể (che chắn tất cả các lõi), che chắn riêng lẻ (che chắn các lõi cụ thể) và che chắn tổng thể hai lớp. Việc lựa chọn loại che chắn kim loại thích hợp cho cáp điều khiển phải dựa trên cường độ nhiễu điện có thể dự đoán được, đồng thời tính đến các chiến lược triệt tiêu nhiễu toàn diện để đáp ứng các yêu cầu giảm cả nhiễu và quá điện áp. Nói chung, các yêu cầu về triệt nhiễu càng nghiêm ngặt thì chi phí đầu tư tương ứng càng cao; ví dụ, khi sử dụng áo giáp bằng băng thép hoặc bện dây thép tổng thể để che chắn, chi phí của cáp thường tăng khoảng 10% đến 20%.
Về hiện tượng nhiễu trong các vòng điều khiển nguồn điện áp-cao áp-dựa vào cường độ vốn có của cáp điều khiển-tín hiệu không có tấm chắn kim loại thì thường có thể chấp nhận được, ngoại trừ trong các trường hợp cụ thể như lắp đặt trong thiết bị chuyển mạch phân phối điện áp cực-cao-hoặc khi được định tuyến ở khoảng cách gần, song song với cáp nguồn điện áp cao-trên khoảng cách xa. Đối với cáp điều khiển được sử dụng trong các vòng điều khiển tín hiệu điện áp-thấp, nếu môi trường lắp đặt bị nhiễu và thiếu các biện pháp chống nhiễu-bên ngoài hiệu quả thì nên chọn cáp điều khiển được trang bị tấm chắn kim loại. Biện pháp phòng ngừa này nhằm ngăn chặn hiện tượng nhiễu điện gây ra sự cố trong các mạch tín hiệu{10}mức thấp hoặc dẫn đến hư hỏng lớp cách điện. Ngoài ra, nếu cáp điều khiển dành cho vòng{12}}điện áp thấp có thể được tách biệt về mặt vật lý khỏi cáp nguồn một khoảng cách vừa đủ hoặc nếu chúng được đi qua ống dẫn bằng thép thì hiện tượng nhiễu điện bên ngoài có thể được giảm thiểu một cách hiệu quả trong giới hạn cho phép. Nguyên tắc chọn loại vỏ bọc cho cáp điều khiển trong vòng tín hiệu của hệ thống giám sát máy tính như sau:
(1) Đối với các tín hiệu (kỹ thuật số) rời rạc, có thể sử dụng màn chắn tổng thể.
(2) Đối với các tín hiệu tương tự mức-cao, nên che chắn tổng thể các cặp xoắn; khi cần thiết, cũng có thể sử dụng màn chắn riêng cho từng cặp xoắn.
(3) Đối với các tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu xung mức{1}}thấp, nên che chắn riêng cho từng cặp xoắn; khi cần thiết, tấm chắn tổng thể tổng hợp-kết hợp tấm chắn riêng lẻ cho các cặp xoắn-cũng có thể được sử dụng.
Về phương pháp nối đất cho các lớp che chắn, cần lưu ý những điểm sau:
(1) Các lớp cáp điều khiển che chắn trong vòng tín hiệu tương tự của hệ thống điều khiển và giám sát máy tính tốt nhất nên sử dụng nối đất một điểm tập trung. Lý do cơ bản cho điều này nằm ở yêu cầu đảm bảo hệ thống hoạt động bình thường, vì điện áp nhiễu dù chỉ xấp xỉ 1 V cũng có thể dẫn đến sai sót trong việc ra quyết định-hợp lý; nối đất một điểm tập trung-có hiệu quả ngăn chặn sự xuất hiện của vòng lặp trên mặt đất.
(2) Ngoại trừ các lớp bảo vệ dành cho cáp hệ thống điều khiển và giám sát máy tính-được giới hạn nghiêm ngặt ở việc nối đất một-điểm tập trung-, các lớp bảo vệ của các cáp điều khiển khác thường phải sử dụng hai-nối đất khi nhiễu cảm ứng điện từ là đáng kể, trong khi đó nên áp dụng nối đất một-điểm khi nhiễu cảm ứng tĩnh điện là đáng kể.
(3) Đối với cáp có lớp che chắn kép hoặc lớp che chắn tổng thể bằng hỗn hợp, lớp che chắn bên trong tốt nhất nên sử dụng nối đất một điểm, trong khi lớp che chắn bên ngoài có thể sử dụng nối đất hai điểm.
(4) Khi chọn nối đất hai{1} điểm, cũng phải cân nhắc để đảm bảo rằng lớp bảo vệ sẽ không bị hư hỏng hoặc cháy rụi dưới tác động của dòng điện quá độ.
