1. 控制电缆为什么常用“对绞结构”?
在控制电缆中,对绞结构几乎是一种“默认设计”。它并不是为了生产方便, 也不是为了外观整齐,而是针对控制信号在复杂电磁环境中极易受到干扰这一问题, 所采用的结构性解决方案。
要理解对绞结构的必要性,需要先弄清楚控制信号最容易受到哪一类干扰。
一、控制信号最怕的不是“强电”,而是“不对称干扰”
控制电缆通常传输的是低电压、小电流信号,本身抗干扰能力有限。 在工程现场,它们往往与动力电缆、变频器、电机等强干扰源并行敷设。
如果一对信号导体在空间位置上长期保持不对称,就会出现:
两根导体受到的电磁干扰强度不同
感应电压幅值不一致
差模干扰直接叠加到有效信号上
这类干扰并非来源于“外部有多强”,而是来源于内部不对称, 单纯依靠屏蔽结构往往无法彻底解决。
二、对绞结构的核心作用:让干扰在回路中相互抵消
对绞结构,是指两根信号导体以固定节距相互绞合, 在电缆长度方向上不断交换彼此的空间位置。
这种结构带来的直接结果是:
两根导体在统计意义上处于相同电磁环境
外界干扰在两根线上的感应量趋于一致
差分信号中,干扰电压被自然抵消
对绞并不是“消除干扰源”, 而是让干扰失去对信号产生破坏性影响的条件。
三、为什么只靠屏蔽结构仍然不够?
屏蔽层主要抑制的是外部电磁场的耦合, 但在以下场景中,其作用存在明显局限:
低频磁场对屏蔽层的穿透能力较强
屏蔽层内导体位置不对称
内部感应干扰无法被屏蔽“过滤”
因此,在工程设计中,更合理的做法是:
对绞结构负责均衡干扰,屏蔽结构负责削弱干扰源。
四、对绞结构带来的附加工程价值
除了抗干扰能力,对绞结构在工程运行中还具备多方面优势:
回路面积减小,磁耦合能力下降
信号参数一致性更好
振动环境下受力更均匀
降低导体位移带来的电气波动
五、一句话工程结论
对绞结构不是为了“防干扰”,
而是为了让不可避免的干扰在信号回路中失去破坏力。
