作者：Jeff Shepard

　　需要由靈活的多芯控制電纜支持的穩健連接來確保裝配廠、輸送系統、拾放設備以及食品和飲料加工等工業運營的可靠運行。選擇和指定控制電纜可能看起來很簡單，但這是一個復雜的過程，需要考慮大量的應用需求和行業標準。

　　行業標準包括UL耐油等級I和II，以及UL 1581垂直燃燒耐火測試;該電纜必須提供 UL 1277 沖擊和擠壓測試中定義的機械保護，并且能夠在 -40°C 至 +90°C 的工作溫度下承受超過 800 萬次的連續彎曲。為了滿足這些要求，它采用采用特殊配方的 PVC 護套的細絞銅導體電纜，適用于惡劣環境。屏蔽電纜適用于需要抑制電磁干擾 (EMI) 的應用。

　　本文詳細介紹了高柔性電纜的優點以及最適合在耐油、阻燃和機械保護行業標準的背景下使用這些電纜的應用。然后回顧了工業應用中經歷的運動類型、柔性電纜類別和結構選項，并研究了纜普的?LFLEX FD 890/FD 890 CY多芯電纜的適用范圍。最后以來自纜普的屏蔽和非屏蔽柔性電纜的示例作為結尾。纜普審查了電纜密封套在標準和 EMI 敏感應用中的使用。

　　耐油性

　　油在各種工業機器中用作潤滑劑或冷卻劑，它的存在會給柔性電纜的運行和壽命帶來重大危險。并非所有工業電纜上使用的絕緣材料在有油的情況下都會產生相同的反應。材料的配方是影響它們反應的一個差異因素。絕緣材料的一個關鍵因素是增塑劑的存在，以支持靈活性并提供抗疲勞性。

　　根據絕緣材料的不同，油會被吸收，或者增塑劑會滲出。在任何一種情況下，絕緣體的拉伸性能(如柔韌性)都會顯著降低。流程如下(圖1)：

　　首先，當油接觸聚氯乙烯 (PVC) 或聚烯烴絕緣化合物時，它們會與增塑劑發生相互作用。

　　如果絕緣材料是聚烯烴，油會被吸收，導致膨脹并削弱絕緣性能。

　　如果絕緣材料是 PVC，油會導致增塑劑滲出并導致絕緣層硬化。

　　圖 1：當油接觸電纜絕緣層(左)時，會導致聚烯烴膨脹并變弱(中)，并且可能導致 PVC 失去一些增塑劑材料，從而使電纜變硬(右)。 (圖片來源：萊普)

　　用于連續彎曲應用的電纜(例如纜普的 ?LFLEX FD 890/FD 890 CY)需要滿足兩個級別的 UL 耐油測試：

　　I 級將電纜置于 100°C 的油中四天。電纜必須保留 50% 的未老化拉伸強度和 50% 的未老化伸長能力。

　　II 級將電纜置于 75°C 的油中 60 天。電纜必須保留 65% 的未老化拉伸強度和 65% 的未老化伸長能力。

　　阻燃性

　　纜普定義了七個阻燃等級：FR-00 至 FR-06。 FR-00表示易燃燃燒的電纜。另一方面，FR-06 表示具有高阻燃性的電纜。 ?LFLEX FD 890/FD 890 CY 連續柔性電纜的額定值為 FR-02，并使用 UL VW-1 (UL 1581) 垂直燃燒測試進行測試。

　　在該測試中，tirrill 帶式燃燒器可以控制空氣和燃氣流量。對樣品施加指定的火焰 15 秒，然后移開。 15 秒后或當樣品停止燃燒時(以較長者為準)重新施加火焰。該測試包括五次 15 秒的火焰應用。為了通過測試，樣品不得發出火焰或發光顆粒，并且燃燒器底部的手術棉不得被點燃。 IEC 60332-1 與 UL VW-1 相對應，火焰施加時間因電纜直徑而異。

　　機械保護

　　機械保護的要求差異很大。在某些情況下，電纜需要能夠承受意外事故，例如被墜落物體擊中或被叉車或其他車輛碾壓。針對不同級別的防護，有多種沖擊和擠壓測試。 ?LFLEX FD 890/FD 890 CY 連續柔性電纜的評級為 MP-02，如 UL 1277 沖擊和擠壓測試中所定義(表 1)。

　　表 1：纜普的 ?LFLEX FD 890/FD 890 CY 連續柔性電纜的機械保護等級為 MP-02。 (表格來源：Lapp)

　　運動類型

　　工業系統中存在三種基本運動類型(圖 2)：

　　柔性電纜用于經歷隨機運動的非自動化應用。典型應用包括機床和便攜式設備。

　　連續彎曲電纜在自動化系統中經歷持續的線性運動，并在彎曲過程中經歷連續的力。應用包括水平和垂直 C 型軌道、拖鏈、動力鏈、自動化裝配等。它們可以以超過每秒 5 米的速度來回移動，并承受大于重力加速度五倍的力。

　　扭力電纜在三個維度上承受彎曲和扭轉。常見應用包括工業機器人、拾放機和裝配操作。

　　圖 2：工業系統中遇到的三種常見運動類型包括隨機彎曲(左)、連續彎曲(中)和扭轉(右)。 (圖片來源：萊普)

　　比較連續柔性電纜時必須考慮幾個變量，包括彎曲半徑、距離、加速度、速度和重量。電纜規格需要與特定應用需求相匹配。纜普的 ?LFLEX FD 890/FD 890 CY 連續柔性電纜的連續彎曲等級為 CF-02，可承受高達 800 萬次彎曲周期(表 2)。它們的最小彎曲半徑額定值為非屏蔽電纜電纜直徑的 7.5 倍和屏蔽電纜電纜直徑的 10 倍。 ?LFLEX FD 890/FD 890 CY 系列包括多種電纜設計，具有不同數量的導線、不同的直徑和不同的重量，以滿足各種應用需求。

　　表 2：纜普的 ?LFLEX FD 890/FD 890 CY 電纜的評級為 CF-02，適合中等連續彎曲。 (表格來源：Lapp)

　　電纜類別和結構

　　工業電纜通常以電線的橫截面積而不是直徑來指定。橫截面積是一個有價值的指標，因為它與電線的強度和重量成正比，與其電阻成反比。它還與最大載流能力有關。但它有其局限性。

　　有些銅的電阻率高于其他銅。如果被檢查的電線使用相同等級的銅，則橫截面積只能用于比較。 VDE 0295 / IEC 60228 通過按電阻而不是物理尺寸對電線進行分類來解決這些挑戰。

　　除了單根電線的特性外，工業電纜還由導體的數量和尺寸以及每個導體中的線股數量來定義。 VDE 0295 根據靈活性和溫度能力定義了幾類導體，包括：

　　1 類是實心導體。

　　2 類是為固定安裝而設計的絞合導體。

　　5 類是細絞軟導體。

　　6 類使用超細電線作為非常靈活的導體。纜普的 ?LFLEX FD 890/FD 890 CY 中的導體超出了 6 類的要求。

　　除了基于電纜絞合的靈活性來定義之外，工業電纜還由其結構來定義。這些電纜的三種最常見的結構是(圖 3)：

　　單絞或絞絞導體以相同捻向和捻距絞合在一起。這些電纜適用于固定應用。

　　同心反螺旋導體由明確的螺旋狀導體層組成。每層具有相反的捻向和增加的捻距。這些電纜適合連續彎曲設計。

　　同心單絞線導體被一層或多層螺旋絞線導體包圍，絞線方向相同，并且每個后續層的絞線長度不斷增加。這些電纜適用于扭轉和連續彎曲應用。

　　圖 3：單層或束狀電纜適合固定應用，同心反螺旋電纜適合連續彎曲應用，同心單層電纜適合扭轉或連續彎曲應用。 (圖片來源：萊普)

　　連續柔性電纜

　　纜普的連續柔性電纜的額定電壓為 600 V，溫度范圍為 -5°C 至 +90°C(固定應用為 -40°C 至 +90°C)。 ?LFLEX FD 890 非屏蔽電纜的尺寸為 20 AWG 至 2 AWG，屏蔽電纜的尺寸為 20 AWG 至 6 AWG。 ?LFLEX FD 890 CY 屏蔽電纜具有整體鍍錫銅編織層，可提供 85% 的覆蓋率，建議在需要抑制 EMI 時使用。 (圖4)。

　　圖 4：纜普提供 ?LFLEX FD 890 非屏蔽連續柔性電纜(頂部)和屏蔽 ?LFLEX FD 890 CY 連續柔性電纜(底部)。 (圖片來源：萊普)

　　非屏蔽 ?LFLEX FD 890 電纜的示例包括：

　　8920034，三芯 20 AWG 電纜，外徑為 6.7 毫米，銅重為 10 磅每千英尺 (lbs/mft)，總重量約為 43 lbs/mft

　　8920044，四芯 20 AWG 電纜，外徑 7.4 毫米，銅重 16 磅/mft，總重量約 53 磅/mft

　　屏蔽 ?LFLEX FD 890 CY 電纜示例包括：

　　8918034S，三芯 18 AWG 電纜，外徑 9.5 毫米，銅重 40 磅/米，總重量約 91 磅/米

　　8914044S，四芯 14 AWG 電纜，外徑為 14.0 mm，銅重為 103 lbs/mft，總重量約為 181 lbs/mft

　　8912044S，四芯 12 AWG 電纜，外徑 16.5 mm，銅重 160 lbs/mft，總重量約 302 lbs/mft

　　電纜接頭

　　電纜密封套用于將電纜插入外殼中。它們牢固地密封電纜和外殼，并消除電纜的應力。它們還可以保護外殼內部免受灰塵、濕氣和其他污染物的影響，并確保組裝堅固可靠。纜普電纜密封套按照 DIN EN 62444 進行設計和測試。纜普提供的電纜密封套示例包括以下內容(圖 5)：

　　SKINTOP MS-SC 黃銅電纜密封套具有低電阻屏蔽觸點和高導電性、柔性 EMC 觸點，如53112920

　　SKINTOP SL/SLR 聚酰胺電纜密封套，如53015200 — 耐用、不漏液、易于組裝的應力消除電纜密封套(無需 EMI 控制時)

　　圖 5：除了環境密封和應力消除(左和中)之外，纜普還提供用于 EMI 控制的黃銅電纜密封套以及適用于不需要 EMI 控制的應用的聚酰胺電纜密封套(右)。 (圖片來源：萊普)

　　概括

　　連續柔性電纜支持裝配操作、輸送機、拾放設備以及食品和飲料加工等工業系統。纜普的 ?LFLEX FD 890/FD 890 CY 電纜滿足或超過耐油、阻燃和機械保護的行業要求，額定彎曲次數高達 800 萬次。它們有多種尺寸可供選擇，有帶屏蔽和不帶屏蔽的，并且可以與公司的電纜密封套一起使用，以提供環境堅固的解決方案。