作者：Jeff Shepard

　　需要由灵活的多芯控制电缆支持的稳健连接来确保装配厂、输送系统、拾放设备以及食品和饮料加工等工业运营的可靠运行。选择和指定控制电缆可能看起来很简单，但这是一个复杂的过程，需要考虑大量的应用需求和行业标准。

　　行业标准包括UL耐油等级I和II，以及UL 1581垂直燃烧耐火测试;该电缆必须提供 UL 1277 冲击和挤压测试中定义的机械保护，并且能够在 -40°C 至 +90°C 的工作温度下承受超过 800 万次的连续弯曲。为了满足这些要求，它采用采用特殊配方的 PVC 护套的细绞铜导体电缆，适用于恶劣环境。屏蔽电缆适用于需要抑制电磁干扰 (EMI) 的应用。

　　本文详细介绍了高柔性电缆的优点以及最适合在耐油、阻燃和机械保护行业标准的背景下使用这些电缆的应用。然后回顾了工业应用中经历的运动类型、柔性电缆类别和结构选项，并研究了缆普的ÖLFLEX FD 890/FD 890 CY多芯电缆的适用范围。最后以来自缆普的屏蔽和非屏蔽柔性电缆的示例作为结尾。缆普审查了电缆密封套在标准和 EMI 敏感应用中的使用。

　　耐油性

　　油在各种工业机器中用作润滑剂或冷却剂，它的存在会给柔性电缆的运行和寿命带来重大危险。并非所有工业电缆上使用的绝缘材料在有油的情况下都会产生相同的反应。材料的配方是影响它们反应的一个差异因素。绝缘材料的一个关键因素是增塑剂的存在，以支持灵活性并提供抗疲劳性。

　　根据绝缘材料的不同，油会被吸收，或者增塑剂会渗出。在任何一种情况下，绝缘体的拉伸性能(如柔韧性)都会显着降低。流程如下(图1)：

　　首先，当油接触聚氯乙烯 (PVC) 或聚烯烃绝缘化合物时，它们会与增塑剂发生相互作用。

　　如果绝缘材料是聚烯烃，油会被吸收，导致膨胀并削弱绝缘性能。

　　如果绝缘材料是 PVC，油会导致增塑剂渗出并导致绝缘层硬化。

　　图 1：当油接触电缆绝缘层(左)时，会导致聚烯烃膨胀并变弱(中)，并且可能导致 PVC 失去一些增塑剂材料，从而使电缆变硬(右)。 (图片来源：莱普)

　　用于连续弯曲应用的电缆(例如缆普的 ÖLFLEX FD 890/FD 890 CY)需要满足两个级别的 UL 耐油测试：

　　I 级将电缆置于 100°C 的油中四天。电缆必须保留 50% 的未老化拉伸强度和 50% 的未老化伸长能力。

　　II 级将电缆置于 75°C 的油中 60 天。电缆必须保留 65% 的未老化拉伸强度和 65% 的未老化伸长能力。

　　阻燃性

　　缆普定义了七个阻燃等级：FR-00 至 FR-06。 FR-00表示易燃燃烧的电缆。另一方面，FR-06 表示具有高阻燃性的电缆。 ÖLFLEX FD 890/FD 890 CY 连续柔性电缆的额定值为 FR-02，并使用 UL VW-1 (UL 1581) 垂直燃烧测试进行测试。

　　在该测试中，tirrill 带式燃烧器可以控制空气和燃气流量。对样品施加指定的火焰 15 秒，然后移开。 15 秒后或当样品停止燃烧时(以较长者为准)重新施加火焰。该测试包括五次 15 秒的火焰应用。为了通过测试，样品不得发出火焰或发光颗粒，并且燃烧器底部的手术棉不得被点燃。 IEC 60332-1 与 UL VW-1 相对应，火焰施加时间因电缆直径而异。

　　机械保护

　　机械保护的要求差异很大。在某些情况下，电缆需要能够承受意外事故，例如被坠落物体击中或被叉车或其他车辆碾压。针对不同级别的防护，有多种冲击和挤压测试。 ÖLFLEX FD 890/FD 890 CY 连续柔性电缆的评级为 MP-02，如 UL 1277 冲击和挤压测试中所定义(表 1)。

　　表 1：缆普的 ÖLFLEX FD 890/FD 890 CY 连续柔性电缆的机械保护等级为 MP-02。 (表格来源：Lapp)

　　运动类型

　　工业系统中存在三种基本运动类型(图 2)：

　　柔性电缆用于经历随机运动的非自动化应用。典型应用包括机床和便携式设备。

　　连续弯曲电缆在自动化系统中经历持续的线性运动，并在弯曲过程中经历连续的力。应用包括水平和垂直 C 型轨道、拖链、动力链、自动化装配等。它们可以以超过每秒 5 米的速度来回移动，并承受大于重力加速度五倍的力。

　　扭力电缆在三个维度上承受弯曲和扭转。常见应用包括工业机器人、拾放机和装配操作。

　　图 2：工业系统中遇到的三种常见运动类型包括随机弯曲(左)、连续弯曲(中)和扭转(右)。 (图片来源：莱普)

　　比较连续柔性电缆时必须考虑几个变量，包括弯曲半径、距离、加速度、速度和重量。电缆规格需要与特定应用需求相匹配。缆普的 ÖLFLEX FD 890/FD 890 CY 连续柔性电缆的连续弯曲等级为 CF-02，可承受高达 800 万次弯曲周期(表 2)。它们的最小弯曲半径额定值为非屏蔽电缆电缆直径的 7.5 倍和屏蔽电缆电缆直径的 10 倍。 ÖLFLEX FD 890/FD 890 CY 系列包括多种电缆设计，具有不同数量的导线、不同的直径和不同的重量，以满足各种应用需求。

　　表 2：缆普的 ÖLFLEX FD 890/FD 890 CY 电缆的评级为 CF-02，适合中等连续弯曲。 (表格来源：Lapp)

　　电缆类别和结构

　　工业电缆通常以电线的横截面积而不是直径来指定。横截面积是一个有价值的指标，因为它与电线的强度和重量成正比，与其电阻成反比。它还与最大载流能力有关。但它有其局限性。

　　有些铜的电阻率高于其他铜。如果被检查的电线使用相同等级的铜，则横截面积只能用于比较。 VDE 0295 / IEC 60228 通过按电阻而不是物理尺寸对电线进行分类来解决这些挑战。

　　除了单根电线的特性外，工业电缆还由导体的数量和尺寸以及每个导体中的线股数量来定义。 VDE 0295 根据灵活性和温度能力定义了几类导体，包括：

　　1 类是实心导体。

　　2 类是为固定安装而设计的绞合导体。

　　5 类是细绞软导体。

　　6 类使用超细电线作为非常灵活的导体。缆普的 ÖLFLEX FD 890/FD 890 CY 中的导体超出了 6 类的要求。

　　除了基于电缆绞合的灵活性来定义之外，工业电缆还由其结构来定义。这些电缆的三种最常见的结构是(图 3)：

　　单绞或绞绞导体以相同捻向和捻距绞合在一起。这些电缆适用于固定应用。

　　同心反螺旋导体由明确的螺旋状导体层组成。每层具有相反的捻向和增加的捻距。这些电缆适合连续弯曲设计。

　　同心单绞线导体被一层或多层螺旋绞线导体包围，绞线方向相同，并且每个后续层的绞线长度不断增加。这些电缆适用于扭转和连续弯曲应用。

　　图 3：单层或束状电缆适合固定应用，同心反螺旋电缆适合连续弯曲应用，同心单层电缆适合扭转或连续弯曲应用。 (图片来源：莱普)

　　连续柔性电缆

　　缆普的连续柔性电缆的额定电压为 600 V，温度范围为 -5°C 至 +90°C(固定应用为 -40°C 至 +90°C)。 ÖLFLEX FD 890 非屏蔽电缆的尺寸为 20 AWG 至 2 AWG，屏蔽电缆的尺寸为 20 AWG 至 6 AWG。 ÖLFLEX FD 890 CY 屏蔽电缆具有整体镀锡铜编织层，可提供 85% 的覆盖率，建议在需要抑制 EMI 时使用。 (图4)。

　　图 4：缆普提供 ÖLFLEX FD 890 非屏蔽连续柔性电缆(顶部)和屏蔽 ÖLFLEX FD 890 CY 连续柔性电缆(底部)。 (图片来源：莱普)

　　非屏蔽 ÖLFLEX FD 890 电缆的示例包括：

　　8920034，三芯 20 AWG 电缆，外径为 6.7 毫米，铜重为 10 磅每千英尺 (lbs/mft)，总重量约为 43 lbs/mft

　　8920044，四芯 20 AWG 电缆，外径 7.4 毫米，铜重 16 磅/mft，总重量约 53 磅/mft

　　屏蔽 ÖLFLEX FD 890 CY 电缆示例包括：

　　8918034S，三芯 18 AWG 电缆，外径 9.5 毫米，铜重 40 磅/米，总重量约 91 磅/米

　　8914044S，四芯 14 AWG 电缆，外径为 14.0 mm，铜重为 103 lbs/mft，总重量约为 181 lbs/mft

　　8912044S，四芯 12 AWG 电缆，外径 16.5 mm，铜重 160 lbs/mft，总重量约 302 lbs/mft

　　电缆接头

　　电缆密封套用于将电缆插入外壳中。它们牢固地密封电缆和外壳，并消除电缆的应力。它们还可以保护外壳内部免受灰尘、湿气和其他污染物的影响，并确保组装坚固可靠。缆普电缆密封套按照 DIN EN 62444 进行设计和测试。缆普提供的电缆密封套示例包括以下内容(图 5)：

　　SKINTOP MS-SC 黄铜电缆密封套具有低电阻屏蔽触点和高导电性、柔性 EMC 触点，如53112920

　　SKINTOP SL/SLR 聚酰胺电缆密封套，如53015200 — 耐用、不漏液、易于组装的应力消除电缆密封套(无需 EMI 控制时)

　　图 5：除了环境密封和应力消除(左和中)之外，缆普还提供用于 EMI 控制的黄铜电缆密封套以及适用于不需要 EMI 控制的应用的聚酰胺电缆密封套(右)。 (图片来源：莱普)

　　概括

　　连续柔性电缆支持装配操作、输送机、拾放设备以及食品和饮料加工等工业系统。缆普的 ÖLFLEX FD 890/FD 890 CY 电缆满足或超过耐油、阻燃和机械保护的行业要求，额定弯曲次数高达 800 万次。它们有多种尺寸可供选择，有带屏蔽和不带屏蔽的，并且可以与公司的电缆密封套一起使用，以提供环境坚固的解决方案。