如何选择高性能电缆

作者：Alpha Wire公司 Stephen A. Olsen 　

对于现在极其复杂精密的电子产品，必须要避免电缆故障。人们已根本无法接受哪怕是短暂的停机，谁也不能承受比使用寿命提前几年就要更换的昂贵的机械设备，尤其是当利润空间很小，竞争又格外激烈的时候。

高性能电缆应该能够提供最佳的耐久性、柔性和屏蔽功能

电缆厂商一直致力于挑战更宽的温度范围、更多的屏蔽功能和更高的机械耐久性，以及极其恶劣的环境和愈加复杂的应用所需的承受弯曲和耐化学性等特性。然而，电缆故障和系统停机仍然时有发生，这是为什么呢？

电缆故障

如果从一开始就能正确选择电缆，很多由电缆故障引发的问题（特别是运行在极端和恶劣环境中）是可以避免的。人们也许会说"选择电缆挺容易的"，然而，事实真是这样吗？

的确，匹配了正确的温度范围然后依靠PVC材料的外套实现保护功能是很简单。不过，需要考虑的问题远不止这些。在最终选好完全匹配的电缆之前，工程师们还要考虑很多细节，例如，要关注当用于极端温度时电缆将如何工作，确定可能接触的化学品的类型（油脂、燃料、溶剂等），了解柔性和弯曲性能的区别，以及给紫外线照射和EMI/RFI干扰等分级。

柔性与弯曲

软电缆（flexible cables）需要特定的弯曲屏蔽。当屏蔽被撕裂，失去了连续性，选择标准的箔屏蔽就会导致系统故障。

应当牢记柔性和弯曲性能的区别。电缆能够被弯曲并完成装配是很重要的，软电缆的安装更简单，也简化了机柜和/或电缆槽的故障检测。需要注意的一点是：当电缆用于和机柜连接时，圆形的电缆提供的密封性比典型的螺旋形电缆要好。所以，要经过对线路的考量再正确选择弯曲的程度。在一些生产制造的应用中，电缆将不断被弯曲。能否承受数百万次的弯曲比柔性要复杂得多。

那么，怎样选择弯曲电缆呢？首先要考虑弯曲的类型，是单轴、扭曲，还是多轴？每个类型都需要电缆有不同的特性。例如，单轴控制电缆要求的性能最高（最高1400万次弯曲），还需要带有连续弯曲屏蔽的软电缆结构。在要求较低的单轴环境，则需要弯曲型结构并至少能承受100万次弯曲的电缆。在扭曲或不同的弯曲（如扭力机器人等）应用中，则需要复杂的能缠绕和进行±360°/m任意机器人扭力操作的电缆。

首要因素--屏蔽

电缆需要屏蔽高频、低频电噪声的传导和辐射以提供对信号的保护，尤其是在一些关键的应用中。但是由于环境的不同，很难确定需要哪几类屏蔽以保护信号。

根据应用的需要，电缆可以选择多种不同的屏蔽

当需要对信号进行特别的保护（如军事应用，某些军事规范和应用需要屏蔽电缆串扰和传导EMI），就要选择有三层薄片金属箔的编织结构的电缆，以保证接地的连续性并消除传输间隙。如果仅要求一般的EMI保护（传导和辐射），常用的箔屏蔽就足够了。

化学、油脂、溶剂和燃料环境

应用环境中化学品对电缆的影响往往会被忽略，除了影响特别明显的情况，例如，油脂对聚合物电缆外套的影响。一定要考虑到由于强度和暴露程度的不同，很多材料在同一化学环境中的表现也不相同。

还有一点也要注意，温度会对化学品产生影响。例如，高温会产生蒸汽，影响电缆的完整性，但是液态时电缆就不会受到影响。

除了要考虑电缆的抗化学性，也要注意到潜在的流体的入口。因此，电缆的外在几何结构对于系统的完整性也至关重要。

温度的影响

所有工程师和系统设计师都会选择能满足工作环境对温度要求的电缆。然而，极端温度带来的方方面面的影响是很容易被忽略的。例如，标称温度范围为-13℃的电缆在-13℃时电性能可以不受影响，但低温却会影响其物理性能。