本安計算機(jī)電纜即用于本質(zhì)安全電路中的計算機(jī)電纜其簡稱本安計算機(jī)電纜,其與普通計算機(jī)電纜是否有區(qū)別,如果有區(qū)別,區(qū)別在哪兒?若無區(qū)別,為什么在企業(yè)內(nèi)部關(guān)于二者制定出不同的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?為什么招標(biāo)書中會出現(xiàn)本安計算機(jī)電纜與普通計算機(jī)電纜兩類?為什么在新產(chǎn)品研制與開發(fā)時關(guān)于本安計算機(jī)電纜津津樂道?為了更好的了解本安計算機(jī)電纜,首先應(yīng)從儀表用本安電路和本安技術(shù)談起:
電纜分布電容反比于芯線間距,電纜芯線距離越小,即電纜越細(xì),電容越大;此外電纜電容也隨電纜絕緣材料介電常數(shù)的變化而變化,儀表電纜電容典型值為60pF/m,一般為100 pF/m,Z大的可達(dá)200 pF/m。由于電纜電阻對分布電容的影響很小,故通常不予與考慮,實驗表明,只有當(dāng)電纜長度大于1km時,電纜電阻對分布電容才會產(chǎn)生微小的影響。對于一個本安系統(tǒng),當(dāng)電路具有比較高的電壓(如采用28V安全柵)和采用細(xì)長電纜時,電纜電容應(yīng)用為主考慮的因素,尤其是對于用于ⅡC爆炸性環(huán)境及電纜長度大于500m的情況,就應(yīng)引起重視。
電纜分布電感正比于電纜芯線間距,因此,電纜分布電感隨電纜尺寸的增大而增大,在通常情況下,儀表電纜分布電感為0.66μH/m,Z大的可達(dá)1.05μH/m,但是,電感為1μH/m的電纜通常屬礦用電纜,不適用于工廠過程自動化控制系統(tǒng)。由于一個電感L的儲能是 LI2很顯然電纜分布電感中的儲能主是取決于流過電纜中的電流。*,電纜電阻正比于電纜長度,一根無限長的電纜的電阻為無窮大,因此流過電纜的電流近似為零,即電纜電感的儲能趨于零;反之,由于電纜電感正比于電纜長度,一根長度趨于零的電纜中的儲能也為零(如圖所示)。由此可以看出,當(dāng)電纜很,如仍忽略電纜電阻,按集中參數(shù)來考慮電纜分布電感中的貯能將是很保守的。為此,通常用一個被稱為電纜/電阻比(L/r)的參數(shù)為替代分布電感參數(shù)。在一般情況下, 當(dāng)電纜長度較長時,用L/r來描述電纜分布電感對本安性能影響將更趨合理。經(jīng)驗表明,當(dāng)電壓較低、電纜長度大于1000m時,電纜電感是主要的不安全因素。
本安電路是指在規(guī)定的試驗條件下,在正常的工作或故障狀態(tài)下的電火花及熱效應(yīng)均不能點燃爆炸混合物的電路,這樣的電路稱為本質(zhì)安全電路,簡稱本安電路。本質(zhì)防爆技術(shù)的基本原理是從限制能量入手,可靠地將電路中的電壓和電流限制在一個允許的范圍內(nèi),以保證電氣設(shè)備在正常工作或發(fā)生短接和元器件損壞等故障情況下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)不至于引起周圍可能存在的危險氣體的爆炸。
現(xiàn)場設(shè)備主要分為簡單設(shè)備和非簡單設(shè)備,將既不會產(chǎn)生也不會存儲超過1.2V,0.1A,25mW和20μJ的電氣設(shè)備認(rèn)定為簡單設(shè)備,主要包括簡單觸點、熱電偶、RTDS,LEDS和電阻無件等;非簡單設(shè)備是指可能產(chǎn)生或存儲的能量超過上述數(shù)值的電氣設(shè)備,典型產(chǎn)品有變送器、電磁閥、轉(zhuǎn)換器、接近開關(guān)等。
關(guān)聯(lián)設(shè)備作為限能設(shè)備能有效地保護(hù)危險場所的現(xiàn)場設(shè)備,在正常工作條件下能使系統(tǒng)完好地工作,而在故障條件下能限制到達(dá)危險場所的電壓、電流。在實踐應(yīng)用中關(guān)聯(lián)設(shè)備主要是指安全棚,它又分為齊納式安全柵和隔離式安全柵。本安防爆系統(tǒng)安全性的保障主要取決于關(guān)聯(lián)設(shè)備(安全柵)。
連接電纜:由于關(guān)聯(lián)設(shè)備與現(xiàn)場設(shè)備間的連接電纜存在分布電容和分布電場,因此其儲能勢必對本安系統(tǒng)的防爆性能造成影響。
然而其影響程度有多大,與哪些影響條件有關(guān)呢
據(jù)報導(dǎo),自從本安防爆技術(shù)*次應(yīng)用,人們就意識到了傳輸電纜對系統(tǒng)本安性能有直接的影響,特別是傳輸電纜的自身電容和電感的對系統(tǒng)點燃性能的影響,不過,由于生產(chǎn)能力的限制,制約了生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,致使本安儀表與關(guān)聯(lián)設(shè)備之間的電纜長度不可能很長;同時實踐證明了這些傳輸電纜自身電容和電感還不足以影響系統(tǒng)的本安性能。因此,人們對本安系統(tǒng)傳輸電纜沒有引足夠的重視。近年來,隨著我國危險產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和自動化程度的不斷提高,一方面使得生產(chǎn)現(xiàn)場離控制室越來越遠(yuǎn);另一方面生產(chǎn)過程的檢測與控制系統(tǒng)也變得越來越龐大,從而導(dǎo)致傳輸電纜長度的大幅度增加,而且實踐也證明了電纜長度的增加已足以影響系統(tǒng)的本安性能,因此,有必要對本安系統(tǒng)傳輸電纜加以深入的探討,以引導(dǎo)人們認(rèn)識并重視這種影響,確保危險產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)安全。