仪表信号电缆和电气控制电缆选用与敷设经验

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数显仪表整理的控制电缆及其金属屏蔽标准源自网络,适用于施工中规范仪表工正确选用仪表信号电缆和电气控制电缆。每个仪表人都知道DCS系统、PLC系统或常规仪表控制系统均需要大量仪表信号电缆和控制电缆,正确选用仪表信号电缆和控制电缆并合理敷设可有效降低外部干扰和信号间的干扰,有利于提高控制系统的稳定性和可靠性。 仪表控制系统信号类型 在选用信号电缆和控制电缆之前仪表人有必要先熟悉控制系统常见输入信号和输出信号类型:

数显仪表整理的控制电缆及其金属屏蔽标准源自网络,适用于施工中规范仪表工正确选用仪表信号电缆和电气控制电缆。每个仪表人都知道DCS系统、PLC系统或常规仪表控制系统均需要大量仪表信号电缆和控制电缆,正确选用仪表信号电缆和控制电缆并合理敷设可有效降低外部干扰和信号间的干扰,有利于提高控制系统的稳定性和可靠性。


仪表控制系统信号类型

在选用信号电缆和控制电缆之前仪表人有必要先熟悉控制系统常见输入信号和输出信号类型:

①Ⅰ类信号:热电阻信号、热电偶信号、毫伏信号、应变信号等低电平信号。

②Ⅱ类信号:0-5V、1-5V、4-20mA、0-10mA模拟量输入信号;4-20mA、0-10mA模拟量输出信号;电平开关量输入信号;触点开关量输入信号;脉冲量输入信号;24VDC小于50mA的阻性负载开关量输出信号。

③Ⅲ类信号:24V-48VDC感性负载或者电流大于50mA的阻性负载的开关量输出信号。

④Ⅳ类信号:110VAC或220VAC开关量输出信号,仪表工通常视其位电源线。

这五类信号中,Ⅰ类信号很容易被干扰,Ⅱ类信号容易被干扰,而Ⅲ和Ⅳ类信号在开关动作瞬间会成为强烈的电磁干扰源,附近的信号线都会受到干扰。

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信号电缆选用和敷设原则

1、对于Ⅰ类信号电缆选用,比较通行的方法是热电阻信号优先选用RVVP3×1.5mm2三芯屏蔽电缆,干扰小的工况也可使用RVV 3×1.5mm2三芯电缆;热电偶信号优先选用对应分度号2×1.5mm2屏蔽补偿导线,视干扰情况和工作环境温度也可选用对应分度号2×1.5mm2普通补偿导线;毫伏信号、应变信号等低电平信号优先选用RVVP 2×1.5mm2两芯屏蔽电缆(信号传输),有条件时最好采用屏蔽双绞电缆。


2、对于Ⅱ类信号,尽可能采用RVVP 2×1.0mm2两芯屏蔽电缆屏蔽电缆,其中Ⅱ类信号中用于控制、联锁的模入模出信号、开入信号,必须采用屏蔽电缆,有条件时最好采用屏蔽双绞电缆。


3、对于Ⅳ类信号(即通常讲的电源线)电缆严禁与Ⅰ类信号电缆和Ⅱ类信号信号电缆一起敷设,应单独走线,Ⅳ类电源电缆线径根据载流量要求选择,有条件时建议采用屏蔽双绞电缆。


4、对于Ⅲ类信号,允许与220VAC电源线敷设在一起,也可以与Ⅰ信号电缆、Ⅱ类信电缆一起敷设。但在后者情况下Ⅲ类信号必须采用屏蔽电缆,最好为屏蔽双绞电缆,且与Ⅰ、Ⅱ类信号电缆相距15cm以上。


为将干扰降至最低,信号电缆与仪表控制系统连接还应注意以下问题:

1、Ⅰ类信号中的毫伏信号、应变信号应采用屏蔽双绞电缆,这样,可以大大减小电磁干扰和静电干扰。

2、条件允许的情况下,Ⅰ-Ⅳ类信号尽可能采用屏蔽电缆(或屏蔽双绞电缆),还应保证屏蔽层一点接地,且要接地良好。

3、绝对禁止大功率的开关量输出信号线、电源线、动力线等电缆与直接与DCS系统的Ⅰ、Ⅱ类信号电缆平行敷设在一起。

4、绝对禁止采用一根多芯电缆中的部份芯线用于传输Ⅰ类或Ⅱ类的信号,另外部分芯线用于传输Ⅲ类或Ⅳ类信号。

5、严禁同一信号的几芯线分布在不同的几条电缆中(如三线制的热电阻)。

6、在现场信号电缆和电源电缆敷设中,仪表工必须将电源线、动力线等容易产生干扰的电缆与信号电缆隔离敷设在不同桥架内并保持一定安全距离(如15cm以上)。若现场不具备信号电缆和电源电缆不在统一桥架或线槽敷设时,应满足以下要求:

①如果信号电缆和电源电缆之间的间距小于15cm时,必须在信号电缆和电源电缆之间设置屏蔽用的金属隔板,并将隔板接地。

②当信号电缆和电源电缆垂直方向或水平方向分离安装时,信号电缆和电源电缆之间的间距应大于15cm.。

③对于某些干扰特别大的工况,如电源电缆上挂接电压为220V AC,电流在10A以上感性负载,而且电源电缆不带屏蔽层时,那么要求它与信号电缆的垂直方向间隔距离必须在60cm以上。

④在两组电缆垂直相交时,若电源电缆不带屏蔽层,最好用厚度在1.5mm以上的铁板覆盖交叉部分。

⑤数字通信电缆必须按传输线方程来设计!在高速、长线传输时,如:PLC、I/O、RS485/422、DCS、Ethernet、FF、CAN、PROFIBUS、Devicenet、Lon-works等优选专用电缆。


电气控制系统信号电缆和控制电缆选用

1、电气信号电缆电缆和控制电缆应采用铜导体。通常电器柜控制回路中电流互感器信号宜用1.5mm2单芯铜芯线;电压互感器信号宜用2.5mm2单芯铜芯线;电器柜控制回路选用1.5mm2多芯铜芯线,保护装置控制回路宜用1.5mm2单芯铜芯线。

2、控制电缆的额定电压不得低于所接回路的工作电压,宜选用450/750V。

3、控制电缆的绝缘类型和护层类型选择应符合敷设环境条件和环境保护的要求,并应符合有关规定。


4、控制电缆芯数选择应符合下列规定:

①控制、信号电缆应选用多芯电缆。当芯线截面为1.5mm2和2.5mm2时,电缆芯数不宜超过24芯。当芯线截面为4mm2和6mm2时,电缆芯数不宜超过10芯。

②控制电缆宜留有备用芯线。备用芯线宜结合电缆长度、芯线截面及电缆敷设条件等因素综合考虑。

③下列情况的回路,相互间不应合用同一根控制电缆:

a、交流电流和交流电压回路、交流和直流回路、强电和弱电回路;

b、低电平信号与高电平信号回路;

c、交流断路器双套跳闸线圈的控制回路以及分相操作的各相弱电控制回路;

d、由配电装置至继电器室的同一电压互感器的星形接线和开口三角形接线回路。

④弱电回路的每一对往返导线应置于同一根控制电缆。

⑤来自同一电流互感器二次绕组的三相导体及其中性导体应置于同一根控制电缆。

⑥来自同一电压互感器星形接线二次绕组的三相导体及其中性导体应置于同一根控制电缆。来自同一电压互感器开口三角形接线二次绕组的2(或3)根导体应置于同一根控制电缆。


5、控制电缆截面选择应符合下列规定:

①保护装置电流回路截面应使电流互感器误差不超过规定值;

②继电保护及自动装置电压回路截面应按最大负荷时电缆的电压降不超过额定二次电压的3%;

③控制回路截面应按保护最大负荷时控制电源母线至被控设备间连接电缆的电压降不应超过额定二次电压的10%;

④强电控制回路截面不应小于1.5mm2,弱电控制回路截面不应小于0.5mm2;

⑤测量回路电缆截面应符合现行国家标准《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GB/T 50063的规定。


6、控制电缆金属屏蔽选择应符合下列规定:

①强电回路控制电缆,除位于高压配电装置或与高压电缆紧邻并行较长需抑制干扰外,可不含金属屏蔽;

②弱电信号、控制回路的控制电缆,当位于存在干扰影响的环境又不具备有效抗干扰措施时,应具有金属屏蔽;

③微机型继电保护及计算机监控系统二次回路的电缆应采用屏蔽电缆;

④控制和保护设备的直流电源电缆应采用屏蔽电缆。


7、控制电缆金属屏蔽类型选择,应按可能的电气干扰影响采取综合抑制干扰措施,并应满足降低干扰或过电压的要求,同时应符合下列规定:

①位于110kV及以上配电装置的弱电控制电缆宜选用总屏蔽或双层式总屏蔽。

②用于集成电路、微机保护的电流、电压和信号接点的控制电缆应选用屏蔽电缆。

③计算机监控系统信号回路控制电缆的屏蔽选择应符合下列规定:

a、开关量信号可选用总屏蔽;

b、高电平模拟信号宜选用对绞线芯总屏蔽,必要时也可选用对绞线芯分屏蔽;

c、低电平模拟信号或脉冲量信号宜选用对绞线芯分屏蔽,必要时也可选用对绞线芯分屏蔽复合总屏蔽。

④其他情况,应按电磁感应、静电感应和地电位升高等影响因素,选用适宜的屏蔽型式。

⑤电缆具有钢铠、金属套时,应充分利用其屏蔽功能。


8、控制电缆金属屏蔽的接地方式应符合下列规定:

①计算机监控系统的模拟信号回路控制电缆屏蔽层不得构成两点或多点接地,应集中式一点接地;

②集成电路、微机保护的电流、电压和信号的控制电缆屏蔽层应在开关安置场所与控制室同时接地;除本条第1款、第2款情况外的控制电缆屏蔽层,当电磁感应的干扰较大时,宜采用两点接地;静电感应的干扰较大时,可采用一点接地;

③双重屏蔽或复合式总屏蔽宜对内、外屏蔽分别采用一点、两点接地;

④两点接地选择,宜在暂态电流作用下屏蔽层不被烧熔;

⑤不能使用电缆内的备用芯替代屏蔽层接地。

原文:仪表信号电缆和电气控制电缆选用与敷设经验 http://yunrun.com.cn/tech/2278.html


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