計算機電纜與本安計算電纜的性能

　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。

　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;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)人們認識并重視這種影響，確保危險產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)安全。
 

　　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，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，zui大的可達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,zui大的可達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2所示）。由此可以看出，當(dāng)電纜很長時，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。