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,最大的可達(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(dòng)化控制系統(tǒng)。由于一個(gè)電感L的儲(chǔ)能是 LI2很顯然電纜分布電感中的儲(chǔ)能主是取決于流過電纜中的電流。眾所周知,電纜電阻正比于電纜長(zhǎng)度,一根無限長(zhǎng)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(chǔ)能趨于零;反之,由于電纜電感正比于電纜長(zhǎng)度,一根長(zhǎng)度趨于零的電纜中的儲(chǔ)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(gè)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(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí),用L/r來描述電纜分布電感對(duì)本安性能影響將更趨合理。經(jīng)驗(yàn)表明,當(dāng)電壓較低、電纜長(zhǎng)度大于1000m時(shí),電纜電感是主要的不安全因素。
對(duì)于電纜來說,本質(zhì)安全就是在危險(xiǎn)場(chǎng)所安裝的電纜線路可能獲得的能量應(yīng)限制在電氣故障下可能出的電纜火花。由此可以看出,本安計(jì)算電纜與非本安計(jì)算機(jī)電纜的異同與現(xiàn)場(chǎng)使用的情況密切相關(guān),應(yīng)根據(jù)具體情況區(qū)別對(duì)待。
據(jù)報(bào)導(dǎo),自從本安防爆技術(shù)第一次應(yīng)用,人們就意識(shí)到了傳輸電纜對(duì)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(duì)系統(tǒng)點(diǎn)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(zhǎng)度不可能很長(zhǎng);同時(shí)實(shí)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(duì)本安系統(tǒng)傳輸電纜沒有引足夠的重視。近年來,隨著我國(guó)危險(xiǎn)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和自動(dòng)化程度的不斷提高,一方面使得生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)離控制室越來越遠(yuǎn);另一方面生產(chǎn)過程的檢測(cè)與控制系統(tǒng)也變得越來越龐大,從而導(dǎo)致傳輸電纜長(zhǎng)度的大幅度增加,而且實(shí)踐也證明了電纜長(zhǎng)度的增加已足以影響系統(tǒng)的本安性能,因此,有必要對(duì)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(shí)并重視這種影響,確保危險(xiǎn)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(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,最大的可達(dá)200 pF/m。由于電纜電阻對(duì)分布電容的影響很小,故通常不予與考慮,實(shí)驗(yàn)表明,只有當(dāng)電纜長(zhǎng)度大于1km時(shí),電纜電阻對(duì)分布電容才會(huì)產(chǎn)生微小的影響。對(duì)于一個(gè)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(zhǎng)電纜時(shí),電纜電容應(yīng)用為主考慮的因素,尤其是對(duì)于用于ⅡC爆炸性環(huán)境及電纜長(zhǎng)度大于500m的情況,就應(yīng)引起重視。