什麼是本質安全型電纜？
- 引言：什麼是本質安全型電纜？
一個本質安全（IS）電纜是一種專為在危險（爆炸性）環境中運作而設計的電纜，不會有點燃的風險。
官方定義（IEC 60079-11）：本質安全電路是一種“在規定的試驗條件下，任何火花或熱效應都無法點燃空氣中可燃或可燃材料的混合物。”
簡單來說：IS 電纜連接到適當的能量限制屏障時，所攜帶的電能非常少，即使發生短路或斷線，也無法產生足以點燃周圍可燃氣體、蒸汽或粉塵的火花。
關鍵區別：
| 保護方法 | 工作原理 | 電纜的作用 |
| 防爆型（Ex-d） | 重型圍欄包含霹靂 | 電纜透過防爆接頭進入；電纜本身可以是標準電纜。 |
| 本質安全型（Ex-i / IS） | 能量限制阻止霹靂 | 電纜必須具有受控的電氣參數（低Cc/Lc）。 |
（本安系統圖）
鼎尊電纜，我們的本質安全電纜按照 IEC 60079-11 標準製造，具有低電容/低電感結構，並採用符合危險區域要求的強制性淺藍色護套。
- 本質安全型電纜的工作原理是什麼？
本質安全型電纜不能單獨使用，它是經過認證的電纜系統的一部分。資訊系統由三個部分組成：
表1：資訊系統三個組成部分
| 成分 | 地點 | 功能 | 例子 |
| 1. IS 障礙（齊納二極體或電隔離器） | 安全區（控制室） | 將電壓、電流和總功率限制在安全等級（通常為小於1.3瓦） | 28V、93mA、1.2W 屏障 |
| 2. IS電纜 | 危險區域（0/1/2區） | 傳輸的能量有限不儲存額外能量這可能以火花的形式釋放出來。 | 藍色護套低電容電纜 |
| 3. IS儀器 | 危險區域 | 設計用於在有限的能源範圍內運作。 | 壓力變送器、氣體偵測器、熱電偶 |
能量限制原理：
- 本安型電纜的關鍵要求
並非所有電纜都適用於IS系統。 IEC 60079-14和NFPA 70規定了強制性要求。
表 2：本質安全型電纜要求
| 要求 | 規格 | 源標準 | 為什麼這很重要 |
| 能量限制 | 電纜必須與非IS電路隔離。 | IEC 60079-14 | 防止危險的能量遷移 |
| 電容 (Cc) | 低分佈電容（典型值≤150 nF/km） | IEC 60079-14 | 電纜儲存能量；短路時，儲存的電荷會以火花的形式釋放出來。 |
| 電感（Lc） | 低分佈電感（典型值≤0.8 mH/km） | IEC 60079-14 | 電感電路在斷開時會產生電壓尖峰。 |
| 屏蔽 | 為防止電磁幹擾耦合而必需 | NFPA 70 第 504.30 節 | 電磁幹擾會在長距離電纜上感應出足以點燃的能量。 |
| 機械防護 | 堅韌的鞘（PUR、LSZH 或類似材料） | IEC 60092-502 | 能夠承受惡劣的工業環境 |
| 鑑別 | 淺藍色（RAL 5015）外層護套 | IEC 60079-14（全球標準） | 立即進行視覺辨識；防止意外連接到非IS電源 |
| 導體 | 絞合銅線（5/6類） | IEEE 1580 | 柔韌性與抗振性 |
鼎尊電纜，我們的IS電纜滿足所有這些要求：低Cc/Lc值、鍍錫銅編織屏蔽、多股鍍錫銅導體，以及強制性淺藍色（RAL 5015）外護套符合IEC 60079-14標準。
- 淺藍色顏色代碼：為什麼IS線纜是藍色的
在全球範圍內，用於本質安全電路的電纜必須能夠以某種方式進行識別。淺藍色外層（RAL 5015）符合 IEC 60079-14 標準。
為什麼顏色編碼至關重要：
| 問題 | 忽略顏色代碼的後果 |
| 意外連接非IS電源 | 技術人員可能將 120V 交流電源電路連接到 IS 型接線端子上，破壞安全屏障並造成爆炸危險。 |
| 維護混亂 | 如果沒有目視識別，電工可能會誤以為電路是安全的，但實際上並非如此。 |
| 違反監理規定 | 審計人員會將非藍色IS電路標記為違規，並可能導致營運中斷。 |
合規要求：
| 元素 | 要求 |
| 電纜外護套 | 淺藍色（RAL 5015） |
| 電纜標記 | 耐用的“Ex-ia”或“Ex-ib”標記 |
| 終端 | 淺藍色端子或套管 |
| 導管系統 | 淺藍色導管或「本質安全」標籤 |
警告：如果你的電纜護套是黑色、灰色或除淺藍色以外的任何顏色，那麼它就是不合規對於符合 IEC 60079-14 標準的 IS 電路—無論其電氣性能如何。
（本安型電纜橫斷面）
鼎尊電纜，我們的IS電纜具有以下特點淺藍色（RAL 5015）低煙無鹵外護套採用耐用的 Ex-ia/Ex-ib 標記，確保立即符合危險區域合規要求。
- 電氣參數：電容 (Cc) 和電感 (Lc)
電纜本身以兩種形式儲存電能。這些儲存的能量在發生故障（短路或斷路）時可能以火花的形式釋放出來。經認證的IS電纜必須具備以下特性：低且有據可查Cc 和 Lc 值。
表 3：為什麼 Cc 和 Lc 對本質安全至關重要
| 範圍 | 象徵 | 它代表什麼 | 風險 | 資訊系統要求 |
| 電容 | Cc (nF/km) | 電纜的作用類似於電容器，在導體之間以及導體與屏蔽層之間儲存電荷。 | 短路時，儲存的電荷會以火花的形式釋放出來。電容越大，火花越大，點火風險越高。 | 低的（典型值≤150 nF/km） |
| 電感 | Lc（µH/m 或 mH/km） | 電纜環將磁能儲存在導體周圍的磁場中。 | 開啟時，坍縮的磁場會產生電壓尖峰，可能引發火花。 | 低且可控（典型值≤0.8 mH/km） |
| 左/右比率 | L/R (µH/Ω) | 電路的時間常數；將儲存的磁能與電阻連結起來 | 用於礦業電纜認證（BS 6704） | 必須符合屏障規格 |
實體概念：
為了使IS系統保持認證狀態，所有三個組件都必須具有相容的電氣參數：
- 障礙輸出：Voc (V), Isc (A),那（最大允許電容值），這（最大允許電感）
- 有線電視現實： 副本（電纜電容/公里），液化石油氣（電纜電感/公里）
- 現場儀器：Ci（內部電容），Li（內部電感）
驗證公式：
- 電容檢查：(Cc × 長度) + Ci ≤ Ca
- 電感檢查：(Lc × 長度) + Li ≤ La
關鍵意義：如果電纜製造商不提供Cc 和 Lc 值這種電纜不能用於經過認證的IS系統。這就是為什麼在危險區域使用“任何屏蔽電纜”都是危險且不合規的原因。
鼎尊電纜，我們提供經認證的 Lc (µH/m) 和 Cc (nF/km) 參數每次 IS 電纜發貨，您都可以執行準確的實體計算並保持危險區域合規性。
- Ex-ia、Ex-ib 和 Ex-ic：資訊系統保護級別
IS電路依其容錯能力和允許的危險區域進行分類。
表 4：IS 防護等級（IEC 60079-11）
| 等級 | 容錯性 | 適用區域（IEC） | 典型應用 | 電纜要求 |
| 今後 | 兩個獨立的斷層 | 0區（持續爆炸風險） | 甲烷檢測器、氧氣分析儀 | 最嚴格的 Cc/Lc 限制 |
| 前任 | 單一故障 | 1區（可能有爆炸風險） | 壓力變送器、溫度感測器 | 適度的 Cc/Lc 限制 |
| 前 | 無故障（僅正常運作） | 2區（不太可能，持續時間短） | 非激勵性電路 | 標準IS電纜可能可以接受 |
對電纜選擇的影響：
- 今後要求Cc和Lc值盡可能低，以確保在雙重故障條件下的安全。
- 前任要求較為寬鬆，但仍需經過認證的IS電纜。
- 前雖然要求最寬鬆，但仍建議使用IS認證的電纜。
鼎尊電纜，我們生產符合IS標準的電纜。今後和前任，並記錄了用於實體驗證的 Cc/Lc 參數。
- 本安型電纜的屏蔽要求
每NFPA 70 第 504.30 節本質安全電路需要屏蔽以防止電磁幹擾耦合。
為什麼必須進行防護：
| EMI 來源 | 場強 | 潛在危險 |
| 變頻驅動器（VFD） | 10-50 伏特/米 | 可在未屏蔽電纜上感應電壓，產生足以點燃電纜的能量。 |
| 無線電發射器（對講機） | 5-30 伏特/米 | 高頻能量耦合到電纜上 |
| 焊接設備 | 50-100+ 伏特/米 | 嚴重的電磁幹擾突發 |
| 大型馬達啟動 | 20-60 伏特/米 | 瞬態電磁場 |
IS電纜的屏蔽方案：
| 盾牌類型 | 覆蓋範圍 | 最佳應用 | IS 適用性 |
| 箔片護罩 | 100% | 固定裝置，高頻電磁幹擾 | 適用於短時間、靜態IS運行 |
| 編織護盾 | 70-95% | 動態/柔性應用，低頻電磁幹擾 | 推薦用於採礦、機器人領域 |
| 複合材料（箔片+編織層） | 100% + 編織 | 惡劣的工業環境，高電磁幹擾 | 最適用於煉油廠和化工廠 |
關鍵接地規則：屏蔽層必須接地。僅一分（通常在安全區域內的屏障處）防止接地迴路引入危險能量。
鼎尊電纜，我們的IS電纜具有鍍錫銅編織屏蔽（覆蓋率≥85%）標準配置包括複合材料（箔片+編織），適用於高電磁幹擾環境。
- 本安電纜結構要求
表5：IS電纜結構規範
| 成分 | 資訊系統要求 | 為什麼 |
| 導體 | 絞合銅（5/6 類，7-19 股） | 安裝靈活；抗震性能好 |
| 導體材料 | 鍍錫銅（受到推崇的） | 在腐蝕性環境中的耐腐蝕性 |
| 導線規格 | 18-24 AWG（典型值） | 兼顧阻力和柔韌性 |
| 絕緣 | PE（聚乙烯）或者交聯聚乙烯 | 低介電常數（ε）ᵣ=2.3) = 低電容 = 更長的安全距離 |
| 配對識別 | 藍/黑（標準）或編號 | 防止接線錯誤 |
| 屏蔽 | 整體鍍錫銅編織（覆蓋率≥85%） | 阻斷電磁幹擾 |
| 排水線 | 包括（鍍錫銅） | 簡化單點接地 |
| 內層外套 | 低煙無鹵或聚氯乙烯 | 增加機械保護 |
| 外鞘 | 淺藍色（RAL 5015）低煙無鹵或聚氨酯 | 根據IEC 60079-14標準，強制性視覺識別 |
| 溫度範圍 | -40°C 至 +90°C（標準）；-65°C 至 +200°C（優質 FEP） | 能耐受極端植物環境 |
| 火焰等級 | IEC 60332-1-2（最低標準）；IEC 60332-3-24（高級標準） | 消防安全 |
鼎尊電纜，我們的IS電纜採用以下材料製造：聚乙烯或交聯聚乙烯絕緣材料（低Cc），鍍錫銅編織屏蔽層（≥85%覆蓋率），以及淺藍色（RAL 5015）低煙無鹵外護套—完全符合IEC 60079-11和IEC 60079-14標準。
- 本安型電纜在業界的應用
對於所有進入危險區域的低能耗電路，必須使用 IS 電纜。
表 6：IS 電纜在各行業的應用
| 產業 | 危險區域 | 典型的資訊系統應用 | 所需IS評級 |
| 石油和天然氣 | 1/2區（井口、平台、煉油廠） | 壓力變送器、流量計、氣體偵測器、熱電阻、液位開關 | 前任或者今後 |
| 化學加工 | 1區（反應器、儲槽） | pH感測器、溫度探頭、電磁閥 | 前任 |
| 製藥 | 1區（溶劑處理、乙醇儲存） | 批次控制儀器、無塵室感測器 | 前任 |
| 煤炭開採 | 0/1區（地下） | 甲烷探測器、指示燈、接近感測器、通訊系統 | 今後（0區） |
| 廢水 | 1區（沼氣池建築） | 甲烷監測儀、氧氣分析儀、液位感知器 | 前任 |
| 噴漆房 | 1區 | 空氣品質感知器、溫度監測器、排氣控制裝置 | 前任 |
| 糧食處理 | 20/21區（粉塵危害） | 料倉液位感測器、溫度監控、輸送機控制 | 前任 |
- IS電纜的安裝要求（IEC 60079-14）
即使是最好的IS線纜，如果安裝不當也會失效。
表 7：IS 電纜安裝要求
| 規則 | 要求 | 為什麼 |
| 分離 | IS電路必須是物理隔離來自非IS電路 | 防止危險的能量洩漏 |
| 隔離距離 | ≥50毫米（2吋）來自非IS電纜（或透過接地金屬隔板） | 防止危險能量的感應/容性耦合 |
| 終端識別 | 使用淺藍色終端或套管 | 維修人員目視安全檢查 |
| 導管系統 | 如果與非IS設備共用導管，導管必須是淺藍色或貼有標籤 | 防止拉拔過程中意外混勻 |
| 無拼接 | 避免拼接；使用連續電纜 | 接頭會產生未知的電參數（未知的 Ci/Li） |
| 接地 | 護盾接地僅一分（安全區域） | 防止可能引入危險能量的接地迴路 |
| 文件 | 維護IS系統文件（屏障參數、電纜Cc/Lc、儀器Ci/Li） | 符合監理要求 |
- 關於本質安全型電纜的常見誤解
| 神話 | 現實 |
| “任何屏蔽電纜都符合IS標準。” | 錯誤。 IS電纜需要受控的Cc/Lc參數、藍色護套和有據可查的實體參數。標準屏蔽電纜缺乏經認證的Cc/Lc值。 |
| “護欄本身就能起到安全作用——鋼纜並不重要。” | 錯誤。電纜會儲存能量（電容/電感）。高電容電纜會因超過 Ca 值而破壞屏障的安全等級。 |
| “藍色線纜只是行銷策略上的偏好。” | 錯誤。藍色（RAL 5015）是根據 IEC 60079-14 的規定用於IS電路辨識。非藍色電纜不符合規定。 |
| “我可以用標準連接器拼接IS電纜。” | 錯誤。接線會產生未知的電氣參數（Ci、Li），這會使實體計算無效。請使用經認證的IS接線盒。 |
| “對於2區來說，IS電纜有點性能過剩了。” | IS 要求因區域而異，但為了保持一致性和合規性，仍建議使用 IS 級電纜。 2 區可使用 Ex-ic 電纜。 |
| “所有藍色電纜都一樣。” | 錯誤。藍色是安全顏色代碼並非性能指標。請核實IS認證、Cc/Lc值以及製造商可追溯性。 |
（鼎尊電纜本質安全型電纜安裝）
和20餘年專業製造經驗，定尊電纜是全球能源、化學、礦業和製藥項目值得信賴的合作夥伴，這些項目需要獲得認證。本安型（IS）電纜用於危險區域儀表。我們將深厚的危險區域專業知識與極高的可自訂性提供符合您確切的 IS 規範和實體參數的電纜。
我們的本質安全型電纜能力：
| 能力 | 定尊規格 |
| 遵守 | IEC 60079-11、IEC 60079-14、NFPA 70、IEEE 1580 |
| 防護等級 | 今後（0區）前任（區域 1） |
| 鞘色 | 淺藍色（RAL 5015）— 根據IEC 60079-14標準強制執行 |
| 護套材料 | LSZH（防火、低菸）、PUR（耐油/耐磨）、PVC（通用） |
| 絕緣 | 聚乙烯或交聯聚乙烯— 低介電常數 = 低電容 (≤150 nF/km) |
| 屏蔽 | 整體鍍錫銅編織（覆蓋率≥85%）+ 排水槽 |
| 導體 | 鍍錫銅絞線（5/6 類，18-24 AWG） |
| 電氣參數 | 經認證的 Lc (µH/m) 和 Cc (nF/km)為實體計算提供 |
| 溫度範圍 | -40°C 至 +90°C（標準）；-65°C 至 +200°C（優質 FEP） |
| 火焰等級 | IEC 60332-1-2（標準）；IEC 60332-3-24（低菸無鹵選項） |
| 認證 | ISO 9001:2015、CE、RoHS、REACH（可依要求提供UL認證） |
| 測試 | 100% 電氣測試每卷電纜（導體電阻、絕緣電阻、高壓） |
（鼎尊電纜的IS電纜實體參數測試）
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