什麼是本質安全型儀器電纜？
什麼是本質安全型儀器電纜？
在煉油、化工和採礦等行業，空氣中含有易燃氣體、蒸氣或粉塵。在這些危險區域，即使是儀表電纜損壞產生的簡單電火花，也可能引發災難性的爆炸。
一個本質安全型（IS）儀器電纜解決方案就在於此。與試圖將爆炸限制在密封外殼內的傳統防爆（Ex-d）電纜或導管不同，IS電纜透過確保流經電線的電能完全防止爆炸。溫度始終不夠高，無法產生火花。那可能會引燃大氣層。
本指南解釋了 IS 儀表電纜的工作原理、其強制性構造要求、關鍵電氣參數，以及如何在危險區域安裝中正確指定它們。
- 定義及工作原理
國際標準IEC 60079-11本質安全定義為基於能量限制原理的保護技術。
官方定義：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。”
（本質安全型與防爆型：本質安全型透過限制能量來防止點燃（IEC 60079-11），而防爆型則將爆炸限制在密封外殼內）
工作原理：
- 隔離（Ex-d）：製造一個足夠堅固的重型金屬箱，以承受內部爆炸。
- 預防（Ex-i / IS）：將進入危險區域的電壓、電流和功率限制得足夠低，以至於即使是短路也只會產生極小的電流。無火花和無熱效應能夠點燃。
在鼎尊電纜公司我們生產的 IS 儀表電纜經過精心設計，即使在故障情況下也能保持這些嚴格的能量限制，從而確保您危險區域的儀表安全無虞。
- IS 儀器電纜的關鍵要求（符合 IEC 60079-14 標準）
並非所有電纜都適用於本質安全系統。本質安全電纜具有特定的結構和標識要求，以確保系統完整性。
表 1：強制性 IS 儀器電纜要求
| 要求 | 規格 | 源標準 | 為什麼這很重要 |
| 能量限制 | 必須與非IS電路進行物理隔離。 | IEC 60079-14 | 防止危險能量遷移到危險區域 |
| 屏蔽 | 需要使用（箔片或編織物）來防止電磁幹擾耦合 | NFPA 70 第 504.30 節 | 阻斷可能誘發電流的射頻幹擾 |
| 電感控制（LC） | 必須記錄（µH/m） | IEC 60079-14 | 防止電路斷開時出現電壓尖峰 |
| 電容控制（Cc） | 必須提供文件記錄（nF/km） | IEC 60079-14 | 限制可能以火花形式放電的儲存電荷 |
| 機械防護 | 堅韌的鞘（PUR 或 LSZH） | 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 | 全球標準（IEC 60079-14） | 立即進行視覺辨識可防止意外連接到非IS電源。 |
| 導體 | 絞合銅（5級或6級） | IEEE 1580 | 安裝靈活，抗震性能好 |
關於身分識別的關鍵說明：IEC 60079-14 嚴格要求本質安全電路必須能夠透過以下方式辨識：淺藍色（RAL 5015）。如果電纜護套為黑色，則不是符合資訊系統應用要求。
- 深度解析：IS電纜的屏蔽要求
對於IS儀器電纜而言，屏蔽並非可選項，而是根據NFPA 70第504.30節的規定強制要求。但為什麼呢？
問題：在工業廠房中，變頻驅動器（VFD）、無線電發射機和焊接設備會產生電磁幹擾（EMI）。這種電磁幹擾可能感應電壓和電流連接到長長的儀器電纜。即使屏蔽層將功率限制在 1.2W，附近的無線電發射器也可能在未屏蔽的電纜上感應出足夠的能量，從而產生足以點火的火花。
解決方案：一個盾牌（編織或箔片）它包裹著傳輸訊號的線對。它就像法拉第籠，在感應噪音到達危險區域感測器之前，將其安全地導入地（單點）。
（經認證的本質安全型儀表電纜橫斷面圖，採用鍍錫銅絞線導體、PE/XLPE 低電容絕緣層、整體銅編織屏蔽層，以及符合 IEC 60079-14 標準的強制性淺藍色護套）
表2：IS儀器電纜的屏蔽類型
| 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 | 適用於短距離、靜態運行 |
| 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、行動設備 |
| 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、化工廠、發電廠。 |
IS Shields 的基本規則：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。
在鼎尊電纜公司我們的IS儀器電纜具有鍍錫銅編織屏蔽（覆蓋率≥85%）作為標準配置，並提供適用於極端 EMI 環境的複合選項—確保您的危險區域電路保持安全。
- 電氣參數：電容和電感
該電纜不僅僅是一個被動連接器。它以兩種形式儲存電能，這兩種電能可能在故障時成為點火源。
表 3：關鍵 IS 電纜電氣參數
| 範圍 | 象徵 | 單位 | 為什麼這對本質安全至關重要 |
| 電容（磁芯間） | 副本 | nF/km | 電纜像電池一樣儲存電荷。斷開連接時，這些電荷會以火花的形式釋放出來。電荷量越大，安全距離越短。 |
| 電容（核心螢幕） | 副本 | nF/km | 在導體和屏蔽層之間儲存電荷。對屏蔽電纜至關重要。 |
| 電感 | 液化石油氣 | µH/m 或 mH/km | 電感電路斷開時會產生電壓尖峰。電感值 Lc 越大，火花能量越高。 |
| 左/右比率 | 左/右 | µH/Ω | 定義電路的時間常數。 BS 6704 標準用於礦用電纜。 |
實際影響：如果使用標準的、高電容電纜（便宜的PVC絕緣電線）而不是經過認證的IS電纜（低電容PE/XLPE絕緣），電纜中儲存的能量可能會超過屏障的安全認證——即使使用正確的屏障，也會將「安全」的系統變成潛在的爆炸系統。
- 實體概念：搭配電纜、屏障和儀器
要使一個系統獲得本質安全認證，這三個組成部分屏障、電纜和現場儀表必須具有相容的電氣參數。這被稱為…實體概念。
表4：資訊系統驗證的實體參數
| 成分 | 關鍵參數 | 描述 |
| 屏障（安全區域） | 聲學（開路電壓），伊斯（短路電流）那（最大允許電容值），這（最大允許電感） | 定義了屏障能夠限制多少能量。 |
| IS 電纜 | 副本（電纜電容/公里），液化石油氣（電纜電感/公里） | 必須在電纜資料表中記錄。 |
| 現場儀器 | 那裡（內部電容）那（內部電感） | 儀器製造商提供 |
驗證公式：
- 電容檢查：(電纜電容 × 長度)+ 儀器電容 ≤ 屏障電容 (（Cc × L）+ Ci ≤ Ca)
- 電感檢查：（電纜電感 × 長度）+ 儀器電感 ≤ 障礙電感 (（Lc × L）+ Li ≤ La)
關鍵意義：如果電纜製造商不提供副本和液化石油氣如果有安全隱患，此電纜不能用於經過認證的IS系統。這就是為什麼使用“任何屏蔽電纜”都是危險且不合規的原因。
在鼎尊電纜公司我們提供經認證的LC和CC參數每次 IS 電纜出貨，都能讓您進行準確的實體運算並保持危險區域合規性。
- Ex-ia 與 Ex-ib：內在安全的級別
IS 電路也可以根據其容錯能力和允許的安裝區域進行分類。
表 5：儀器電纜的 Ex-ia 與 Ex-ib 防護等級
| 等級 | 容錯性 | 適用區域 | 典型儀器應用 |
| 今後 | 兩個獨立的斷層 | 0區（持續爆炸風險） | 甲烷氣體探測器、氧氣分析儀 |
| 前任 | 單一故障 | 1區（可能有爆炸風險） | 壓力變送器、溫度感知器、流量計 |
對電纜選擇的影響：為確保在雙重故障情況下的安全，Ex-ia 電路對電纜的 L/C 參數要求比 Ex-ib 電路更為嚴格。在選擇電纜之前，請務必確認所需的 IS 等級。
- IS儀器電纜的構造要求
表 6：IS 儀器電纜結構規範
| 成分 | 資訊系統要求 | 為什麼 |
| 導體 | 絞合銅（5級或6級，7至19股） | 安裝靈活，抗震性能好 |
| 導體材料 | 鍍錫銅（推薦用於工業領域） | 在腐蝕性環境中的耐腐蝕性 |
| 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%） | 阻斷可能引發點火能量的電磁幹擾 |
| 排水線 | 包括（鍍錫銅） | 簡化屏蔽端接 |
| 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 | 圖示可辨識IS電路；LSZH用於防火安全，PUR用於耐油/耐磨。 |
| 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 |
- IS儀器電纜安裝規則
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（IEC 60079-14）
| 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 | 距非IS電纜≥50毫米（2英吋）（或透過接地金屬隔板） | 防止電感/電容耦合 |
| 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 | 拼接會產生未知的電參數 |
| 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 |
- 需要使用IS儀器電纜的應用
對於所有進入危險區域的低能耗電路，IS儀表電纜是強制性的。
（本質安全型（IS）儀表電纜安裝）
表 8：IS 儀器電纜在各行業的應用
| 產業 | 危險區域 | 典型的資訊系統應用 |
| 石油和天然氣 | 1/2區（井口、平台） | 壓力變送器、流量計、氣體偵測器、熱電阻 |
| 化學加工 | 1區（反應器、儲槽） | pH感測器、溫度探頭、液位開關 |
| 製藥 | 區域 1（溶劑處理） | 批次控制儀器、無塵室感測器 |
| 煤炭開採 | 0/1區（地下） | 甲烷探測器、指示燈、接近感測器 |
| 廢水 | 1區（沼氣池建築） | 甲烷監測器、氧氣分析儀 |
| 噴漆房/噴漆室 | 1區 | 空氣品質感知器、溫度監測器 |
關於鼎尊電纜：您的資訊系統儀器電纜工程合作夥伴
和20餘年專業製造經驗，定尊電纜是全球能源、化學和採礦專案值得信賴的合作夥伴，這些專案需要經認證的資格。本安型儀器電纜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。
（鼎尊電纜本質安全型儀表電纜－符合IEC 60079-11危險區域儀表標準認證）
我們的IS儀器電纜能力：
| 能力 | 定尊規格 |
| 遵守 | IEC 60079-11、IEC 60079-14、NFPA 70、IEEE 1580 |
| IS評級 | 今後（0區）和前任（區域 1） |
| 導體 | 鍍錫銅絞線（5/6 類，18-24 AWG） |
| 絕緣 | 聚乙烯或交聯聚乙烯（低電容≤150 nF/km） |
| 屏蔽 | 整體鍍錫銅編織（覆蓋率≥85%，已篩檢） |
| 排水線 | 包含便於接地的部件 |
| 鞘色 | 淺藍色（RAL 5015）—根據IEC 60079-14標準強制要求 |
| 護套材料 | LSZH（防火）、PUR（耐油/耐磨）、PVC（通用） |
| 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） |
| 測試 | 100% 電氣測試每卷 |
為什麼選擇鼎尊電纜作為您危險區域儀表的首選：
- 極高的可自訂性— 線對數（1 到 100+）、導體規格、屏蔽密度、護套材料——所有這些都根據您的 IS 應用量身定制
- 專家工程團隊— 支援實體參數計算（Ca/La 匹配），以確保屏障相容性
- 直接的專業溝通— 快速報價、包含 Lc/Cc 值的完整技術資料表以及全球配送
- 完整文檔— 每批貨物均提供測試報告、合規證明和可追溯性
您的危險區域安裝需要經過認證的IS儀表電纜嗎？[立即聯絡我們的技術團隊進行諮詢或客製化樣品]。