什么是本质安全型电缆？
- 引言：什么是本质安全型电缆？
一个本质安全（IS）电缆是一种专为在危险（爆炸性）环境中运行而设计的电缆，不会有点燃的风险。
官方定义（IEC 60079-11）：本质安全电路是一种“在规定的试验条件下，任何火花或热效应都无法点燃空气中可燃或可燃材料的混合物。”
简单来说：IS 电缆连接到适当的能量限制屏障时，所携带的电能非常少，即使发生短路或断线，也无法产生足以点燃周围可燃气体、蒸汽或粉尘的火花。
关键区别：
| 保护方法 | 工作原理 | 电缆的作用 |
| 防爆型（Ex-d） | 重型围栏包含爆炸 | 电缆通过防爆接头进入；电缆本身可以是标准电缆。 |
| 本质安全型（Ex-i / IS） | 能量限制阻止爆炸 | 电缆必须具有受控的电气参数（低Cc/Lc）。 |
（本安系统图）
鼎尊电缆，我们的本质安全电缆按照 IEC 60079-11 标准制造，具有低电容/低电感结构，并采用符合危险区域要求的强制性浅蓝色护套。
- 本质安全型电缆的工作原理是什么？
本质安全型电缆不能单独使用，它是经过认证的电缆系统的一部分。信息系统由三个部分组成：
表1：信息系统三个组成部分
| 成分 | 地点 | 功能 | 例子 |
| 1. IS 障碍（齐纳二极管或电隔离器） | 安全区（控制室） | 将电压、电流和总功率限制在安全水平（通常为小于1.3瓦） | 28V、93mA、1.2W 屏障 |
| 2. IS电缆 | 危险区域（0/1/2区） | 传输的能量有限不储存额外能量这可能以火花的形式释放出来。 | 蓝色护套低电容电缆 |
| 3. IS仪器 | 危险区域 | 设计用于在有限的能源范围内运行。 | 压力变送器、气体检测器、热电偶 |
能量限制原理：
- 本安型电缆的关键要求
并非所有电缆都适用于IS系统。IEC 60079-14和NFPA 70规定了强制性要求。
表 2：本质安全型电缆要求
| 要求 | 规格 | 源标准 | 为什么这很重要 |
| 能量限制 | 电缆必须与非IS电路隔离。 | IEC 60079-14 | 防止危险的能量迁移 |
| 电容 (Cc) | 低分布电容（典型值≤150 nF/km） | IEC 60079-14 | 电缆储存能量；短路时，储存的电荷会以火花的形式释放出来。 |
| 电感（Lc） | 低分布电感（典型值≤0.8 mH/km） | IEC 60079-14 | 电感电路在断开时会产生电压尖峰。 |
| 屏蔽 | 为防止电磁干扰耦合而必需 | NFPA 70 第 504.30 节 | 电磁干扰会在长距离电缆上感应出足以点燃的能量。 |
| 机械防护 | 坚韧的鞘（PUR、LSZH 或类似材料） | IEC 60092-502 | 能够经受恶劣的工业环境 |
| 鉴别 | 浅蓝色（RAL 5015）外层护套 | IEC 60079-14（全球标准） | 立即进行视觉识别；防止意外连接到非IS电源 |
| 导体 | 绞合铜线（5/6类） | IEEE 1580 | 柔韧性和抗振性 |
鼎尊电缆，我们的IS电缆满足所有这些要求：低Cc/Lc值、镀锡铜编织屏蔽层、多股镀锡铜导体，以及强制性浅蓝色（RAL 5015）外护套符合IEC 60079-14标准。
- 浅蓝色颜色代码：为什么IS线缆是蓝色的
在全球范围内，用于本质安全电路的电缆必须能够通过某种方式进行识别。浅蓝色外层（RAL 5015）符合 IEC 60079-14 标准。
为什么颜色编码至关重要：
| 问题 | 忽略颜色代码的后果 |
| 意外连接非IS电源 | 技术人员可能将 120V 交流电源电路连接到 IS 型接线端子上，从而破坏安全屏障并造成爆炸危险。 |
| 维护混乱 | 如果没有目视识别，电工可能会误认为电路是安全的，而实际上并非如此。 |
| 违反监管规定 | 审计人员会将非蓝色IS电路标记为违规，并可能导致运营中断。 |
合规要求：
| 元素 | 要求 |
| 电缆外护套 | 浅蓝色（RAL 5015） |
| 电缆标记 | 耐用的“Ex-ia”或“Ex-ib”标记 |
| 终端 | 浅蓝色端子或套管 |
| 导管系统 | 浅蓝色导管或“本质安全”标签 |
警告：如果你的电缆护套是黑色、灰色或除浅蓝色以外的任何颜色，那么它是不合规对于符合 IEC 60079-14 标准的 IS 电路——无论其电气性能如何。
（本安型电缆横截面）
鼎尊电缆，我们的IS电缆具有以下特点浅蓝色（RAL 5015）低烟无卤外护套采用耐用的 Ex-ia/Ex-ib 标记，确保立即符合危险区域合规要求。
- 电气参数：电容 (Cc) 和电感 (Lc)
电缆本身以两种形式储存电能。这些储存的能量在发生故障（短路或断路）时可能以火花的形式释放出来。经认证的IS电缆必须具备以下特性：低且有据可查Cc 和 Lc 值。
表 3：为什么 Cc 和 Lc 对本质安全至关重要
| 范围 | 象征 | 它代表什么 | 风险 | 信息系统要求 |
| 电容 | Cc (nF/km) | 电缆的作用类似于电容器，在导体之间以及导体与屏蔽层之间存储电荷。 | 短路时，储存的电荷会以火花的形式释放出来。电容越大，火花越大，点火风险越高。 | 低的（典型值≤150 nF/km） |
| 电感 | Lc（µH/m 或 mH/km） | 电缆环将磁能储存在导体周围的磁场中。 | 打开时，坍缩的磁场会产生电压尖峰，从而可能引发火花。 | 低且可控（典型值≤0.8 mH/km） |
| 左/右比率 | L/R (µH/Ω) | 电路的时间常数；将储存的磁能与电阻联系起来 | 用于矿业电缆认证（BS 6704） | 必须符合屏障规格 |
实体概念：
为了使IS系统保持认证状态，所有三个组件都必须具有兼容的电气参数：
- 障碍输出：Voc (V), Isc (A),那（最大允许电容值），这（最大允许电感）
- 有线电视现实： 抄送（电缆电容/公里），液化石油气（电缆电感/公里）
- 现场仪器：Ci（内部电容），Li（内部电感）
验证公式：
- 电容检查：(Cc × 长度) + Ci ≤ Ca
- 电感检查：(Lc × 长度) + Li ≤ La
关键意义：如果电缆制造商不提供Cc 和 Lc 值这种电缆不能用于经过认证的IS系统。这就是为什么在危险区域使用“任何屏蔽电缆”都是危险且不合规的原因。
鼎尊电缆，我们提供经认证的 Lc (µH/m) 和 Cc (nF/km) 参数每次 IS 电缆发货，您都可以执行准确的实体计算并保持危险区域合规性。
- Ex-ia、Ex-ib 和 Ex-ic：信息系统保护级别
IS电路按其容错能力和允许的危险区域进行分类。
表 4：IS 防护等级（IEC 60079-11）
| 等级 | 容错性 | 适用区域（IEC） | 典型应用 | 电缆要求 |
| 今后 | 两个独立的断层 | 0区（持续爆炸风险） | 甲烷检测器、氧气分析仪 | 最严格的 Cc/Lc 限制 |
| 前任 | 单一故障 | 1区（可能存在爆炸风险） | 压力变送器、温度传感器 | 适度的 Cc/Lc 限制 |
| 前 | 无故障（仅正常运行） | 2区（不太可能，持续时间短） | 非激励性电路 | 标准IS电缆可能可以接受 |
对电缆选择的影响：
- 今后要求Cc和Lc值尽可能低，以确保在双重故障条件下的安全。
- 前任要求较为宽松，但仍需要经过认证的IS电缆。
- 前虽然要求最为宽松，但仍建议使用IS认证的电缆。
鼎尊电缆，我们生产符合IS标准的电缆。今后和前任，并记录了用于实体验证的 Cc/Lc 参数。
- 本安型电缆的屏蔽要求
每NFPA 70 第 504.30 节本质安全电路需要屏蔽以防止电磁干扰耦合。
为什么必须进行防护：
| EMI 来源 | 场强 | 潜在危险 |
| 变频驱动器（VFD） | 10-50 伏/米 | 可在未屏蔽电缆上感应电压，产生足以点燃电缆的能量。 |
| 无线电发射器（对讲机） | 5-30 伏/米 | 高频能量耦合到电缆上 |
| 焊接设备 | 50-100+ 伏/米 | 严重的电磁干扰突发 |
| 大型电机启动 | 20-60 伏/米 | 瞬态电磁场 |
IS电缆的屏蔽方案：
| 盾牌类型 | 覆盖范围 | 最佳应用 | IS 适用性 |
| 箔片护罩 | 100% | 固定装置，高频电磁干扰 | 适用于短时、静态IS运行 |
| 编织护盾 | 70-95% | 动态/柔性应用，低频电磁干扰 | 推荐用于采矿、机器人领域 |
| 复合材料（箔+编织层） | 100% + 编织 | 恶劣的工业环境，高电磁干扰 | 最适用于炼油厂和化工厂 |
关键接地规则：屏蔽层必须接地。仅一分（通常在安全区域内的屏障处）防止接地回路引入危险能量。
鼎尊电缆，我们的IS电缆具有镀锡铜编织屏蔽层（覆盖率≥85%）标准配置包括复合材料（箔+编织），适用于高电磁干扰环境。
- 本安电缆结构要求
表5：IS电缆结构规范
| 成分 | 信息系统要求 | 为什么 |
| 导体 | 绞合铜（5/6 类，7-19 股） | 安装灵活；抗震性能好 |
| 导体材料 | 镀锡铜（受到推崇的） | 在腐蚀性环境中的耐腐蚀性 |
| 导线规格 | 18-24 AWG（典型值） | 兼顾阻力和柔韧性 |
| 绝缘 | PE（聚乙烯）或者交联聚乙烯 | 低介电常数（ε）ᵣ=2.3) = 低电容 = 更长的安全距离 |
| 配对识别 | 蓝/黑（标准）或编号 | 防止接线错误 |
| 屏蔽 | 整体镀锡铜编织（覆盖率≥85%） | 阻断电磁干扰 |
| 排水线 | 包括（镀锡铜） | 简化单点接地 |
| 内层外套 | 低烟无卤或聚氯乙烯 | 增加机械保护 |
| 外鞘 | 浅蓝色（RAL 5015）低烟无卤或聚氨酯 | 根据IEC 60079-14标准，强制性视觉识别 |
| 温度范围 | -40°C 至 +90°C（标准）；-65°C 至 +200°C（优质 FEP） | 能耐受极端植物环境 |
| 火焰等级 | IEC 60332-1-2（最低标准）；IEC 60332-3-24（高级标准） | 消防安全 |
鼎尊电缆，我们的IS电缆采用以下材料制造：聚乙烯或交联聚乙烯绝缘材料（低Cc），镀锡铜编织屏蔽层（≥85%覆盖率），以及浅蓝色（RAL 5015）低烟无卤外护套—完全符合IEC 60079-11和IEC 60079-14标准。
- 本安型电缆在行业的应用
对于所有进入危险区域的低能耗电路，必须使用 IS 电缆。
表 6：IS 电缆在各行业的应用
| 行业 | 危险区域 | 典型的信息系统应用 | 所需IS评级 |
| 石油和天然气 | 1/2区（井口、平台、炼油厂） | 压力变送器、流量计、气体检测器、热电阻、液位开关 | 前任或者今后 |
| 化学加工 | 1区（反应堆、储罐） | pH传感器、温度探头、电磁阀 | 前任 |
| 制药 | 1区（溶剂处理、乙醇储存） | 批次控制仪器、洁净室传感器 | 前任 |
| 煤炭开采 | 0/1区（地下） | 甲烷探测器、指示灯、接近传感器、通信系统 | 今后（0区） |
| 废水 | 1区（沼气池建筑） | 甲烷监测仪、氧气分析仪、液位传感器 | 前任 |
| 喷漆房 | 1区 | 空气质量传感器、温度监测器、排气控制装置 | 前任 |
| 粮食处理 | 20/21区（粉尘危害） | 料仓液位传感器、温度监控、输送机控制 | 前任 |
- IS电缆的安装要求（IEC 60079-14）
即使是最好的IS线缆，如果安装不当也会失效。
表 7：IS 电缆安装要求
| 规则 | 要求 | 为什么 |
| 分离 | IS电路必须是物理隔离来自非IS电路 | 防止危险的能量泄漏 |
| 隔离距离 | ≥50毫米（2英寸）来自非IS电缆（或通过接地金属隔板） | 防止危险能量的感应/容性耦合 |
| 终端识别 | 使用浅蓝色终端或套管 | 维护人员目视安全检查 |
| 导管系统 | 如果与非IS设备共用导管，则导管必须是浅蓝色或贴有标签 | 防止拉拔过程中意外混匀 |
| 无拼接 | 避免拼接；使用连续电缆 | 接头会产生未知的电参数（未知的 Ci/Li） |
| 接地 | 护盾接地仅一分（安全区域） | 防止可能引入危险能量的接地回路 |
| 文档 | 维护IS系统文档（屏障参数、电缆Cc/Lc、仪器Ci/Li） | 符合监管要求 |
- 关于本质安全型电缆的常见误区
| 神话 | 现实 |
| “任何屏蔽电缆都符合IS标准。” | 错误。IS电缆需要受控的Cc/Lc参数、蓝色护套和有据可查的实体参数。标准屏蔽电缆缺乏经认证的Cc/Lc值。 |
| “护栏本身就能起到安全作用——钢缆并不重要。” | 错误。电缆会储存能量（电容/电感）。高电容电缆会因超过 Ca 值而破坏屏障的安全等级。 |
| “蓝色线缆只是营销策略上的偏好。” | 错误。蓝色（RAL 5015）是根据 IEC 60079-14 的规定用于IS电路识别。非蓝色电缆不符合规定。 |
| “我可以用标准连接器拼接IS电缆。” | 错误。接线会产生未知的电气参数（Ci、Li），这会使实体计算无效。请使用经认证的IS接线盒。 |
| “对于2区来说，IS电缆有点性能过剩了。” | IS 要求因区域而异，但为了保持一致性和合规性，仍建议使用 IS 级电缆。2 区可使用 Ex-ic 电缆。 |
| “所有蓝色电缆都一样。” | 错误。蓝色是安全颜色代码并非性能指标。请核实IS认证、Cc/Lc值以及制造商可追溯性。 |
（鼎尊电缆本质安全型电缆安装）
和20余年专业制造经验，定尊电缆是全球能源、化工、矿业和制药项目值得信赖的合作伙伴，这些项目需要获得认证。本安型（IS）电缆用于危险区域仪表。我们将深厚的危险区域专业知识与极高的可定制性提供符合您确切的 IS 规范和实体参数的电缆。
我们的本质安全型电缆能力：
| 能力 | 定尊规格 |
| 遵守 | IEC 60079-11、IEC 60079-14、NFPA 70、IEEE 1580 |
| 防护等级 | 今后（0区）前任（区域 1） |
| 鞘色 | 浅蓝色（RAL 5015）— 根据IEC 60079-14标准强制执行 |
| 护套材料 | LSZH（防火、低烟）、PUR（耐油/耐磨）、PVC（通用） |
| 绝缘 | 聚乙烯或交联聚乙烯— 低介电常数 = 低电容 (≤150 nF/km) |
| 屏蔽 | 整体镀锡铜编织（覆盖率≥85%）+ 排水槽 |
| 导体 | 镀锡铜绞线（5/6 类，18-24 AWG） |
| 电气参数 | 经认证的 Lc (µH/m) 和 Cc (nF/km)为实体计算提供 |
| 温度范围 | -40°C 至 +90°C（标准）；-65°C 至 +200°C（优质 FEP） |
| 火焰等级 | IEC 60332-1-2（标准）；IEC 60332-3-24（低烟无卤选项） |
| 认证 | ISO 9001:2015、CE、RoHS、REACH（可根据要求提供UL认证） |
| 测试 | 100% 电气测试每卷电缆（导体电阻、绝缘电阻、高压） |
（鼎尊电缆的IS电缆实体参数测试）
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