叶向东:关于仪表信号共用电缆的问题
2023年01月04日 08:31:46
来源：云南昌晖仪表制造有限公司 >> 进入该公司展台
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仪表和电气信号能共用一根电缆吗？常用的仪表信号能不能共同一根线缆......本文就关于仪表信号共用电缆的问题，特邀仪表专家SEI叶向东进行集中答疑，帮助仪表工理解和应用。
1、常用的AI、AO、DI、DO信号能不能共用一根电缆？
答：AI、AO是4-20mADC信号，采用24VDC供电；DI、DO可能采用24VDC供电，也可能采用220VAC供电。根据同一电压等级，或者同一信号性质可以共用电缆的概念，AI、AO采用24VDC电源的DI、DO都属于同一类电压等级，互相几乎没有干扰或干扰很小，不会影响信号质量，是可以采用同一根多芯电缆的，但采用220VAC的DI、DO不应跟上述信号采用同一根电缆。
注意：信号干扰只与电压等级和频率特性有关，与接点的位置和卡件种类DI或DO无关。例如：采用24VDC电源的DI、DO可以共用一根电缆；采用220VAC电源的DI、DO可以共用一根电缆，否则不可。
2、为什么不同电压等级和频率特性的信号不能共用一根电缆？
答：根据电磁感应效应，变化的电流(包括交流电流、直流电流的通、断瞬间)会在附近产生交变电磁场，处于交变电磁场中的导体会产生感应电势，如果构成通路会形成感应电流，对信号造成干扰。另外，直流电也会产生静电场，附近的导体会产生静电，也会对信号产生干扰。由于感应电流或感应静电的幅值比源电流要小得多，所以相同电压等级、电流等级互相产生的干扰较小，一般不会对信号质量产生明显的影响，但高电压等级、强电流等级产生的干扰就不可忽视了，轻则信号失真，重则损坏卡件。例如：4～20mADC信号与220VAC供电的电缆在一起，受干扰影响的是信号质量，而不是供电质量。
3、仪表信号通常有哪些电压等级？
答：仪表信号常见的信号电压等级有：
①直流信号电压。包括1-5VDC、±5VDC、±12VDC、24VDC(为4-20mADC供电及开关电压信号)、5-15VDC(用于通信信号)、7-12VDC等。
②mV级信号电压。mV、热电偶、热电阻。热电偶是mV信号，热电阻是测量电桥或放大器恒流信号。
③交流供电电压。220VAC、110VAC。用于供电和开关电压信号。
④直流供电电压。220VDC、110VDC。用于供电和开关电压信号。
4、仪表信号有哪些种类和频率？
答：有直流信号、交流信号、数字信号、通信信号、调制信号等。频率有50Hz、kHz、MHz等。
5、仪表信号电缆的敷设有什么规范？
答：关于仪表信号电缆的敷设规范主要有：SH/T3019-2016《石油化工仪表管道线路设计规范》、HG/T20512-2014《仪表配管配线设计规范》。
6、仪表信号采用同一根电缆有什么具体规定？
答：总的来说：不同电压等级及频率特性的信号不应共用一根电缆；本安系统的配线与非本安系统的配线应分开，当然不能共用一根电缆；现场总线和通信电缆要单独敷设。
仪表信号电缆不能与交流供配电电缆共用一根电缆。
SH/T3019-2016：
7.1.7 不同电压等级及频率特性的信号，不应共用一根电缆及同一个接线箱。
7.1.8 本案系统的配线应与非本案系统配线分开；本安系统配线外护套管颜色应为蓝色。
7.1.9 现场总线和通讯电缆宜单独敷设；当不能单独敷设时应加隔板隔离。
HG/T20512-2014：
8.1.7 不同电平的信号，不应共用一根多芯电缆和接线箱。
8.1.8 本安和非本安的信号，不应共用同一多芯电缆和同一接线箱。
7、如果不同电压等级的信号需要共用一根电缆怎么办？
答：如果一定要采用同一根电缆，可以采用分屏蔽层的电缆并接地，即可明显减少干扰。
8、为什么本安系统电缆和非本安系统电缆要分开敷设？
答：为了防止电缆意外破损后，非本安系统的电能加到本安系统电缆中，破坏现场仪表的本安电能限制，即破坏本安系统功能。
9、本安和非本安系电缆能放在一个电缆槽中又不加隔板吗？
答：可以。条件是本安系统电缆或非本安系统电缆采用铠装电缆。
作者：叶向东
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