DCS控制系统信号电缆布线规程剖析.doc

浙江中控技术股份有限公司
综合产品事业部-工程部
编号：Q/SUPCON B 12 C10 217－2008
版号: 第1版
修改: 第0次修改
控制系统信号电缆布线规程
类别：核心业务管理
层次：3

1. 目的
电缆的合理敷设可以有效地减少外部干扰对系统的影响，以及减少各种电缆之间的相互干扰。为提高系统运行的可靠性，特制定本规程。
2. 信号分类
2.1 Ⅰ类信号：热电阻信号、热电偶信号、毫伏信号、应变信号等低电平信号。
2.2 Ⅱ类信号：0～5V、1～5V、4～20mA、0～10mA模拟量输入信号；4～20mA、0～10mA模拟量输出信号；电平型开关量输入信号；触点型开关量输入信号；脉冲量输入信号；24VDC小于50mA的阻性负载开关量输出信号。
2.3 Ⅲ类信号：24V～48VDC感性负载或者电流大于50mA的阻性负载的开关量输出信号。
2.4 Ⅳ类信号：110VAC或220VAC开关量输出信号，此类信号的馈线可视作电源线处理布线的问题。
2.5 Ⅰ类信号很容易被干扰，Ⅱ类信号容易被干扰，而Ⅲ和Ⅳ类信号在开关动作瞬间会成为强烈的干扰源，通过空间环境干扰附近的信号线。
3. 信号电缆布设总体原则
3.1 对于Ⅰ类信号电缆，必须采用屏蔽电缆，有条件时最好采用屏蔽双绞电缆。
3.2 对于Ⅱ类信号，尽可能采用屏蔽电缆，其中Ⅱ类信号中用于控制、联锁的模入模出信号、开入信号，必须采用屏蔽电缆，有条件时最好采用屏蔽双绞电缆。
3.3 对于Ⅳ类信号严禁与Ⅰ、Ⅱ类信号捆在一起走线，应作为220V电源线处理，与电源电缆一起走线，有条件时建议采用屏蔽双绞电缆。
3.4 对于Ⅲ类信号，允许与220V电源线一起走线（即与Ⅳ类信号相同），也可以与Ⅰ、Ⅱ类信号一起走线。但在后者情况下Ⅲ类信号必须采用屏蔽电缆，最好为屏蔽双绞电缆，且与Ⅰ、Ⅱ类信号电缆相距15cm以上。
3.5 Ⅰ类信号中的毫伏信号、应变信号应采用屏蔽双绞电缆，这样，可以大大减小电磁干扰和静电干扰。
3.6 条件允许的情况下，Ⅰ～Ⅳ类信号尽可能采用屏蔽电缆（或屏蔽双绞电缆），还应保证屏蔽层只有一点接地，且要接地良好。
3.7 绝对禁止大功率的开关量输出信号线、电源线、动力线等电缆与直接进入DCS系统的Ⅰ、Ⅱ类信号电缆并行捆绑。
3.8 绝对禁止采用一根多芯电缆中的部份芯线用于传输Ⅰ类或Ⅱ类的信号，另外部分芯线用于传输Ⅲ类或Ⅳ类信号。
3.9 严禁同一信号的几芯线分布在不同的几条电缆中（如三线制的热电阻）。
3.10 在现场电缆敷设中，我们必须有效地分离Ⅲ、Ⅳ类信号电缆、电源线等易产生干扰的电缆，使其与现场布设的Ⅰ、Ⅱ类信号的电缆保持在一定的安全距离（如15cm）以上。
3.11 采用屏蔽双绞电缆时，屏蔽层单端接地，防止电容性耦合，双绞是防止电感性耦合。如考虑防雷再加一层屏蔽并双端接地；双绞电缆的绞距为50mm。
4. 电线电缆的选用
4.1 电线电缆的线芯截面积
4.1.1 仪表信号电线电缆的线芯截面应满足检测、控制回路对线路阻抗的要求及施工中对线缆机械强度的要求。其最小线芯截面积不应小于0.75mm2。
4.1.2 在一般或2区防爆场合，对于敷设在电缆桥架或保护管中的二芯及三芯仪表电缆的线芯截面积，可为1.0mm2～1.5mm2；热电偶补偿导线宜选用1.0mm2～2.5mm2。若采用多芯电缆，在线路电阻满足要求的条件下，其线芯截面可适当缩小为0.75mm2～1.5mm2。
4.1.3 电缆明设或在电缆沟内敷设时的最小线芯界面：1区内应不小于2.5mm2；2区内应不小于1.5mm2。
4.2 电线电缆的类型
4.2.1 一般情况下，电线宜选用多股铜芯聚氯乙烯（或聚乙烯）绝缘线；电缆宜选用多股铜芯聚乙烯、绝缘聚氯乙烯护套软电缆。
4.2.2 寒冷地区及高温、低温场所，应考虑电线、电缆允许使用的温度范围。
4.2.3 火灾危险场所架空敷设的电缆，应选用阻燃型电缆。
4.2.4 仪表信号电缆的屏蔽选择
1) 对开关量信号，宜选用总屏蔽；
2) 4mA～20mA或1V～5V DC信号，宜用总屏蔽；当信号电缆经过高强度交变磁场时，宜采用对绞线芯；
3) 热电偶或脉冲量信号，宜采用分屏蔽及总屏蔽；
4) 特殊要求的仪表电缆，应按制造厂的要求选用。
4.2.5 热电偶补偿导线的型号，应与热电偶分度号相匹配。
5. 电线电缆的敷设
5.1 一般规定
5.1.1 电线、电缆应按较短途径集中敷设，避开热源、潮湿、工艺介质排放口、振动、静电、电磁场干扰，不应敷设在影响操作、妨碍设备维修的位置。当无法避免时，应采取防护措施。
5.1.2 电线、电缆不宜平行敷设在高温工艺管道和设备的上方或有腐蚀性液体的工艺管道和设备的下方。
5.1.3 在装置现场，较分散的非铠装电线电缆宜穿在金属管内保护；较集中的电线电缆宜敷设在带盖的电缆电缆桥架或电缆托盘内；铠装屏蔽电线电缆课敷设在梯级式电缆桥架中。
5.1.4 仪表电线电缆中间不应有接头，但可以根据需要设置接线箱或接线柜。
5.1.5 仪表信号电缆与电力电缆交叉敷设时，宜成直角跨接；与电力电缆平行敷设时，两者之间的最小允许距离，应符合下表的规定
表一：仪表电缆与电力电缆平行敷设的最小距离（mm）
电力电缆电压与工作电流
相互平行敷设的长度，m
<100
<250
<500
≥500
125V，10A
50
100
200
1200
250V，50A
150
200
450
1200
200～400V，100A
200
450
600
1200
400～500V，200A
300
600
900
1200
3000～1000V，800A
600
900
1200
1200
5.1.6 当仪表信号电缆采用屏蔽电缆、在金属穿管内或敷设在带盖的电缆桥架内时，仪表电缆与具有强磁场和强静电场的电气设备之间的净距离，宜大于0.8m。
5.1.7 不同电压等级的信号，不应共用一根电缆。
5.1.8 本安电路的线路，应与非本安电路的线路分开敷设，并应有蓝色标志。
5.1.9 通讯总线宜单独敷设，并采取防护措施。
5.1.10 现场检测点较多的装置，宜采用现场接线箱。现场接线箱宜设置在仪表较集中和便于维修的地方。室外安装的接线箱的电缆不应从箱顶部进出。
5.1.11 不同电压等级的信号，不应使用同一个接线箱。
5.1.12 多芯电缆的备用芯数宜为使用芯数的10％～15％。
5.1.13 防爆现场仪表及接线箱的电缆入口处，应采用相应防爆级别的电缆引入装置，包括采用防爆密封圈密封或用密封填料进行密封。
5.2 控制室进线方式
5.2.1 控制室的进线宜采用架空方式，当条件限制时也可采用地沟进线方式。
5.2.2 架空进线时，电缆桥架应有1：100以上的坡度，向下坡向室外。电缆穿墙处采取密封措施，防止雨水、尘埃及有害气体进入室内。
5.2.3 地沟进线时，室内沟底应高出室外地面300mm以上。室内外地沟分界处必须进行密封处理，防止雨水、尘埃、有害气体、小动物进入室内。
5.3 电缆桥架敷设方式
5.3.1 仪表电缆桥架宜架空敷设。电缆桥架安装在工艺管架上时，宜布置在工艺管道的侧面或上方。
5.3.2 电缆桥架的材质：
1) 一般情况，可采用镀锌碳钢电缆桥架；
2) 含有粉尘、水汽及一般腐蚀性的环境，可采用热浸锌碳钢电缆桥架或喷塑碳钢电缆桥架；
3) 严重腐蚀的环境，当不存在电磁干扰时，可采用玻璃钢电缆桥架；当存在电磁干扰时，可采用锌镍合金镀层或涂其它高效防腐涂料的碳钢电缆桥架；
4) 根据需要，也可采用铝合金或不锈钢材质的电缆桥架。
5.3.3 仪表交流电源线路，应与仪表信号线路分开敷设；本安信号和非本安信号线也应分开敷设，分隔方式宜采用隔板隔开，并对金属隔板可靠接地，也可采用不同的电缆桥架。但铠装电缆可以不分开敷设。
5.3.4 保护管应在电缆桥架侧面高度1/2以上的区域内，采用锁紧螺母（带护线帽）或管接头与电缆桥架连接。保护管不得在电缆桥架的底部或顶盖上开孔进出。
5.3.5 电缆桥架应有排水孔。
5.3.6 电缆桥架内电缆充填系数宜为0.25～0.35。
5.3.7 电缆桥架垂直段大于2m时，应在垂直段上、下端槽内增设固定电缆用的支架。当垂直段大于4m时，还应在其中部增设支架。
5.3.8 电缆桥架的直线长度超过50m时，宜采取改变标高，加伸缩板等热膨胀补偿措施。
5.4 保护管敷设方式
5.4.1 保护管宜采用电线管或镀锌钢管。根据实际情况，也可采用非金属保护管。
5.4.2 保护管宜采用架空敷设。当架空敷设有困难时，可采用埋地敷设，但保护管径应加大一级。埋地部分应进行防腐处理。
5.4.3 埋设的保护管应选用最短途径敷设。埋入墙或混凝土内时，离表面的净距离不应大于25mm。
5.4.4 保护管内电缆充填系数，一般不超过0.40。单根电缆穿保护管时，保护管内径不应小于电缆外径的1.5倍。
5.4.5 不同电压等级及频率特性的线路，应分别穿管敷设。
5.4.6 保护管与检测元件或现场仪表之间，采用挠性管连接，保护管口应低于仪表进行口约250mm，保护管从上向下敷设至仪表时，在管末端应加入排水三通。当保护管与仪表之间不采用挠性管连接，管末端应带护线帽（护口）或加工成喇叭口。
5.4.7 单根保护管的直角弯头超过两个或直线长度超过30m时，应加穿线盒。
5.5 电缆沟敷设方式
5.5.1 电缆沟底的坡度，不应小于1：200。室内沟底坡度应向下坡向室外。在沟的最低点应采取有效的排水措施，在可能积聚易燃易爆气体的电缆沟内应填充砂子。
5.5.2 电缆沟应避开地上盒地下障碍物，避免与地下管道、动力电缆沟交叉。
5.5.3 仪表电缆沟与动力电缆沟交叉时应成直角跨越，在交叉部分的仪表电缆应采取隔离保护措施。
5.6 电缆直埋敷设方式
5.6.1 室外装置，控制点少而分散又无管架可利用时，宜选用铠装电缆直埋敷设，并采取防腐措施。
5.6.2 直埋电缆的埋设深度不应小于700mm，在寒冷地区，电缆应埋在冻土层以下。当无法实施时，应有防止电缆损坏的措施。
5.6.3 直埋敷设的电缆与建筑物地下基础间的最下净距应为600mm，与电力电缆的最小净距离应符合表1的规定。
5.6.4 直埋电缆不应沿任何地下管道的正上方或正下方平行敷设。当沿地下管道两侧平行敷设或与其交叉时，最小净距离应符合一下规定：
1) 与易燃易爆介质的管道平行时为1000mm，交叉时为500mm；
2) 与热力管道平行时为2000mm，交叉时为500mm；
3) 与水管或其它工艺管道平行或交叉时均为500mm。
5.6.5 当直埋电缆穿越道路时，应穿保护管保护。管顶敷土厚度不得小于1000mm。
5.6.6 地下埋设的线路，在地面上应有明显的标识。
6. 仪表盘（箱、柜）内的管道及线路
6.1 仪表盘（箱、柜）内的导线宜采用截面积为0.75mm2或1.0mm2的铜芯软线。线路宜敷设在电缆桥架内，在小型仪表箱内也可整齐捆扎明线敷设。
6.2 仪表盘（箱、柜）内的导线应通过接线片或管状端头与仪表电器元件相连，导线与接线片的连接应压接。盘内部配线不得存在中间接头。
6.3 仪表盘（箱、柜）内应设端子排与外部电线电缆相连。
6.4 本安仪表与非本安仪表的接线端子应分开设置，两者的信号线应采用不同电缆桥架敷设，其端子排及接线的间距应大于50mm或采取隔离措施。本安仪表信号线盒接线端子应有蓝色标志。
6.5 同一个接线端子上的连接芯线，不应超过两根。
6.6 每根导线在接线端子处作出明显的、耐久的标记。
6.7 仪表盘（箱、柜）内配管，气信号宜采用￠6mm×1mm紫铜管，集中成排敷设。
6.8 仪表盘（箱、柜）应采用穿板接头与外部气动管线连接。
6.9 安装在有爆炸和火灾危险环境的仪表盘（箱、柜）其仪表管道及线路引入孔处应为防爆结构。安装在有毒或有腐蚀性物质环境的仪表盘（箱、柜），其仪表管道及线路引入孔处应密封。
7. 桥架敷设要求
7.1 在工艺装置区内宜采用汇线桥架架空敷设的方式。汇线桥架安装在工艺管架上时，应布置在工艺管架环境条件较好的一侧或上方。信号线路与工艺设备、管道绝热层表面之间的距离应大于200mm,与其它工艺设备、管道表面之间的距离应大于150mm。电缆桥架应避开强磁场、高温、腐蚀性介质以及施工与检修时经常动火、易受机械损伤的场所。
7.2 汇线桥架的材质应根据敷设场所的环境特性来选择：
1) 一般情况下可采用镀锌碳钢汇线桥架。
2) 含有粉尘、水汽及一般腐蚀性的环境，可采用喷塑或热镀锌碳钢汇线桥架。
3) 严重腐蚀的环境，可采用锌镍合金镀层或涂高效防腐涂料的碳钢汇线桥架；也可采用带金属屏蔽网的玻璃钢汇线桥架。
4) 一装置宜采用同一材质的汇线桥架。
7.3 汇线桥架内的交流电源线路和安全联锁线路应用金属隔板与信号线路隔开敷设。本安信号与非本安信号线路应用隔板隔开，也可采用不同汇线桥架。仪表汇线桥架与电气桥架平行敷设时，其间距不宜小于600mm。
8. 线缆敷设的防雷要求
8.1 年平均雷暴日超过40d/a的地区，控制系统线缆的敷设必须考虑有关的防雷措施。
8.2 不得使用非金属的玻璃钢汇线桥架。采用金属或带金属屏蔽网的汇线桥架时，应保证桥架间有良好的电气连接，并须在桥架的两端接地，如果桥架距离较长时，应每隔30米设一个接地点。桥架的接地宜采用等电位联接，也允许就近与地有良好接触的金属设备或金属支架相连
8.3 单独走线的电缆（包括通信电缆）宜选用金属铠装电缆直埋敷设，埋地深度不小于700mm。若单独走线的电缆（包括通信电缆）为一般电缆，应穿金属保护管敷设；金属保护管宜埋地敷设，埋地深度不小于700mm。若金属保护管架空敷设，应保证金属保护管间有良好的电气连接，并须在金属保护管的两端接地，如果金属保护管的距离较长时，应每隔30米设一个接地点。金属保护管的接地宜采用等电位联接，也允许就近与地有良好接触的金属设备或金属支架相连。
9. 引用的标准
l 《石油化工仪表管道线路设计规范》（SH/T 3019-2003），国家发展和改革委员会发布

修订人：彭后萍 审核人：何应坚 批准人：高宁

第8页 共8页

附录A：本文件修订、完善记录
序号

文件内容变化情况
发布、生效记录及形式
备注
修订原因
修订前内容
修订后内容
修订后版本
批准日期
发布日期
生效日期
发布范围
发布形式
工作衔接的规定
1
完善组态规程以适应工作要求
无，新制定
见本文件
第1版第0次修改
2008年3月28日
2008年3月28日
2008年3月28日
工程部全体员工
无特殊要求
无

2