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爆炸危险区固定装置电缆选型与安装合规指南

GB 3836.15—2024《爆炸性环境 第15部分:电气装置的设计、选型和安装》作为爆炸危险环境电气安全的核心技术规

GB 3836.15—2024《爆炸性环境 第15部分:电气装置的设计、选型和安装》作为爆炸危险环境电气安全的核心技术规范,已于近期更新并实施。该标准对固定安装电气装置的电缆选型提出了更系统、更严格的要求,是确保整个防爆电气系统安全性与可靠性的根本依据。正确理解和应用本标准,是设计、施工和维护人员履行安全职责的必备能力。

一、 电缆选型核心要求总则

根据GB 3836.15—2024,在爆炸危险区域内为固定安装装置选择电缆时,必须进行系统性考量,遵循以下核心原则:

适配性原则:电缆的电气性能、机械性能和环境耐受性必须与安装场所的爆炸危险特性、环境条件及回路的电气参数完全匹配。

完整性原则:电缆作为电气装置的组成部分,其选型必须服务于并确保整个装置防爆完整性的维持。

生命周期原则:需考虑电缆在安装、运行及维护全生命周期内可能面临的风险。

二、 关键性能指标与选型细则

1. 阻燃与耐火性能(核心安全要求)

强制性要求:所有在爆炸危险区内敷设的电缆,其绝缘和护套材料必须具有阻燃性能,以防止火焰沿电缆蔓延。

等级要求:应选用通过GB/T 18380.3(IEC 60332-3)成束燃烧试验的阻燃电缆,并根据风险等级选择A、B、C类。重要回路(如消防、应急照明)或敷设密集场所,应优先选用A类或B类。

特殊场所:在人员密集或存在贵重设备的封闭空间(如控制室电缆夹层),强烈推荐采用无卤低烟阻燃(WDZ-)型电缆,以减少火灾时的毒烟和腐蚀性气体危害。

2. 导体截面积确定(电气安全基础)

载流量校正:必须根据电缆敷设方式(桥架、穿管、直埋)及实际环境温度,对电缆的基准载流量进行严格的降额校正。爆炸危险区可能存在的高温环境(如靠近热源、户外暴晒)是校正计算的关键因素。

电压降校验:对于长距离供电的动力回路(尤其是电机回路)和精度要求高的仪表回路,必须校验线路电压降,确保设备端电压符合要求。电压降超标是导致设备故障和安全隐患的常见原因。

短路热稳定校验:电缆截面积应能承受配电系统可能发生的短路电流,在保护电器动作时间内,导体温度不应超过其允许的短路最高温度。

3. 绝缘水平与电压等级

电缆的额定电压(U₀/U)必须不低于系统最高工作电压。例如,在380V系统中,应选用0.6/1kV电压等级的电缆。

4. 机械与防护性能

机械防护:根据敷设路径是否存在挤压、冲击、振动等风险,选择具有相应铠装(如钢带铠装YJV22)或非铠装结构的电缆。

防护与防腐:户外、地埋或存在化学腐蚀的环境,应选择相应防护等级和耐腐蚀护套(如聚烯烃、氟塑料护套)的电缆。

三、 基于区域划分与特殊系统的差异化要求

1. 本安回路电缆的特殊要求

分布参数限制:对于本质安全电路(Ex i),电缆的分布电感(L)和分布电容(C)会储存能量,可能破坏本安特性。选型时需根据系统参数认证文件的要求,选择单位长度电感、电容值符合限制的电缆。

识别与隔离:本安回路电缆的绝缘颜色(通常建议为蓝色)应有别于非本安电缆,并尽可能分开敷设或设置隔板。

2. 电缆引入装置的匹配性

选型初期必须同步考虑电缆的外径,以确保其能与目标防爆设备(接线箱、电机)的电缆引入装置(格兰头)相匹配,实现有效的防爆密封和夹紧。

3. 接地导体(PE线)要求

保护接地线的截面积须符合GB/T 16895.3的要求,确保在故障时能承载足够的短路电流并保持机械稳定性。

四、 安装敷设的补充规定与选型关联

GB 3836.15—2024同样强调了选型与安装的关联性,影响选型的安装要点包括:

桥架与保护管:电缆敷设在桥架或保护管内时,其载流量需根据填充率、并列敷设根数及敷设方式进行校正。

隔离密封:当电缆穿过危险区域边界时,必须在边界处进行隔离密封。选型时需考虑密封件与电缆护套材质的相容性。

固定与接地:电缆的金属铠装层、屏蔽层及敷设用的金属桥架、保护管必须可靠接地,选型时需确保接地连续性。

五、 合规选型流程建议

识别环境参数:确定危险区域类别(1区/2区/21区/22区)、环境温度、腐蚀介质、机械风险。

确定电气参数:明确回路工作电压、计算最大持续工作电流、短路电流及允许电压降。

初选电缆类型:根据上述条件,选择满足阻燃、耐火、电压等级、防护和耐腐蚀要求的电缆系列。

参数计算校验:进行载流量校正、电压降校验和短路热稳定校验,确定最小导体截面积。

系统兼容性确认:核对电缆外径与引入装置的匹配性,确认本安回路电缆参数。

文件化:将所有选型依据、计算过程和最终规格形成记录,归档备查。

结语

GB 3836.15—2024的实施,标志着我国爆炸危险环境电气安全管理的进一步精细化与科学化。对固定装置电缆的选型要求,从过去侧重“电气导通”提升到了确保“系统防爆安全”的层面。工程技术人员必须摒弃经验主义,严格依据标准,进行严谨的计算与选择,将电缆这一“能量血脉”的安全性提升至与防爆设备同等重要的战略高度,从而为构筑本质安全型生产环境奠定坚实可靠的基础。