От условий прокладки измерительных цепей различных приборов друг с другом, а также измерительных цепей с другими цепями систем автоматизации и силовыми электропроводками автоматизируемого объекта зависит уровень электрических помех в измерительных устройствах (точность измерения), а иногда и работоспособность систем автоматизации в целом.
Влияние помех при совместной прокладке проводов и кабелей различного назначения
Помехи в измерительных линиях приборов могут возникать, например, под действием внешних электромагнитных полей, обусловленных работой промышленных электрических установок (индукционных печей, токопроводов и т. п, а также из-за наличия емкостных связей между различными цепями, расположенными в одном кабеле, защитной трубе или пакете проводов.
Заметим, что помехи, вызванные индуктивными связями между измерительными цепями, проложенными в одном кабеле, на работе приборов сказываются незначительно. Однако их влияние становится преобладающим, когда рассматриваются наводки от силовых кабелей или других токопроводов на проложенные по той же трассе кабели с измерительными цепями приборов. Помехи, обусловленные проводимостью изоляции проводов и кабелей при нормируемом уровне изоляции, практически невелики.
Влиянию помех подвержены не только измерительные цепи приборов. Из-за емкостных связей влияют друг на друга и цепи управления, сигнализации и др. Например, в схемах управления на переменном токе, в которых имеются длинные кабельные линии, содержащие цепи с одним общим обратным проводом, могут образовываться ложные цепи и могут происходить ложные срабатывания реле и других аппаратов. Поэтому при проектировании и монтаже электропроводок систем автоматизации очень важно правильно решить вопрос о совместных прокладках цепей различного назначения. От этого зависит, с одной стороны, нормальная работа систем автоматизации, а с другой — капитальные затраты, связанные с выполнением электрических проводок.
Требования к прокладке проводов и кабелей различного назначения
В настоящее время практически отсутствуют нормативные документы по прокладке электрических цепей, в которых рассматривается влияние электрических наводок на работу различных приборов систем автоматизации технологических процессов. Длительная эксплуатация тех или иных технологических установок позволяет сделать выводы о требованиях к выполнению электропроводок систем автоматизации с тем, чтобы учесть их при разработке устройств автоматики аналогичных технологических процессов.
При отсутствии указанных нормативных материалов или данных эксплуатации нужно руководствоваться рекомендациями заводов изготовителей приборов, хотя они чаще всего составлены исходя из условия прокладки цепей одного прибора.
В данной статье приведен ряд требований, регламентирующих совместную прокладку электропроводок различного назначения, которые необходимо учитывать при проектировании и монтаже систем автоматизации.
В одном кабеле, защитной трубе, пакете проводов допускается объединять цепи измерения, управления, сигнализации, питания и т. п., включая цепи питания и управления электродвигателями исполнительных механизмов и электроприводами задвижек, напряжением до 440 В переменного и постоянного токов, за исключением:
а) измерительных цепей приборов и средств автоматизации, в которых помехи, возникающие из-за влияния цепей другого назначения, превосходят допустимые значения. Во всех случаях, когда оценить указанное влияние не представляется возможным, измерительные цепи приборов необходимо прокладывать в отдельных кабелях или защитных трубах;
б) взаиморезервируемых цепей питания, управления. В многоканальных коробах цепи различных назначений и напряжений можно прокладывать в разных каналах;
в) стационарно прокладываемых цепей питания напряжением до 42 В электрифицированного инструмента и освещения щитов по условиям техники безопасности;
г) цепей систем пожарной сигнализации
и пожарной автоматики.
Если имеются указания заводов-изготовителей приборов о необходимости прокладки измерительных цепей специальными проводниками (экранированными, коаксиальными и др.), то эти требования должны выполняться; в противном случае не гарантируется нормальная работа приборов.
При совместной прокладке кабелей электропроводок систем автоматизации с силовыми кабелями установок электроснабжения и силового электрооборудования в каналах, туннелях и открыто на кабельных конструкциях в производственных помещениях и наружных установках необходимо соблюдать следующие требования:
а) при двустороннем расположении кабельных конструкций (полок) кабели электропроводок систем автоматизации должны размещаться по возможности на противоположной стороне от силовых кабелей;
б) при одностороннем расположении кабельных конструкций кабели систем автоматизации должны размещаться под силовыми кабелями, при этом между ними следует устанавливать горизонтальные разделительные асбоцементные перегородки с пределом огнестойкости не менее 0,25 ч;
в) кабели электропроводок систем автоматизации допускается прокладывать рядом (на одних полках) с силовыми кабелями напряжением до 1000 В, если это допустимо по условиям совместной прокладки;
г) кабели электропроводок систем автоматизации с взаиморезервируемыми цепями питания, управления и т. п. рекомендуется прокладывать на разных полках, разделенных асбоцементными перегородками с пределом огнестойкости не менее 0,25 ч;
д) вертикальное расстояние в свету между горизонтальными конструкциями, на которых проложены кабели систем автоматизации, должно быть не менее 100 мм; расстояние между кабелями, проложенными на одной полке, не нормируется.
С учетом возможности совместной прокладки цепей различного назначения должен решаться и очень важный для широкого внедрения современных способов монтажа вопрос о применении в электропроводках систем автоматизации электрических кабелей с большим числом жил.
Способы выполнения совместной прокладки электропроводок систем автоматизации
При проектировании электропроводок с применением многожильных кабелей цепи датчиков, первичных измерительных преобразователей, исполнительных механизмов и т. п., рассредоточенных по автоматизируемому объекту, объединяют в соединительных коробках, a oт соединительных коробок до щитового помещения (операторской, диспетчерской) прокладывают магистральный кабель (или кабели) с большим числом жил.
Если и производственных помещениях предусмотрены местные щиты, то объединение цепей датчиков, первичных измерительных преобразователей, исполнительных механизмов и т. п. производят на этих щитах. В месте ввода магистральных кабелей в щитовое помещение устанавливаются шкафы сборок зажимов, на которых выполняются все необходимые соединения (перемычки). Если шкафов сборок зажимов несколько, то сборки зажимов могут устанавливаться в отдельных помещениях, примыкающих к щитовому помещению.
Электрические проводки от шкафов сборок зажимов до соответствующих панелей щита управления выполняют проводами в коробах или на лотках либо кабелями на кабельных конструкциях, в коробах, па лотках, в кабельных каналах, двойных полах.