在爆炸危险环境的电气设计中，电缆不仅是能量与信号的传输载体，更是防爆安全链条中至关重要的一环。错误的电缆选型轻则导致设备故障、系统停机，重则可能因过热、短路或密封失效而成为点火源，引发灾难性事故。

确定防爆电气装置的电缆参数，是一个需要综合考量电气性能、防爆安全、环境适应性与安装工艺的系统工程。本文将详细解析其中必须注意的关键事项。

一、 核心原则：安全、可靠、合规

所有电缆参数的确定，都必须围绕以下核心原则展开：

• 安全：确保电缆在正常和故障条件下都不会成为点燃源。

• 可靠：保证供电或信号传输的连续性，满足设备长期稳定运行的需求。

• 合规：严格遵循国家及行业相关标准和规范。

二、 关键电缆参数确定的注意事项

1. 导体截面积的确定——“载流能力”与“电压降”的双重考验

这是最核心的参数，需同时满足两方面要求：

• 注意事项一：载流量与环境温度的校正

  • 核心：电缆的载流量（载流能力）并非固定值，它强烈依赖于环境温度。

  • 危险区场景：爆炸危险区域的环境温度可能很高（如户外阳光直射、靠近高温设备）。必须根据《GB 50217-2018 电力工程电缆设计标准》中的校正系数，对标准环境温度下的载流量进行降额校正。

  • 安全做法：选择的电缆截面积，其校正后的允许载流量 必须大于 回路的最大持续工作电流，并留有一定余量。

• 注意事项二：电压降的校验

  • 核心：对于长距离供电的回路，必须校验电压降。

  • 危害：电压降过大会导致设备端电压过低，电机无法启动或出力不足，控制设备工作异常。对于电机回路，从变压器到电机终端的电压降通常要求不大于5%；照明回路不大于3%。

  • 计算方法：根据回路电流、电缆长度、截面积和导体材料进行计算。若电压降超标，必须增大电缆截面积，而非简单地提高输出电压。

2. 电缆绝缘水平（额定电压）的选择——“耐压”是基础

• 注意事项：电缆的额定电压 U₀/U 必须大于或等于系统额定电压。

  • U₀：导体对地电压。

  • U：导体之间电压。

  • 例如，在0.6/1kV的系统中，必须选择额定电压为0.6/1kV或更高的电缆。绝不能使用450/750V的电缆用于380V动力系统。

3. 电缆绝缘与护套材质的选择——“无卤低烟阻燃”是主流

在人员密集或有贵重设备的封闭空间内，电缆的燃烧特性至关重要。

• 推荐类型：优先选择 WDZ-（无卤低烟阻燃） 系列电缆。

  • 无卤 (W)：燃烧时不释放腐蚀性、毒性的卤酸气体，保护人员与设备。

  • 低烟 (D)：燃烧时烟密度低，透光率高，便于人员逃生和消防救援。

  • 阻燃 (Z)：具有抑制火焰蔓延的能力。

  • 常见型号：WDZ-YJY（交联聚乙烯绝缘）、WDZ-KYJY（控制电缆）等。

4. 电缆防护与屏蔽结构的选择——“机械防护”与“信号完整性”

• 机械防护：

  • 铠装电缆 (如YJV22, KVV22)：当电缆直埋、或在桥架/管道中可能受到较大机械应力时，应选择钢带或钢丝铠装电缆，提供抗压、防啮齿动物破坏的能力。

  • 非铠装电缆：用于无机械损伤风险的固定安装场所。

• 屏蔽：

  • 动力电缆：通常不需要屏蔽。

  • 仪表与控制系统电缆：必须采用总屏蔽或对绞屏蔽（如KVVP, DJYPVP），以防止电磁干扰，保证信号传输的稳定和准确。这对于本安回路尤为重要。

5. 电缆外径的确定——“密封”的关键

此参数直接影响防爆引入装置（格兰头）的选型，是保证防爆密封性的物理基础。

• 注意事项：

  1. 在电缆选型阶段，就必须初步确定电缆的外径范围。

  2. 根据此外径，去选择与之精确匹配的防爆格兰头。每个格兰头都有其适用的电缆外径范围。

  3. 严禁出现电缆外径小于格兰头允许最小值的情况，否则无法实现有效密封和夹紧。

  4. 建议电缆实际外径处于格兰头允许范围的中上部，以获得最佳的密封和夹紧效果。

三、 特殊系统的特殊要求

1. 本质安全系统（Ex i）电缆的附加要求

• 分布参数限制：对于长距离的本安回路，电缆的分布电感（L）和分布电容（C）会储能，可能破坏其“本安”特性。

• 注意事项：必须校验电缆的 L/R 比值和 C 值，确保其在整个回路中积累的能量不会超过安全限值。通常需要查阅电缆制造商提供的单位长度电感和电容值进行计算。

2. 接地导体（PE线）的截面积

• 注意事项：保护接地线的截面积必须满足 GB 50303-2015 的要求。

  • 当相线截面积S ≤ 16mm²时，地线应与相线等截面。

  • 当16mm² < S ≤ 35mm²时，地线最小为16mm²。

  • 当S > 35mm²时，地线最小为S/2。

四、 相关标准与法规依据

所有参数的确定都必须有据可依：

• 《GB 50217-2018 电力工程电缆设计标准》：电缆选型的根本大法。

• 《GB 3836.15-2017 爆炸性环境 第15部分：电气装置的设计、选型和安装》：对爆炸危险场所的电缆类型、敷设、引入和接地做出了强制性规定。

• 《GB 50303-2015 建筑电气工程施工质量验收规范》：对电缆的敷设、接线和接地提出了具体要求。

结论

确定防爆电气装置的电缆参数，是一个需要前瞻性和系统思维的精细工作。它要求设计者：

• 算得准：精确计算载流量、电压降和本安参数。

• 选得对：根据环境选择合适的电缆材质和结构。

• 想得全：提前考虑电缆外径与防爆密封接口的匹配。

总结而言，一条合格的电缆，必须在电气性能、机械性能、环境适应性和防爆接口这四个维度上全部达标。 唯有如此，这条“生命线”才能真正为爆炸危险环境中的设备和人员提供安全、可靠的保障。任何环节的疏忽，都可能使之前所有精心的防爆设计功亏一篑。