電纜導(dǎo)線存在一定的電阻，當(dāng)電流通過后會在電纜兩端產(chǎn)生電壓降，儀表電源線路上的電壓降不應(yīng)使送到儀表設(shè)備的供電電壓小于儀表最低工作電壓。

24VDC直流配電線路
現(xiàn)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)《石油化工儀表供電設(shè)計(jì)規(guī)范》(SH/T3082-2019)規(guī)定，控制室內(nèi)直流電(24VDC)的線路電壓降應(yīng)符合以下規(guī) 定：
①直流電源設(shè)備至配電柜(箱)的電壓降小于0.24V。
②從總配電柜算起，配電柜(箱)至儀表設(shè)備的電壓降小于0.24V 。

對于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)而言，直流電源設(shè)備至配電柜距離較短，選擇合適的電纜橫截面積即可。用于直流電流的電纜橫截面積按2~4A/mm2進(jìn)行估算，選型時可取4A/mm2，如直流電流 30A，則30/4=7.5mm2，可取橫截面積為10mm2的電纜。

由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)向現(xiàn)場儀表非回路供電時，需進(jìn)行電纜壓降的計(jì)算。首先計(jì)算導(dǎo)線的電阻，導(dǎo)線直流電阻按下式計(jì)算：




式中Rθ為導(dǎo)線直流電阻，Ω；ρθ為導(dǎo)線在θ℃時的電阻率， Ω·μm(或×10-4Ω·cm)；Cj為絞入系數(shù)，單股導(dǎo)線為1，多股導(dǎo)線為1.02；L為導(dǎo)線長度，m；A為導(dǎo)線橫截面積，mm；ρ20為導(dǎo)線在20℃時的電阻率，銅芯線為1.72 ×10-6Ω·cm；a為電阻溫度系數(shù)，取0.004；θ為導(dǎo)線實(shí)際工作溫度，℃。

以工作溫度為40℃的計(jì)算機(jī)控制軟電纜為例，代入公式得到工作溫度下的電阻率為1.8576×10-6Ω·cm，電纜是多股銅絲對絞，則絞入系數(shù)Cj取1.02代入公式，不同橫截面積的電纜直流電阻Rθ與L關(guān)系見表1。

表1 40℃時計(jì)算機(jī)控制軟電纜Rθ與L關(guān)系



24VDC直流供電電壓允許壓降為0.24VDC，代入下面公式中根據(jù)儀表電流計(jì)算該回路允許的最大導(dǎo)體直流電阻，結(jié)合實(shí)際配電距離選擇合適的電纜橫截面積。



式中R為允許的最大導(dǎo)體直流電阻，Ω；Imax為儀表最大工作電流 ，A 。

220VAC交流配電線路
《石油化工儀表供電設(shè)計(jì)規(guī)范》(SH/T3082-2019)規(guī)定，交流電源線上的電壓降，應(yīng)符合以下規(guī)定：
①電氣供電點(diǎn)至儀表總配電柜(箱)或UPS的電壓降應(yīng)小于2V。
②UPS電源間應(yīng)緊靠控制室，從UPS至儀表總配電柜(箱)的電壓降應(yīng)小于2V。
③控制室內(nèi)從儀表總配電柜(箱)至儀表設(shè)備電壓降應(yīng)小于2V。
④從儀表總配電柜(箱)至控制室外儀表設(shè)備電壓降應(yīng)小于2V。

一般情況下，電氣供電點(diǎn)至儀表總配電柜或UPS、UPS至儀表總配電柜、儀表總配電柜至控制室內(nèi)儀表設(shè)備距離均較短，可無須進(jìn)行電纜長度與壓降的計(jì)算，按照電纜載流量選擇合適的電纜橫截面積。

電纜導(dǎo)體允許持續(xù)載流量是指在熱穩(wěn)定條件下當(dāng)電纜導(dǎo)體達(dá)到長期允許工作溫度時的電纜載流量。電纜導(dǎo)體允許持續(xù)載流量與橫截面積、安裝位置環(huán)境溫度、敷設(shè)方式等多方面因素有關(guān)系，以30℃環(huán)境溫度下的450/750V聚氯乙烯絕緣電線(BV線)明敷為例，估算值見表3。

表3 30℃環(huán)境溫度下明敷的BV電線允許載流量估算值

控制室內(nèi)交流配電電纜橫截面積不宜小于2.5mm2。從控制室內(nèi)的儀表總配電柜至控制室外儀表設(shè)備供電因距離較遠(yuǎn)，需進(jìn)行壓降的計(jì)算。此 外，《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50052-2009)規(guī)定，“其他用電設(shè)備當(dāng)無特殊規(guī)定時用電設(shè)備端子處電壓偏差為±5%額定電壓”，現(xiàn)場儀表用電電壓范圍也較寬，所以對于功率較低的大部分現(xiàn)場儀表采用橫截面積為2.5mm2或4mm2的電纜即可滿足壓降的要求；對于特殊的儀表(如分析儀表)，可根據(jù)具體功耗進(jìn)行計(jì)算。

儀表設(shè)備的其他供電方式
①對于功耗不大、輻射電纜困難、有特殊需求等場合，應(yīng)考慮獨(dú)立工作電源。這種狀況的信號傳輸方式一般會采取無線方式。
②功耗很小的儀表設(shè)備，使用放電時間足夠長的鋰電池作為工作電源，根 據(jù)電源余量狀態(tài)信息更換電池。
③功耗較大的儀表設(shè)備，使用蓄電池，配合太陽能、風(fēng)電作為充電設(shè)施，可以保障足夠長的工作時間。