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热电偶补偿导线现场使用方法 选型 资料 接线图
2018-11-13 10:18浏览数:7

  热电偶是工业现场使用广泛的温度传感器,热电偶、补偿导线和显示控制仪表、PLC系统或DCS系统构成热电偶测温系统(如图1所示)

  热电偶补偿导线是在一定温度范围内与所匹配的热电偶有相同热电势标称值的导线。以下是工业现场常见的十种错误使用补偿导线案例,希望大家在看完案例分析后会有所收获。

  1、使用普通电线做热电偶信号线,未使用补偿导线

  根据热电偶测温原理可知,热电偶回路的热电势与测量温度和热电偶参考端温度有关,安装在使用现场的热电偶参考端温度(指热电偶接线盒处温度)随环境温度变化而变化,不能恒定。在热电偶参考端温度波动情况下,使用补偿导线将参考端延长到温度较稳定的环境或远离热源的环境来补偿热电偶参考端温度变化所产生的误差。

  普通电线能传送热电偶测温时产生的mV信号,但不能补偿将热电偶参考端温度延长到仪表控制室,从而导致热电偶测温系统出现温度补偿不准确。

  正确方法:热电偶信号传送必须使用热电偶补偿导线,禁止用电缆替代补偿导线。

  2、不同分度号热电偶和热电偶补偿导线混用,引入测量误差

  某单位使用S型热电偶测量炉膛温度,工作人员知道热电偶必须使用补偿导线,便用库存K型热电偶补偿导线将铂铑10-铂热电偶信号连接到显示仪表(如图2所示),使用中发现实际炉温与测量值偏差很大,将补偿导线更换更换为SC后测温恢复正常。

  按照国家质量技术监督局规定,热电偶补偿导线的热电势及允许误差应符合JJG 351工作用廉金属热电偶检定规程及有关标准的规定,不同分度号对应的热电偶补偿导线在同一环境温度下的所产生的热电势不同,将不同分度号热电偶与热电偶补偿导线混用,必然给热电偶测量系统引入热电偶参考端温度补偿误差。

  正确方法:各种热电偶补偿导线必须与对应分度号的热电偶配用。

  图2:热电偶与补偿导线不匹配

  3、 热电偶补偿导线绝缘层破损

  在热电偶接线和安装使用过程中,偶尔会出现热电偶接线盒出线口处和补偿导线其他部位绝缘层磨损,故障现象表现为显示仪表或DCS系统温度显示值一般偏小。

  正确方法:寻找补偿导线绝缘层破损点,重新进行绝缘处理,恢复仪表正常显示值。

  热电偶和热电偶补偿导线都有正负极之分,补偿导线极性反接时仪表显示值变化很大:

  补偿导线型号配套热电偶绝缘层颜色热电偶补偿导线护套颜色

  一般用耐热用

  正极负极普通级精密级普通级精密级

  RCR型红绿黑灰黑黄

  SCS型红绿黑灰黑黄

  KCAK型红蓝黑灰黑黄

  KCBK型红蓝黑灰黑黄

  KXK型红黑黑灰黑黄

  NCN型红灰黑灰黑黄

  NXN型红灰黑灰黑黄

  EXE型红棕黑灰黑黄

  JXJ型红紫黑灰黑黄

  TXT型红白黑灰黑黄

  5、热电偶补偿导线与接线端子接触不良

  热电偶补偿导线比较硬,导线与接线端子间在接线或使用过程中容易出现接触不良,此类故障现象反映为仪表或DCS系统无显示值或显示值超量程。

  处理方法:紧固接线端子,消除接触不良故障,回复仪表正常测量显示。

  6、热电偶与补偿导线连接点温度超过规定的使用范围

  普通热电偶补偿导线使用温度在0-100℃;耐高温补偿导线使用温度在0-200℃。比如R型热电偶补偿导线Rc和S型热电偶补偿导线Sc均为补偿型补偿导线,在各类补偿导线中准确度最低,在0-60℃环境中使用误差较小,在0-150℃环境中使用有较大负误差。

  正确方法:一般补偿型热电偶补偿导线使用环境温度不超过100℃,高温型热电偶补偿导线使用可达200℃

  7、热电偶补偿导线中间有接头,接头处接触不良

  在热电偶补偿导线生产过程中单位长度内接头数量对于生产商而言有相关质国家量标准约束,生产商会做相应处理。在长距离敷设补偿导线中长度不够需要接线,常见施工人员将补偿导线接头处拧在一起做绝缘处理后就投入使用,使用一段时间后出现测量不准,误差增加。

  正确方法:如需要延长补偿导线长度,应将同型号补偿导线相同极性线相连接,连接牢固可靠并进行焊接,做绝缘处理后投入使用。

  图3:热电偶补偿导线接头

  8、补偿导线与动力电缆平行敷设,信号被干扰

  某企业在施工过程中将热电偶补偿导线与电气动力平行敷设在同一电缆桥架中,系统投入使用后出现DCS系统显示热电偶温度忽高忽低,经反复检查确认为热电偶测量信号被动力线路干扰,由此引起温度测量误差最高达一百多度。

  正确方法:施工过程中热电偶补偿导线与动力电缆同向敷设,将电力桥架与仪表信号桥架分别敷设,并采用屏蔽型补偿导线。如避免不了补偿导线与动力电缆在同一桥架,桥架内部应设置屏蔽隔板或交叉敷设,最大程度降低热电偶信号被干扰机率。

  9、长距离使用热电偶补偿导线,因信号衰减和干扰引入测量误差

  热电偶测温时产生的电势值为mV信号,因补偿导线用长度增加出现信号衰减和现场磁电干扰耦合,使仪表或DCS系统温度显示值波动。

  处理方法:

  (1)需要长距离敷设补偿导线,补偿导线线径应不低于Φ1.5mm2,减少mV信号衰减。

  (2)选用屏蔽型补偿导线,并将屏蔽层按规范接地(必须让屏蔽层在补偿导线一端接地,接地并入仪表信号接地网,禁止将接地并入工厂电气接地网),避免因屏蔽层接地不正确而引入测量误差。

  (3)使用温度变送器,将就地热电偶信号转换为4-20mA信号传输,提高信号抗干扰能力。

  10、热电偶选配热电偶温度变送器后,不需要补偿导线?

  热电偶温度变送器通常安装在热电偶接线盒内和控制柜内,这是两种不同结构的温度变送器:

  (1)温度变送器安装在热电偶接线盒内构成一体化热电偶温度变送器,热电偶偶丝直接接到温度变送器输入端上,输出为二线制4-20mA信号,变送器与显示仪表或DCS系统直接用双绞线或两芯屏蔽电缆连接,不使用热电偶补偿导线。

  图4:一体化温度变送器不使用补偿导线

  (2) 如果温度变送器安装在控制柜内,热电偶与温度变送器之间连接必须使用补偿导线,变送器与显示仪表或DCS系统直接用双绞线或两芯屏蔽电缆连接,不使用热电偶补偿导线。

  正确方法:热电偶温度变送是否使用补偿导线必须按实际应用来确定。

  图5:连接热电偶和导轨式温度变送器必须使用补偿导线

  正确使用热电偶补偿导线,相关从业人员需要了解热电偶工作原理和补偿导线工作原理,更要有强烈责任感和认真踏实的工作态度,这样才能避免上面所述错误发生,从而保证热电偶精确。

  以上内容由上海自动化仪表三厂整理发布


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