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关于安全栅的基础知识

Release time:2019-12-10 Reading quantity:20014 Share

　　随着石油、化工、煤炭、冶金等工业的迅速发展，，，，，，一些易燃资料的处置引起了社会各界的器沉。。。。。这些场所通常含有如天然气、合成气、金属屑、碳尘、粉末、浆料、晶粒、纤维、飞腾物等这些资料，，，，，，任何渗漏或溅出都可能形成一个爆炸性危险场所，，，，，，为了工厂和人员的安全，，，，，，必须确保这个环境的安全。。。。。因而世界很多国度和地域对防爆电气产品执行防爆认证造度，，，，，，防爆产品必须获得防爆认证，，，，，，才允许在爆炸危险场所使用。。。。。

术语诠释

本安设备

　　所有电路为性质安全电路的电气设备。。。。。若是所有有关的要求满足，，，，，，本安电气设备可直接装置在危险区。。。。。

关联设备

　　含有限能电路和非限能电路，，，，，，且结构使非限能电路不能对限能电路产生不利影响的电气设备。。。。。

单一设备

　　单一元件和单一设备产生或贮存不超过1.2V、0.1A、20?J和20mW的能量，，，，，，不必要认证。。。。。这类设备蕴含热电偶、热电阻、开关和单一印刷电路，，，，，，其拥有的个性和已知的参数对于本安回路没有影响。。。。。

安全栅

　　用限度回路电能量的步骤（如限流、限压或隔离等方式），，，，，，实现性质安全防爆职能的一种关联设备组件，，，，，，应造成独立装置，，，，，，而不作为较大设备的部件。。。。。

检测端安全栅

　　输入信号来自于危险区的安全栅。。。。。

操作端安全栅

　　信号输出至危险区的安全栅。。。。。

干接点

　　拥有关合和开关两种状态的无源开关，，，，，，且2个接点之间没有极性，，，，，，能够互换。。。。。

湿接点

　　拥有有电和无电两种状态的有源开关，，，，，，且2个接点之间有极性，，，，，，不能反接。。。。。

无源输出

　　有独立电源（24VDC）供电，，，，，，通过变压器隔离后，，，，，，给输入、输出、运算、处置、转换等职能？？？？？？？楣┑纾，，，，但输出信号必要表部回路供电能力形成0（4）mA～20mA电流输出。。。。。输出信号不受负载变动的影响，，，，，，传输正确度更高。。。。。

输出回路供电

　　无独立电源供电，，，，，，将供电端的电能传输到输入/输出？？？？？？？椋，，，，在回路上截取能量，，，，，，通过变压器隔离，，，，，，给输入/输出？？？？？？？楣┑纾，，，，仅能输出4mA～20mA电流信号。。。。。

输入回路供电

　　无独立电源供电，，，，，，只能输入4mA～20mA电流信号，，，，，，将供电端的电能传输到输入/输出？？？？？？？椋，，，，在回路上截取能量，，，，，，通过变压器隔离，，，，，，给输入/输出？？？？？？？楣┑。。。。。

安全栅介绍

　　安全栅利用在本安防爆系统的设计中，，，，，，它是装置于安全场所含有本安电路和非本安电路的装置，，，，，，电路中通过限流和限压电路限度了送往现场本安回路的能量，，，，，，从而预防非本安电路的危险能量串入本安电路，，，，，，它在本安防爆系统中称为关联设备［见术语诠释］，，，，，，是本安系统的沉要组成部门。。。。。

　　由于安全栅被设计为介于现场与节造设备之间的一个限度能量的接口，，，，，，因而无论节造室设备处于正；；；；；；；；蚬收献刺，，，，安全栅都能确保通过它传送给现场设备的能量是性质安全的。。。。。

　　国度防爆电气产品质量监督检验中心是中华人民共和国地域监督出产安全防爆产品的权威机构，，，，，，对本安型安全栅产品有着严格、科学具体的划定，，，，，，只有通过该监督站认证的企业及其所开发的产品才具备切合尺度的安全机能，，，，，，不然可能会给使用方的设备、人员和财富造成无可估计的侵害。。。。。

　　目前使用的比力普遍的安全栅有齐纳式和隔离式。。。。。

齐纳式安全栅

　　齐纳式安全栅是并联齐纳二极管通过限压、串联电阻和急剧熔断器限流的方式限度回路电能量、实现性质安全防爆职能的回路限能关联设备，，，，，，它不具备电气隔离职能。。。。。道理如图所示：

　　

　　电路当选取急剧熔断器、限流电阻或限压二极管以对输入的电能量进行限度，，，，，，从而保障输出到危险区的能量。。。。。

　　齐纳式安全栅体积幼、沉量轻、精度高、通用性强，，，，，，并且它的道理单一，，，，，，电路实现容易，，，，，，价值便宜。。。。。但由于其自身道理的缺点使其利用中的靠得住性受到很大影响，，，，，，并限度了其利用领域，，，，，，其原因如下：

　　1、装置地位必须有非？？？？？？？康米〉慕拥叵低常，，，，并且该齐纳式安全栅的接地电阻必须幼于1Ω，，，，，，不然便失去防爆安全；；；；；；；；せ埽，，，，显然这样的要求极度刻薄并在现实工程利用中难以保障。。。。。

　　2、要求来自危险区的现场仪表必须是隔离型，，，，，，不然通过齐纳式安全栅的接地端子与大地相接后信号无法正确传送，，，，，，并且由于信号接地，，，，，，直接降低了信号的抗滋扰能力，，，，，，影响系统不变性。。。。。

　　3、齐纳式安全栅对电源影响较大，，，，，，同时也易因电源的颠簸而造成齐纳式安全栅的败坏。。。。。

　　4、由于齐纳式安全栅的电路道理必要吸收输入回路的能量，，，，，，所以易造成输出不不变。。。。。

隔离式安全栅

　　隔离式安全栅是拥有电气隔离、信号传输和转换职能的安全栅。。。。。道理如图所示：

　　选取了将输入、输出及电源三方之间相互电气隔离的电路结构，，，，，，同时切合本安型限度能量的要求。。。。。与齐纳式安全栅相比，，，，，，固然价值略高，，，，，，但它其它方面的凸起利益却为用户利用带来了更大的受益：

　　1、由于选取了三方隔离方式，，，，，，因而无需系统接地线路，，，，，，给设计及现场施工带来极风雅便。。。。。

　　2、对危险区的仪表要求大幅度降低，，，，，，现场无需选取隔离式的仪表。。。。。

　　3、由于信号线路无需共地，，，，，，使得检测和节造回路信号的不变性和抗滋扰能力大大加强，，，，，，从而提高了整个系统的靠得住性。。。。。

　　4、隔离式安全栅具备更强的输入信号处置能力，，，，，，可能接受并处置热电偶、热电阻、频率等信号，，，，，，这是齐纳式安全栅所无法做到的。。。。。

　　5、隔离式安全栅可输出两路相互隔离的信号，，，，，，以提供给使用统一信号源的两台设备使用，，，，，，并保障两设备信号不互有关扰，，，，，，同时提高所衔接设备相互之间的电气安全绝缘机能。。。。。

　　因而，，，，，，对比齐纳式安全栅和隔离式安全栅的特点和机能后能够看出，，，，，，隔离式安全栅有着凸起的利益和更为宽泛的用处。。。。。固然其价值略高于齐纳式安全栅，，，，，，但从设计、施工装置、调试及守护成正本思考，，，，，，其综合成本可能反而低于齐纳式安全栅。。。。。在要求较高的工程现场险些无一例表地选取了隔离式安全栅作为重要本安防爆仪表。。。。。隔离式安全栅已逐步取代了齐纳式安全栅，，，，，，在安全防爆领域得到了日益宽泛的利用。。。。。

通用型安全栅

　　是传统的隔离式安全栅，，，，，，采集输入信号，，，，，，通过模拟电路对信号进行处置。。。。。响应速度快、功耗低是通用型产品最大的利益。。。。。

智能型安全栅

　　是带有微处置器的隔离式安全栅，，，，，，采集输入信号，，，，，，并进行数据处置、节造，，，，，，转换成模拟电信号、频率信号、通讯和二进造信号（如触点、固态继电器）输出，，，，，，使用人机接口可对隔离式安全栅零点、满度、线性度、量程、断线报警、高低限报警和通讯波特率等进行设置。。。。。

　　能够看出，，，，，，相对于传统的隔离式安全栅来说，，，，，，智能型产品在其参数设置方面拥有很大的矫捷性，，，，，，便于客户进行个性化设置。。。。。

液晶型安全栅

　　带液晶显示的智能型安全栅称为液晶型安全栅。。。。？？？？？？？稍谙吖鄄馐淙搿⑹涑龅氖挡庵岛捅ň畔ⅲ，，，，同时实现了在线故障自诊断职能。。。。。

本安设备标志界说

　　其中：Ex — 防爆标志

　　　　　ia — 防爆等级

　　　　　Ga — 设备；；；；；；；；さ燃

　　　　　ⅡC — 气体组别

　　　　　本公司产品防爆级别：［Ex ia Ga］ⅡC。。。。。

防爆等级

　　ia：在正常工作、一个计数故障和两个计数故障情况下均不能点燃爆炸性气体混合物。。。。。该等级的安全栅性质安全端可衔接到0区、1区、2区危险场所的性质安全设备。。。。。“ia”类电气设备对易受滋扰的元器件必须选取“三沉化”设计。。。。。

　　ib：在正常工作和一个计数故障情况下均不能点燃爆炸性气体混合物。。。。。该等级的安全栅性质安全端可衔接到1区、2区危险场所的性质安全设备。。。。。“ib”类电气设备对易受滋扰的元器件必须为双沉化设计。。。。。

　　ic：在正常工作情况下不能点燃爆炸性气体混合物。。。。。该等级的安全栅性质安全端可衔接到2区危险场所的性质安全设备。。。。。

　　安全栅必须搁置在安全区或相应安全等级的场所。。。。。

气体组别

　　Ⅰ组电气设备：用于易受甲烷影响的煤矿环境中。。。。。

　　Ⅱ组电气设备：可用于除煤矿以表的爆炸危险环境中。。。。。

　　Ⅱ组电气设备可凭据易燃性物质的分歧点燃能量进一步细分。。。。。各子组用大写英文字母分辨，，，，，，从下表中能够看出：ⅡC组所必要的点燃能量至少，，，，，，即在该组电气设备中，，，，，，ⅡC组设备具备对ⅡA、ⅡB组的通用性。。。。。

温度等级

　　设备温度等级划定了设备表表的最高允许温度值。。。。。设备温度等级肯定要幼于使用在该危险场所环境中可燃物质的点燃温度，，，，，，不然会引起点火爆炸。。。。。

由上表可见，，，，，，常见爆炸性气体中的绝大无数属于T4以上的温度组别。。。。。

爆炸性危险场所的区域划分

　　在安全防爆系统的设计及防爆产品的选型中，，，，，，除了必要对爆炸性环境中存在的气体进行分级、分组表，，，，，，还应凭据爆炸性气体出现的频仍水平和持续功夫对爆炸性气体危险场所进行区域划分：

　　本公司ia等级ⅡC类气体组别产品合用于0区，，，，，，同时合用于1区和2区。。。。。

安全栅本安机能认证参数

最高电压（Um）

　　可施加到关联设备非限能衔接装置上，，，，，，而不会使其防爆型式失效的最高电压（互换有效值或直流电压值）。。。。。

最高输入电压（Ui）

　　施加到性质安全电路衔接装置上,而不会使性质安全机能失效的最高电压（互换峰值或直流）。。。。。

最高输出电压（Uo）

　　开路前提下，，，，，，在设备衔接装置施加电压达到最高电压（蕴含Um和Ui）时，，，，，，可能出现的性质安全电路的最高输出电压（互换峰值或直流）。。。。。

最大输入电流（Ii）

　　施加到性质安全电路衔接装置上，，，，，，而不会使性质安全机能失效的最大电流（互换峰值或直流）。。。。。

最大输出电流（Io）

　　来自电气设备衔接装置的性质安全电路的最大电流(互换峰值或直流)。。。。。

最大输入功率（Pi）

　　当电气设备与表电源衔接不使性质安全机能失效时，，，，，，可能在电气设备内部亏损的性质安全电路的最大输入功率。。。。。

最大输出功率（Po）

　　能从电气设备获得的性质安全电路的最大输出功率。。。。。

最大内部电容（Ci）

　　通过电气设备衔接装置出现的电气设备总等效内电容。。。。。

最大表部电容（Co）

　　能够衔接到电气设备衔接装置上，，，，，，而不会使性质安全机能失效的性质安全电路的最大电容。。。。。

最大内部电感（Li）

　　通过电气设备衔接装置出现的电气设备总等效内电感。。。。。

最大表部电感（Lo）

　　能够衔接到电气设备衔接装置上，，，，，，而不会使性质安全机能失效的性质安全电路的最大电感。。。。。

电缆最大允许散布电容

　　关联设备允许的最大表部电容（Co）与本安设备最大内部电容（Ci）之差。。。。。

电缆最大允许散布电感（Lc）

　　关联设备允许的最大表部电感（Lo）与本安设备最大内部电感（Li）之差。。。。。

最大表部电感电阻比（Lo/Ro）

　　能够衔接到电气设备衔接装置上，，，，，，而不会使性质安全机能失效的表电路的电感与电阻之比。。。。。

配电电压

　　为性质安全设备（如二线造变送器等）提供电源的电压值。。。。。

性质安全认证技术

　　本安系统有两种认证步骤：回路认证和参量认证。。。。；；；；；；；；芈啡现こ硕员景惨潜怼⒐亓璞福ò踩ぃ⒈景驳缋卤鹄肴现け恚，，，，还对本安设备和关联设备按特定组合进行认证。。。。。这种组合方式已经认证，，，，，，其本安设备和关联设备（安全栅）就不能用未经检验机构认证过的其它型号规格的设备代替。。。。。国际上大无数工业蓬勃国度均选取“参量认证”的方式，，，，，，即对关联设备与现场设备别离给出一组安全参数，，，，，，并可由用户自由地将分歧出产厂商的电气设备进行组合，，，，，，从安全性角度启程只需满足如下关系：

安全栅的选用准则

安全栅的选用准则

　　a) 凭据危险场所的类型及现场的防爆要求，，，，，，确定所必要安全栅的防爆等级。。。。。安全栅的防爆等级必须不低于本安现场设备的防爆标志等级；；；；；；；；

　　b) 凭据现场的设备类型建设相应类型的安全栅；；；；；；；；

　　c) 凭据节造室仪表可能存在或产生的最高电压，，，，，，确定安全栅最高电压；；；；；；；；

　　d) 凭据现场设备的信号、电源对地的极性，，，，，，确定安全栅的极性；；；；；；；；安全栅要与本安现场仪表的安全极性及信号传输方式相匹配。。。。。

　　e) 思考安全栅端电阻压降的影响，，，，，，确定安全栅的最大短路电流及系统能否正常工作；；；；；；；；

　　f) 安全栅允许的散布参数是否合乎要求。。。。。

衔接电缆的选择准则

　　衔接电缆存在散布电容和散布电感，，，，，，使衔接电缆成为储能元件。。。。。它的本安机能的根基参数如下：

　　电缆最大允许散布电容 CC＝CP×L

　　电缆最大允许散布电感 LC＝LP×L

式中：

　　CP ——电缆单元长度的散布电容(μF/km)

　　LP ——电缆单元长度的散布电感(mH/km)；；；；；；；；

　　L ——现实配线长(km)。。。。。

注：推荐切合性质安全机能的电缆最大参数值：

　　CP＝0.2μF/km，，，，，，LP＝1mH/km。。。。。

隔离式安全栅的装置

色标：

　　白色端（非本安侧）接线通往安全区。。。。。

　　蓝色端（本安侧）接线通往危险区。。。。。

装置中确当苦衷项：

　　1、安全栅应装置在安全场所，，，，，，且环境前提能满足本选型手册中的“环境前提”的要求（选型手册可至网站“服务——下载中心”获。。。。。。。。。。

　　2、隔离式安全栅本安端（蓝色象征）和非本安端（白色象征）电路的接线导线在汇线槽中应分隔铺设，，，，，，各自选取独立的；；；；；；；；ぬ坠。。。。。本安侧的配线套管内不允许有其它电源线，，，，，，蕴含其本安电路使用的电源线。。。。。

　　3、通往危险场所的导线应选用有蓝色象征的本安导线，，，，，，导线中的铜截面积必须不幼于0.5mm2，，，，，，绝缘强杜爪大于500V。。。。。

　　4、在对隔离式安全栅进行通电调试前，，，，，，必须把稳隔离式安全栅的型号、接线步骤、线路极性等，，，，，，是否切合设计及产品要求中的划定，，，，，，不然可能对人身及设备造成中伤。。。。。

　　5、严禁用兆欧表直接测试隔离安全栅端子之间的绝缘强度。。。。。如要查抄系统的绝缘强度，，，，，，应先断开全数的接线，，，，，，不然可能引起安全栅内部电路败坏。。。。。

　　6、在现场对安全栅进行编程前，，，，，，必须先将所有接线断开再接入编程器，，，，，，而后通电编程，，，，，，不然可能引起不良后果。。。。。

　　7、与隔离式安全栅相连的现场仪表，，，，，，均应通过经国度认定的防爆检验部门的防爆试验，，，，，，并获得防爆合格证的仪表。。。。。使用本公司隔离式安全栅能够不必要结合认证。。。。。

　　8、在设计、装置、使用、守护隔离式安全栅时，，，，，，应同时遵守本产品手册中的注明及《GB3836.13-1997爆炸性气体环境用电气设备第十三部门：爆炸性气体环境用电气设备的检建》、《GB3836.14-2000爆炸性气体环境用电气设备第十四部门：危险场所分类》、《GB3836.15-2000爆炸性气体环境用电气设备第十五部门：危险场所电气装置（煤矿之表）》、《GB50058-1992爆炸和火警危险环境电力设置设计规范》等尺度。。。。。

　　设备温度等级划定了设备表表的最高允许温度值。。。。。设备温度等级肯定要幼于使用在该危险场所环境中可燃物质的点燃温度，，，，，，不然会引起点火爆炸。。。。。

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