防爆安全柵介紹1、安全柵的作用 本安防爆就是限制儀表的電火花和熱效應的能量，防止儀表成為爆炸點燃源。本安儀表在設計上盡量降低工作能耗和表面溫度，并經分析、認證確定在指定的工作電壓、電流下達到本質安全。 安全柵作為連接本安儀表和控制系統的關聯設備，采用嚴格可靠的限制能量方式，保證送到本安儀表的電壓、電流不超過本安儀表可以承受的范圍。防爆安全柵按結構分類：電阻式安全柵；齊納式安全柵光電隔離式安全柵；變壓器隔離式安全柵。2、電阻式安全柵 利用電阻的限流作用，把流入危險側的能量限制在臨界值以下 3、齊納式安全柵 齊納式安全柵采用在電路回路中串聯快速熔斷絲、限流電阻和并聯限壓齊納二極管實 現能量的限制，保證危險區儀表與安全區儀表信號連接時安全限能，見圖2。它采用器件非常少、體積小、價格低，但也有一些致命的缺陷，使應用范圍受到較大的限制。目前采用顯下降趨勢。3.1、使用齊納式安全柵注意點 使用齊納式安全柵，工廠必須要有專門的本安接地系統，本安電路的接地電阻必須小于1。 使用齊納式安全柵，危險區現場本安儀表必須為隔離型的，非隔離型的儀表不能采用。 使用齊納式安全柵，對供電電源電壓影響非常大，電源電壓的波動可能會使齊納二極管的電流泄漏，從而引起信號的誤差或者發出錯誤電平，嚴重時會使快速保險絲燒斷而永久損壞，按規定齊納式安全柵內部齊納管、限流電阻、保險絲整體澆封，一旦損壞無法修復。 使用齊納式安全柵，信號負極均要接至本安接地，這樣大大降低系統信號抗干擾能力，影響系統的可靠性，特別對DCS系統影響尤為突出。4、隔離式安全柵隔離式安全柵不但有限能功能，還有隔離功能，它主要由回路限能單元、信號和電源隔離單元、信號處理單元組成。其基本功能框圖見圖3。4.1、隔離式安全柵應用的優點 隔離式安全柵與齊納式安全柵相比，雖然價格要高一些，但是它許多優點和特點還是給用戶帶來許多方便，使越來越多用戶偏向的選擇隔離式安全柵。 使用隔離式安全柵，可以將危險區的現場回路信號和安全區回路信號有效隔離。這樣本安自控系統不需要本安接地系統，簡化了本安防爆系統應用時的施工。 使用隔離式安全柵，大大增強了檢測和控制回路的抗干擾能力，提高系統可靠性。 使用隔離式安全柵，允許現場儀表接地，允許現場儀表為非隔離型的。 隔離式安全柵有許多保護功能電路，意外損壞的可能性較小，允許現場儀表帶電檢修，這樣可縮短工程開車準備時間和減少停車時間。 隔離式安全柵有較強的信號處理能力。如開關量輸入狀態控制、mV、Pt100變為420mA等等。這樣給現場儀表和控制系統的應用提供了更大的方便、合理和有效。 當用戶同時應用DCS和ESD時，選用一進二出的安全柵，可以有效地將兩個系統隔離開來，避免系統之間互相影響。 回路供電隔離式安全柵既保持有源隔離式安全柵的優點，又有齊納式安全柵一樣的接線方便，不需要另外24V電源供電，特別適合配I/O卡直接供電的DCS系統。5、安全柵本安性能認證參數 安全柵本安性能認證參數由產品防爆認證時給出，參數含義如下： 最高電壓(交流有效值或直流Um)：施加到關聯設備非本質安全連接裝置上,而不會使本質安全性能失效的最高電壓。 最高輸出電壓(Uo):在開路條件下,在設備連接裝置施加電達到最高電壓(包括Um和Ui)時,可能出現的本質安全電路的最高輸出電壓(交流峰值或直流)。 最大輸出電流(Io): 來自電氣設備連接裝置的本質安全電路的最大電流(交流峰值或直流)。 最大輸出功率(Po):能從電氣設備獲得的本質安全電路最大功率。 最大外部電容(Co):可以連接到電氣設備連接裝置上,而不會使本質安全性能失效的本質安全電路的最大電容。 最大外部電感(Lo):可以連接到電氣設備連接裝置上,而不會使本質安全性能失效的本質安全電路的最大電感。6、安全柵的選用原則 安全柵的防爆標志等級必須不低于本安電氣設備的防爆標志的等級。 確定安全柵的端電阻及回路電阻可以滿足本安電氣設備的最低工作電壓。 安全柵的本安端安全參數能夠滿足本安參數防爆認證的要求。 根據本安電氣設備的電源極性及信號傳輸方式選擇與之相匹配的安全柵。 避免安全柵的漏電流影響本安現場設備的正常工作。 安全柵有兩大類，一類為齊納式安全柵，另一類為隔離式安全柵。7、安全柵的接地分析7.1、齊納式安全柵不接地,大電流可能引入危險區 齊納式安全柵如果不接地，如下圖4示。若當安全區內配電故障導致一個對地高電勢（交流220V的相線）落在安全柵上時, 齊納管只限制齊納式安全柵導線之間的電壓Uo，但無法限制任何一線對地的電勢，該電勢將可能被引入危險區，一旦現場儀表對地絕緣隔離不好，對地產生短路，立即產生強大的地電流，這樣的高電勢和對地電流的能量并沒有得到限制，因此，極可能產生火花而引起危險。7.2、齊納式安全柵必須“本安接地”若安全柵有可靠接地，如下圖5示。當同樣的故障發生時，齊納管限制了對地的電勢，故障電流只能在安全區內流過，這樣確保危險區的現場安全。這個接地也叫“本安接地”。7.3、隔離式安全柵無須“本安接地”當故障發生時，由于隔離式安全柵內有可靠的隔離單元，它對地產生電勢，但對地電流不可能從