安全柵知識(shí)介紹

        安全柵又稱(chēng)安全保持器。本安回路的安全接口，它能在安全區(qū)和危險(xiǎn)區(qū)之間雙向轉(zhuǎn)遞電信號(hào)，并可限制因故障引起的安全區(qū)向危險(xiǎn)區(qū)和能量轉(zhuǎn)遞。一般安全柵有齊納式、隔離式.
　　本安型安全柵應(yīng)用在本安防爆系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，它是安裝于安全場(chǎng)所并含有本安電路和非本安電路的裝置，電路中通過(guò)限流和限壓電路限制了送往現(xiàn)場(chǎng)本安回路的能量，從而防止非本安電路的危險(xiǎn)能量串入本安電路，它在本安防爆系統(tǒng)中稱(chēng)為關(guān)聯(lián)設(shè)備，是本安系統(tǒng)的重要組成部分。
　　本安防爆系統(tǒng)關(guān)聯(lián)設(shè)備,是指安裝在安全場(chǎng)所，本安電氣設(shè)備與非本安電氣設(shè)備之間的相連的電氣設(shè)備。
　　由于安全柵被設(shè)計(jì)為介于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制室設(shè)備之間的一個(gè)限制能量的接口，因此無(wú)論控制室設(shè)備處于正常或故障狀態(tài)，安全柵都能確保通過(guò)它傳送給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的能量是本質(zhì)安全的。
　　中國(guó)國(guó)家儀器儀表防爆安全監(jiān)督站是中華人民共和國(guó)地區(qū)監(jiān)督生產(chǎn)安全防爆產(chǎn)品的機(jī)構(gòu)，對(duì)本安型安全柵產(chǎn)品有著嚴(yán)格、科學(xué)、詳細(xì)的規(guī)定，只有通過(guò)該監(jiān)督站認(rèn)證的企業(yè)及其所開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的產(chǎn)品才具備符合標(biāo)準(zhǔn)的安全性能，否則可能會(huì)給使用方的設(shè)備、人員和生產(chǎn)造成無(wú)可估量的損害。
　　安裝位置
　　安全柵安裝于安全場(chǎng)所，接收來(lái)自危險(xiǎn)區(qū)的信號(hào),輸出安全信號(hào)到安全區(qū)或危險(xiǎn)區(qū).　
　　安全柵的結(jié)構(gòu)形式
　　常見(jiàn)的安全柵結(jié)構(gòu)形式分為齊納式和隔離式.
　　齊納式安全柵
　　電路中采用快速熔斷器、限流電阻或限壓二極管以對(duì)輸入的電能量進(jìn)行限制，從而保證輸出到危險(xiǎn)區(qū)的能量。它的原理簡(jiǎn)單、電路實(shí)現(xiàn)容易，價(jià)格低廉，但因由于其自身原理的缺陷使其應(yīng)用中的可靠性受到很大影響，并限制了其應(yīng)用范圍，其原因如下：
　　1、 安裝位置必須有非常可靠的接地系統(tǒng)，并且該齊納式安全柵的接地電阻必須小于1Ω，否則便失去防爆安全保護(hù)性能，顯然這樣的要求是十分的苛刻并在實(shí)際工程應(yīng)用中難以保證。
　　2、 要求來(lái)自危險(xiǎn)區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)儀表必須是隔離型，否則通過(guò)齊納式安全柵的接地端子與大地相接后信號(hào)無(wú)法正確傳送，并且由于信號(hào)接地，直接降低信號(hào)抗*力，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。
　　3、 齊納式安全柵對(duì)電源影響較大，同時(shí)也易因電源的波動(dòng)而造成齊納式安全柵的損壞。
　　4、 由于齊納式安全柵的電路原理需要吸收輸入回路的能量，所以易造成輸出不穩(wěn)定。　
　　隔離式安全柵
　　采用了將輸入、輸出以及電源三方之間相互電氣隔離的電路結(jié)構(gòu)，同時(shí)符合本安型限制能量的要求。與齊納式安全相比，雖然價(jià)格較貴，但它性能上的突出優(yōu)點(diǎn)卻為用戶(hù)應(yīng)用帶來(lái)了更大的受益：
　　1.由于采用了三方隔離方式，因此無(wú)需系統(tǒng)接地線(xiàn)路，給設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)極大方便。
　　2.對(duì)危險(xiǎn)區(qū)的儀表要求大幅度降低，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需采用隔離式的儀表。
　　3.由于信號(hào)線(xiàn)路無(wú)需共地，使得檢測(cè)和控制回路信號(hào)的穩(wěn)定性和抗*力大大增強(qiáng)，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。
　　4.隔離式安全柵具備更強(qiáng)的輸入信號(hào)處理能力，能夠接受并處理熱電偶、熱電阻、頻率等信號(hào)，這是齊納式安全柵所無(wú)法做到的。
　　5.隔離式安全柵可輸出兩路相互隔離的信號(hào)，以提供給使用同一信號(hào)源的兩臺(tái)設(shè)備使用，并保證兩設(shè)備信號(hào)不互相干擾，同時(shí)提高所連接設(shè)備相互之間的電氣安全絕緣性能。
　　因此，對(duì)比齊納式和隔離式安全柵的特點(diǎn)和性能后可以看出，隔離式安全柵有著突出的優(yōu)點(diǎn)和更為廣泛用途，雖然其價(jià)格略高于齊納式安全柵，但從設(shè)計(jì)、施工安裝、調(diào)試及維護(hù)成本來(lái)考慮，其綜合成本可能反而低于齊納式安全柵。在要求較高的工程現(xiàn)場(chǎng)幾乎無(wú)一例外地采用了隔離式安全柵作為主要本安防爆儀表，隔離式安全柵已逐漸取代了齊納式安全柵，在安全防爆領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用.
　　本安設(shè)備標(biāo)志定義
　　其中：EX — 防爆標(biāo)志
　　（ia）— 防爆等級(jí)
　　ⅡC — 氣體組別
　　本廠(chǎng)產(chǎn)品防爆級(jí)別：EX（ia）ⅡC
　　防爆等級(jí)
　　ia：在正常工作狀態(tài)下，1個(gè)計(jì)數(shù)故障或2個(gè)計(jì)數(shù)故障狀態(tài)下都不會(huì)點(diǎn)燃危險(xiǎn)氣體，回路必須保證在兩個(gè)計(jì)數(shù)故障同時(shí)出現(xiàn)時(shí)仍然保證安全特性。“ia”類(lèi)電氣設(shè)備對(duì)易于受干擾的元器件必須采用“三重化”設(shè)計(jì)。“ib”類(lèi)電氣設(shè)備只能保證在1個(gè)計(jì)數(shù)故障狀態(tài)下不會(huì)點(diǎn)燃危險(xiǎn)氣體。
　　氣體組別：
　　Ⅰ組電氣設(shè)備 ：用于易受甲烷影響的煤礦環(huán)境中。
　　Ⅱ組電氣設(shè)備 ：可用于除煤礦以外的爆炸危險(xiǎn)環(huán)境中。
　　Ⅱ組電氣設(shè)備根據(jù)易燃性物質(zhì)的不同點(diǎn)燃能量進(jìn)一步細(xì)分。
　　各子組用大寫(xiě)英文字母區(qū)分，從下表中可以看出，中國(guó)、IEC、歐洲分組標(biāo)準(zhǔn)中ⅡC組所需要的點(diǎn)燃能量zui少，即在該組電氣設(shè)備中，ⅡC組設(shè)備具備對(duì)ⅡA、ⅡB組的通用性。
　　常見(jiàn)易燃性物質(zhì)的分組
　　典型氣體 分組標(biāo)準(zhǔn) 點(diǎn)燃特性
　　中國(guó)、IEC、歐洲 北美
　　甲烷 Ⅰ
　　乙炔 ⅡC A
　　氫氣 ⅡC B
　　乙烯 ⅡB C
　　丙烷 ⅡA D
　　爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所的區(qū)域劃分
　　在安全防爆系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及防爆產(chǎn)品的選型中，除了需要對(duì)爆炸性環(huán)境中存在的氣體進(jìn)行分級(jí)、分組外，還應(yīng)根據(jù)爆炸性氣體出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時(shí)間對(duì)爆炸性氣體危險(xiǎn)場(chǎng)所進(jìn)行區(qū)域劃分：
　　0區(qū)
　　爆炸性氣體混合物連續(xù)地或長(zhǎng)時(shí)間地存在的場(chǎng)所。
　　1區(qū) 爆炸性氣體混合物有可能出現(xiàn)的場(chǎng)所
　　2區(qū) 爆炸性氣體混合物不可能出現(xiàn)，或即使出現(xiàn)也是短時(shí)間存在的場(chǎng)所
　　本廠(chǎng)產(chǎn)品適用于0區(qū)，同時(shí)適用1區(qū)和2區(qū)。
　　隔離式安全柵的安裝
　　色標(biāo)：
　　黃色端（非本安側(cè)）接線(xiàn)通往安全區(qū)。
　　藍(lán)色端（本安側(cè)）接線(xiàn)通往危險(xiǎn)區(qū)。
　　安裝中的注意事項(xiàng)：
　　1、 安全柵應(yīng)安裝在安全場(chǎng)所，并且環(huán)境條件滿(mǎn)足《安全柵選型樣本》中的“使用條件”的要求。
　　2、 隔離式安全柵本安端（藍(lán)色端）和非本安端電路的連接導(dǎo)線(xiàn)在匯線(xiàn)槽中應(yīng)分開(kāi)鋪設(shè)，各自采用獨(dú)立的保護(hù)套管。本安側(cè)的配線(xiàn)管道內(nèi)不允許有其它電源線(xiàn)，包括其本安電路使用的電源線(xiàn)。
　　3、 通往危險(xiǎn)場(chǎng)所的導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)選用有藍(lán)色標(biāo)記的本安導(dǎo)線(xiàn)，導(dǎo)線(xiàn)的軟銅面積必須大于0.5mm2，絕緣強(qiáng)度應(yīng)大于500V。
　　4、 在對(duì)隔離式安全柵進(jìn)行通電調(diào)試前，必須注意隔離式安全柵的型號(hào)、接線(xiàn)方法、線(xiàn)路極性等是否符合設(shè)計(jì)及產(chǎn)品要求中的規(guī)定，否則可能對(duì)人身及設(shè)備造成傷害。
　　5、 嚴(yán)禁用兆歐表測(cè)試隔離式安全柵端子之間的絕緣強(qiáng)度。如要檢查系統(tǒng)的絕緣強(qiáng)度，應(yīng)先斷開(kāi)全部隔離式安全柵的接線(xiàn)，否則可能引起安全柵內(nèi)部電路損壞。
　　6、 在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)安全柵進(jìn)行編程前，必須先將所有接線(xiàn)斷開(kāi)再接入編程器，然后通電編程，否則可能引起不良后果。
　　7、 與隔離式安全柵相連接的現(xiàn)場(chǎng)儀表，均應(yīng)采用通過(guò)經(jīng)國(guó)家認(rèn)定的有關(guān)防爆檢驗(yàn)部門(mén)進(jìn)行防爆試驗(yàn)、并取得防爆合格證的儀表。
　　8、 在設(shè)計(jì)、安裝、使用、維護(hù)隔離式安全柵時(shí)，應(yīng)同時(shí)遵守本產(chǎn)品使用手冊(cè)中的說(shuō)明及《GB3836.15-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第15部分：危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安裝（煤礦除外）》及《GB50058-1992爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)范 》。