安全栅 在实际应用中的作用

1、防爆的概念防爆的概念 防爆的概念：指防止爆炸， 防止爆炸的产生必从三个必要条件来考虑，限制了其中的一个必要条件，就限制了爆炸的产生。 引起爆炸的三个必要条件： （1） 点燃源：包括明火、电气火花、机械火花、静电火花、高温、化学反应、光能等。 （2）氧气：空气。 （3）可燃物：能与氧气（空气）反应的物质，包括气体、液体和固体。（气体：氢气，乙炔，甲烷等；液体：酒精，汽油；固体：粉尘，纤维粉尘等） 防爆的类别：隔爆型、增安型、本质安全型（本安型）、正压型、油浸型、充砂型、浇封型、气密型、无火花型等。Page 22 防爆具体来讲有很多种技术，而本安防爆技术和隔爆防爆技术又以其高安全性、高可操作性被广

2、泛应用。 （1）隔爆型：是指把能点燃爆炸性混合物的部件封闭在一个外壳内，该外壳能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力并阻止和周围的爆炸性混合物传爆。 （2）本质安全型（本安型）：在正常运行或在标准试验条件下所产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物的电气设备。 常用防爆等级示例：ExiaIICT5、ExdIIBT6 （1）Ex：防爆标识 （2）ia：防爆电气产品的型式为本安型 d：防爆电气产品的型式为隔爆型 （3）IIC：是使用在II类场所的IIC级别 （4）爆炸性气体的引燃温度为T4的组别Page 33本安型防爆技术的基本原理 在防爆类型中，本安型防爆安全程度最高，其电路货设备本身就具有防爆功能。

3、电火花和热效应是引起爆炸性危险气体爆炸的主要点燃源。本安就是通过限制电火花和热效应两个可能的点燃源的能量来实现的。 在正常工作和故障状态下当仪表可能产生的电火花或热效应的能量小于这个能量时，低度表不可能点燃爆炸性危险气体而产生爆炸。 从限制能量入手，可靠地将电路中的电压和电流限制在一个允许的范围内，以保证仪表在正常工作或发生短接和元器件损坏等故障情况下产生的电火花和热效应不致于引起其周围可能存在的危险气体的爆炸。 本安防爆技术实际上是一种低功率设计技术，能很好的适用于工业自动化仪表。有结构简单，体积小，维护方便（可带电工况下维护），安全可靠性高等优点。Page 44 本安防爆实质上是系统防爆，

4、其防爆性能不仅与关联设备有关，也与其相应设备和连接线路有关。 本安防爆系统包括本安型电气设备、关联设备、和外部配线（包括本质安全电路和非本安电路）。 本安电气设备：具有储能元件，是需要防爆认证的本安电气设备，如变送器等。 关联设备（安全栅）：一种安装在安全场所，本安电气设备与非本安电气设备之间相连的电气设备。安全栅能将窜入到现场本安设备的能量限制在安全值内，从而确保现场设备、人员和生产的安全。 Page 55 比如：一个测量压力的变送器是本安型设备，用在危险场所，我们称为一次仪表。向变送器提供电源及接收变送器压力信号的设备用于安全场所，称为二次仪表。这个二次仪表由于放在安全场所，按规范可以不必

5、做成防爆类型，但它通过导线向危险场所中的本安型压力变送器输送电源，为了防爆，输送的电源必须为本安型的。这时便可通过关联设备把输送电源的电路做成本安型，而其余电路可以为非本安型。安全栅（安全栅（safety barrier）安全栅（又称安全保持器）安全栅（又称安全保持器），是安装在安全场所，置于本质安全电路和非本质安全电路之间，将供给本质安全电路的电压或电流限制在一定安全范围的装置。一方面起到信号传输作用，一方面可以限制危险信号流入危险场合。 Page 77安全栅主要有齐纳式安全栅和隔离式安全栅两大类。安全栅主要有齐纳式安全栅和隔离式安全栅两大类。 齐纳式安全栅的核心元件为齐纳二极管，限流电齐纳

6、式安全栅的核心元件为齐纳二极管，限流电阻及快速熔断丝。阻及快速熔断丝。Page 88 为了能够使用齐纳安全栅，必须要有与工厂接地隔离的等电位接地系统，因为接地系统能够将来自于非危险区域仪表的危险能量进行释放。安全栅应通过单点接到等电位接地系统。 本安系统接地应满足：（1）安全栅接地电阻必须1；（2）接地导线截面积4m或6m。（3）为接地可靠应采用冗余设计，即在同一接地极上用双根导线并联接地。Page 99隔离式安全栅，不但有限能的功能还有隔离功能，它主要隔离式安全栅，不但有限能的功能还有隔离功能，它主要由回路限能单元、信号和电源隔离单元、信号处理单元组成。由回路限能单元、信号和电源隔离单元、信

7、号处理单元组成。Page 1010 简要说明安全栅选取原则：（1）据现场防爆要求，确定所需安全栅防爆等级（2）根据控制室仪表可能存在或产生最高电压来确定安全栅最高允许电压（3）据现场设备信号，电源对滴的极性，确定安全栅的极性（4）考虑安全栅端电阻压降的影响，确定系统能否正常工作（5）漏电流的影响对信号响应的精度（6）安全栅允许的分布参数是否合乎要求Page 1111作用：作用： 由于安全栅被设计为介于现场设备与控制室设备之间的一个限制能量的接口，因此无论控制室设备处于正常或故障状态，安全栅都能确保通过它传送给现场设备的能量是本质安全的。 现场防爆区必须使用安全栅，非防爆区可采用隔离措施，但为保

8、证数据的可靠性，一般都使用安全栅。 安全栅的作用就是使现场仪表起到本安的作用。它限制了去现场的能量，通过齐纳二极管限制电压，电阻限制电流，从而限制到现场的总能量，即使打火花，这个火花的能量也不足以点燃现场的爆炸危险气体。Page 1212 现场仪表只是本安防爆认证的，那就必须使用安全栅。如果现场仪表通过了本安认证，也通过了隔爆认证，不加安全栅也可以，(有一种情况除外，就是现场仪表有2个接线腔， 一个是本安认证，一个是隔爆认证，这种情况下还是必须加安全栅)但是简单元件是用不着认证的，比如热电偶，热电阻，开关等即使没有认证，它们也可以直接加安全栅。Page 1313隔离式安全栅优点：隔离式安全栅优

9、点： 隔离式安全栅与齐纳式安全栅相比，虽然价格要高一些，但是它许多优点和特点还是给用户带来许多方便，使越来越多用户偏向的选择隔离式安全栅。使用隔离式安全栅，可以将危险区的现场回路信号和安全区回路信号有效隔离。这样本安自控系统不需要本安接地系统，简化了本安防爆系统应用时的施工。 使用隔离式安全栅，大大增强了检测和控制回路的抗干扰能力，提高系统可靠性。使用隔离式安全栅，允许现场仪表接地，允许现场仪表为非隔离型的。 隔离式安全栅有许多保护功能电路，意外损坏的可能性较小，允许现场仪表带电检修，这样可缩短工程开车准备时间和减少停车时间。Page 1414隔离式安全栅有较强的信号处理能力。如开关量输入状态控制、mV、Pt100变为420mA等等。这样给现场仪表和控制系统的应用提供了更大的方便、合理和有效。 隔离式安全栅可以输出两路相互隔离的信号，可以有效地将两个系统隔离开来，避免系统之间互相影响。回路供电隔离式安全栅既保持有源隔离式安全栅的优点，又有齐纳式安全栅一样的接线方便，不需要另外24V电源供电，特别适合配I/O卡直接供电的DCS系统。Page 1515 本安系统的安全评定 目前，本安系统有两种认证方法：回路认证和参量认证。回路认证除了对本安仪表，安全栅，本安电缆分别认证外，还对本安设备和关联设备按特定组合进行