中文名 | 安全柵 | 外文名 | safety barrier |
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工作現(xiàn)場 | 工業(yè)控制中需要安全防爆的場合 | 工作電源 | 24V±10%DC |
環(huán)境溫度 | 0-50℃ | 相對濕度 | 5%~95%RH(非結(jié)露) |
拼????音 | ān quán zhà |
安全柵介紹
安全柵又稱安全限能器,是本安系統(tǒng)中的重要組成部分。
安全柵主要有齊納式安全柵和隔離式安全柵兩大類。
齊納式安全柵的核心元件為齊納二極管,限流電阻及快速熔斷絲。
隔離式安全柵不但有限能的功能,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。
安全柵的主要功能為限流限壓,保證現(xiàn)場儀表可得到的能量在安全范圍內(nèi)。
安全柵又稱安全保持器。本安回路的安全接口,它能在安全區(qū)(本質(zhì)安全)和危險區(qū)(非本質(zhì)安全)之間雙向傳遞電信號,并可限制因故障引起的危險區(qū)向安全區(qū)的能量轉(zhuǎn)遞。一般安全柵有齊納式和隔離式。
本安型安全柵應(yīng)用在本安防爆系統(tǒng)的設(shè)計中,它是安裝于安全場所并含有本安電路和非本安電路的裝置,電路中通過限流和限壓電路限制了送往現(xiàn)場本安回路的能量,從而防止非本安電路的危險能量串入本安電路,它在本安防爆系統(tǒng)中稱為關(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)計為介于現(xiàn)場設(shè)備與控制室設(shè)備之間的一個限制能量的接口,因此無論控制室設(shè)備處于正?;蚬收蠣顟B(tài),安全柵都能確保通過它傳送給現(xiàn)場設(shè)備的能量是本質(zhì)安全的。
中國國家儀器儀表防爆安全監(jiān)督站是中華人民共和國地區(qū)監(jiān)督生產(chǎn)安全防爆產(chǎn)品的權(quán)威機(jī)構(gòu),對本安型安全柵產(chǎn)品有著嚴(yán)格、科學(xué)、詳細(xì)的規(guī)定,只有通過該監(jiān)督站認(rèn)證的企業(yè)及其所開發(fā)生產(chǎn)的產(chǎn)品才具備符合標(biāo)準(zhǔn)的安全性能,否則可能會給使用方的設(shè)備、人員和生產(chǎn)造成無可估量的損害。
電路中采用快速熔斷器、限流電阻或限壓二極管以對輸入的電能量進(jìn)行限制,從而保證輸出到危險區(qū)的能量。
1. 安裝位置必須有非??煽康慕拥叵到y(tǒng),顯然這樣的要求是十分的苛刻并在實際工程應(yīng)用中難以保證。
3. 齊納式安全柵對電源影響較大,同時也易因電源的波動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。
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),同時符合本安型限制能量的要求。與齊納式安全相比,雖然價格較貴,但它性能上的突出優(yōu)點卻為用戶應(yīng)用帶來了更大的受益:
1.由于采用了三方隔離方式,因此無需系統(tǒng)接地線路,給設(shè)計及現(xiàn)場施工帶來極大方便。
2.對危險區(qū)的儀表要求大幅度降低,現(xiàn)場無需采用隔離式的儀表。
3.由于信號線路無需共地,使得檢測和控制回路信號的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大增強(qiáng),從而提高了整個系統(tǒng)的可靠性。
4.隔離式安全柵具備更強(qiáng)的輸入信號處理能力,能夠接受并處理熱電偶、熱電阻、頻率等信號,這是齊納式安全柵所無法做到的。
5.隔離式安全柵可輸出兩路相互隔離的信號,以提供給使用同一信號源的兩臺設(shè)備使用,并保證兩設(shè)備信號不互相干擾,同時提高所連接設(shè)備相互之間的電氣安全絕緣性能。
因此,對比齊納式和隔離式安全柵的特點和性能后可以看出,隔離式安全柵有著突出的優(yōu)點和更為廣泛用途,雖然其價格略高于齊納式安全柵,但從設(shè)計、施工安裝、調(diào)試及維護(hù)成本來考慮,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)場幾乎無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
ⅡC —氣體組別
本公司產(chǎn)品防爆級別:EX(ia)ⅡC
MTL安全柵 單價3000元 MTL是一家英國知名公司,成立于25年前,它的本質(zhì)安全柵和隔離柵成為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已有多年。該公司在工業(yè)過程控制,特別是本安領(lǐng)域中一直處于國際領(lǐng)先地位。MTL產(chǎn)品在質(zhì)量、...
安全柵應(yīng)用在本安防爆系統(tǒng)的設(shè)計中,它是安裝于安全場所并含有本安電路和非本安電路的裝置,電路中通過限流和限壓電路限制了送往現(xiàn)場本安回路的能量,從而防止非本安電路的危險能量串入本安電路,是本安系統(tǒng)的重要組...
安全柵是本質(zhì)安全型防爆儀器儀表的關(guān)聯(lián)設(shè)備,在正常情況下不影響測量系統(tǒng)的功能。它設(shè)置在安全場所的一側(cè),當(dāng)本安防爆系統(tǒng)發(fā)生故障時,能將竄入危險場所的能量(電能)限制在安全值以內(nèi),從而保證現(xiàn)場生產(chǎn)安全。
① 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(yōu)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。
②使用隔離式安全柵,可以將危險區(qū)的現(xiàn)場回路信號和安全區(qū)回路信號有效隔離。這樣本安自控系統(tǒng)不需要本安接地系統(tǒng),簡化了本安防爆系統(tǒng)應(yīng)用時的施工。
③ 使用隔離式安全柵,大大增強(qiáng)了檢測和控制回路的抗干擾能力,提高系統(tǒng)可靠性。
④使用隔離式安全柵,允許現(xiàn)場儀表接地,允許現(xiàn)場儀表為非隔離型的。
⑤ 隔離式安全柵有許多保護(hù)功能電路,意外損壞的可能性較小,允許現(xiàn)場儀表帶電檢修,這樣可縮短工程開車準(zhǔn)備時間和減少停車時間。
⑥隔離式安全柵有較強(qiáng)的信號處理能力。如開關(guān)量輸入狀態(tài)控制、mV、Pt100變?yōu)?~20mA等等。這樣給現(xiàn)場儀表和控制系統(tǒng)的應(yīng)用提供了更大的方便、合理和有效。
⑦ 當(dāng)用戶同時應(yīng)用DCS和ESD時,選用一進(jìn)二出的安全柵,可以有效地將兩個系統(tǒng)隔離開來,避免系統(tǒng)之間互相影響。
⑧回路供電隔離式安全柵既保持有源隔離式安全柵的優(yōu)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(tǒng)。
安全柵工作原理
齊納安全柵的原理簡單、電路實現(xiàn)容易,價格低廉,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苛刻并在實際工程應(yīng)用中難以保證。
2.要求來自危險區(qū)的現(xiàn)場儀表必須是隔離型,否則通過齊納式安全柵的接地端子與大地相接后信號無法正確傳送,并且由于信號接地,直接降低信號抗干擾能力,影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。
3.齊納式安全柵對電源影響較大,同時也易因電源的波動而造成齊納式安全柵的損壞。
安全柵的主要功能就是限制安全場所的危險能量進(jìn)入危險場所,及限制送往危險場所的電壓和電流。齊納管Z用于限制電壓。當(dāng)回路電壓接近安全限壓值時,齊納管導(dǎo)通,使齊納管兩端的電壓始終保持在安全限壓值以下。電阻R用于限制電流。當(dāng)電壓被限制后,適當(dāng)選擇電阻值,可將回路電流限制在安全限流值以下。
與齊納安全柵相比,隔離式安全柵除具有限壓與限流的作用之外,還帶有電流隔離的功能。隔離柵通常由回路限能單元、電流隔離單元和信號處理單元三部分組成,基本功能電路如圖2所示。回路限能單元為安全柵的核心部分。此外,輔助有用于驅(qū)動現(xiàn)場儀表的回路供電電路和用于儀表信號采集的檢測電路。信號處理單元則根據(jù)安全柵的功能要求進(jìn)行信號處理。
工業(yè)現(xiàn)場一般需要采用兩線制傳輸方式的配電器,既要為諸如壓力變送器等一次儀表提供24V 配電電源,同時又要對輸入的電流信號進(jìn)行采集、放大、運(yùn)算、和進(jìn)行抗干擾處理后,再輸出隔離的電流和電壓信號,供后面的二次儀表或其它儀表使用。但一些特殊的工業(yè)現(xiàn)場不但需要兩線制傳輸,既提供配電電源又有信號隔離功能,同時還需要具有安全火花型防爆的性能,可靠地防止電源高壓與信號之間的混觸,利用電流、電壓雙重化限制回路,把進(jìn)入危險場所的能量限制在安全定額以下的具有特殊功能的配電器—安全柵。
隔離式安全柵,基本有檢測端安全柵和操作端安全柵兩種類型。檢測端安全柵與兩線制變送器配套使用;操作端安全柵與電氣轉(zhuǎn)換器或電氣閥門配套使用。也有信號輸入等類型隔離式安全柵。
由于隔離式安全柵采用了限壓、限流、隔離等措施,不僅能防止危險能量從本安端子進(jìn)入危險現(xiàn)場,提高系統(tǒng)的本安防爆性能,而且還增加了系統(tǒng)的抗干擾能力,大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。 24VDC 電源經(jīng)DC-AC-DC變換后,輸出模塊電路所需要的多種電壓。
檢測端隔離式安全柵的原理是:模塊電路將通過本安能量限制電路輸入的電流或電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)?.2-1VDC后,送入模塊內(nèi)進(jìn)行采集、放大、運(yùn)算和進(jìn)行抗干擾處理后,再經(jīng)變壓器調(diào)制成輸出隔離的電流和電壓信號,供后面的二次儀表或其它儀表使用。模塊還需輸出一個隔離的18.5∽28.5VDC電壓,通過本安能量限制電路做為供給兩線制變送器的工作電壓。本安能量限制電路能限制大電流或高電壓的危險信號竄入危險現(xiàn)場。
操作端隔離式安全柵的原理是:將調(diào)節(jié)器或操作器輸出的4-20mA DC信號隔離后再輸出4-20mA DC 的信號,通過本安能量限制電路供給電氣轉(zhuǎn)換器或現(xiàn)場的電氣閥門定位器使用。
ia:在正常工作狀態(tài)下,1個計數(shù)故障或2個計數(shù)故障狀態(tài)下都不會點燃危險氣體,回路必須保證在兩個計數(shù)故障同時出現(xiàn)時仍然保證安全特性?!癷a”類電氣設(shè)備對易于受干擾的元器件必須采用“三重化”設(shè)計?!癷b”類電氣設(shè)備只能保證在1個計數(shù)故障狀態(tài)下不會點燃危險氣體。
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環(huán)境中。
Ⅱ組電氣設(shè)備根據(jù)易燃性物質(zhì)的不同點燃能量進(jìn)一步細(xì)分。
各子組用大寫英文字母區(qū)分,從下表中可以看出,中國、IEC、歐洲分組標(biāo)準(zhǔn)中ⅡC組所需要的點燃能量最少,即在該組電氣設(shè)備中,ⅡC組設(shè)備具備對ⅡA、ⅡB組的通用性。
安全柵是介于現(xiàn)場設(shè)備與控制室設(shè)備之間的一個限能電路,用來把控制室供給現(xiàn)場儀表的電能量限制在既不能產(chǎn)生足以引爆危險氣體的火花,又不能產(chǎn)生足以引爆危險氣體的儀表表面溫度,從而消除了引爆源。在選擇安全柵時必須考慮其型號與現(xiàn)場儀表類型相適應(yīng),還須考慮安全柵與本質(zhì)安全儀表要求相兼容及形成的本安系統(tǒng)中阻抗匹配的問題。我國采用“回路認(rèn)證”這種方式認(rèn)證本安系統(tǒng),即根據(jù)危險環(huán)境使用儀表的聯(lián)合取證情況,選擇已與其聯(lián)合取證的安全柵,一經(jīng)聯(lián)合取證,現(xiàn)場儀表與安全柵便固定組合構(gòu)成本安系統(tǒng)。實踐中,這種方式對安全柵和現(xiàn)場儀表的選擇有很大的局限性。廣泛采用是進(jìn)年來逐漸形成的一種本質(zhì)安全認(rèn)證技術(shù),即“參量認(rèn)證”。按照“參量認(rèn)證”方式認(rèn)證的本安設(shè)備和關(guān)聯(lián)設(shè)備需要一組安全參數(shù),包括:
Vmax― 在正常工作或故障條件下,能接受并能保持其本安性能的最高電壓。
Imax ―在正常工作或故障條件下,能接受并保持其本安性能的最高電流。
Ci―本安現(xiàn)場設(shè)備內(nèi)部未被保護(hù)的電容。
Li―本安現(xiàn)場設(shè)備內(nèi)部未被保護(hù)的電感。
Pmaxo ―關(guān)聯(lián)設(shè)備允許輸入的最大功率。
“參量認(rèn)證”關(guān)系式為:Vmax>Voc,Imax>Isc,Pmaxi>Pmaxo,Ci Cc結(jié)合“參量認(rèn)證”可知安全柵的選用:1)與安全柵相連的安全設(shè)備的工作電壓不得超過安全柵的最高允許電壓。否則,應(yīng)采用光電隔離等技術(shù)使之與系統(tǒng)隔離開來,或者采用隔離安全柵;2)“參量認(rèn)證”公式的Vmax,Imax,Pmaxi即為本安現(xiàn)場設(shè)備的正常參數(shù),選用時應(yīng)該逐一對比。3)“參量認(rèn)證”公式中引入Cc,Lc這兩個變量實際是引出了控制電纜的選用問題,從而限制了電纜長度。實際使用中還應(yīng)考慮阻抗匹配問題。最后的公式中,Ra安全柵阻抗,Rl電纜阻抗,安全儀表的允許負(fù)載阻抗Ro,對于輸出回路,作為安全儀表的調(diào)節(jié)器或I/O卡的輸出通道等,它們的允許負(fù)載阻抗是制造廠商提供的。對于輸入回路,作為安全儀表的顯示儀表或I/O卡的輸入通道等,它們的允許負(fù)載阻抗取決于其輸出電壓和現(xiàn)場儀表的無負(fù)載工作電壓。無論輸入還是輸出回路,選用安全柵時其阻抗?jié)M足上式即可保證回路的正常工作。
按照“參量認(rèn)證”的關(guān)系式選用的安全柵,理論上可以保證正常工作,實際使用時還必須注意以下問題:
1、所選用的齊納安全柵應(yīng)已經(jīng)防爆檢測機(jī)構(gòu)防爆認(rèn)證,并有防爆合格證書。
2.根據(jù)工作現(xiàn)場所屬的危險區(qū)域( 0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)),氣體級別和溫度組別來選擇齊納安全柵的防爆等級( 安全柵防爆標(biāo)志) ,使其符合上述的防爆環(huán)境,由安全柵來限制傳輸?shù)浆F(xiàn)場的能量,確?,F(xiàn)場安全。
3.根據(jù)現(xiàn)場使用儀表的工作電壓和工作電流對地的極性,選擇齊納安全柵的極性(正極性、負(fù)極性或交流極性)。
4.根據(jù)信號傳輸線路的數(shù)量,選擇齊納安全柵的通道數(shù) (單通道、雙通道、三通道) , 由安全柵的通道對傳輸線路進(jìn)行保護(hù)。
5.根據(jù)二次儀表供電電壓的大小,選擇齊納安全柵的工作電壓,供電電壓應(yīng)小于或等于齊納安全柵的工作電壓。對于波動范圍大的供電電壓,則應(yīng)當(dāng)選擇工作電壓范圍大的齊納安全柵型號。根據(jù)現(xiàn)場儀表電壓和電流的大小,選擇齊納安全柵的端電阻。在最大工作電流時安全柵的端電阻引起的壓降應(yīng)不影響現(xiàn)場儀表最低工作電壓的要求,保證現(xiàn)場儀表能正常工作。
6.當(dāng)供電電壓為DCS 系統(tǒng)中卡件直接供電時,請詳細(xì)查閱DCS系統(tǒng)中的供電卡件資料。注意供電卡件中往往串接一只限流電阻,當(dāng)使用齊納安全柵時,此限流電阻應(yīng)引以充分的重視。選用電阻限流式齊納安全柵時應(yīng)把串入的電阻去掉用熔絲或開關(guān)代替,選用電子限流式齊納安全柵時,此電阻值不能大于180Ω,否則由于供電回路電阻太大,造成現(xiàn)場儀表供電電壓太低而不能工作。有些DCS系統(tǒng)卡件供電電路中裝有一個限流電路,當(dāng)使用齊納安全柵則不能選用有功耗的齊納安全柵,一旦卡件供電電路限流值小于齊納安全柵的工作電流時,則會造成齊納安全柵無法工作。
7.本質(zhì)安全防爆實質(zhì)上是系統(tǒng)防爆,所以現(xiàn)場儀表和齊納安全柵一起由防爆檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)防爆取證,(術(shù)語:聯(lián)合取證安全柵是本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)的一種關(guān)聯(lián)設(shè)備,它的設(shè)計制造都嚴(yán)格按照國家有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),并要經(jīng)國家指定的防爆檢測機(jī)構(gòu)防爆鑒定取證后才能生產(chǎn)使用。)根據(jù)防爆檢測機(jī)構(gòu)給出的最大電纜參數(shù)值Cc、Lc的大小,計算出電纜長度、型號、滿足傳送距離的要求。
典型氣體分組標(biāo)準(zhǔn) 點燃特性
中國、IEC、歐洲北美
甲烷Ⅰ
乙炔ⅡC A
氫氣ⅡC B
乙烯ⅡB C
丙烷ⅡA D
爆炸性危險場所的區(qū)域劃分
在安全防爆系統(tǒng)的設(shè)計及防爆產(chǎn)品的選型中,除了需要對爆炸性環(huán)境中存在的氣體進(jìn)行分級、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)時間對爆炸性氣體危險場所進(jìn)行區(qū)域劃分:
0區(qū)
爆炸性氣體混合物連續(xù)地或長時間地存在的場所。
1區(qū) 爆炸性氣體混合物有可能出現(xiàn)的場所
2區(qū) 爆炸性氣體混合物不可能出現(xiàn),或即使出現(xiàn)也是短時間存在的場所
本公司產(chǎn)品適用于0區(qū),同時適用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))接線通往安全區(qū)。
藍(lán)色端(本安側(cè))接線通往危險區(qū)。
本安系統(tǒng)除了要選擇合適的安全柵外,使用的時候要注意以下幾個方面:
第一,要注意線纜和現(xiàn)場設(shè)備的容抗和感抗,本安防爆是系統(tǒng)防爆,除了安全柵需要達(dá)到所需的 防爆等級外,線纜和現(xiàn)場設(shè)備的蓄能也是一個關(guān)鍵問題。特別是在參量認(rèn)證替代系統(tǒng)認(rèn) 證后,工程商尤其要注意這個問題。
第二,要注意本安接地,齊納安全柵需要本安接地,接地電阻應(yīng)小于1。
第三,本安線纜與非本安線纜應(yīng)分開敷設(shè)在不同的線槽里。并應(yīng)有明顯標(biāo)識。
第四,更換時應(yīng)注意斷電。
本安系統(tǒng)在國內(nèi)越來越受人關(guān)注,作為其主要構(gòu)成部件的安全柵也被人們所認(rèn)識。那么,安全柵是靠什么來防爆的呢?控制能量,控制能量是安全柵防爆的法寶,不管是齊納安全柵還是隔離式安全柵都是通過控制能量來達(dá)到防爆規(guī)定的要求的。齊納安全柵,從名字上我們知道齊納安全柵其主要構(gòu)成元件是齊納管,也叫穩(wěn)壓二極管。但齊納二極管只能把電壓值控制住,那么構(gòu)成電能的第二要素的電流由什么元件控制呢?電阻,具備一定功率承受能力的電阻在這里充當(dāng)了限流的作用,使安全柵輸向危險區(qū)域的電流始終控制在一個允許的范圍內(nèi),從而達(dá)到了本安。那么隔離安柵是靠什么來控制能量的呢?脈沖變壓器是隔離安全柵隔離能量的主要部件,有了它以后流向危險區(qū)的能量才會被控制住。
一般來講,齊納安全柵 選型容易,不易損壞,對原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求改動的地方比較少, 優(yōu)點比較明顯。齊納安全柵的防爆原理是用齊納二級管控制輸出電壓,用電阻限制輸出電流,電路相對簡單。在正常工作時,齊納安全柵相當(dāng)于兩個電阻串入電路,因此對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無須作改動。另外,齊納安全柵由于無信號的轉(zhuǎn)變,對原信號精度也沒有影響。隔離安全柵是以高頻作為基波,將信號進(jìn)行調(diào)制解調(diào),信號有了變動,精度會受到安全柵電路的影響。隔離安全柵由于具有高頻震蕩電路,將產(chǎn)生出射頻干擾,對系統(tǒng)不利,而且隔離安全柵也比較容易損壞。但隔離安全柵不需要本安接地,這是它比齊納安全柵優(yōu)越的地方。
價格方面,齊納安全柵要比隔離的便宜很多,這在需要使用很多安全柵的場合,齊納安全柵的價格優(yōu)勢明顯體現(xiàn)了出來。
1.安全柵 應(yīng)安裝在安全場所,并且環(huán)境條件滿足《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)線在匯線槽中應(yīng)分開鋪設(shè),各自采用獨立的保護(hù)套管。本安側(cè)的配線管道內(nèi)不允許有其它電源線,包括其本安電路使用的電源線。
3.通往危險場所的導(dǎo)線應(yīng)選用有藍(lán)色標(biāo)記的本安導(dǎo)線,導(dǎo)線的軟銅面積必須大于0.5mm2,絕緣強(qiáng)度應(yīng)大于500V。
4. 在對隔離式安全柵進(jìn)行通電調(diào)試前,必須注意隔離式安全柵的型號、接線方法、線路極性等是否符合設(shè)計及產(chǎn)品要求中的規(guī)定,否則可能對人身及設(shè)備造成傷害。
5.嚴(yán)禁用兆歐表測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)先斷開全部隔離式安全柵的接線,否則可能引起安全柵內(nèi)部電路損壞。
6. 在現(xiàn)場對安全柵進(jìn)行編程前,必須先將所有接線斷開再接入編程器,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)場儀表,均應(yīng)采用通過經(jīng)國家認(rèn)定的有關(guān)防爆檢驗部門進(jìn)行防爆試驗、并取得防爆合格證的儀表。
8. 在設(shè)計、安裝、使用、維護(hù)隔離式安全柵時,應(yīng)同時遵守本產(chǎn)品使用手冊中的說明及《GB3836.15-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第15部分:危險場所電氣安裝(煤礦除外)》及《GB50058-1992爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力設(shè)置設(shè)計規(guī)范 》。
國內(nèi)運(yùn)用比較火的進(jìn)口品牌有兩個,MTL和P F,它們分別是英國和德國進(jìn)口的。
成立于1945年。1958年,P F公司發(fā)明了世界首例本安型接近開關(guān)及與之世界的隔離式安全柵使工業(yè)防爆應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)生了全新的變革。在國內(nèi),的P F安全柵得到廣大認(rèn)證的好評。P F安全柵有源隔離器與無源隔離器,齊納式安全柵和隔離式安全柵。P F安全柵齊納齊納式隔離式安全柵能與各種現(xiàn)場的一次儀表如:4-20mA的壓力、溫度、流量、電信號變送器;電器轉(zhuǎn)換器、電氣閥門定位器、各類熱電偶、熱電阻、開關(guān)量、報警器、脈沖信號等各種特殊儀表,組成本質(zhì)安全防爆系統(tǒng),用于現(xiàn)代化工業(yè)的自動化過程控制,廣泛地用于石油化工、冶金、醫(yī)藥、船舶等領(lǐng)域??上拗莆kU能量進(jìn)入具爆炸性危險氣體環(huán)境的可靠設(shè)備。P F安全柵采用兩種不同的外型和安裝尺寸,外殼由阻燃防弧塑料壓制成型,整個安全柵電路以阻燃環(huán)氧樹脂封裝在殼體內(nèi),各端子間的爬電距離、電氣間隙及材料的相對泄痕指數(shù)均符合GB 3836.4中的有關(guān)規(guī)定。
正常工作環(huán)境溫度:-20oC~ 40oC ;b.相對濕度: < 95% RH ; c. 大氣壓:80~110 Kpa ;
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安全柵被廣泛用于石油、化工、煤化工、制藥、冶金等行業(yè),只要生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生易燃易爆物質(zhì)的都會用到。本質(zhì)安全(以下簡稱本安)型安全柵應(yīng)用在本安防爆系統(tǒng)的設(shè)計中,它是含有本安電路和非本安電路的裝置,電路中通過限流和限壓電路限制了送往現(xiàn)場本安回路的能量,從而防止非本安電路的危險能量串入本安電路,它在本安防爆系統(tǒng)中稱為關(guān)聯(lián)設(shè)備,是本安系統(tǒng)的重要組成部分。文章從安全柵的原理對其解析,以便更好地使用。
全柵選型在安全柵的使用中比較關(guān)鍵,選擇正確的安全柵是保證系統(tǒng)防爆的基礎(chǔ)。
安全柵選型?要保證以下兩點:
第一,要保證系統(tǒng)的工作正常,需要根據(jù)系統(tǒng)的參數(shù),確定安全柵的參數(shù),齊納安全柵主要看工作電壓,最高工作電壓,端電阻等參數(shù),隔離安全柵主要看可以達(dá)到的精度。當(dāng)然,無論齊納安全柵還是隔離安全柵,要考慮的還后工作環(huán)境,如使用溫度,濕度,還有安裝方式是否便于現(xiàn)場安裝等等。
第二,要根據(jù)需要防爆的區(qū)域,是0區(qū),1區(qū)還是2區(qū),來確定需要達(dá)到的防爆等級,最后可以確定是用ia級的還是ib級的安全柵。
1. 安全柵應(yīng)安裝在非危險區(qū);
2. 導(dǎo)流條和機(jī)殼絕緣,各導(dǎo)流條之間要用線芯截面積4m㎡;以上的銅導(dǎo)線或電纜線相互連接;
3. 使用前請認(rèn)真核對安全柵的型號、極性和工作電壓;
4. 禁止用兆歐表直接測量安全柵端子之間的絕緣。檢查系統(tǒng)線路時,必須斷開全部安全柵的接線;
5. 安全柵的本安端和非本安端的接線不允許接錯;
本安防爆系統(tǒng)?的基本組合條件為:
Uo ≤ Uì Io ≤Iì Co ≥ Cp + Cì Lo ≥ Lp + Li 其中:
Uo為最高輸出電壓; Io為最大輸出電流; Co為最大負(fù)載電容; 4.Lo為最大負(fù)載電感; Ui為一次儀表允許的最高輸入電壓; Ii為一次儀表允許的最大輸入電流; Ci為一次儀表的最大內(nèi)部等效電容; Li為一次儀表的最大內(nèi)部等效電感; Cp為連接導(dǎo)線(或電纜)允許的最大分布電容; Lp為連接導(dǎo)線(或電纜)允許的最大分布電感。
模塊化安全柵柜安全柵柜
模塊化安全柵柜可以克服以上不足和缺陷,采用安全柵快速接線板,能快速完成安全柵配線工作。
安全柵快速接線板是一種模塊化的安全柵集裝裝置,采用接插件將安全柵的信號引出,外部信號轉(zhuǎn)接到高強(qiáng)度的接線端子可直接接駁外部電纜,內(nèi)部信號轉(zhuǎn)接到適合控制系統(tǒng)的專用接口,使用專用電纜連接到控制系統(tǒng),并采用專門設(shè)計的雙電源冗余供給電電路,配合方便安裝的金屬面板,解決了安全柵與DCS\PLC的配線問題,是模塊化安全柵柜的核心組成元件。
采用該配置后,其明顯優(yōu)勢在于:
1、更換安全柵不必再拆線,可直接拔插,提高了檢修效率和降低了故障停機(jī)時間;
2、安全柵與DCS或PLC信號連接不再單獨配線,而采用專用電纜直接插接。一是提高配線效率縮短工期,而是簡化配線施工設(shè)計,三是適合控制柜較多的大型系統(tǒng)信號傳輸,簡化盤間線的連接;
3、采用專門電路解決了硬件系統(tǒng)冗余的信號分配問題;
4、安全柵不必再逐一配接電源線,而采用公用的電源,簡化了電源配線,并且實現(xiàn)了電源冗余、電源指示和掉電報警;
5、采用高強(qiáng)度的大規(guī)格接線端子與外部進(jìn)線連接,降低了接線端子的故障率,杜絕因端子故障造成器件報廢;
6、原來的大量壓接觸點改為焊接點,減少了接觸不良的發(fā)生率,提高了系統(tǒng)可靠性;
7、元器件集成后,原較長的配線改為PCB上的短距離印刷敷銅線路,原裸露的單芯散線改為屏蔽的專用電纜,減少了外部電磁干擾對信號的影響;
8、與其他控制柜快速接線模塊配套,大大簡化控制柜配線復(fù)雜性,大幅度降低人工需求,控制柜裝配由工廠轉(zhuǎn)移到工地現(xiàn)場成為可能。
P+F安全柵?的應(yīng)用及選型過程中注意事項。德國Pepperl+Fuchs公司成立于1945年。1958年,P+F公司發(fā)明了世界首例本安型接近開關(guān)及與之世界的隔離式安全柵使工業(yè)防爆應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)生了全新的變革。德國Pepperl+Fuchs公司成立于1945年。1958年,P+F公司發(fā)明了世界首例本安型接近開關(guān)及與之世界的隔離式安全柵使工業(yè)防爆應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)生了全新的變革。P+F安全柵有源隔離器與無源隔離器,齊納式安全柵和隔離式安全柵。P+F安全柵齊納齊納式隔離式安全柵能與各種現(xiàn)場的一次儀表如:4-20mA的壓力、溫度、流量、電信號變送器;電器轉(zhuǎn)換器、電氣閥門定位器、各類熱電偶、熱電阻、開關(guān)量、報警器、脈沖信號等各種特殊儀表,組成本質(zhì)安全防爆系統(tǒng),用于現(xiàn)代化工業(yè)的自動化過程控制,廣泛地用于石油化工、冶金、醫(yī)藥、船舶等領(lǐng)域??上拗莆kU能量進(jìn)入具爆炸性危險氣體環(huán)境的可靠設(shè)備。P+F安全柵結(jié)構(gòu)與外型尺寸P+F安全柵采用兩種不同的外型和安裝尺寸,外殼由阻燃防弧塑料壓制成型,整個安全柵電路以阻燃環(huán)氧樹脂封裝在殼體內(nèi),各端子間的爬電距離、電氣間隙及材料的相對泄痕指數(shù)均符合GB 3836.4中的有關(guān)規(guī)定。
主要技術(shù)參數(shù)正常工作條件環(huán)境溫度:
-20º
C~+40º
C ;
b.相對濕度: < 95% RH ; c. 大氣壓:80~110 Kpa ;