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本安型安全柵應用在本安防爆系統的設計中,它是安裝於安全場所並含有本安電路和非本安電路的裝置,電路中透過限流和限壓電路限制了送往現場本安迴路的能量,從而防止非本安電路的危險能量串入本安電路,它在本安防爆系統中稱為關聯裝置[見術語解釋],是本安系統的重要組成部分。
由於安全柵被設計為介於現場裝置與控制室裝置之間的一個限制能量的介面,因此無論控制室裝置處於正常或故障狀態,安全柵都能確保透過它傳送給現場裝置的能量是本質安全的。
中國國家儀器儀錶防爆安全監督站是中華人民共和國地區監督生產安全防爆產品的權威機構,對本安型安全柵產品有著嚴格、科學、詳細的規定,只有透過該監督站認證的企業及其所開發生產的產品才具備符合標準的安全效能,否則可能會給使用方的裝置、人員和生產造成無可估量的損害。
術語解釋:
關聯裝置
一種安裝在安全場所,本安電氣裝置與非本安電氣裝置之間的相連的電氣裝置。安裝位置
安全柵安裝於安全場所,接收來自危險區的訊號,輸出安全訊號到安全區或危險區.
安全柵的結構形式
常見的安全柵結構形式分為齊納式和隔離式.
齊納式安全柵
結構原理:
電路中採用快速熔斷器、限流電阻或限壓二極體以對輸入的電能量進行限制,從而保證輸出到危險區的能量。它的原理簡單、電路實現容易,價格低廉,但因由於其自身原理的缺陷使其應用中的可靠性受到很大影響,並限制了其應用範圍,其原因如下:
1、安裝位置必須有非常可靠的接地系統,並且該齊納式安全柵的接地電阻必須小於1Ω,否則便失去防爆安全保護效能,顯然這樣的要求是十分苛刻併在實際工程應用中難以保證。
2、要求來自危險區的現場儀錶必須是隔離型,否則透過齊納式安全柵的接地端子與大地相接後訊號無法正確傳送,並且由於訊號接地,直接降低訊號抗幹擾能力,影響系統穩定性。
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。
隔離式安全柵
採用了將輸入、輸出以及電源三方之間相互電氣隔離的電路結構,同時符合本安型限制能量的要求。與齊納式安全相比,雖然價格略高,但它其它方面的突出優點卻為使用者應用帶來了更大的受益:
1.由於採用了三方隔離方式,因此無需系統接地線路,給設計及現場施工帶來極大方便。
2.對危險區的儀錶要求大幅度降低,現場無需採用隔離式的儀錶。
3.由於訊號線路無需共地,使得檢測和控制迴路訊號的穩定性和抗幹擾能力大大增強,從而提高了整個系統的可靠性。
4.隔離式安全柵具備更強的輸入訊號處理能力,能夠接受並處理熱電偶、熱電阻、頻率等訊號,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訊號,以提供給使用同一訊號源的兩臺裝置使用,並保證兩裝置訊號不互相干擾,同時提高所連線裝置相互之間的電氣安全絕緣效能。
因此,對比齊納式和隔離式安全柵的特點和效能後可以看出,隔離式安全柵有著突出的優點和更為廣泛用途,雖然其價格略高於齊納式安全柵,但從設計、施工安裝、除錯及維護成本來考慮,其綜合成本可能反而低於齊納式安全柵。在要求較高的工程現場幾乎無一例外地採用了隔離式安全柵作為主要本安防爆儀錶,隔離式安全柵已逐漸取代了齊納式安全柵,在安全防爆領域得到了日益廣泛的應用.
本安裝置標誌定義
其中:Ex — 防爆標誌
(ia)—防爆等級
ⅡC— 氣體組別
本公司產品防爆級別:Ex (ia)ⅡC
防爆等級
ia:在正常工作狀態下,1個故障或2個故障狀態下都不會點燃危險氣體,迴路必須保證在兩個故障同時出現時仍然保證安全特性。“ia ”類電氣裝置對易受幹擾的元器件必須採用“三重化”設計。“ib”類電氣裝置只能保證在1個故障狀態下不會點燃危險氣體。
氣體組別
Ⅰ組電氣裝置:用於易受甲烷影響的煤礦環境中。
Ⅱ組電氣裝置:可用於除煤礦以外的爆炸危險環境中。
Ⅱ組電氣裝置根據易燃性物質的不同點燃能量進一步細分。
各子組用大寫英文子母區分,從下表中可以看出,C子組所需要的點燃能量最少,即在該組電氣裝置中,C組設 備具備通用性。
爆炸性危險場所的區域劃分
在安全防爆系統的設計及防爆產品的選型中,除了需要對爆炸性環境中存在的氣體進行分級、分組外,還應根據爆炸性氣體出現的頻繁程度和持續時間對爆炸性氣體危險場所進行區域劃分:
安裝中的註意事項
1.安全柵應安裝在安全場所,並環境條件能滿足手冊《通用技術指標》中的“使用條件”的要求。
2.隔離式安全柵本安端(藍色標記)和非本安端電路的接線導線在匯線槽中應分開鋪設,各自採用獨立的保護套管。本安側的配線套管內不允許有其它電源線,包括其本安電路使用的電源線。
3.通往危險場所的導線應選用有藍色標記的本安導線,導線線的軟銅面積必須大於0.5mm2,絕緣強度應大於500V。
4.在對隔離式安全柵進行通電除錯前,必須註意隔離式安全柵的型號、接線方法、線路極性等,是否符合設計及產品要求中的規定,否則可能對人身及裝置造成傷害。
5.嚴禁用兆歐表測試隔離安全柵端子之間的絕緣強度。如要檢查系統的絕緣強度,應先斷開全部的接線,否則可能引起安全柵內部快速熔斷器熔斷。
6.在現場對安全柵進行程式設計前,必須先將所有接線斷開再接入程式設計器,然後通電程式設計,否則可能引起不良後果。
7.與隔離式安全柵相連的現場儀錶,均應透過經國家認定的防爆檢驗部門的防爆試驗、並取得防爆合格證的儀錶。
8.在設計、安裝、使用、維護隔離式安全柵時,應同時遵守本產品手冊中的說明及《GB3836.15-2000爆炸性氣體環境用電氣裝置第十五部分:危險場所電氣安裝(煤礦除外)》、《GB50058-1992 爆炸和火災危險環境電力設定設計規範》。
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