SB3000系列安全柵簡介

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1基本說明

SB3000-Ex系列隔離式安全柵透過光、電、磁等隔離技術對供電電源、輸入端訊號和輸出端訊號三者進行兩兩隔離，從而實現現場裝置和控制系統之間的隔離訊號傳輸，是現場裝置和控制室裝置間的隔離介面單元；隔離技術對輸入輸出訊號在電氣上進行完全隔離，大大提高電子系統的抗幹擾性和可靠性，目前越來越多的工業控制系統和現場裝置間的介面採用隔離介面單元取代原來的非隔離單元。

SB3000-Ex系列隔離式安全柵均按GB3836.4-2000設計，符合本安防爆要求，具備嚴格的隔離能力，它安裝在安全場所，與安裝在危險場所的本質安全防爆裝置共同組成本質安全防爆系統。利用內部的隔離器件、限壓、限流元件來限制流向危險區的故障能量，從而保證危險場所的電器裝置和人身的安全。SB3000-Ex系列隔離式安全柵還包含溫度變送型號，能將現場的多種溫度測量物理量訊號轉換成標準訊號，全系列隔離式安全柵涵蓋了以下裝置的功能：熱電阻溫度訊號變送器、毫伏訊號變送器、熱電偶溫度訊號變送器、配電器以及中間驅動繼電器等。

1.1特點

• [Exia]ⅡC防爆等級，適用於最危險的0區危險場所及最危險介質。

• 輸入/輸出訊號及電源三埠隔離，構成全浮空系統，無須操心工業現場複雜的工頻幹擾、共模幹擾等，極大地簡化現場問題的處理。

• 無需接地，相關現場裝置可視情況接地或不接地，消除接地迴路帶來的幹擾。

• 隔離故障點，將除錯維護過程中可能出現的故障隔離在一個點上，避免由於一個點的故障影響整個系統，即使當遭受如雷擊等意外時，亦可最大限度避免系統大面積癱瘓。

• 三重冗餘電路設計。

• 模組系列化，訊號隔離、配電、放大調理變換功能改寫了過程控制中最廣泛的需求，簡化設計。

• 高轉換精度。

• 端子“即插即用”，各端子可帶電熱插拔，便於安裝維護。

• DIN導軌獨立安裝。

• 結構小巧緊湊，順應現代控制系統密集安裝要求，節省機櫃空間，提高系統裝置的整合度。

1.2工作原理

為提高控制系統的抗幹擾性和可靠性，工業控制系統和現場裝置間的介面越來越多採用隔離介面單元取代原來非隔離單元。

不可靠的訊號傳輸往往是由於多點接地造成接地迴路而引起的，消除接地迴路方法有兩種：單點接地和隔離，而在實際測控系統（DCS、PLC等）中單點接地難以實現，所以常採用隔離介面單元對輸入輸出訊號在電氣上進行完全隔離，即在隔離介面單元處打破電訊號的電阻連續性，透過調製解調，訊號透過耦合的方式跨越隔離介質，被精密地傳輸或轉換，使測控系統的所有  I/O點都成為完全的浮空 I/O，消除接地源之間複雜聯絡。

實現輸入、輸出、供電電源之間的電氣隔離並完成相應的訊號轉換的標準介面單元通常包括：隔離配電器、隔離輸出驅動器、隔離溫度變送器等。

貯存、加工及傳輸可燃液體、氣體和粉塵的容器和管道大量存在於石油、化工、製藥、輕工、冶金等工業現場。為確保在爆炸危險場所使用的電氣裝置的安全，國際上發展了隔爆、增安、本安等多種防爆技術，而防爆產品均需經各國授權的檢驗機構檢驗合格方可生產、使用。

其中本質安全型（IS）是指透過限制危險場所電路的能量，以確保在爆炸危險場所的電氣裝置安全的防爆技術型別，又稱安全火花型。在危險程度最高的危險場所0區，IEC規定只能採用[Exia]級本安防爆技術。

SB3000-Ex系列隔離式安全柵在本安防爆系統中安裝於安全場所，它是安裝於危險場所的本安型防爆裝置的關聯裝置，兩者共同構成本質安全防爆系統。當遇到某種故障（如不當的短路、開路、誤觸誤接或電源電壓過高等情況）時，能透過嚴格的隔離和限流限壓，保證危險區可能產生的火花不會引爆ⅡC介質（最易爆炸的危險介質）。

SB3000-Ex系列隔離式安全柵透過隔離變壓器給危險區裝置和安全區裝置提供互相隔離的電源，並透過光、電隔離技術來實現危險區訊號和安全區訊號之間的隔離傳輸，同時在連線危險區的訊號線上透過齊納二極體、快速熔斷器、限流電阻等元件來限制傳輸到危險區的能量，從而達到保證現場安全的目的。

1.3安全引數

安全柵是本安系統中危險區電器儀錶裝置的關聯裝置，用以限制可能前往危險場所的電路能量，來實現裝置在危險場所的防爆。它裝於安全場所，分齊納式安全柵與隔離式安全柵兩種，前者以可靠的接地，後者以嚴格的隔離來實現防爆。

• 安全柵最高電壓Um：保證安全柵本安端的本安效能，允許非本安端輸入的最高電壓（交流峰值或直流）。

• 安全柵最高輸出電壓Uo：在最高允許電壓範圍內本安端開路時可能會出現的最高電壓（交流峰值或直流）。

• 安全柵最大輸出電流Io：在最高允許電壓範圍內本安端短路時可能會出現的最大電流（交流峰值或直流）。

• 安全柵最大外部電容Co：保證本質安全效能情況下本安端最大允許外接電容。

• 安全柵最大外部電感Lo：保證本質安全效能情況下本安端最大允許外接電感。

• 安全柵最大輸出功率Po：在最高允許電壓範圍內安全柵可能輸出的最大功率。

本安防爆系統是整體防爆的系統。安全柵與危險區裝置聯用構成本安系統，當危險場所裝置中含有電源、壓電陶瓷、電容以及電感等器件時，它們須經過防爆安全檢驗機關認證後方可使用，並且安全認證引數要與安全柵的安全認證引數匹配；當危險場所滿足（<1.2V，<0.1A，<25mW，<20µJ）條件且裝置中不含有儲能元件時，例如觸點開關、熱電偶、電阻、發光二級管以及橋路等，它們屬“簡單裝置”，無須進一步認證，可直接接入本安迴路。

1.4與現場儀錶組合條件

目前國際上各檢驗機構對本質安全型防爆儀錶系統的檢驗認證方法，歸納起來有以下兩種：系統認可及參量認可。

系統認可，我國也稱為“聯合取證”，是指對被檢驗的指定本安儀錶和被檢驗的指定關聯裝置組合構成的系統進行檢驗認可。認可後，系統中任一裝置均不能用未經檢驗機構按這種組合方式檢驗認可的其他型號、規格的本安裝置或關聯裝置代用。

參量認可是指對單臺裝置（本安儀錶或關聯裝置）進行的檢驗認可，並給出一組相應的安全引數。通常，採用這種方法認可的本安裝置可以與具有相相容性的安全引數的關聯裝置連線使用。

本安裝置的整體引數

Ui——本安儀錶允許輸入的最大故障電壓；

Ii——本安儀錶允許輸入的最大故障電流；

Pi——本安儀錶允許輸入的最大故障功率；

Li——本安儀錶的等效電感；

Ci——本安儀錶的等效電容。

關聯裝置的整體引數

Um——安全柵允許非本安端輸入的最高電壓；

Uo——安全柵可能輸出的最大電壓，即安全限壓值；

Io——安全柵可能輸出的最大電流，即安全限流值；

Po——安全柵可能輸出的最大功率；

Co——安全柵允許的最大迴路電容；

Lo——安全柵允許的最大迴路電感；

Cc——本安儀錶與安全柵的連線電纜的分佈電容；

Lc——本安儀錶與安全柵的連線電纜的分佈電感。

若採用參量認可，使用者在進行本安系統設計時，只需比較關聯裝置和本安裝置的整體引數。當它們滿足表 1-1中所列關係式時，就可以構成本安系統：

SB3000-Ex系列隔離式安全柵採用參量認可，作為本安系統的關聯裝置，其整體引數見表  1-2。

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