安全柵是一種安裝在安全場所的本質(zhì)安全型防爆儀表的關(guān)

1、一、概述    安全柵是一種安裝在安全場所的本質(zhì)安全型防爆儀表的關(guān)聯(lián)設(shè)備，當(dāng)本安防爆系統(tǒng)的本安儀表發(fā)生故障時，安全柵能將串入到故障儀表的能量限制在安全 值以內(nèi)，從而確?，F(xiàn)場設(shè)備、人員和生產(chǎn)的安全。    安全柵總體上分為二大類：一類為齊納式安全柵，它是 通過快速熔斷絲和限壓、限流電路實現(xiàn)能量限制作 用，使在本安防爆系統(tǒng)中，不論現(xiàn)場本安儀表發(fā)生任 何故障，都保證傳輸?shù)浆F(xiàn)場(危險區(qū))的能量處于一個 安全值內(nèi)(不會點燃規(guī)定的分級、分組爆炸性氣體的 混合物)，從而保證現(xiàn)場安全。另一類是隔離式安全 柵，它是通過本安回路與非本

2、安回路之間用變壓器耦 合實現(xiàn)電源、信號輸入、信號輸出的隔離，并在本安 端加類似于齊納式安全柵的快速熔斷絲和限流、限壓 電路實現(xiàn)能量的限制，保證本安防爆系統(tǒng)的安全，并 具有抗干擾能力。二、產(chǎn)品特點1、系列產(chǎn)品功能全，適用范圍廣    GS8000-EX系列隔離式安全柵不僅可以與各種 變送器、電氣轉(zhuǎn)換器、電氣閥門定位器、電磁閥、報 警器、液位開關(guān)等本安儀表配套，而且還可與二線制 智能(HART)變送器、智能(HART)電磁流量計等本安 儀表配套使用；不僅實現(xiàn)模擬信號的高精度傳輸，而 且支持HART數(shù)字信號雙向傳輸。高精度和高穩(wěn)定性檢測端安全柵模擬傳輸精度：0

3、01FS；溫度漂移：001FS；操作端安全柵模擬傳輸精度：02FS；溫度漂移：02FS。2、高安全性    電壓電流限制回路設(shè)計為雙重化電路，使系統(tǒng)的 安全性和可靠性大大提高；本安電路與非本安電路變壓器或光電隔離，無直接 聯(lián)系，隔離耐壓大于1 500Vrms；無需特殊接地，可 在本安側(cè)或非本安側(cè)任何一點接地； 快速熔斷絲具有快速和高分斷能力，分斷能力達到 250Va.c.電壓時1500A電流，符合本質(zhì)安全型電路最新國際標準； 電源變壓器和信號變壓器整體用樹脂封裝，整機浸以三防涂劑，徹底消除元器件彈接及搭接的可能性，使產(chǎn)品的可靠性，安全性進一步提高。3、高

4、可靠性    產(chǎn)品選用優(yōu)質(zhì)品牌的SMT半導(dǎo)體器件，自動化 SMT貼片工藝制造，以及計算機等現(xiàn)代化測試設(shè)備對 產(chǎn)品測試，保證產(chǎn)品可靠；產(chǎn)品設(shè)計電路充分優(yōu)化， 按國際電磁兼容性標準要求設(shè)計；每一產(chǎn)品出廠前經(jīng) 過高溫老化處理，品質(zhì)絕對保證。4、抗干擾性克服分散采集干擾、強電干擾問題。信號傳輸距離遠帶來的地回路解決工業(yè)現(xiàn)場不同廠家來源，不同年代儀器、儀表、設(shè)備，計算機之間的信號接口問題， 實現(xiàn)模擬信號的自由連接。解決傳感器或儀表安裝不當(dāng)或傳輸線路走向不絕緣屏蔽不夠，使信號引入共模干擾的問題。防止帶有強電干擾和危險電勢的信號直接進入計算機PLCDCS變頻調(diào)速器等測

5、控設(shè)備造成損壞。徹底解決變頻調(diào)速器帶來的干擾。徹底解決開關(guān)電源造成齊納安全柵容易損壞問 克服齊納安全柵因開關(guān)電源的對地干擾電壓產(chǎn)生的信號波動問題。三、工作原理    GS8000-EX隔離式安全柵采用變壓器隔離或光電耦合隔離，使本安回路(危險側(cè))和非本安回路(安全側(cè))之間沒有直接聯(lián)系， 而是通過變壓器或光電耦 合、輸入電源經(jīng)DCAC變換器變成交流方波，再經(jīng) 電源變壓器耦合、整流濾波得到直流穩(wěn)壓電源，通過電流、電壓限制電路，提供給現(xiàn)場的隔離電源。檢測端隔離式安全柵，接受變送器的輸出電流，經(jīng)調(diào)制變成交流方波信號，通過信號變壓器耦合到安 全側(cè)，經(jīng)解調(diào)放大還原為

6、直流信號輸出，實現(xiàn)電源隔 離和危險側(cè)輸入信號與安全側(cè)輸出信號隔離或由線性光耦傳輸，直接傳輸信號，實現(xiàn)隔離。    操作端隔離式安全柵，安全側(cè)輸入的直流信號通過調(diào)制變成交流方波信號，經(jīng)信號變壓器耦合到危險側(cè)，送入解調(diào)放大器，輸出直流信號，實現(xiàn)安全側(cè)輸 入信號與危險側(cè)輸出信號間的隔離。在危險側(cè)輸入(或輸出)信號端通過快速熔絲、限壓電路、限流電路 組成齊納式限壓限流電路，把通往現(xiàn)場的電壓和電流 限制在一個安全值內(nèi)，以確?，F(xiàn)場安全。對于HART隔離式安全柵，通過電源耦合變壓器 和信號耦合變壓器實現(xiàn)模擬信號隔離傳輸，同時也保 證HART數(shù)字信號雙向通信。檢測端（H

7、ART)隔離安全柵系列選型一臨覽表四、外形與安裝方法五、型號與技術(shù)參數(shù)  LB900、S2000系列齊納安全柵是我公司新推出的安全柵系列產(chǎn)品，該產(chǎn)品按照GB3836·42000爆炸性氣體環(huán)境用防爆電氣設(shè)備本質(zhì)安全型“i”中有關(guān)規(guī)定制造生產(chǎn)。經(jīng)國家級儀器儀表防爆質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心防爆檢測合格，并取得防爆合格證書。    LB900系列齊納安全柵，可與各種現(xiàn)場一次儀表如變送器(數(shù)字通迅的智能變送器、4-20mA模擬信號的普通變送器、國產(chǎn)DDZ-型變送器)、電氣轉(zhuǎn)換器、電氣閥門定位器、各類熱電偶、熱電阻、開關(guān)(觸點及模擬開關(guān))、流量

8、儀表(渦輪、腰輪、刮板、旋渦等流量變送器)、電磁閥及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，廣泛地應(yīng)用在石油、化工、醫(yī)藥、船舶等領(lǐng)域。以限制危險能量進入具有爆炸性危險氣體環(huán)境的可靠設(shè)備。S2000系列齊納安全柵的用途和LB900系列相同安全柵的范圍擴寬了。安全柵與一次儀表配套要求1、所選配的安全柵與一次儀表都應(yīng)取得經(jīng)過國家防爆檢驗部門頒發(fā)的防爆合格證書，并經(jīng)過防爆檢驗單位確認后可組成本安防爆系統(tǒng)。2、電纜和一次儀表都是貯能設(shè)備，必須按安全柵的防爆參數(shù)加以計算，審核無誤方可配用。（此條件未考慮電源能量)本安防爆系統(tǒng)基本組合條件為：UoUil0liCoCi+CpLOLi+

9、Lp其中：Uo最高輸出電壓Io最大輸出電流Co最大負載電容Lo最大負載電感Ui一次儀表允許的最高輸入電壓li一次儀表允許的最大輸入電流Ci一次儀表最大內(nèi)部等效電容Li一次儀表最大內(nèi)部等效電感Cp連接導(dǎo)線(或電纜)允許的最大分布電容Lp連接導(dǎo)線(或電纜)允許的最大分布電感3、按國家標準規(guī)定本安能級限制為：C級：20JB級：60J當(dāng)一次儀表與安全柵的本安限制能級不同時，聯(lián)合組成防爆系統(tǒng)后只能降級使用。結(jié)構(gòu)及工作原理1、結(jié)構(gòu)LB900，S2000系列齊納安全柵采用統(tǒng)一的外形和安裝尺寸，安全柵電路用阻燃環(huán)氧樹脂澆封在殼體內(nèi)，各接線端子間的爬電距離、電氣間隙及材料的相對泄痕指數(shù)都符合GB3836

10、3;4和GB3836·1中的有關(guān)規(guī)定。外形尺寸見圖2、工作原理i、齊納安全柵基本電路：見圖31ii 、電路由快速熔斷器FAl，限壓元件VD1、 元件)三部分組成。 VD2(齊納二極管或二極管)，限流電阻剛(電阻器或非線性 命正常操作條件下，非本安端1、2之間所加的電壓低于最高壓Vmax(更低于齊納二極管的齊納電壓)，此時 VDl、VD2處于不導(dǎo)通狀態(tài)，除有極微小的漏電流以外，是“開路”狀態(tài)，安全柵電路等效于一個電阻串聯(lián)在 信號回路內(nèi)，只要漏電流小于規(guī)定值，安全柵電路不會影響系統(tǒng)的正常工作。當(dāng)非本安端發(fā)生故障，例如在非本安端1、2之間因某種原因混入高電壓，使齊納二極管VDl、VD2反向

11、擊穿，呈“導(dǎo)通”狀態(tài)，此時齊納二管VD1、VD2把混入的高電壓限制在齊納電壓上，在安全柵的本安端3、4上不會出現(xiàn)高電壓，齊納二極管一旦導(dǎo)通以后，其電流急劇上升(雪崩過程把串聯(lián)在電路中的熔斷器FAl瞬時熔斷，切斷了至現(xiàn)場的高電壓，防止了高電壓引爆現(xiàn)場爆炸性物質(zhì)的危險，從而保護了現(xiàn)場設(shè)備及人員的安全。當(dāng)現(xiàn)場(危險區(qū)內(nèi))發(fā)生故障，例如負載短路了，安全柵電路中的限流電阻剛立即起限流作用，把短路電流限制在某一個電流值之內(nèi)，這個電流值是安全值，故現(xiàn)場也是安全的。齊納安全柵的安全保護作用，實際上是對能量的限制作用，在本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)中對能量的限制作用。在本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)中，由于安全柵的功能，所以不論發(fā)生任何故障都保證傳