安全柵選型指南

1、安全柵選型導(dǎo)購指南自動化產(chǎn)品選型導(dǎo)購指南在許多工業(yè)過程中，需要處理或使用一些易燃材料，如原油和它的衍生物，酒精，天然氣，粉末，飛揚物，任何滲漏或濺出都有可能形成一個爆炸環(huán)境。為了工廠和人員的安全，必須確保這個環(huán)境不會被點燃引起爆炸。而在生產(chǎn)過程中大量使用電氣設(shè)備，各種磨擦的電火花、靜電火花、高溫等不可避免，尤其當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，都有可能會點燃爆炸環(huán)境。為了防止爆炸的發(fā)生，至今已開發(fā)了8中不同的防爆技術(shù)，其中本質(zhì)安全是一種低成本而高有效的防爆技術(shù)。本質(zhì)安全（IS）是系統(tǒng)防爆的技術(shù)，安全場所的控制室設(shè)備通過安全柵與危險場所的本安設(shè)備相連，傳遞信號或能量。安全柵利用限流和限壓電路，限制了從安全場所傳

2、遞到危險場所的能量；處于危險場所的本安設(shè)備在這樣的能量下能夠正常工作但，這樣的能量不足以引燃爆炸環(huán)境，即使本安設(shè)備自身發(fā)生故障，也不會產(chǎn)生任何足以引燃的電火花或發(fā)熱表面。因此，無論是安全場所的控制室設(shè)備還是危險場所的本安設(shè)備發(fā)生故障，只要安全柵的限流限壓電路正常工作，整個系統(tǒng)都會處于安全狀態(tài)，不會產(chǎn)生爆炸。安全柵作為控制室的非本安設(shè)備與危險場所的本安設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)設(shè)備是，本安防爆系統(tǒng)中的重要組成部分。下面主要介紹一下本安系統(tǒng)配置設(shè)備選用原則及安全柵的選擇方法希，望這些知識對大家有所幫助。本安系統(tǒng)配置設(shè)備選用原則本安系統(tǒng)由本安現(xiàn)場設(shè)備、關(guān)聯(lián)設(shè)備（也稱安全柵）和連接電纜三部分組成，就本安防爆性能而

3、言，它們必須滿足UoWUi、IoWli、PoCoCc+Ci和LojLc+Li四個條件。這些設(shè)備配置的選用原則是：本安電氣設(shè)備的選用原則簡單設(shè)備：按照GB3836.4-2000防爆標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對于電壓不超過1.2V、電流不超過0.1A,且其能量不超過20匸或功率不超過25mW的電氣設(shè)備可視為簡單設(shè)備，其中最常見的儀表設(shè)備有熱電偶、熱電阻、pH電極、應(yīng)變片和開關(guān)等,它們的典型特點是儀表設(shè)備的內(nèi)部等效電感Li=0,內(nèi)部等效電容Ci=0。因此，這些簡單設(shè)備可以直接應(yīng)用在現(xiàn)場。本安電氣設(shè)備：安裝于危險場所的現(xiàn)場設(shè)備，必須明確以下問題a）、是否已按照GB3836.1-2000和GB3836.4-2000要求

4、設(shè)計并已被國家防爆檢驗機構(gòu)認(rèn)可的本安電氣設(shè)備;b）、防爆標(biāo)志規(guī)定的等級是否適用于使用的危險場所的安全要求c）、明確Ui、Ii、Pi、Ci、和Li參數(shù)；d）、本安電路是否接地或接地部分的本安電路是否與安全柵接口部分的電路加以有效隔離。e）、信號傳輸是以何種方式進行f）、本安電氣設(shè)備的最低工作電壓及回路正常工作電流。在上述問題明確的基礎(chǔ)上，選擇與之對應(yīng)的安全柵。安全柵的選用原則a）、安全柵的防爆標(biāo)志等必須不低于本安現(xiàn)場設(shè)備的防爆標(biāo)志的等級。b）、確定安全柵的端電阻及回路電阻可以滿足本安現(xiàn)場設(shè)備的最低工作電壓。c）、安全柵的本安端安全參數(shù)能夠滿足UoWUi、IoWli、PoWPi、CoCc和LoLc

5、的要求。d）、根據(jù)本安現(xiàn)場儀表的電源極性及信號傳輸方式選擇與之相匹配的安全柵。e）、避免安全柵的漏電流影響本安現(xiàn)場設(shè)備的正常工作。f）、安全柵有兩大類，一類為齊納式安全柵，另一類為隔離式安全柵。安全柵的選擇安全柵的選用方法不外乎兩種，一是根據(jù)回路認(rèn)證（LoopApprovals）”即我們常說的，聯(lián)合取證”，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)。我國主要采用這種方式認(rèn)證本安系統(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。一個工程可能用多種儀表，國產(chǎn)的、進口的等等。它們可能沒有和同一個安全柵廠家的安全柵聯(lián)合

6、取證，如果嚴(yán)格按照這種聯(lián)合取證方式，那么這個工程可能要使用多個廠家生產(chǎn)的安全柵。它們可能有不同的供電、安裝、接地等要求，從而帶來很多麻煩。另一種是近年來國際上逐漸形成并流行的一種新的本質(zhì)安全認(rèn)證技術(shù)，即“參量認(rèn)證（ParametricApprovals）”。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)備都會給出一組安全參數(shù)。這些參數(shù)包括：1）本安現(xiàn)場設(shè)備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，能接受并能保持其本安性能的最大電流；Ci本安現(xiàn)場設(shè)備內(nèi)部未被保護的電容；Li本安現(xiàn)場設(shè)備內(nèi)部未被保護的電感；Pmax本安現(xiàn)場設(shè)備允許輸入的最大功率

7、；2）關(guān)聯(lián)設(shè)備Vo最高開路電壓，即在正常工作或故障條件下可能傳送到危險場所的最高電壓;Isc最大短路電流，即在正常工作或故障條件下可能傳送到危險場所的最大電流；C關(guān)聯(lián)設(shè)備允許外接的最大電容；La關(guān)聯(lián)設(shè)備允許外接的最大電感；Pmaxo關(guān)聯(lián)設(shè)備允許輸入的最大功率；只要本安現(xiàn)場設(shè)備和關(guān)聯(lián)設(shè)備的上述參數(shù)滿足下列關(guān)系式用，戶就可以不經(jīng)防爆檢驗機構(gòu)的認(rèn)可而任意組合配套構(gòu)成本安防爆系統(tǒng)。Vmax=VocImax=IscPmaxi=PmaxoCi+Cc=CaLiLc=VocImax=Isc,Pmaxi=Pmaxo本質(zhì)安全設(shè)備的VmaxImax,Pmaxi即為本安現(xiàn)場設(shè)備能夠正常工作的最大電壓、電流和功率一旦本

8、安關(guān)聯(lián)設(shè)備可能輸出的最大電壓、電流和功率Voc,Isc,Pmaxo中任一個大于上述對應(yīng)值，則本安設(shè)備就可能引爆危險氣體而不能夠正常工作，因此選用時應(yīng)逐一對比?！皡⒘空J(rèn)證”中公式Ci+Cc=Ca,Li+Lc=La引入了Cc,Lc這兩個變量，這實際上是在安全柵選用的基礎(chǔ)上引出了控制電纜的選用問題，眾所周知電容和電感為儲能元件的參數(shù)把本安設(shè)備和控制電纜的電容和電感視為一個儲能元件的話，他們的儲能分別不應(yīng)大于相應(yīng)類級別的爆炸性氣體混合物的最小點燃能量，顯而易見這限定了控制電纜的長度?？梢?，本安系統(tǒng)設(shè)計中控制電纜的選用也是一個不容忽視的問題，這里就不在贅述。上述三種條件都滿足后，毋庸置疑這種回路肯定是本質(zhì)安全的，但是本安回路能否正常工作呢?這同樣涉及安全柵選用的另一個問題，即阻抗匹配問題。本安系統(tǒng)中(見圖)，安全柵阻抗Ra,現(xiàn)場