齊納式安全柵
電路中采用快速熔斷器、限流電阻或限壓二極管以對(duì)輸入的電能量進(jìn)行限制,從而保證輸出到危險(xiǎn)區(qū)的能量。它的原理簡單、電路實(shí)現(xiàn)容易,價(jià)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??煽康慕拥叵到y(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(shí)際工程應(yīng)用中難以保證。
2、要求來自危險(xiǎn)區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)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(hào)無法正確傳送,并且由于信號(hào)接地,直接降低信號(hào)抗干擾能力,影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。
3、齊納式安全柵對(duì)電源影響較大,同時(shí)也易因電源的波動(dòng)而造成齊納式安全柵的損壞。
隔離式安全柵
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(shí)符合本安型限制能量的要求。與齊納式安全相比,雖然價(jià)格較貴,但它性能上的突出優(yōu)點(diǎn)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(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工帶來極大方便。
2.對(duì)危險(xiǎn)區(qū)的儀表要求大幅度降低,現(xiàn)場(chǎng)無需采用隔離式的儀表。
3.由于信號(hào)線路無需共地,使得檢測(cè)和控制回路信號(hào)的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大增強(qiáng),從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。
4.隔離式安全柵具備更強(qiáng)的輸入信號(hào)處理能力,能夠接受并處理熱電偶、熱電阻、頻率等信號(hào),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(hào),以提供給使用同一信號(hào)源的兩臺(tái)設(shè)備使用,并保證兩設(shè)備信號(hào)不互相干擾,同時(shí)提高所連接設(shè)備相互之間的電氣安全絕緣性能。
因此,對(duì)比齊納式和隔離式安全柵的特點(diǎn)和性能后可以看出,隔離式安全柵有著突出的優(yōu)點(diǎn)和更為廣泛用途,雖然其價(jià)格略高于齊納式安全柵,但從設(shè)計(jì)、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(chǎng)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.
安全柵安裝要求
1.安全柵應(yīng)安裝在安全場(chǎng)所,并環(huán)境條件能滿足本手冊(cè)《通用技術(shù)指標(biāo)》中的“使用條件”的要求。
2.隔離式安全柵本安端(藍(lán)色標(biāo)記)和非本安端電路的接線導(dǎo)線在匯線槽中應(yīng)分開鋪設(shè),各自采用獨(dú)立的保護(hù)套管。本安側(cè)的配線套管內(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(xiǎn)場(chǎng)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(duì)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(hào)、接線方法、線路極性等,是否符合設(shè)計(jì)及產(chǎn)品要求中的規(guī)定,否則可能對(duì)人身及設(shè)備造成傷害。
5.嚴(yán)禁用兆歐表測(cè)試隔離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)先斷開全部的接線,否則可能引起安全柵內(nèi)部快速熔斷器熔斷。
6.在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)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的現(xiàn)場(chǎng)儀表,均應(yīng)通過經(jīng)國家認(rèn)定的防爆檢驗(yàn)部門的防爆試驗(yàn)、并取得防爆合格證的儀表。
8.在設(shè)計(jì)、安裝、使用、維護(hù)隔離式安全柵時(shí),應(yīng)同時(shí)遵守本產(chǎn)品手冊(cè)中的說明及《GB3836.15-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第十五部分:危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安裝(煤礦除外)》、《GB50058-1992 爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)范》。
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(xiǎn)區(qū)
檢測(cè)端安全型:
允許輸入信號(hào)來自危險(xiǎn)區(qū),輸出信號(hào)到安全區(qū)。
操作端安全型:
輸出信號(hào)到危險(xiǎn)區(qū),輸入信號(hào)來自安全區(qū)。
雙通道是兩條相互隔離的回路組成,有輸入/輸出組合型,也有二個(gè)通道都是輸入或者輸出型的;但價(jià)格基本上跟兩個(gè)獨(dú)立的單通道安全柵差不多。
安全柵是用在防爆要求的場(chǎng)合,解決信號(hào)限能的問題;浪涌保護(hù)器是用來抑制干擾。
檢測(cè)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(hào)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(hào),供后面的二次儀表或其它儀表使用。模塊還需輸出一個(gè)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(xiǎn)信號(hào)竄入危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)。
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(hào)隔離后再輸出4-20mA DC 的信號(hào),通過本安能量限制電路供給電氣轉(zhuǎn)換器或現(xiàn)場(chǎng)的電氣閥門定位器使用。