安全柵常用的兩個種類和各自特點(diǎn):
安全柵是保證過程控制系統(tǒng)具有安全火花防爆性能的關(guān)鍵儀表,它必須安裝在控制室內(nèi),作為控制室儀表及裝置與現(xiàn)場儀表的關(guān)聯(lián)設(shè)備,它一方面起信號傳輸?shù)淖饔?;另一方面它還用于限制流入危險場所的能量。目前使用的安全柵主要是電阻式,齊納式,中繼放大式和隔離式四種,應(yīng)用比較普遍的有齊納式和隔離式安全柵。
中國國家儀器儀表防爆安全監(jiān)督站是中華人民共和國地區(qū)監(jiān)督生產(chǎn)安全防爆產(chǎn)品的權(quán)威機(jī)構(gòu),對本安型安全柵產(chǎn)品有著嚴(yán)格、科學(xué)、詳細(xì)的規(guī)定,只有通過該監(jiān)督站認(rèn)證的企業(yè)及其所開發(fā)生產(chǎn)的產(chǎn)品才具備符合標(biāo)準(zhǔn)的安全性能,否則可能會給使用方的設(shè)備、人員和生產(chǎn)造成無可估量的損害。
本安防爆系統(tǒng)關(guān)聯(lián)設(shè)備,是指安裝在安全場所,本安電氣設(shè)備與非本安電氣設(shè)備之間的相連的電氣設(shè)備。由于安全柵被設(shè)計(jì)為介于現(xiàn)場設(shè)備與控制室設(shè)備之間的一個限制能量的接口,因此無論控制室設(shè)備處于正?;蚬收蠣顟B(tài),安全柵都能確保通過它傳送給現(xiàn)場設(shè)備的能量是本質(zhì)安全的。
1)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),同時符合本安型限制能量的要求。與齊納式安全柵相比,雖然價格較貴,但它性能上的突出優(yōu)點(diǎn)卻為用戶應(yīng)用帶來了更大的收益:
(1)由于采用了三方隔離方式.因此無須系統(tǒng)接地線路,給設(shè)計(jì)及現(xiàn)場施工帶來極大方便。
(2)對危險區(qū)的儀表要求大幅度降低,現(xiàn)場無須采用隔離式的儀表。
(3)由于信號線路無須共地,使檢測和控制回路信號的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大增強(qiáng),從而提高了整個系統(tǒng)的可靠性。
(4)隔離式安全柵具備更強(qiáng)的輸入信號處理能力,能夠接收并處理熱電偶、熱電阻、頻率等信號,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信號,以提供給使用同一信號源的兩臺設(shè)備使用,并保證兩設(shè)備信號不互相干擾,同時提高所連接設(shè)備相互之間的電氣安全絕緣性能。
2)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輸入的電能量進(jìn)行限制,從而保證輸出到危險區(qū)的能量。它的原理簡單、電路實(shí)現(xiàn)容易、價格低廉,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1 Q,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)要求來自危險區(qū)的現(xiàn)場儀表必須是隔離型,否則通過齊納式安全柵的接地端與大地相接后信號無法正確傳送,并且由于信號接地,直接降低信號抗干擾能力,影響系統(tǒng)穩(wěn)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。
因此,對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。
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