防爆課堂 | 架起本安回路的重要橋梁——隔離式安全柵
隔離式安全柵
防爆課堂 | 架起本安回路的重要橋梁——隔離式安全柵 2019-08-19 防爆課堂 | 架起本安回路的重要橋梁——隔離式安全柵 573

代工業制造規模擴大,越來越依賴自動化控制,例如石油、化工、冶金、制藥、天然氣等,在生產過程中經常會出現具有爆炸性物質存在的危險場所,這些場所的安全生產過程要求嚴格。


最常用的防爆型式:本質安全型、隔爆型和增安型;其中,本質安全型是可適用于0區的防爆技術之一。


本安防爆技術的基本原理


本安防爆技術的基本原理是從限制能量入手,可靠地將電路中的電壓和電流限制在一個允許的范圍內。


本安技術保證了電氣設備在正常工作或發生短接和元器件損壞等故障情況下產生的電火花和熱效應不致于引起其周圍可能存在的危險氣體的爆炸。


本安防爆技術的特點


■ 本安電氣設備結構簡單、體積小、重量輕;

■ 可帶電維護、標定和更換零件;

■ 不會因為外結構件損壞等原因降低電氣設備的安全可靠性;

■ 它是一種“弱電”技術,現場的應用不會引起觸電傷亡等事故的發生;

■ 是可適用于0區危險場所的防爆技術之一;

■ 簡單設備(如熱電阻、熱電偶等)不需特別認證即可接入本安防爆回路系統。


本安電氣設備的安全等級


本安電氣設備及關聯設備,按其使用場所或相連場所的安全程度可分為 ia,ib,ic三個安全等級。


ia:指在正常工作、一個計數故障和兩個計數故障情況下均不能點燃爆炸性氣體混合物。ia級的本安電氣設備可用在0區、1區、2區危險場所。

ib:指在正常工作和一個計數故障情況下不能點燃爆炸性氣體混合物。ib級的本安電氣設備可用在1區、2區危險場所。

ic:指在正常工作下不能點燃爆炸性氣體混合物。ic級的本安電氣設備可用在2區危險場所。


本安電氣設備的溫度組別


設備溫度組別規定了設備表面的最高允許溫度值。設備溫度一定要小于使用在該危險場所環境中可燃物質的點燃溫度,否則存在引起可燃性氣體發生爆炸的風險。


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本安電氣設備防爆標志


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關聯設備(安全柵)防爆標志



隔離式安全柵


安全柵是安裝在安全場所,連接現場本質安全型儀表和安全區非本安儀表的關聯設備。安全柵在正常傳輸電氣信號的同時,能將串入到危險區本安儀表的能量限制在安全值以內,確保現場設備、人員和生產的安全。


安全柵長期可靠、穩定的工作是化工,燃氣,煤礦等行業安全生產和產品質量的重要保障。

隔離式安全柵不但有限能功能,還有隔離功能,它主要由回路限能單元、信號和電源隔離單元、信號處理單元組成。

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1、使用隔離式安全柵,可以將危險區的現場回路信號和安全區回路信號有效隔離。這樣本安自控系統不需要本安接地系統,簡化了本安防爆系統應用時的施工。

2、使用隔離式安全柵,大大增強了檢測和控制回路的抗干擾能力,提高系統可靠性。

3、使用隔離式安全柵,允許現場儀表接地,允許現場儀表為非隔離型的。

4、隔離式安全柵有許多保護功能電路,意外損壞的可能性較小,允許現場儀表帶電檢修,這樣可縮短工程開車準備時間和減少停車時間。

5、隔離式安全柵有較強的信號處理能力。如開關量輸入狀態控制、mV、Pt100變為4~20mA等等。給現場儀表和控制系統提供了合理、有效和便捷的解決方案。

6、當用戶同時應用DCS和ESD時,選用一進二出的安全柵,可以有效地將兩個系統隔離開來,避免系統之間互相影響。

7、回路供電隔離式安全柵保持有源隔離式安全柵的優點,接線方便,不需要另外24V電源供電,特別適合配I/O卡直接供電的DCS系統。


不同電路的最大外部電容和電感數值


1、對于僅含有分布電感和電容的電路,例如電纜的分布電容和電感允許的最大外部電容和和電感數值為防爆參數允許值;

2、對于與電纜組合的電路,當本安電路中含有防爆參數最大允許值1%以下的電感或防爆參數允許值1%以下的電容時,允許的最大外部電容和電感數值為防爆參數允許值;

3、對于電感和電容組合電路,當電感和電容均大于防爆參數容許值1%(不包括電纜)時,允許的最大外部電容和電感值為防爆參數允許值的50%。


隔離式安全柵無須“本安接地”


當故障發生時,由于隔離式安全柵內有可靠的隔離單元,它對地產生電勢,但對地電流不可能從可靠隔離單元流向危險區,因此在安全柵的本安電路側不需要專門本安接地,只要按照一般要求。

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如何選用安全柵?


如何判定安全柵的品質呢?我們可以試著從以下方面著手:

產品設計:是否嚴格依據相應的國家標準、國際標準【包括防爆標準,功能安全標準,安規標準】

產品選材:元器件是否是有品質保證的高可靠性和性能的器件

產品制造:產品制造是否具有完備的自動化設備和完善的精益生產體系支持

產品認證:是否通過并取得專業機構頒發的國內外防爆證書,功能安全證書


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此文為辰竹原創

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