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  技术文章
 

浅谈安全栅的用途

 

      安全栅是保证过程控制系统具有安全火花防爆性能的关键仪表,它必须安装在控制室内,作为控制室仪表及装置与现场仪表的关联设备,它一方面起信号传输的作用;另一方面它还用于限制流入危险场所的能量。
       目前使用的安全栅主要油电阻式,齐纳式,中继放大式和隔离式四种,应用比较普遍的有齐纳式和隔离式安全栅。
齐纳式安全栅
       齐纳式安全栅是基于齐纳二极管的反向击穿(导通)性能二工作的. 
  (1)当电压正常时,电压额定值为24V最大为28V,齐纳二极管VDW1,VDW2截止,回路电流由变送器决定,在4~20mA范围内,此时若现场发生短路事故,由于R的存在,把短路电流限制在安全额定电流以下,确保安全。
   (2)当栅端电压V1高于安全额定电压V0而低于放电管的放电电压Var,既V0≤V1≤Var时,齐纳二极管被击穿(导通),使流过F1的电流增加,当这电流增加到大于125mA时,快速熔断丝F1首先被熔断(时间为μs),立即把可能造成事故的高压与现场隔离断。在F1熔断之前VDW1,VDW2的稳压作用仍可保证危险场所的安全。
   (3)当V1≥Var时,放电管立即放电,将端电压降到极低的数值(10~20V以下),此时,流过F2的电流迅速增加,当增加到1A时,F2被熔断,切断危险高压,保障生产安全。
       在一般情况下,由于R的限流和齐纳管的稳压作用,危险侧的电流,电压波动就被限制住了,并不需要F1,F2经常熔断。
       齐纳式安全栅体积小,重量轻,精度高,通用性大,价格也比隔离式安全栅便宜而且防爆定额可以做的很高,但是安全栅的关键元件——快速熔断丝,它的制造十分困难,工艺和材料的要求都很高,快速熔断丝的熔断速度应比齐纳管可能被烧断的速度快10倍。
齐纳式安全栅需要有单独的本安接地系统
隔离式安全栅
       采用了将输入、输出以及电源三方之间相互电气隔离的电路结构,同时符合本安型限制能量的要求。与齐纳式安全相比,虽然价格略高,但它其它方面的突出优点却为用户应用带来了更大的受益:
  1.由于采用了三方隔离方式,因此无需系统接地线路,给设计及现场施工带来极大方便。
  2.对危险区的仪表要求大幅度降低,现场无需采用隔离式的仪表。
  3.由于信号线路无需共地,使得检测和控制回路信号的稳定性和抗干扰能力大大增强,从而提高了整个系统的可靠性。
  4.隔离式安全栅具备更强的输入信号处理能力,能够接受并处理热电偶、热电阻、频率等信号,这是齐纳式安全栅所无法做到的。
  5.隔离式安全栅可输出两路相互隔离的信号,以提供给使用同一信号源的两台设备使用,并保证两设备信号不互相干扰,同时提高所连接设备相互之间的电气安全绝缘性能。
       因此,对比齐纳式和隔离式安全栅的特点和性能后可以看出,隔离式安全栅有着突出的优点和更为广泛用途,虽然其价格略高于齐纳式安全栅,但从设计、施工安装、调试及维护成本来考虑,其综合成本可能反而低于齐纳式安全栅。在要求较高的工程现场几乎无一例外地采用了隔离式安全栅作为主要本安防爆仪表,隔离式安全栅已逐渐取代了齐纳式安全栅,在安全防爆领域得到了日益广泛的应用。

 


 
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