如何選用安全柵

2012年04月10日 11:30:33人氣：1581來源：廣州昆侖自動化設備有限公司

安全柵是介于現(xiàn)場設備與控制室設備之間的一個限能電路，用來把控制室供給現(xiàn)場儀表的電能量限制在既不能產生足以引爆危險氣體的火花，又不能產生足以引爆危險氣體的儀表表面溫度，從而消除了引爆源。在選擇安全柵時必須考慮其型號與現(xiàn)場儀表類型相適應，還須考慮安全柵與本質安全儀表要求相兼容及形成的本安系統(tǒng)中阻抗匹配的問題。

P+F安全柵

我國采用“回路認證”這種方式認證本安系統(tǒng)，即根據(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成本安系統(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性。目前廣泛采用是進年來逐漸形成的一種本質安全認證技術，即“參量認證”。按照“參量認證”方式認證的本安設備和關聯(lián)設備需要一組安全參數(shù)，包括：

　　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zui高電壓。

　　Imax ―在正常工作或故障條件下，能接受并保持其本安性能的zui高電流。

　　Ci― 本安現(xiàn)場設備內部未被保護的電容。

　　Li―本安現(xiàn)場設備內部未被保護的電感。

　　Pmaxo ― 關聯(lián)設備允許輸入的zui大功率。

　　“參量認證”關系式為：Vmax>Voc，Imax>Isc，Pmaxi>Pmaxo，Ci+Cc結合“參量認證”可知安全柵的選用：1）與安全柵相連的安全設備的工作電壓不得超過安全柵的zui高允許電壓。否則，應采用光電隔離等技術使之與系統(tǒng)隔離開來，或者采用隔離安全柵；2）“參量認證”公式的Vmax，Imax，Pmaxi即為本安現(xiàn)場設備的正常參數(shù)，選用時應該逐一對比。3）“參量認證”公式中引入Cc，Lc這兩個變量實際是引出了控制電纜的選用問題，從而限制了電纜長度。實際使用中還應考慮阻抗匹配問題。zui后的公式中，Ra安全柵阻抗，Rl電纜阻抗，安全儀表的允許負載阻抗Ro，對于輸出回路，作為安全儀表的調節(jié)器或I/O卡的輸出通道等，它們的允許負載阻抗是制造廠商提供的。對于輸入回路，作為安全儀表的顯示儀表或I/O卡的輸入通道等，它們的允許負載阻抗取決于其輸出電壓和現(xiàn)場儀表的無負載工作電壓。無論輸入還是輸出回路，選用安全柵時其阻抗?jié)M足上式即可保證回路的正常工作。

　　按照“參量認證”的關系式選用的安全柵，理論上可以保證正常工作，實際使用時還必須注意以下問題：

　　1、所選用的齊納安全柵應已經(jīng)防爆檢測機構防爆認證，并有防爆合格證書。

　　2、根據(jù)工作現(xiàn)場所屬的危險區(qū)域（ 0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)），氣體級別和溫度組別來選擇齊納安全柵的防爆等級（安全柵防爆標志），使其符合上述的防爆環(huán)境，由安全柵來限制傳輸?shù)浆F(xiàn)場的能量，確保現(xiàn)場安全。

　　3、根據(jù)現(xiàn)場使用儀表的工作電壓和工作電流對地的極性，選擇齊納安全柵的極性（正極性、負極性或交流極性）。

　　4、根據(jù)信號傳輸線路的數(shù)量，選擇齊納安全柵的通道數(shù) （單通道、雙通道、三通道） , 由安全柵的通道對傳輸線路進行保護。

　　5、根據(jù)二次儀表供電電壓的大小，選擇齊納安全柵的工作電壓，供電電壓應小于或等于齊納安全柵的工作電壓。對于波動范圍大的供電電壓，則應當選擇工作電壓范圍大的齊納安全柵型號。根據(jù)現(xiàn)場儀表電壓和電流的大小，選擇齊納安全柵的端電阻。在zui大工作電流時安全柵的端電阻引起的壓降應不影響現(xiàn)場儀表zui低工作電壓的要求，保證現(xiàn)場儀表能正常工作。

　　6、當供電電壓為 DCS 系統(tǒng)中卡件直接供電時，請詳細查閱DCS系統(tǒng)中的供電卡件資料。注意供電卡件中往往串接一只限流電阻，當使用齊納安全柵時，此限流電阻應引以充分的重視。選用電阻限流式齊納安全柵時應把串入的電阻去掉用熔絲或開關代替，選用電子限流式齊納安全柵時，此電阻值不能大于180Ω，否則由于供電回路電阻太大，造成現(xiàn)場儀表供電電壓太低而不能工作。有些DCS系統(tǒng)卡件供電電路中裝有一個限流電路，當使用齊納安全柵則不能選用有功耗的齊納安全柵，一旦卡件供電電路限流值小于齊納安全柵的工作電流時，則會造成齊納安全柵無法工作。

　　7、本質安全防爆實質上是系統(tǒng)防爆，所以現(xiàn)場儀表和齊納安全柵一起由防爆檢測機構進行系統(tǒng)防爆取證，（術語：聯(lián)合取證安全柵是本質安全防爆系統(tǒng)的一種關聯(lián)設備，它的設計制造都嚴格按照國家有關法規(guī)和標準，并要經(jīng)國家的防爆檢測機構防爆鑒定取證后才能生產使用。）根據(jù)防爆檢測機構給出的zui大電纜參數(shù)值 Cc、Lc的大小，計算出電纜長度、型號、滿足傳送距離的要求。

關鍵詞：控制電纜顯示儀表

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