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什么是安全栅?

2010-11-23 09:56:06

 安全栅又称安全保持器。本安回路的安全接口,它能在安全区和危险区之间双向转递电信号,并可限制因故障引起的安全区向危险区和能量转递

  本安型安全栅应用在本安防爆系统的设计中,它是安装于安全场所并含有本安电路和非本安电路的装置,电路中通过限流和限压电路限制了送往现场本安回路的能量,从而防止非本安电路的危险能量串入本安电路,它在本安防爆系统中称为关联设备,是本安系统的重要组成部分。

       安全栅是本质安全型防爆仪器仪表的关联设备,在正常情况下不影响测量系统的功能。它设置在安全场所的一侧,当本安防爆系统发生故障时,安全栅能将窜入危险场所的能量(电能)限制在安全值以内,从而保证现场生产安全。

      本安与隔爆型控制柜通常都安装在安全区。本质安全型防爆技术通常采用PLC控制系统,柜内配备安全栅,将危险区返回的信号线经过安全栅处理后再接入PLC输入/输出模块。目前国内通常对PLC输入信号采用本安型安全栅防爆技术,可将危险区的输入电流限制在2mA以下,因为电流很小,从本质上讲是安全的。而PLC输出信号因为价格和其它因素,通常采用隔爆型防爆技术,输出信号线通常采用铠装电缆,穿入水煤气管,接入隔爆型防爆电器,例如防爆电机等,安装中要求从控制柜到最终设备之间都要进行密封处理,安全栅将电缆与危险区进行隔离。

   常见的安全栅结构形式分为齐纳式和隔离式.

  齐纳式安全栅

  电路中采用快速熔断器、限流电阻或限压二极管以对输入的电能量进行限制,从而保证输出到危险区的能量。它的原理简单、电路实现容易,价格低廉,但因由于其自身原理的缺陷使其应用中的可靠性受到很大影响,并限制了其应用范围,其原因如下:

  1、安装位置必须有非常可靠的接地系统,并且该齐纳式安全栅的接地电阻必须小于1Ω,否则便失去防爆安全保护性能,显然这样的要求是十分的苛刻并在实际工程应用中难以保证。

  2、要求来自危险区的现场仪表必须是隔离型,否则通过齐纳式安全栅的接地端子与大地相接后信号无法正确传送,并且由于信号接地,直接降低信号抗干扰能力,影响系统稳定性。

  3、齐纳式安全栅对电源影响较大,同时也易因电源的波动而造成齐纳式安全栅的损坏。

  4、由于齐纳式安全栅的电路原理需要吸收输入回路的能量,所以易造成输出不稳定。 

  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,虽然价格较贵,但它性能上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。