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安全栅知识

安全栅的分类及特点

2017-02-21

安全栅的分类及特点
   提及到安全栅在化工安全生产中发挥着关键性作用,其不仅能够实时监测现代仪表、设备信息,安全栅内部经过科学设计、严格认证的电路,安全系数高,本身很少会出现故障。如若安全栅在连接 PLC、DCS 过程中,相关电源设备出现故障或者无法正常运行时,可采取将现场仪表、电气设备产生的热效应控制在安全范围内,不会对工作人员造成威胁,在各方面都得到保障情况下将事故发生机率最小化处理。安全栅(safety barrier),接在本质安全电路和非本质安全电路之间。将供给本质安全电路的电压电流限制在一定安全范围内的装置。属于关联设备(含有限能电路和非限能电路,且结构使非限能电路不能对限能电路产生不利影响的电气设备)。
 
安全栅的分类:
   
安全栅的分类主要可以分为两个方面:齐纳式安全栅和隔离式安全栅。

(1)齐纳式安全栅:
   齐纳式安全栅是在化工生产中最早出现并应用的安全栅,在特定情况下,齐纳管限制设备中的电压,倘若回路电压与安全限压值两者间相差较大,齐纳管将不工作。相反当两者距离较为接近时,齐纳管开始导通放电,将两者电压控制在限定值内,确保设备正常运行。再有电阻会制约电流,限制电阻会根据自身需要配对合适电阻值,保证回路电流在安全限流值范围内。
   
   保险丝在保护齐纳管方面也发挥着重要作用。当然充分保证回路安全,在齐纳式安全栅技术应用过程中应当选用高分断能力的熔断型保险丝,这主要是本质安全电路要求:熔断器的分断能力应不小于所安装电路的最大预期电流。对于交流电压不超过 250 V 的电网供电系统,预期电流通常应认为是交流 1500 A。齐纳管电路相对简单,技术应用过程中要求如若某个细节问题未处理好,极容易损坏电源系统,就我国目前使用现状来看,齐纳管安全栅正在化工安全生产中逐渐消失。

(2)隔离安全栅:
    隔离式安全栅一般采用符合要求的变压器、光耦和继电器进行隔离。隔离安全栅是在齐纳式安全栅的基础上不断发展和完善,不仅具有齐纳式安全栅所有功能,其存在的弊端也逐一解决,并且还引入了信号、电源隔离技术,极大程度提升了安全可靠性和抗干扰性,已广泛应用到化工生产中,且取得了显著成效。隔离安全栅的工作原理是限制能量单元由熔断器、并联限压器和限流电阻构成,保证现场能量能够安全送达指定地点。
   
   在化工生产过程中通过可靠的隔离单元能够保障危险侧和安全侧两者间保持安全距离,符合GB3836.4 表 5 电气间隙、爬电距离和间距的要求,绝缘介电强度要求一般达到国家标准 1500VAC@1min 以上。隔离安全栅的本安回路同非本安回路两者之间以变压器(部分产品采用变压器和光耦或继电器)为传播媒介,本安回路的安全可靠性需要齐纳管或晶体管来体现,也只有这样才能够有限实现限压目的。在化工生产过程当中大多应用直流电流进行信号传输,也就是说当变压隔离器在传输信号时,需要将尚未完全进入变压隔离器中的信号,在特定条件下将其调制为交流信号,通过变压器传输,在变压器的其它绕组经过信号解调为直流电流的形式输出。