什么是安全柵?
2010-11-23 09:56:06安全柵又稱(chēng)安全保持器。本安回路的安全接口,它能在安全區和危險區之間雙向轉遞電信號,并可限制因故障引起的安全區向危險區和能量轉遞
本安型安全柵應用在本安防爆系統的設計中,它是安裝于安全場(chǎng)所并含有本安電路和非本安電路的裝置,電路中通過(guò)限流和限壓電路限制了送往現場(chǎng)本安回路的能量,從而防止非本安電路的危險能量串入本安電路,它在本安防爆系統中稱(chēng)為關(guān)聯(lián)設備,是本安系統的重要組成部分。
安全柵是本質(zhì)安全型防爆儀器儀表的關(guān)聯(lián)設備,在正常情況下不影響測量系統的功能。它設置在安全場(chǎng)所的一側,當本安防爆系統發(fā)生故障時(shí),安全柵能將竄入危險場(chǎng)所的能量(電能)限制在安全值以?xún)?,從而保證現場(chǎng)生產(chǎn)安全。
本安與隔爆型控制柜通常都安裝在安全區。本質(zhì)安全型防爆技術(shù)通常采用PLC控制系統,柜內配備安全柵,將危險區返回的信號線(xiàn)經(jīng)過(guò)安全柵處理后再接入PLC輸入/輸出模塊。目前國內通常對PLC輸入信號采用本安型安全柵防爆技術(shù),可將危險區的輸入電流限制在2mA以下,因為電流很小,從本質(zhì)上講是安全的。而PLC輸出信號因為價(jià)格和其它因素,通常采用隔爆型防爆技術(shù),輸出信號線(xiàn)通常采用鎧裝電纜,穿入水煤氣管,接入隔爆型防爆電器,例如防爆電機等,安裝中要求從控制柜到最終設備之間都要進(jìn)行密封處理,安全柵將電纜與危險區進(jìn)行隔離。
常見(jiàn)的安全柵結構形式分為齊納式和隔離式.
齊納式安全柵
電路中采用快速熔斷器、限流電阻或限壓二極管以對輸入的電能量進(jìn)行限制,從而保證輸出到危險區的能量。它的原理簡(jiǎn)單、電路實(shí)現容易,價(jià)格低廉,但因由于其自身原理的缺陷使其應用中的可靠性受到很大影響,并限制了其應用范圍,其原因如下:
1、安裝位置必須有非??煽康慕拥叵到y,并且該齊納式安全柵的接地電阻必須小于1Ω,否則便失去防爆安全保護性能,顯然這樣的要求是十分的苛刻并在實(shí)際工程應用中難以保證。
2、要求來(lái)自危險區的現場(chǎng)儀表必須是隔離型,否則通過(guò)齊納式安全柵的接地端子與大地相接后信號無(wú)法正確傳送,并且由于信號接地,直接降低信號抗干擾能力,影響系統穩定性。
3、齊納式安全柵對電源影響較大,同時(shí)也易因電源的波動(dòng)而造成齊納式安全柵的損壞。
4、由于齊納式安全柵的電路原理需要吸收輸入回路的能量,所以易造成輸出不穩定?!?/p>
隔離式安全柵
采用了將輸入、輸出以及電源三方之間相互電氣隔離的電路結構,同時(shí)符合本安型限制能量的要求。與齊納式安全相比,雖然價(jià)格較貴,但它性能上的突出優(yōu)點(diǎn)卻為用戶(hù)應用帶來(lái)了更大的受益:
1.由于采用了三方隔離方式,因此無(wú)需系統接地線(xiàn)路,給設計及現場(chǎng)施工帶來(lái)極大方便。
2.對危險區的儀表要求大幅度降低,現場(chǎng)無(wú)需采用隔離式的儀表。
3.由于信號線(xiàn)路無(wú)需共地,使得檢測和控制回路信號的穩定性和抗干擾能力大大增強,從而提高了整個(gè)系統的可靠性。
4.隔離式安全柵具備更強的輸入信號處理能力,能夠接受并處理熱電偶、熱電阻、頻率等信號,這是齊納式安全柵所無(wú)法做到的。
5.隔離式安全柵可輸出兩路相互隔離的信號,以提供給使用同一信號源的兩臺設備使用,并保證兩設備信號不互相干擾,同時(shí)提高所連接設備相互之間的電氣安全絕緣性能。
因此,對比齊納式和隔離式安全柵的特點(diǎn)和性能后可以看出,隔離式安全柵有著(zhù)突出的優(yōu)點(diǎn)和更為廣泛用途,雖然其價(jià)格略高于齊納式安全柵,但從設計、施工安裝、調試及維護成本來(lái)考慮,其綜合成本可能反而低于齊納式安全柵。在要求較高的工程現場(chǎng)幾乎無(wú)一例外地采用了隔離式安全柵作為主要本安防爆儀表,隔離式安全柵已逐漸取代了齊納式安全柵,在安全防爆領(lǐng)域得到了日益廣泛的應用。