防爆安全柵原理是什么
2011-03-07防爆安全柵原理
防爆安全柵,防止危險能量由安全場所進入危險場所,不影響儀表正常工作,安放在安全場所的入(出)口處。這樣對安全場所的儀表不作防爆要求。
防爆安全柵按結構分類:①齊納安全柵,②變壓器隔離式安全柵。
按用途分類: ①輸入端用, ②輸出端用。
一. 齊納安全柵
齊納安全柵的防爆原理是用齊納二級管VD控制輸出電壓,用限流電阻R限制輸出電 流,電路相對簡單。電路由快速熔斷器FU,限壓元件VD1、VD2 (齊納二極管或二極管),限流電阻R(電阻器或非線性元件)三部分組成。
在正常操作條件下,非本安端3、4 之間所加的電壓低于最高電壓Vmax(更低于齊納二極管 的齊納電壓),此時VD1、VD2處于不導通狀態(tài),除有極微小的漏電流以外,是“開路”狀態(tài),安全柵電路等效于一個電阻串聯(lián)在信號回路內,只要漏電流小于規(guī)定值,安全柵電路就不會影響系統(tǒng)的正常工作。而當非本安端發(fā)生故障,例如在非本安端3、4之間因某種原因混入高電壓,使齊納二極管 VD1、 VD2 反向擊穿,呈“導通”狀態(tài),此時齊納二極 管VD1、VD2 把混入的高電壓限制在齊納電壓上,在安全柵的本安端 1、2 上就不會出現(xiàn)高電壓。齊 納二極管一旦導通以后,其電流急劇上升(雪崩 過程)把串聯(lián)在電路中的熔斷器FU 瞬時熔斷,切斷了至現(xiàn)場的高電壓,防止了高電壓引爆現(xiàn)場爆炸性物質的危險,從而保護了現(xiàn)場設備及人員的安全。
當現(xiàn)場(危險區(qū)內)本安端1、2之間發(fā)生故障,例如負載短路了,安全柵電路中的限流電阻R立即起限 流作用,把極大的短路電流限制在某一個電流值之內,這個電流值是安全值,故現(xiàn)場也是安全的。
齊納安全柵的安全保護作用 ,實際上是對能量的限制作用,在本質安全防爆系統(tǒng)中,由于安全柵的功能,所以不論發(fā)生任何故障都保證傳輸?shù)浆F(xiàn)場(危險區(qū))的能量限制在一個安全值(不會點燃規(guī)定的分級、分組爆炸性氣 體混合物),從而保證現(xiàn)場安全。在正常工作時,齊納安全柵相當于兩個電阻串入電路,因此對系統(tǒng)結構無須作改動。另外,齊納安全柵由于無信號的轉變,對原信號精度也沒有影響。
一般來講,齊納安全柵選型容易,不易損壞,對原系統(tǒng)結構要求改動的地方比較少,價格方面,齊納安全柵要比隔離的便宜很多,這在需要使用很多安全柵的場合,齊納安全柵的價格優(yōu)勢明顯體現(xiàn)了出來。