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什么是安全柵？它都有哪些種類(lèi)和應用


近幾年來(lái)，隨著(zhù)中國煉化一體化進(jìn)程的推進(jìn)，石油煉化廠(chǎng)、化工廠(chǎng)越來(lái)越多。由于石油及其相關(guān)產(chǎn)品大多具有易燃易爆特性，所以一定要使用安全、有利的防爆方法，以確保安全。安全柵作為本安電氣設備與非本安電氣設備之間連接的電氣設備，能夠有效地提高石油化工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的安全性。


儀表安全原理與本質(zhì)安全技術(shù)


儀表安全原理

Instrument Safety Principle


當易爆物質(zhì)、氧氣、引爆源這三種情況同時(shí)出現時(shí)，就會(huì )引起爆炸。如果我們能消除任意一個(gè)爆炸形成的條件，就能保障現場(chǎng)儀表設備的安全?？諝庵械难鯕鉄o(wú)法控制，因此控制易爆物質(zhì)和控制引爆源是目前較為常用的安全原理。在儀表行業(yè)，控制爆炸范圍也被列為常用的安全原理。 安全柵能夠限制現場(chǎng)儀表的電能量，使其無(wú)法產(chǎn)生能夠引爆的火花和引爆的儀表表面溫度。本質(zhì)安全技術(shù)能夠消除隱患，保證現場(chǎng)的安全。


危險區域危險性的分類(lèi)、分級、分組

TITLE CONTENT


爆炸性氣體分類(lèi)見(jiàn)下表。

危險氣體場(chǎng)所劃分為3個(gè)不同的區域，見(jiàn)下表。


爆炸性氣體的溫度組別見(jiàn)下表。


安全柵的作用和種類(lèi)


本質(zhì)安全（IS）是儀表系統采用的防爆技術(shù)，安全柵設置在安全區域的控制室設備與危險區域的本安設備之間，傳輸信號或能量。安全柵利用電路限流限壓，從而約束安全區域傳遞能量給危險區域設備。

處于危險場(chǎng)所的本安設備在這樣的能量下能夠正常工作，但這樣的能量不足以引燃爆炸環(huán)境，即使本安設備自身發(fā)生故障，也不會(huì )產(chǎn)生任何足以引燃的電火花或發(fā)熱表面。因此，無(wú)論是安全場(chǎng)所的控制室設備還是危險場(chǎng)所的本安設備發(fā)生故障，只要安全柵的限流限壓電路正常工作，整個(gè)系統都會(huì )處于安全狀態(tài)，不會(huì )產(chǎn)生爆炸。
安全柵分為齊納式安全柵和隔離式安全柵兩類(lèi)。
齊納式安全柵是最早出現的安全柵。它的核心元件是齊納二極管，限流電阻及快速熔斷絲，原理圖如下圖所示。

齊納式安全柵原理圖


齊納管電流簡(jiǎn)單，在現場(chǎng)使用時(shí)容易出現系統電源波動(dòng)、干擾，導致設備損壞，并且由于其需要本安接地，因此在實(shí)際應用中較少。
隔離式安全柵不僅能夠限壓限流，還能電流隔離。隔離室安全柵主要由限能單元、信號及電源隔離單元、信號處理單元組成，基本功能電路如下圖所示。

隔離式安全柵原理圖


與齊納式安全柵相比，隔離式安全柵在性能上大大優(yōu)于齊納式安全柵：
①采取三方隔離方式，不需使用隔離式儀表；
②降低危險區的儀表要求，現場(chǎng)不需使用隔離式儀表；
③運行過(guò)程中穩定性和抗干擾能力大大增強，使整個(gè)系統的可靠性大幅提高；
④有強大的信號處理能力，可以接受并處理多種信號，例如熱電偶、熱電阻、頻率等信號；
⑤為同一信號源的兩臺設備提供兩路相互隔離的信號，并且兩設備信號無(wú)干擾，同時(shí)所連接設備互相之間的電氣安全絕緣性能也有所提高。

安全柵在儀表中的應用

在石油化工生產(chǎn)過(guò)程中，需要利用現場(chǎng)儀表對壓力、溫度、流量、液位等方面的進(jìn)行監測，以此保障生產(chǎn)能夠正常順利地進(jìn)行。安全柵作為儀表控制系統的安全保持器，它需要接收并處理來(lái)自危險區的信號，并傳送給安全區或危險區處理后的安全信號。盡管現場(chǎng)儀表信號類(lèi)型各不相同，但是從整體而言，基本上可以分為兩種：輸入安全柵和輸出安全柵。輸入安全柵主要根據標準4~20mA信號/1~5V信號、熱電阻和熱電偶信號、開(kāi)關(guān)量信號、通信信號、交流信號和其他非標準信號等幾種類(lèi)型信號進(jìn)行設計；輸出型安全柵主要根據標準 4~20mA信號/1~5V信號、開(kāi)關(guān)量輸出信號、通信信號等幾種類(lèi)型信號進(jìn)行設計。

在生產(chǎn)設計中，模擬量輸入安全柵和模擬量輸出安全柵被廣大設計人員接受并運用在工程中。模擬量輸入安全柵通常與2線(xiàn)制、3線(xiàn)制變送器或4~20mA信號結合使用，模擬量輸出安全柵通常與調節閥結合使用。隔離式安全柵的運用，在很大程度上提高了儀表系統的穩定性。它把適合的電量提供給現場(chǎng)儀表閥門(mén)，同時(shí)又把由儀表閥門(mén)輸出的4~20mA DC電流信號隔離轉換成DC電流信號或DC電壓信號后輸出，提供給儀表閥門(mén)。

安全柵在石油化工生產(chǎn)技術(shù)應用中的注意要點(diǎn)

從目前來(lái)看，本安系統已被當作設計標準，為各個(gè)領(lǐng)域所應用。在生產(chǎn)中，安全柵選型要符合現場(chǎng)需求，在使用過(guò)程中還要注意以下問(wèn)題，這樣才能達到預期效果。

01

關(guān)于防爆

安全柵需要滿(mǎn)足現場(chǎng)所需的防爆等級要求，確保電纜及現場(chǎng)設備的蓄能，以保障電纜和現場(chǎng)設備的容抗和感抗功能。

02

關(guān)于接地

齊納安全柵安裝時(shí)，需要有非?？煽康慕拥叵到y，并且其接地電阻必須小于1歐姆。

03

關(guān)于儀表

根據現場(chǎng)儀表信號類(lèi)型選擇適合的安全柵。

04

關(guān)于電纜

本安系統設備需要使用本安電纜，在電纜敷設時(shí)本安電纜應與非本安電纜分開(kāi)敷設。并且要做標識牌。