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安全柵防爆原理及種類
發布時間:2021-11-20 20:22:40

1、安全柵定義

安全柵作為連接本安電氣設備與非本安電氣設備之間的接口設備,是防爆電氣系統設計中的主要關聯設備。一般將其定義為裝有本質安全電路和非本質安全電路,且結構使非本質安全電路不能對本質安全電路產生不利影響的電氣設備。其防爆原理是通過各種能量限制手段,使其本安側輸出的能量在規定試驗條件下產生的電火花或熱效應均不得點燃規定的爆炸性氣體混合物。其本安特性主要以本安參數進行描述。

2、安全柵種類

為了與不同類型和參數的本安設備配接,相應的安全柵種類非常多。按通道數量可分為單通道和雙通道;按極性可分為有極性和無極性;按信號種類可分為開關量和模擬量等。各種安全柵從保護原理上主要分為齊納式和隔離式安全柵,見圖1。

隔離式安全柵不僅能夠有效抑制能量,還可以對信號進行有效隔離。在保證安全的同時,大大增強了檢測和控制回路的抗干擾能力,獲得了大量應用。

安全柵圖1.png

3、安全柵防爆原理

與安全柵定義相對應,只有安全柵輸出的電氣信號可被稱為本安信號,其電路包含了非本安電路和本安保護電路,通過機械隔離、電氣隔離、電氣限能等設計手段來保證安全柵的本安輸出特性。

這里對限能單元進行簡單說明。圖1(b)給出了限能單元的示意圖,限流電阻R保證電源短路時為本安輸出;齊納二極管組合Z把電壓限制在開路電壓以下;當二極管導通時,保險絲F會熔斷,此時電路將斷開,阻止二極管的損壞導致過量的電壓竄至本安輸出側。需要注意的是,R、Z、F可以是分立元件,也可以是電路組合型式;所有并聯實施的保護需要考慮電路的可靠連接;半導體保護元件須采用雙重化措施。

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