本质安全与本质安全栅2

本质安全防爆技术与本质安全栅 1 本质安全防爆技术与本质安全栅 安全栅是一种安装在本安场所的本质安全型防爆仪表的关联设备。当本安防爆系统的本安仪表发生故障时，安全栅能将串入到故障仪表的能量限制在安全值以内，从而确保了现场人员、设备和生产的安全。安全栅总体上分为二大类，一类为齐纳式安全栅，一类为隔离式安全栅。 §1 安全栅的基本限能原理和接纳限能电路 1.1 基本电路 1.2 安全栅限能原理 齐纳二极管 Zener 用于限制电压。当回路电压接近安全限压值时，齐纳二极管导通放电，使齐纳二极管两端的电压始终保持在安全限压值以下。 电阻 R 用于限制电流。当电压被限制后，适当的电阻值即可将回路电流限制在安全限流值以下。 保险丝 Fuse 的作用是防止因齐纳二极管被长时间流过的大电流烧坏而导致回路限压失败。当超过安全限压值的电压加在回路上时，齐纳二极管导通。如果没有保险丝，流经齐纳二极管的电流会无限制地上升，最终烧坏齐纳二极管，使回路失去限压功能。为确保回路限压功能，保险丝必须选用高速熔断型，其熔断速度应比齐纳二极管可能被烧断的速度快十倍。 上面图中所示三重冗余的齐纳二极管的安全栅基本限能结构，能够确保安全栅在正常工作、一个故障和二个故障时均能将输出电能量可靠地限制在安全参数规定的范围内，从而满足 ia 级本安要求。 安全栅的基本限能原理和基本限能电路如下： 限流电路 限压电路 快速熔断器 本质安全防爆技术与本质安全栅 2 快速熔断器：防止因齐纳管被长时间流过的大电流烧断而导致回路限压失败。当超过安全限压值的电压加在回路上时，齐纳管导通，流经齐纳管的电流迅速增加，如果没有快速熔断器限制电流，最终将烧断齐纳管，使回路限压失去作用。 限压电路：当回路电压接近安全限压值时，齐纳管导通放电，使齐纳管两端的电压始终保持在安全限压值以下。 限流电路：由电路和晶体管组成。当电压被限制后，适当选择限流电阻，即可将回路电流限制在安全值以下。 隔离式安全栅在采用快速切断、限流、限压等措施基础上，还实现了电源、输入信号与输出信号的完全隔离。增强了系统的抗干扰能力，提高了系统正常运行的可靠性。 本质安全防爆技术与本质安全栅 3 §2 齐纳式安全栅 齐纳二极管的理想特性是：当齐纳二极管两端的电压（回路电压）低于齐纳式安全栅安全限压值Vo时，齐纳二极管截止，漏电流Ileak 为零；而当回路电压高于安全限压值时，齐纳二极管瞬间导通...