本安和隔爆型儀表選型及電纜選型

1、-/電氣設(shè)備的鼬爆峑式防懈電氣設(shè)備的選型選率®則！安全可經(jīng)濟(jì)合理n爆炸危險(xiǎn)區(qū)的暮級(jí)和爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)的類別、a別和91別 訪爆犁式詵型我電氣設(shè)備防爆塑式適用舞炸危險(xiǎn)區(qū)域本質(zhì)吏全型佃型卜Exle0 X為0區(qū)設(shè)計(jì)的持殊舉適用于D區(qū)前翡爆型式 本用壽全型Ub盤ExlbI區(qū)閔爆型、£倉安型、正壓型Exd- e、 p充油蟄、充砂墜、澇封型Ein開1區(qū)設(shè)計(jì)餉捋殊聖適用干0. 1區(qū)罰芍爆舉式2區(qū)n型Exn2.比如雙氧水裝置，根據(jù)電氣專業(yè)防爆區(qū)域劃分圖，最高為 1區(qū)，從理論上說用隔爆儀表應(yīng) 該也沒問題，但是設(shè)計(jì)考慮會(huì)用本安儀表， 形成本安儀表回路， 不知道除了上面的附件中文 件，是否還有其他依

2、據(jù)？3.再給一篇網(wǎng)上論文，如下：儀表本安防爆技術(shù)以及在化工現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用 1引言在許多化工工業(yè)過程中，需要處理一些易燃易爆的工藝介質(zhì)。為確保人員生命和生產(chǎn)裝置的財(cái)產(chǎn)安全，防爆技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)及相關(guān)專業(yè)，形成一系列的行業(yè)、國家和國際標(biāo)準(zhǔn)，并隨著工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。對(duì)于自動(dòng)化儀表，最常用的防爆形式是本安型、隔爆型和增安型。由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展和低功耗電子器件的不斷誕生，本安防爆技術(shù)的得到了更為廣闊的推廣和應(yīng)用。特別是由于本質(zhì)安全型（簡(jiǎn)稱本安型）防爆形式與其他防爆形式相比，不僅具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用范圍廣，而且還具有易操作和維護(hù)方便等特點(diǎn)，因此這種通過抑制點(diǎn)火源能量為防爆手段的本安型防爆儀表已被制造商

3、和用戶接受。2本質(zhì)安全防爆技術(shù)的原理與特點(diǎn)2.1本質(zhì)安全防爆技術(shù)的原理本安防爆技術(shù)實(shí)際上是一種低功率設(shè)計(jì)技術(shù)。例如對(duì)于氫氣(n C)環(huán)境，必須將電路功率限制在1.3W左右。由此可見，本安技術(shù)能很好的適用于工業(yè)自動(dòng)化儀表。針對(duì)電火花和熱效應(yīng)是引起爆炸性危險(xiǎn)氣體爆炸的主要引爆源，本質(zhì)安全技術(shù)通過限制電火花和熱效應(yīng)這兩個(gè)可能的引爆源來實(shí)現(xiàn)防爆。在正常工作和故障狀態(tài)下，當(dāng)儀表產(chǎn)生的電火花或熱效應(yīng)的能量小于一定程度時(shí)，低度表不可能點(diǎn)燃爆炸性危險(xiǎn)氣體而產(chǎn)生爆炸。它實(shí)際上是一種低功率設(shè)計(jì)技術(shù)。原理是從限制能量入手， 可靠地將電路中的電壓和電流限制在一個(gè)允許的范圍內(nèi)，以保證儀表在正常工作或發(fā)生短接和元器件損壞

4、等故障情況下產(chǎn)生的 電火花和熱效應(yīng)不致于引起其周圍可能存在的危險(xiǎn)氣體的爆炸。通常對(duì)于氫氣環(huán)境，也就是危險(xiǎn)程度最高、最易爆的環(huán)境，必須將功率限制在1.3W以下。國際電工委員會(huì)(IEC規(guī)定，在危險(xiǎn)程度最高的危險(xiǎn)場(chǎng)所0區(qū)，只能采用Ex ia等級(jí)的本安防爆技術(shù)。因此，本質(zhì)安全防爆技術(shù)是一種最安全、最可靠、適用范圍最廣的防爆技術(shù)。本質(zhì)安全型儀表設(shè)備按安全程度 和使用場(chǎng)所不同，可分為 Ex ia和Ex ib。Ex ia的防爆級(jí)別高于 Ex ib。Ex生燃爆。Ex燃爆炸。ia級(jí)本質(zhì)安全儀表在正常工作狀態(tài)下以及電路中存在兩起故障時(shí)，電路元件不會(huì)發(fā) 在ia型電路中，工作電流被限制在100mA以下，適用于0區(qū)、1

5、區(qū)和2區(qū)。ib級(jí)本質(zhì)安全儀表在正常工作狀態(tài)下以及電路中存在一起故障時(shí)，電路元件不發(fā)生 在ib型電路中，工作電流被限制在150mA以下，適用于1區(qū)和2區(qū)。22本質(zhì)安全防爆技術(shù)的特點(diǎn)(1) 不需要設(shè)計(jì)制造工藝復(fù)雜、體積龐大且又笨重的隔爆外殼，因此，本安儀表具有結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕和造價(jià)低等特點(diǎn)。據(jù)資料，建立一個(gè)本安型和隔爆型開關(guān)傳輸回路 的費(fèi)用之比約為1:4。(2) 可在帶電情況下進(jìn)行維護(hù)、標(biāo)定和更換儀表的部分零件等。(3) 安全可靠性高。本安儀表不會(huì)因?yàn)榫o固螺栓的丟失或外殼結(jié)合面銹蝕、劃傷等人為 原因而降低儀表的安全可靠性。(4) 由于本安防爆技術(shù)是一種“弱電”技術(shù)，因此，本安儀表的使用可

6、以避免現(xiàn)場(chǎng)工程 技術(shù)人員的觸電傷亡事故的發(fā)生。(5) 適用范圍廣。本安技術(shù)是唯一可適用于0區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所的防爆系統(tǒng)。(6)對(duì)于像熱電偶等簡(jiǎn)單設(shè)備，不需特別認(rèn)證即可接入本安防爆系統(tǒng)?？梢姡c其他任何防爆型式相比， 采用本安防爆技術(shù)可給工業(yè)自動(dòng)化儀表帶來技術(shù)上的 突出特點(diǎn)。3本安防爆技術(shù)在過程自動(dòng)化工程中的應(yīng)用；關(guān)聯(lián)設(shè)備包括齊納式安全柵、能將竄入到現(xiàn)場(chǎng)本安設(shè)備的能本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)由三部分組成：現(xiàn)場(chǎng)本質(zhì)安全儀表、本質(zhì)安全電纜及本質(zhì)安全關(guān)聯(lián)設(shè)備?，F(xiàn)場(chǎng)儀表包括各種安裝在危險(xiǎn)場(chǎng)所的一次檢測(cè)儀表，以兩線制變送器為代表的本質(zhì)安全點(diǎn)電纜帶有專用接地線， 以耐久性的純藍(lán)色與其它電纜相區(qū)別 隔離式安全柵、其他形式的具有

7、限流、限壓功能的保護(hù)裝置。 量限制在安全值內(nèi)，從而確?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、人員和生產(chǎn)的安全。從安全柵通過本質(zhì)安全電DCS以及到供電電源的電路為系統(tǒng)回路以安全柵為界分為本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全電路。 纜連接到現(xiàn)場(chǎng)儀表所構(gòu)成的電路為本質(zhì)安全電路 ；從安全柵到 非本質(zhì)安全電路。4本質(zhì)安全的防爆認(rèn)證4.1本安防爆是整體防爆的概念對(duì)構(gòu)成系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、安全柵必須經(jīng)過國家授權(quán)認(rèn)證機(jī)構(gòu)防爆認(rèn)證， 同時(shí)需要認(rèn)證機(jī) 構(gòu)簽發(fā)的本安儀表和安全柵的聯(lián)合取證確認(rèn)該本安回路的安全性。 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備為簡(jiǎn)單設(shè)備時(shí)無 需本安認(rèn)證，即可與已取得本安認(rèn)證的安全柵配合構(gòu)成本安防爆回路。 簡(jiǎn)單設(shè)備是指觸點(diǎn)開 關(guān)、熱電偶、熱電阻、發(fā)光二極管以及橋路等

8、，設(shè)備中不含儲(chǔ)能元件。4.2本質(zhì)安全回路防爆認(rèn)證的原則現(xiàn)場(chǎng)本安設(shè)備，安全柵認(rèn)證參數(shù)要匹配其中:Uoc:最高開路電壓在最高允許電壓范圍內(nèi)本安端開路時(shí)電壓最大值Isc:最大短路電流在最高允許電壓范圍內(nèi)本安端短路時(shí)電流最大值Ca允許分布電容保證本質(zhì)安全性能情況下本安端最大允許外接電容La:允許分布電感保證本質(zhì)安全性能情況下本安端最大允許外接電感Ui:最高輸入電壓施加到本質(zhì)安全現(xiàn)場(chǎng)儀表上，不會(huì)使本質(zhì)安全性能失效的最高電壓li：最高輸入電流施加到本質(zhì)安全現(xiàn)場(chǎng)儀表上，不會(huì)使本質(zhì)安全性能失效的最大電流C:最大內(nèi)部電容現(xiàn)場(chǎng)本安儀表內(nèi)總等效電容Li:最大內(nèi)部電感現(xiàn)場(chǎng)本安儀表內(nèi)總等效電感Cc本安電纜的分布電容；L

9、C：本安電纜的分布電感。5本質(zhì)安全儀表及回路的特殊要求5.1對(duì)接地的要求本質(zhì)安全型儀表系統(tǒng)必須具有可靠的獨(dú)立接地。整個(gè)自動(dòng)化儀表系統(tǒng)有四種類型的接地本質(zhì)安全型儀表系統(tǒng)接地、信號(hào)回路接地、屏蔽接地和保護(hù)接地。信號(hào)回路接地與屏蔽接地 可共用一個(gè)單獨(dú)的接地極，本質(zhì)安全儀表系統(tǒng)需獨(dú)立設(shè)置接地系統(tǒng)，與其它接地網(wǎng)相距5m以上，一般要求本質(zhì)安全地的接地電阻小于1Q。其它兩種接地電阻按設(shè)計(jì)或規(guī)范要求一般在4Q以下。保護(hù)接地可接到電氣工程低壓電氣設(shè)備的保護(hù)接地網(wǎng)上。5.2對(duì)連接電纜的要求從系統(tǒng)布線工程角度考慮， 由于連接電纜存在分布電容和分布電感，使連接電纜成為儲(chǔ)能元件。它們?cè)谛盘?hào)傳輸過程不可避免地存儲(chǔ)能量，一

10、旦當(dāng)線路出現(xiàn)開路或短路時(shí)，這些儲(chǔ)能就會(huì)以電火花或熱效應(yīng)的形式釋放出來，影響系統(tǒng)的本安性能。因此既要保證連接傳輸電纜不會(huì)受到外界電磁場(chǎng)干擾影響及與其他回路混觸，又要限制布線長(zhǎng)度和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)所帶來的附加非本安能量，依此來確定電纜的允許分布電容和允許分布電感，世界各防爆檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)主要采取以集中參數(shù)的方式考慮電纜分布參數(shù)的方法。連接電纜本安性能的基本參數(shù)如下電纜最大允許分布電容(Ci):(Cc)=(Ck)x L電纜最大允許分布電感(Lc):(Lc)=(Lk)x L式中：Ck電纜單位長(zhǎng)度分布電容Lk電纜單位長(zhǎng)度分布電感L實(shí)際配線長(zhǎng)度。本質(zhì)安全電纜是一種低電容、 低電感的電纜、與其它電纜相比具有優(yōu)異的屏蔽性

11、能和抗 干擾性能，適用于爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所及其它防爆安全要求較高的場(chǎng)合。在使用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)(1) 本安線路內(nèi)的接地線與屏蔽連接線要可靠絕緣。(2) 信號(hào)回路的接地點(diǎn)應(yīng)在控制室側(cè)，當(dāng)采用接地型熱電偶和檢測(cè)部分已接地的儀表時(shí),控制室側(cè)不再接地。(3) 屏蔽電纜的備用芯線與電纜的屏蔽層，應(yīng)在同一側(cè)接信號(hào)回路地。5.3設(shè)備溫度等級(jí)設(shè)備溫度等級(jí)規(guī)定了設(shè)備表面的最高允許溫度值，見表2。這主要基于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的考慮。在絕大部分情況下，有較低溫度等級(jí)的設(shè)備購買和安全方面費(fèi)用較高。通過比較，選 用本安設(shè)備將更加有效和經(jīng)濟(jì)。直接安裝在危險(xiǎn)場(chǎng)所的本安設(shè)備需要考慮設(shè)備溫度等級(jí)，而關(guān)聯(lián)設(shè)備不需要進(jìn)行設(shè)備溫度等級(jí)的部分。設(shè)

12、備溫度等級(jí)一定要小于使用在該危險(xiǎn)場(chǎng)所環(huán)境中可燃物質(zhì)的點(diǎn)燃溫度，否則會(huì)引起燃燒爆炸。5.4本安電氣設(shè)備的選用原則(1)簡(jiǎn)單設(shè)備。按照 GB3836.4-2000防爆標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于電壓不超過1.2V、電流不超過0.1A,其功率不超過25mW的電器設(shè)備可視為簡(jiǎn)單設(shè)備，他們的典型特點(diǎn)是儀表設(shè)備的內(nèi)部等效電感Li=O,內(nèi)部等效電容Ci=O。此類設(shè)備可直接應(yīng)用在現(xiàn)場(chǎng)。(2) 本安電氣設(shè)備。安裝于危險(xiǎn)場(chǎng)所的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、必須明確以下問題是否已按照DB3836.1-2000和GB383642000要求設(shè)計(jì)并已被國家防爆檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)認(rèn)可的本安電氣設(shè)備。防爆標(biāo)志規(guī)定的等級(jí)是否適用于使用的危險(xiǎn)場(chǎng)所的安全要求。本安電路是否接

13、地或接地部分的本按電路是否與安全柵接口部分的有電路加以有效 隔離。信號(hào)傳輸?shù)姆绞郊氨景搽姎庠O(shè)備的最低工作電壓和回路正常工作電流。在明確以上問題的基礎(chǔ)上，選擇相對(duì)應(yīng)的安全柵。(3) 安全柵的選用原則安全柵的防爆標(biāo)志等級(jí)必須不低于本安現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的防爆標(biāo)志等級(jí)。確定安全柵的端電阻及回路電阻可以滿足本安現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的最低工作電壓。安全柵的本安端安全參數(shù)能夠滿足Uocw Ui、Iscw li、Ca> Ci+Cc LaLi+Lc的要求。安全柵要與本安現(xiàn)場(chǎng)儀表的安全極性及信號(hào)傳輸方式相匹配。做好相應(yīng)的保護(hù)工作，避免安全柵的漏電電流影響本安現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的正常工作。6結(jié)束語雖然本安型儀表在儀表匹配、電纜的使用和接地

14、等方面有許多特殊的要求，但隨著微電子技術(shù)、微處理器技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化儀表已趨于低功耗、電子化、小型化發(fā)展， 更加容易實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全，綜上所述，對(duì)于自動(dòng)化儀表而言，本安防爆技術(shù)是一種比較理想的 防爆技術(shù)，它也必將被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)總線智能化儀表及現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。4. 再補(bǔ)充一個(gè)坑爹的做法：儀表設(shè)計(jì)為本安儀表，配有安全柵，開的材料為本安電纜，現(xiàn)場(chǎng)人員買回來一般電纜KWP不防爆，設(shè)計(jì)場(chǎng)所為1區(qū)，從理論上上說，隔爆與本安都沒關(guān)系，人家就在那糾結(jié)說為什么要設(shè)計(jì)為本安？-"第一，本安防爆為回路概念，三個(gè)環(huán)節(jié)【現(xiàn)場(chǎng)本安儀表+本安電纜+本安關(guān)聯(lián)設(shè)備】，一個(gè)失效即沒有什么意義；第二，這是

15、本安儀表和隔爆儀表價(jià)格等方面比較：本安儀表與隔爆儀表的區(qū)別在于電路和表殼結(jié)構(gòu)、材質(zhì)上。本安儀表的電路板上應(yīng)有專門的限制能量電路，而隔爆儀表在電路設(shè)計(jì)上不用考慮限制能量的電路；本安儀表在電路板上有限制能量的專門設(shè)計(jì)，故此類儀表的外殼制造結(jié)構(gòu)就無需考慮其密封問題，保證防護(hù)等級(jí)即可； 而隔爆儀表在電路板上不考慮限制能量設(shè)計(jì)，故此類儀表的外殼制造結(jié)構(gòu)的密封要求相當(dāng)高，外殼材質(zhì)應(yīng)滿足抗暴要求；從上面來看，單純從電路上比較，本安儀表和隔爆儀表價(jià)格沒有太大的區(qū)別，但從外殼結(jié)構(gòu)、材質(zhì)上比較，隔爆儀表要比本安儀表貴；$ m" k6 10 G) 10 I( a- B本安儀表要與安全柵、本安電纜構(gòu)成本安回

16、路，這樣加起來考慮價(jià)格可能比隔爆可能要貴。5. 總的來說應(yīng)該根據(jù)防爆區(qū)域劃分圖+裝置一般設(shè)計(jì)、應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)+裝置內(nèi)情況分析【比如雙氧水裝置，存在氫氣，可能分解氧濃度超限的情況，即使在1區(qū)，本安設(shè)計(jì)可能更可靠】，坑爹做法最好的是建議換電纜。非原創(chuàng)引自其余帖子，做一個(gè)引申。個(gè)人& X1 S! J7 j7 h- a% 16本安電纜和非本安電纜你認(rèn)為比較中肯I本安電纜和非本安電纜有什么區(qū)別。在我看來，就是本安電纜是藍(lán)色的。在電纜本身的結(jié) 構(gòu)和材料上的區(qū)別是什么呢？I一般選用了本安儀表，就是本質(zhì)安全型的，就不會(huì)產(chǎn)生火花，那用普通的電纜應(yīng)該就是安 全的，為什么還需要用本安電纜。本安電纜的作用是什么呢？本質(zhì)安全電纜對(duì)分布電容、分布電感有要求，限制了電纜中的儲(chǔ)能（電纜也是儲(chǔ)能元件） 本質(zhì)安全電纜的使用是為了便于工程實(shí)施，在一定的距離之內(nèi)使用具有認(rèn)證的本質(zhì)安全電纜，無需進(jìn)行本質(zhì)安全回路計(jì)算。因此項(xiàng)目中本質(zhì)安全回路均采用本質(zhì)安全電纜。這樣就可以理解其實(shí)即使是本質(zhì)安全回路也可以使用非本質(zhì)安全電纜的條件是：在一定距離范圍之內(nèi)（這要根據(jù)電纜及回路中其他器件的參數(shù)而定）。通過