過程控制課件：第5章控制系統(tǒng)輔助儀表

1、5.4 安 全 柵5.4.1 概 述 一、安全火花（本質安全）型防爆儀表的基本知識 1.安全火花型防爆儀表的基本概念 “安全火花”，是指該火花的能量不足以對其周圍可燃介質構成點火源。 措施：在線路設計上使危險場所的回路不產生非 安全火花; 增加安全單元安全柵 2.安全火花型防爆儀表的品種和防爆系統(tǒng) 差壓變送器、溫度（毫伏）變送器電氣轉換器、閥門定位器、安全柵等安全火花型防爆防爆系統(tǒng): 危險場所使用安全火花型儀表； 在控制室儀表與危險場所儀表之間設置了安全柵。 傳輸信號安全柵的作用： 控制流入危險場所的能量在爆炸氣體或混合物的 點火能量一下，以確保系統(tǒng)的安全火花性能。非安全火花防爆系統(tǒng) 安全火花

2、電路的必要條件： 安全場所的非安全火花不能竄入危險場所。 自身不產生非安全火花；3.安全火花型防爆儀表的使用環(huán)境溫度 a b c d e f450 300 200 135 100 85 爆炸性混合物自燃溫度的級別為: 儀表表面的最高允許溫度= 80%自燃溫度儀表表面最高允許溫度儀表表面允許溫度組別T1T2T3T4T536024016011080T668使用環(huán)境溫度=自燃溫度80%儀表溫升 儀表使用最高環(huán)境溫度允許最高環(huán)境溫度組別T1T2T3T4T535023015010070T658 爆炸性危險氣體分級 最大試驗安全間隙（MESG）或最小點燃電流 （MIC）分級最大試驗安全間隙（MESG）：爆

3、炸性混合物在設備內部發(fā)生爆炸后，還能通過設備間隙迅速向外傳播，引起設備外部的爆炸型混合物也隨著發(fā)生爆炸，在傳播時所通過的間隙越小，則傳播能力越大，其危險性越大。該間隙長度為25mm的最大不傳爆間隙。4.儀表防爆等級標志 最小點燃電流（MIC）：用標準電火花試驗裝置，在電阻和電感電路中引起爆炸性試驗混合物點燃的最小電流。乙炔氫氣乙烯丙烷難易I甲烷點燃特性中國IEC歐洲爆炸典型氣體IICIIBIIAI 儀表防爆等級標志 ia、ib 本質安全型 隔爆型(Exd)Ex防爆標志d隔爆型 本安型(Exia/Exib)Exia有兩個元件發(fā)生故障仍能保持防爆性能的設備。Exib有一個元件發(fā)生故障仍能保持防爆性

4、能的設備。工廠型級別(傳爆間隙）組別iaCT4iaCT6礦山型dAT3隔爆型5.4.2 安全柵的類型 1.電阻式安全柵 簡單、可靠、價廉優(yōu)點:防爆額定電壓低缺點:利用電阻的限流作用，把流入危險場所的能量限制在臨界值以下，從而達到防爆的目的。2.齊納式安全柵 基于齊納二極管反向擊穿性能而工作的 結構簡單、經濟、可靠、通用性強，防爆電壓較高。優(yōu)點:快速熔斷器，制作比較困難，工藝和材料要求都很高。 缺點:3.中繼放大器式安全柵 利用放大器的高輸入阻抗性能來實現(xiàn)安全火花防爆的。 優(yōu)點:通用性強，可和計算機、顯示儀表等連接。 缺點:線路較復雜，價格較高，而且輸入與輸出 之間沒有信號隔離，故可靠性較差，信

5、號 傳輸精度較差。 4.光電隔離式安全柵 利用光電耦合器的隔離作用，使其輸入與輸出之間沒有直接電或磁的聯(lián)系，這就切斷了安全柵輸出端高電壓竄入危險側的通道。 工作可靠，防爆額定電壓高 優(yōu)點:結構較復雜 缺點:5.變壓器隔離式安全柵 防爆等級：“ia、ib”通過隔離、限壓和限流等措施，限制流入危險場所的能量，來保證安全火花性能的。 優(yōu)點：可靠性高，防爆額定電壓高 缺點：線路較復雜 一是與兩線制變送器配合的輸入式安全柵（或稱檢測端安全柵） 二是與操作端配合的輸出式安全柵（或稱操作端安全柵） 第二節(jié) 輸入式安全柵 一、工作原理 二、電路分析 1.DC/AC變換器 2.輸入式安全柵的變流放大器 3.輸入式安全柵的限能器 第三節(jié) 輸出式安全柵 8（正）R6RP2T2（32）C39（負） 9（正）C3T2（23）RP2R68（負） 爆炸性危險氣體分級引燃溫度