正确选择与使用安全栅

    对于本质安全回路的正确选用与使用安全栅是非常关键的。为了能够正确地选用安全栅,构成合理的本安回路,必须既要从经济性方面来考虑又要从可靠性及实用性方面考虑,因此合理选用与使用安全栅在工业与工程应用中就显得十分重要。安全栅的不恰当选择,不仅仅会带来经济上的浪费,而且还会导致重大的安全隐患。

    1　安全栅的类型及特点

    1·1　无源齐纳安全栅

    本安无源安全栅,采用齐纳二极管来限制危险侧的电压,如果发生事故,可以通过熔断电阻来可靠地限制短路电流。为了能够使用齐纳安全栅,必须要有与工厂接地隔离的等电位接地系统,安全栅应通过单点接到等电位接地系统。本安电路的接地电阻必须低于1Ω。如图1所示,如果没有等电位接地系统,则不能使用齐纳安全栅。危险侧的仪表如热电偶,热电阻(RTD),变送器,开关元件电气转换器,电动阀等必须是隔离型的,非隔离型的仪表不能采用齐纳安全栅。齐纳二极管的电流泄漏会通过感应产生一个错误的低电平信号,另外齐纳安全栅的串行电阻也会降低可供给现场仪表的电压,这可能会导致变送器或转换器不能正常工作。

    齐纳安全栅的优点:

    1)价格低;2)体积小。

    齐纳安全栅的缺点:

    1)要求有可靠的等电位接地系统;

    2)要求危险侧的仪表为隔离型;

    3)串行电阻易产生电压降;

    4)不能防止短路电流;

    5)齐纳二极管的漏电流可能会导致错误的检测信号。

    1·2　增强型齐纳安全栅

    这类安全栅最重要的特点是电流可重复(即可放大复制输入电流),可用于连接危险侧变送器与非危险侧非防爆仪表。

    对于电流,除了提供电流复制放大即在安全区域将变送器电流进行复制与放大并输出外,增强型齐纳安全栅与无源隔离安全栅相似。增强型的齐纳安全栅特别适用于那些标准的无源安全栅因电压降太大,以致于不能给现场仪表提供足够电压的场所。这类安全栅对安全区域的负载可提供足够的电压。

    优点:1)对变送器与负载有更大的可用电压;

    2)对变送器有短路电流保护。

    缺点:1)与标准的无源齐纳安全栅一样需要有可靠的等电位接地系统;

    2)要求危险侧的仪表为隔离型;

    3)比无源安全栅的价格高。

    1·3　回路供电的隔离栅