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防爆安全栅原理是什么

2011-03-07

防爆安全栅原理
 

防爆安全栅,防止危险能量由安全场所进入危险场所,不影响仪表正常工作,安放在安全场所的入(出)口处。这样对安全场所的仪表不作防爆要求。
     防爆安全栅按结构分类:①齐纳安全栅,②变压器隔离式安全栅。
     按用途分类: ①输入端用, ②输出端用。
一.  齐纳安全栅      

防爆安全栅原理

齐纳安全栅的防爆原理是用齐纳二级管VD控制输出电压,用限流电阻R限制输出电 流,电路相对简单。电路由快速熔断器FU,限压元件VD1、VD2 (齐纳二极管或二极管),限流电阻R(电阻器或非线性元件)三部分组成。
在正常操作条件下,非本安端3、4 之间所加的电压低于最高电压Vmax(更低于齐纳二极管 的齐纳电压),此时VD1、VD2处于不导通状态,除有极微小的漏电流以外,是“开路”状态,安全栅电路等效于一个电阻串联在信号回路内,只要漏电流小于规定值,安全栅电路就不会影响系统的正常工作。而当非本安端发生故障,例如在非本安端3、4之间因某种原因混入高电压,使齐纳二极管 VD1、 VD2 反向击穿,呈“导通”状态,此时齐纳二极 管VD1、VD2 把混入的高电压限制在齐纳电压上,在安全栅的本安端 1、2 上就不会出现高电压。齐 纳二极管一旦导通以后,其电流急剧上升(雪崩 过程)把串联在电路中的熔断器FU 瞬时熔断,切断了至现场的高电压,防止了高电压引爆现场爆炸性物质的危险,从而保护了现场设备及人员的安全。
当现场(危险区内)本安端1、2之间发生故障,例如负载短路了,安全栅电路中的限流电阻R立即起限 流作用,把极大的短路电流限制在某一个电流值之内,这个电流值是安全值,故现场也是安全的。
齐纳安全栅的安全保护作用 ,实际上是对能量的限制作用,在本质安全防爆系统中,由于安全栅的功能,所以不论发生任何故障都保证传输到现场(危险区)的能量限制在一个安全值(不会点燃规定的分级、分组爆炸性气 体混合物),从而保证现场安全。在正常工作时,齐纳安全栅相当于两个电阻串入电路,因此对系统结构无须作改动。另外,齐纳安全栅由于无信号的转变,对原信号精度也没有影响。
一般来讲,齐纳安全栅选型容易,不易损坏,对原系统结构要求改动的地方比较少,价格方面,齐纳安全栅要比隔离的便宜很多,这在需要使用很多安全栅的场合,齐纳安全栅的价格优势明显体现了出来。