WJ9000系列齐纳式安全栅说明书

一、概述

WJ9000系列齐纳安全栅是本质安全型气仪表和电气装置的关联设备，该产品按照GB3836.1-2000[爆炸性气体环境用电气设备 第1部分通用要求]和GB3836.4-2000[爆炸性气体环境用电气设备 第4部分 本质安全型“i ”]中有关规定制造生产。产品经国家级仪器仪表防爆安全监督检验站（NEPSI ）防爆检测合格，并取得防爆合格书。

WJ9000系列齐纳安全栅共有40多种不同的型号规格，可与各种现场一次仪表如变送器（数字通讯的智能变送器、4-20mA 模拟信号的普通变送器、国产DDZ-Ⅲ型变送器）、电气转换器、电气阀门定位器、各类热电偶、开关（触点及模拟开关）、流量仪表（涡轮、腰轮、刮板、旋涡等流量变送器）、电磁阀及各种特殊仪表组成本质安全防爆系统，用于现代化工业的自动化过程控制，广泛地应用在石油、化工、医药、船舶等领域。

WJ9000P 系列齐纳安全栅是WJ9000系列齐纳安全栅的补充，其用途和WJ9000系列相同，分为二类，第一类为ⅡB 组气体而设计（二种型号），第二类为ⅡC 组气体而设计（七种型号），其特点是安全栅的端电阻降低了，给设计部门和用户选用安全栅的范围拓宽了，但提供给现场的能量也随着增加，要求更加慎重地核对现场设备（如变送器、电磁阀等）的电气参数，以确保联用后的安全效果。

二、结构

WJ9000系列和WJ9000P 系列齐纳安全栅采用统一的外形和安装尺寸，安全栅电路用阻燃环氧树脂浇封在壳体内，各接线端子间的爬电距离、电气间隙及材料的相对泄痕指数都符合GB3836.4-2000和

GB3836.1-2000中的有关规定。外形见图2-1。

外形尺寸：

94mm （宽）×62mm （高）×14.2mm （厚）

三、工作原理

1、齐纳安全栅基本电路：见图

2VD2（齐纳二极管或二极管），限流电阻R1（电阻器或非线性元件）三部分组成。

正常操作条件下，非本安端1、2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，安全栅电路不会影响系统的正常工作。

当非本安端发生故障，例如在非本安端1、2之间因某种原因混入高电压，使齐纳二极管反向击穿，呈“导通”状态，此时齐纳二极管VD1、VD2把混入的高压限制在齐纳电压上，在安全栅的本安端3、4上不会出现高电压，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FA1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）发生故障，例如负载短路了，安全栅电路中的限流电阻R1立即起限流作用，把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。

四、技术规格及主要技术参数

1、防爆标志：（Exia）ⅡC

[WJ9006P和WJ9018EP为（Exia）ⅡB]

2、最高允许电压：250VA/DC

3、安装位置：安全区域

4、安装方式：汇流条铜排

5、安装尺寸：M4爆栓间距11.5mm

6、环境条件：连续使用温度-10℃～+45℃

贮存温度-40℃～+80℃

7、主要技术参数见表4-1、4-2、4-3

五、最大允许负载参数

1、安全栅的最大允许负载参数是最大允许电容Ca和最大允许电感La。

2、表5-1中所列的数值表示用于ⅡC气氛（氢气）除WJ9006P和WJ9018EP用于ⅡB气氛以外，对于ⅡB 和ⅡA气氛，其最大允许负载参数应由防爆检验机构认可。

3、安全栅和（贮能）仪表（如变送器）连接时，这些仪表和连接导线都是安全栅的负载。导线的最大允许电缆参数Cc和Lc应等于或小于安全栅的最大允许负载参数Ca和La减去仪表输入端未经保护的电容Ci和电感Li，即应满足下列的条件：

Cc≤Ca-Ci；Lc≤La-Li

4、电缆本身的分布参数一般由电缆生产厂给出，对于没有给出分布参数的仪表信号电缆可按Cc=60～100PF/m和L/R=25Μh/Ω来计算电缆长度。

5、仪表中未经保护的电容Ci和电感Li由防爆检测机构在认证仪表时予以给出

表WJ9000、WJ9000P 系列齐纳安全栅最大负载参数

表5-1

六、实际应用

WJ9000系列齐纳安全栅应用举例 1、变送器

◎ 智能变送器、普通变送器

（ST3000、EJA 、MOOR 、1151、1751…）

智能变送器和安全栅组成本安防爆系统时，要求安全栅具备通讯功能。当变送器供电电源电压波动范围大的情况下，选用WJ9001（WJ9001R ）齐纳安全栅，该安全栅内部具备电压浮动性能，在供电电源电压22～35VDC 变化时，都能保证提供变送器13V 以上稳定电压（工作电流20mA ，负栽250Ω），同时具备数字通讯功能。但该安全栅的功耗为35mAmax （工作电流20mA ，供电电压35VDC 时），所以请注意供电系统的供电能力。如果要求提供变送器的电压在16VDC 以上，请选用WJ9002（WJ9002R ）安全栅。其功耗为50mAmax （工作电流20mA ，供电电压35VDC 时）。见

图

6-1,6-2

图6-1

注：R 为外接250Ω电阻，将4-20mA 信号转换为1-5V 输出。

图6-2

危险区安全区WJ9001

3

4

1+22-35V WJ9001A

0v

危险区安全区

智能变送器

WJ9001R

34

2

14-20mA

1-5V

+22-35V 250Ω

WJ9001AR

H H C

H H C