本安型安全栅介绍

本安型安全栅介绍

本质安全型电器设备的特征是其全部电路均为本质安全电路，即在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。也就是说该类电器不是靠外壳防爆和充填物防爆，而是其电路在正常使用或出现故障时产生的电火花或热效应的能量小于危险源的最小点燃能量。

本安型安全栅应用在本安防爆系统的设计中，它是安装于安全场所并含有本安电路和非本安电路的装置，电路中通过限流和限压电路限制送往现场本安回路的能量，从而防止非本安电路的危险能量串入本安电路，它在本安防爆系统中称为关联设备，是本安系统的重要组成部分。

由于安全栅被设计为介于现场设备与控制室设备之间的一个限制能量的接口，因此无论控制室设备处于正常或故障状态，安全栅都能确保通过它传送给现场设备的能量是本质安全的。

中国国家防爆电气产品质量监督检验中心是中华人民共和国地区监督生产安全防爆产品的权威机构，对本安型安全栅产品有着严格、科学、详细的规定，只有通过该监督站认证的企业及其所开发生产的产品才具备符合标准的安全性能，否则可能会给使用方的设备人自和生产造成无可估量的损害。

安全栅一种安装在安全场所，本安电气设备与非本安电气设备之间的相连的电气设备。

安全栅安装于安全场所，接收来自危险区的信号，输出安全信号到安全区或危险区。

常见的安全栅结构形式分为齐纳式和隔离式。

（一）齐纳式安全栅结构原理:

电路中采用快速熔断器、限流电阻或限压二极管以对输入的电能量进行限剖，从而保证输出到危险区的能量。它的原理简单、电路实现容易，价格低廉，但因由于其自身原理的缺陷使其应用中的可靠性爱到很大影响，并限制其应用范围，其原因如下：

a)安装位置必须有非常可靠的接地系统，并且要求齐纳式安全栅的接地电阻必须小于1欧姆，否则使失去防爆安全保护性能，显然这样的要求是十分苛刻并在实际工程应用中难以保证。

b)要求来自危险区的现场仪表必须是本安隔离型，否则通过齐纳式安全栅的接地端子和大地相接后信号无法正确传送，并且由于信号接地，直接降低信号抗干扰能力，影响系统稳定性。

c)齐纳式安全栅对电源影响较大，同时也易因为电源的波动而造成齐纳式安全栅的损坏。

d)由于齐纳式安全栅的电路原理需要吸收输入回路的能量，所以易造成输出不稳定。

(二)隔离式安全栅结构原理:

采用了输入、输出以及电源三方之间相互电气隔离的电路结构，同时符合本安型限制能量的要求。与齐纳式安全栅相比，虽然价格略高，但它其它方面的突出优，最却为用户应用带来更大的受益:

a)由于采用三方隔离方式，因此无需系统接地线路，给设计及现场施工带来极大方便。

b)对危险区的仪表要求大幅度降低，现场无需采用隔离式的仪表。

c)由于信号线路无需共地，使得检测和控制回路信号的稳定性和抗干扰能力大大增强，从而提高整个系统的可靠性。

d)隔离式安全栅具备更强的输入信号处理能力，能够接受并处理热电偶、热电阻、频率等信号，这是齐纳式安全栅所无法做到的。

e)隔离式安全栅可输出两路相互隔离的信号，以提供给使用同一信号的两台设备使用，并保证两设备信号不互相干扰，同时提高所连接设备相互之间的电气安全绝缘性能。

（三）应用对比

对比齐纳式和隔离式安全栅的特点和性能后可以看出，隔离式安全栅有着突出的优点和更为广泛用连，虽然其价格略高于齐纳式安全栅，但从设计、施工安装、调试厦维护成本来考虑，其综合成本可能反而低于齐纳式安全栅。在要求较高的工程现场几乎无一例外地采用隔离式安全栅作为主要本安防爆仪表，隔离式安全栅已逐渐取代了齐纳式安全栅，在安全防爆领域得到日益广泛的应用。

（四）本安设备标志定义

标志内容 符号 含义

防爆声明 Ex 符合国标、欧洲防爆标准

防爆方式 ia 采用ia级本质安全防爆方法，可安装在0区及向下等级

气体类别 ⅡC 被允许涉及ⅡC类爆炸性气体及向下等级

温度组别 T6 仪表表面温度不超过85℃及向下等级

注:本公司安全栅防爆级别：Ex (ia)ⅡC，安装于安全区域不与爆炸性气体直接接触所以无温度组别标志。

（五）防爆等级

ia：在正常工作状态下、1个故障或2个故障状态下都不会点燃危险气体，回路必须保证在两个故障同时出现时仍然保证安全特性。“ia ”类电气设备对易受干扰的元器件必须采用“三重化”设计。

正常工作时，安全系数为2.0；

一个故障时，安全系数为1.5；

二个故障时，安全系数为1.0。

有火花的触点须加隔爆外壳、气密外壳或加倍提高安全系数。

ib：在正常工作状态下、1个故障状态下不会点燃危险气体。

正常工作时，安全系数为2.0；

一个故障时，安全系数为1.5。

正常工作时，有火花的触点须加隔爆外壳或气密外壳保护，并且有故障自显示的措施，一个故障 时安全系数为1.0。

（六）危险场所危险性的划分

爆炸危险区域的划分是根据爆炸性混合物出现的频繁程度和持续时间确定的，与以下几个因素有关:

a)易燃物质的泄出量;

b)释放速度;

c)释放的爆炸气体混合物的浓度;

d)易燃液体的沸点(液体混合物初沸点);

e爆炸下限;

f) 闪点 ;

g)通风量等。

爆炸性物质区域定义中国、欧洲

标准

北美标准燃点程度

气体 (CLASS Ⅰ) 在正常情况下，爆炸性气体混合物连续或长

时间存在的场所

0区 Div.1易点燃

难点燃 在正常情况下爆炸性气体混合物有可能出现

的场所

1区 Div.1

在正常情况下爆炸性气体混合物不可能出

现，仅仅在不正常情况下，偶尔或短时间出

现的场所

2区 Div.2

粉尘或纤维(CLASS Ⅱ/

Ⅲ) 在正常情况下，爆炸性粉尘或可燃纤维与空

气的混合物可能连续，短时间频繁地出现或

长时间存在的场所

10区 Div.1尘密结构

在正常情况下,爆炸性粉尘或可燃纤维与空

气的混合物不能出现,仅仅在不正常情况下,

偶尔或短时间出现的场所

11区 Div.2防尘结构

注:本公司安全栅适应于做为安全区和危险区域0区、1区、2区、10区、11区能量输入输出安全关联设备，安装位置为安全区域。