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    5. 安全柵的種類

      2021-03-30 24 次瀏覽

      安全柵的種類  安全柵選購注意事項

      工作原理:

      首先將變送器或儀表的信號,通過半導體器件調制變換,然后通過光感或磁感器件進行隔離轉換,然后再進行解調變換回隔離前原信號,同時對隔離后信號的供電電源進行隔離處理。保證變換后的信號、電源、地之間絕對獨立。

      安全柵(Safetybarrier)又稱為安全限能器,廣泛應用于本安型物位儀表中,是本安防爆系統中至關重要的組成部分。安全柵,實際意義指接在本質安全電路和非本質安全電路之間的部件,是一種將供給本質安全電路的電壓電流限制在一定安全范圍內的安全性能裝置。簡單來說,安全柵的主要功能是防止安全區域中的危險能量進入危險區域,使得送往危險區域的電壓和電流被限制。

      安全柵主分為齊納式安全柵和隔離式安全柵兩大類。

      安全柵的功能

        安全柵通常由回路限能單元、電流隔離單元和信號處理單元三部分組成,回路限能單元中最核心的電路為安全柵基本限能電路。此外,輔助有用于驅動現場儀表的回路供電電路和用于儀表信號采集的檢測電路。電流隔離單元包括變壓器隔離組件、模頻轉換和頻模轉換電路。信號處理單元則根據各種隔離柵的功能要求實施信號處理。所以,概況來講,安全柵的功能主要有回路限能、電流隔離和信號處理三個方面。

      作用:

      一:保護下級的控制回路。

      二:消弱環境噪聲對測試電路的影響。

      三:抑制公共接地、變頻器、電磁閥及不明脈沖對設備的干擾;同時對下級設備具有限壓、額流的功能是變送器、儀表、變頻器、電磁閥PLC/DCS輸入輸出及通訊接口的忠實防護。DIN系列導軌結構,易于安裝,可有效的隔離:輸入、輸出和電源及大地之間的電位。能夠克服變頻器噪聲及各種高低頻脈動干擾。

      齊納管(Zenerdiodes),又稱為齊納二極管、穩壓二極管,是齊納式安全柵的核心元件。在齊納式安全柵電路中,為限制危險區域的能量傳輸,其常采用快速熔斷器、限流電阻或限壓二極管以對輸入的電能進行限制。

      齊納式安全柵的工作原理簡單、價格低廉,但因其可靠性不高,在很大程度上限制了自身的應用范圍,具體的安裝要求有:

      1、必須安裝于完善的接地系統內,且為了安全保護,該齊納式安全柵的接地電阻應小于1Ω。但這樣的要求在實際工程應用中很難達到。

      2、齊納式安全柵的電路原理需要吸收輸入回路的能量,易造成輸出不穩定。

      3、齊納式安全柵對電源有較大影響,同時,也非常容易因電源的波動而損壞。

      4、危險區域的儀器儀表必須屬于隔離型,否則通過齊納式安全柵的接地端子與大地相接后無法保證信號傳送的準確無誤。又由于信號接地直接降低了信號的抗干擾能力,大大影響了系統本身的穩定程度。

      相比之下,隔離式安全柵不但有限能功能,并且還有隔離功能,它主要由回路限能單元、信號和電源隔離單元、信號處理單元組成。

      隔離式安全柵采用了將輸入、輸出以及電源三方之間相互電氣隔離的電路結構,完全符合本安型限制能量的要求。盡管價格稍高,但其較為突出的優點能夠為用戶帶來更多益處,具體表現在:

      1、采用了三方隔離方式,無需系統接地線路,給設計及現場施工帶來極大方便。

      2、其信號線路無需共地,使得檢測和控制回路信號的穩定性以及抗干擾能力大幅增強,且提高了整個系統的可靠性。

      3、具備較好的輸入信號處理能力,能夠接受并處理熱電偶、熱電阻、頻率等信號。

      4、對危險區域的儀表無太多要求,無需采用隔離式儀器儀表。

      5、可輸出兩組相互隔離的信號,以提供給使用同一信號源的兩臺設備,并保證該兩設備信號互不干擾,同時又可以提高所連接設備相互之間的電氣安全絕緣性能。

      安全柵的特點

        安全柵分兩種,一種是齊納式安全柵,一種是隔離式安全柵。與齊納式安全柵相比,隔離式安全柵的價格要高一些,但是它具有更多的優點和特點。

        1、隔離柵可將危險區的現場回路與主控室安全區的控制系統有效隔離。這種隔離可同時帶來三大好處:其一,隔離柵無需本安接地。簡化了本安防爆應用時的工程施工。其二,大大增強了檢測和控制回路的抗干擾能力。其三,允許現場儀表接地,且現場儀表接地將不會與控制系統接地之間產生相互影響。

        2、應用隔離柵可縮短開車準備時間和減少停車時間。這是因為隔離柵具有比齊納柵強得多的自我保護能力,意外損壞的可能性較小。同時,隔離柵允許現場儀表帶電檢修,從而減少了停車。

        3、隔離柵信號處理功能強大,給現場儀表和控制系統的應用提供了更多的選擇,從而使整個系統的配置更為有效合理。


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