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    5. 齊納式安全柵工作原理

      2021-03-25 34 次瀏覽

      齊納式安全柵工作原理

      齊納式安全柵電路中采用快速熔斷器、限流電阻或限壓二極管以對輸入的電能量進行限制,從而保證輸出到危險區的能量。

      齊納安全柵的防爆原理是用齊納二極管控制輸出電壓,用限流電阻限制輸出電流,電路簡單。齊納安全柵電路由快速熔斷器F,限壓元件D,限流電阻R三部分組成。 

      在正常工作時,非本安端1、2之間所加的電壓一般低于齊納二極管的齊納電壓。此時D處于不導通狀態,除有極微小的漏電流外,是“開路”狀態,安全柵電路等效于一個電阻串聯在回路內,只要漏電流小于規定值,安全柵電路就不會影響系統的正常工作。

      當非本安端發生故障,例如在非本安端1、2之間因某種原因混入高電壓,使齊納二極管 D反向擊穿,呈“導通”狀態,此時齊納二極管D把混入的高電壓限制在齊納電壓上,在安全柵的本安端3、4上就不會出現高電壓。齊納二極管一旦導通以后,其電流急劇上升(雪崩過程),把串聯在電路中的熔斷器F瞬時熔斷,切斷了電源,防止危險能量竄入危險區,從而保證了現場設備及人員的安全。 

      當本安端3、4之間發生故障,例如負載短路了,安全柵電路中的限流電阻R起限流作用,將短路電流值限制在安全范圍內,故現場也是安全的。 

      齊納式安全柵

      1、 安裝位置必須有非??煽康慕拥叵到y,并且該齊納式安全柵的接地電阻必須小于1Ω,否則便失去防爆安全保護性能,顯然這樣的要求是十分的苛刻并在實際工程應用中難以保證。

      2、 要求來自危險區的現場儀表必須是隔離型,否則通過齊納式安全柵的接地端子與大地相接后信號無法正確傳送,并且由于信號接地,直接降低信號抗干擾能力,影響系統穩定性。

      3、 齊納式安全柵對電源影響較大,同時也易因電源的波動而造成齊納式安全柵的損壞。

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

      安全柵的特點

       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。

        4、當用戶同時應用DCS和ESD時,選用一進二出的隔離柵,可以將兩個系統有效地隔離開來,避免因一個系統出現故障影響到另一個系統的正常工作。

      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。



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