① 什么是输入式安全栅,输出式安全栅,怎么区分 安全栅的类别,如何选取。
安全栅的分类 热电阻隔离式安全栅安全栅又称安全保持器。本安回路的安全接口,它能在安全区和危险区之间双向转递电信号,并可限制因故障引起的安全区向危险区和能量转递。一般安全栅有齐纳式、隔离式. 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了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。 本安防爆系统关联设备,是指安装在安全场所,本安电气设备与非本安电气设备之间的相连的电气设备。 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。 中国国家仪器仪表防爆安全监督站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、人员和生产造成无可估量的损害。
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制,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受到很大影响,并限制了其应用范围,其原因如下: 1、 安装位置必须有非常可靠的接地系统,并且该齐纳式安全栅的接地电阻必须小于1Ω,否则便失去防爆安全保护性能,显然这样的要求是十分的苛刻并在实际工程应用中难以保证。 2、 要求来自危险区的现场仪表必须是隔离型,否则通过齐纳式安全栅的接地端子与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。 3、 齐纳式安全栅对电源影响较大,同时也易因电源的波动而造成齐纳式安全栅的损坏。 4、 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。
隔离式安全栅
采用了将输入、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。与齐纳式安全相比,虽然价格较贵,但它性能上的突出优点却为用户应用带来了更大的受益: 1.由于采用了三方隔离方式,因此无需系统接地线路,给设计及现场施工带来极大方便。 2.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。 3.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,从而提高了整个系统的可靠性。 4.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。 5.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源的两台设备使用,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。 因此,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途,虽然其价格略高于齐纳式安全栅,但从设计、施工安装、调试及维护成本来考虑,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了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了日益广泛的应用. 本安设备标志定义 其中:EX — 防爆标志 (ia)— 防爆等级 ⅡC — 气体组别 本公司产品防爆级别:EX(ia)ⅡC
编辑本段隔离式应用优点
① 隔离式安全栅与齐纳式安全栅相比,虽然价格要高一些,但是它许多优点和特点还是给用户带来许多方便,使越来越多用户偏向的选择隔离式安全栅。 ② 使用隔离式安全栅,可以将危险区的现场回路信号和安全区回路信号有效隔离。这样本安自控系统不需要本安接地系统,简化了本安防爆系统应用时的施工。 ③ 使用隔离式安全栅,大大增强了检测和控制回路的抗干扰能力,提高系统可靠性。 ④ 使用隔离式安全栅,允许现场仪表接地,允许现场仪表为非隔离型的。 ⑤ 隔离式安全栅有许多保护功能电路,意外损坏的可能性较小,允许现场仪表带电检修,这样可缩短工程开车准备时间和减少停车时间。 ⑥ 隔离式安全栅有较强的信号处理能力。如开关量输入状态控制、mV、Pt100变为4~20mA等等。这样给现场仪表和控制系统的应用提供了更大的方便、合理和有效。 ⑦ 当用户同时应用DCS和ESD时,选用一进二出的安全栅,可以有效地将两个系统隔离开来,避免系统之间互相影响。 ⑧ 回路供电隔离式安全栅既保持有源隔离式安全栅的优点,又有齐纳式安全栅一样的接线方便,不需要另外24V电源供电,特别适合配I/O卡直接供电的DCS系统。
编辑本段工作原理
齐纳式安全栅
齐纳安全栅原理示意图如右图二,它的原 齐纳安全栅原理示意图
[1]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受到很大影响,并限制了其应用范围,其原因如下: 1、安装位置必须有非常可靠的接地系统,并且该齐纳式安全栅的接地电阻必须小于1Ω,否则便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。 2、要求来自危险区的现场仪表必须是隔离型,否则通过齐纳式安全栅的接地端子与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。 3、齐纳式安全栅对电源影响较大,同时也易因电源的波动而造成齐纳式安全栅的损坏。
隔离式安全栅
安全栅的主要功能就是限制安全场所的危险能量进入危险场所,及限制送往危险场所的电压和电流。(2)(1张)齐纳管Z用于限制电压。当回路电压接近安全限压值时,齐纳管导通,使齐纳管两端的电压始终保持在安全限压值以下。电阻R用于限制电流。当电压被限制后,适当选择电阻值,可将回路电流限制在安全限流值以下。 与齐纳安全栅相比,隔离式安全栅除具有限压与限流的作用之外,还带有电流隔离的功能。隔离栅通常由回路限能单元、电流隔离单元和信号处理单元三部分组成,基本功能电路如图2所示。回路限能单元为安全栅的核心部分。此外,辅助有用于驱动现场仪表的回路供电电路和用于仪表信号采集的检测电路。信号处理单元则根据安全栅的功能要求进行信号处理。 工业现场一般需要采用两线制传输方式的配电器,既要为诸如压力变送器等一次仪表提供24V 配电电源,同时又要对输入的电流信号进行采集、放大、运算、和进行抗干扰处理后,再输出隔离的电流和电压信号,供后面的二次仪表或其它仪表使用。 但一些特殊的工业现场不但需要两线制传输,既提供配电电源又有信号隔离功能,同时还需要具有安全火花型防爆的性能,可靠地防止电源高压与信号之间的混触,利用电流、电压双重化限制回路,把进入危险场所的能量限制在安全定额以下的具有特殊功能的配电器—安全栅。 隔离式安全栅,基本有检测端安全栅和操作端安全栅两种类型。检测端安全栅与两线制变送器配套使用;操作端安全栅与电气转换器或电气阀门配套使用。也有信号输入等类型隔离式安全栅。 由于隔离式安全栅采用了限压、限流、隔离等措施,不仅能防止危险能量从本安端子进入危险现场,提高系统的本安防爆性能,而且还增加了系统的抗干扰能力,大大提高了系统运行的可靠性。 24VDC 电源经DC-AC-DC变换后,输出模块电路所需要的多种电压。 检测端隔离式安全栅的原理是:模块电路将通过本安能量限制电路输入的电流或电压信号转变为0.2-1VDC后,送入模块内进行采集、放大、运算和进行抗干扰处理后,再经变压器调制成输出隔离的电流和电压信号,供后面的二次仪表或其它仪表使用。模块还需输出一个隔离的18.5∽28.5VDC电压,通过本安能量限制电路做为供给两线制变送器的工作电压。本安能量限制电路能限制大电流或高电压的危险信号窜入危险现场。 操作端隔离式安全栅的原理是:将调节器或操作器输出的4-20mA DC信号隔离后再输出4-20mA DC 的信号,通过本安能量限制电路供给电气转换器或现场的电气阀门定位器使用。
② 买了块虹润的安全栅,有个防爆标志:【Exia】ⅡC(国家级仪器仪表防爆安全监督检验站认证),代表什么
代表它通过第三方检验机构的防爆认证,防爆标志是〔Exia〕IIC
③ 隔离式安全栅的隔离式安全栅的基础知识
采用了将输入、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。与齐纳式安全相比,虽然价格略高,但它其它方面的突出优点却为用户应用带来了更大的受益:
1.由于采用了三方隔离方式,因此无需系统接地线路,给设计及现场施工带来极大方便。2.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。
2.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,从而提高了整个系统的可靠性。
3.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。
4.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源的两台设备使用,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。
因此,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途,虽然其价格略高于齐纳式安全栅,但从设计、施工安装、调试及维护成本来考虑,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了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了日益广泛的应用.
本安设备标志定义
其中:Ex — 防爆标志
(ia)—防爆等级
ⅡC— 气体组别
产品防爆级别:Ex (ia)ⅡC
④ 防爆等级的防爆标准
1、IEC / CENELEC / EUrOPE及NORTH AMERICA / FM标准为经常选用,而CANADA / CSA标准几乎在中国不使用。
例: CENELEC: Eex de/Eex d ib IIC T2-T6
FM: NI/I/Z/ABCD DIP/II, III/1/EFG
XP/I/1/ABCD DIP/II, III/1/EFG
CSA: Class I, Div 2, ABCD
2、新的欧洲防爆标准ATEX100a将取代原CENELEC标准(截止2003年)
ATEX 100a: II IG Eex ia IIB T6
I II 1G Zone 0 1D, 2D,3D st explosion
Mining other 2G Zone 1
Instry instry 3G Zone 2
术语
安全栅安全参数定义:
*8226; 安全栅最高允许电压: Um
保证安全栅本安端的本安性能,允许非本安端可能输入的最高电压
*8226; 安全栅最高开路电压: Uoc
在最高允许电压范围内本安端开路时电压最大值
*8226; 安全栅最大短路电流: Isc
在最高允许电压范围内本安端短路时的电流最大值
*8226; 安全栅允许分布电容: Ca
保证本质安全性能情况下本安端最大允许外接电容
*8226; 安全栅允许分布电感: La
保证本质安全性能情况下本安端最大允许外接电感
防爆标志格式说明:
将工厂或矿区的爆炸危险介质,按其引燃能量,最小点燃温度以及现场爆炸性危险气体存在的时间周期进行科学分类分级,以确定现场防爆设备的防爆标志和防爆形式。
名词解释:
ia 等级:在正常工作、一个故障和二个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。
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 。
注: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 等级:在正常工作和一个故障时不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。
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 。
EExd:是指将爆炸包起来的意思;
IIC:是指点燃能量uJ,280,>180,60...80,<60;T6:是指温度组别,即电气设备按其最大表面温度被分在不同的温度组别。气体的温度组别按不同的点燃温度划分。T6是85度。
隔爆型电气设备(d):是指把能点燃爆炸性混合物的部件封闭在一个外壳内,该外壳能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力并阻止和周围的爆炸性混合物传爆的电气设备。
增安型电气设备(e):正常运行条件下,不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度,并在结构上采取措施,提高其安全程度, 以避免在正常和规定过载条件下出现点燃现象的电气设备。
本质安全型电气设备(i):在正常运行或在标准试验条件下所产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物的电气设备。
无火花型电气设备 (n): 在正常运行条件下不产生电弧或火花,也不产生能够点燃周围爆炸性混合物的高温表面或灼热点,且一般不会发生有点燃作用的故障的电气设备。
防爆特殊型(s): 电气设备或部件采用GB3836-2010未包括的防爆型式时,由主管部门制订暂行规定。送劳动人事部备案,并经指定的鉴定单位检验后,按特殊电气设备“s”型处置。
⑤ 润滑油防爆等级划分
一、防护等级不低于IP55,防爆等级为ExdIIBT4,
问:防护等级不低于IP55,防爆等级为ExdIIBT4,请问这是什么意思?
另外就是,有一个说法是“防爆等级二级”,请问这个二级防爆是根据什么标准制定的,是否达到了防护等级不低于IP55,防爆等级为ExdIIBT4的要求?
答:IP防护等级是由两个数字所组成,第1个数字表示灯具离尘、防止外物侵入的等级,第2个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度,数字越大表示其防护等级越高。
IP55 第一个5代表 防尘 完全防止外物侵入,虽不能完全防止灰尘进入,但侵入的灰尘量并不会影响灯具的正常工作。
第二个5代表 防止喷射的水侵入 防止各自各方向由喷嘴射出的水进入灯具造成损害。
EX防爆通用名词,d代表隔爆,(首先这个地方有几处要注意:d 代表隔爆,de代表主隔爆次增安,ed代表主增安次隔爆,e代表增安,标志不同做法也就不同) IIB 防爆等级(一般IIB,IIC较多,本安ia) T4 温度级别(T1\T2\T3\T4\T5\T6)T4代表135度
防爆等级二级就是上面II类的意思
二、防爆等级说明
ia等级—在正常工作状态下,以及电路中存在一个故障或两个故障时,均不能点燃爆炸性气体混合物。在ia型电路中,工作电流被限制在100mA以下。
什么是增安型(e型)仪表?
答:正常运行条件下不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度,并在结构上采取措施(如密封等),提高其安全程度,以避免在正常和规定的过载条件下出现点燃现象的仪表设备。
1 我国对爆炸性危险场所是如何划分的?
答:我国对爆炸性危险场所的划分采用与IEC等效的方法。国家标准GB 50058-92中规定,爆炸性气体危险场所按其危险程度大小,划分为0区、1区、2区三个级别,爆炸性粉尘危险场所划分为0区、11区两个级别,详见表4-1。
2 国际上对爆炸性危险场所是如何划分的?
答:国际上各主要工业国家对爆炸性危险场所的划分,基本上可分两种意见。
一种以IEC(国际电工委员会)为代表,包括德国、英国、意大利、日本、澳大利亚等国,对气体划分为0区、1区、2区,对粉尘划分为10区、11区。其定义与IEC基本相同(可参见我国对各区域的定义,我国等效采用IEC标准)。
另一种为美国、加拿大等北美国家的划分,以NEC(美国国家电气规程)的定义为代表,对气体划分为1区、2区(没有0区),对粉尘也划分为1区、2区。
两者之间的对应关系大致如下:
气体:
IEC0区、1区——NEC 1区
IEC 2 区 ——NEC2区
粉尘:
IEC 10区——NEC 1区
IEC 11区——NEC 2区
IEC“区”的英文为Zone;
NEC“区”的英文为Division。
3 我国的防爆电气设备,其防爆结构形式有几种?列出其名称和标志。
答:根据国家标准GB 3836-83,我国的防爆电气设备其防爆结构形式有8种,列举如下。
结构形式 标志
隔爆型 d
充油型 o
增安型 e
充砂型 q
本质安全型 i
无火花型 n
正压型 p
特殊型 s
4 什么是隔爆型仪表?它有什么特点?
答:隔爆又称耐压防爆,它把能点燃爆炸混合物的仪表部件封闭在一个外壳内,该外壳特别牢固,能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力,并阻止向壳外的爆炸性混合物传爆。这就是说,隔爆型仪表的壳体内部是可能发生爆炸的,但不会传到壳体外面来,因此这种仪表的各部件的接合面,如仪表盖的螺纹圈数,螺纹精度,零点,量程调整螺钉和表壳之间,变送器的检测部件和转换部件之间的间隙,以及导线口等,都有严格的防爆要求。
隔爆型仪表除了较笨重外,其他比较简单,不需要如安全栅之类的关联设备。但是在打开表盖前,必须先把电源关掉,否则万一产生火花,便会暴露在大气之中,从而出现危险。
5 什么是本质安全型(intrinsic safety)仪表?它有什么特点?
答:本质安全型仪表又叫安全火花型仪表。它的特点是仪表在正常状态下和故障状态下,电路、系统产生的火花和达到的温度都不会引燃爆炸性混合物。它的防爆主要由以下措施来实现:
①采用新型集成电路元件等组成仪表电路,在较低的工作电压和较小的工作电流下工作;
②用安全栅把危险场所和非危险场所的电路分隔开,限制由非危险场所传递到危险场所去的能量;
③仪表的连接导线不得形成过大的分布电感和分布电容,以减少电路中的储能。
本制安全型仪表的防爆性能,不是采用通风、充气、充油、隔爆等外部措施实现的,而是由电路本身实现的,因而是本质安全的。它能适用于一切危险场所和一切爆炸性气体、蒸气混合物,并可以在通电的情况下进行维修和调整。但是,它不能单独使用必须和本安关联设备(安全栅)、外部配线一起组成本安电路,才能发挥防爆功能。
6 本安型仪表有ia、ib两种,请说明它们之间的区别。
答:
ia等级—在正常工作状态下,以及电路中存在一个故障或两个故障时,均不能点燃爆炸性气体混合物。在ia型电路中, 工作电流被限制在100mA以下。
ib等级—在正常工作状态下,以及电路中存在一个故障时,不能点烯爆炸性气体混合物。在ib电路中,工作电流被限帛在150mA以下。
ia型仪表适用于0区和1区, ib型仪表仅适用于1区。或者说,从本质安全角度讲,ib型仪表适用于煤矿井下,ia型仪表适用于工厂。
7 什么是正压型(p型)仪表?
答:向仪表外壳内充入正压的洁净空气、惰性气体,或连续通入洁净空气、不燃性气体,保持外壳内部保护气体的压力高于周围危险性环境的压力,阻止外部爆炸性气体混合物进入壳内,而使电气部件的危险源与之隔离的仪表设备。
8 什么是增安型(e型)仪表?
答:正常运行条件下不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度,并在结构上采取措施(如密封等),提高其安全程度,以避免在正常和规定的过载条件下出现点燃现象的仪表设备。
⑥ 关于本安,隔爆。防爆标准:Ex d ia IIC T6,该怎么理解
一、关于Ex d ia IIC T6
Ex:防爆公用标志(E:按CENELEC标志认可);
d:为隔爆型,是通过隔离存在的点火源来达到防爆的目的;
ia:为本安防爆型,是通过限制点火源的能量来达到防爆的目的,仪表需要与相关联的设备(安全栅)配套使用才能起防爆作用
Ⅱ:设备组别
C:气体组别:代表性气体为氢气,最小引爆火花能量为0.019 mJ。IIC的级别较高。
T6:温度组别:表示仪表表面温度不超过85℃,适用硝酸乙酯和亚硝酸乙酯等极危险的气体;T4表示仪表表面温度不超过135℃。
二、关于本安:
本质安全是指通过设计等手段使生产设备或生产系统本身具有安全性,即使在误操作或发生故障的情况下也不会造成事故的功能。具体包括失误—安全(误操作不会导致事故发生或自动阻止误操作)、故障—安全功能(设备、工艺发生故障时还能暂时正常工作或自动转变安全状态)。现行相关标准是《GB 3836.18-2010 爆炸性环境 第18部分:本质安全系统》,《GB 3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第1部分:通用要求》已废止。
二、关于隔爆:
隔爆型,防爆电气设备结构里的一种, 隔爆型防爆型式是把设备可能点燃爆炸性气体混合物的部件全部封闭在一个外壳内,其外壳 能够承受通过外壳任何接合面或结构间隙,渗透到外壳内部的可燃性混合物在内部爆炸而不 损坏,并且不会引起外部由一种、多种气体或蒸气形成的爆炸性环境的点燃(参见GB 3836 2标准)。
把可能产生火花、电弧和危险温度的零部件均放入隔爆外壳内,隔爆外壳使设备内部空间与 周围的环境隔开。隔爆外壳存在间隙,因电气设备呼吸作用和气体渗透作用,使内部可能存 在爆炸性气体混合物,当其发生爆炸时,外壳可以承受产生的爆炸压力而不损坏,同时外壳 结 构间隙可冷却火焰、降低火焰传播速度或终止加速链,使火焰或危险的火焰生成物不能穿越 隔爆间隙点燃外部爆炸性环境,从而达到隔爆目的。
隔爆型“d”按其允许使用爆炸性气体环境的种类分为I类和IIA、IIB、IIC类。
该防爆型式设备适用于1、2区场所。
⑦ 安全栅的结构形式
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制,从而保证输出到危险区的能量。
1. 安装位置必须有非常可靠的接地系统,显然这样的要求是十分的苛刻并在实际工程应用中难以保证。
3. 齐纳式安全栅对电源影响较大,同时也易因电源的波动而造成齐纳式安全栅的损坏。
4.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。 采用了将输入、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。与齐纳式安全相比,虽然价格较贵,但它性能上的突出优点却为用户应用带来了更大的受益:
1.由于采用了三方隔离方式,因此无需系统接地线路,给设计及现场施工带来极大方便。
2.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。
3.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,从而提高了整个系统的可靠性。
4.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。
5.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源的两台设备使用,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。
因此,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途,虽然其价格略高于齐纳式安全栅,但从设计、施工安装、调试及维护成本来考虑,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了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了日益广泛的应用.
本安设备标志定义
其中:EX —防爆标志
(ia)—防爆等级
ⅡC —气体组别
本公司产品防爆级别:EX(ia)ⅡC
⑧ 什么是安全栅,为什么本安电路里面要接安全栅
隔爆型仪表不需要用安全栅。
安全栅是介于现场设备与控制室设备之间的一个限能电专路,用来把控制室属供给现场仪表的电能量限制在既不能产生足以引爆危险气体的火花,又不能产生足以引爆危险气体的仪表表面温度,从而消除了引爆源。在选择安全栅时必须考虑其型号与现场仪表类型相适应,还须考虑安全栅与本质安全仪表要求相兼容及形成的本安系统中阻抗匹配的问题。我国采用“回路认证”这种方式认证本安系统,即根据危险环境使用仪表的联合取证情况,选择已与其联合取证的安全栅,一经联合取证,现场仪表与安全栅便固定组合构成本安系统。实践中,这种方式对安全栅和现场仪表的选择有很大的局限性。广泛采用是进年来逐渐形成的一种本质安全认证技术,即“参量认证”。
使用注意:
第一,要注意线缆和现场设备的容抗和感抗,本安防爆是系统防爆,除了安全栅需要达到所需的 防爆等级外,线缆和现场设备的蓄能也是一个关键问题。特别是在参量认证替代系统认 证后,工程商尤其要注意这个问题。
第二,要注意本安接地,齐纳安全栅需要本安接地,接地电阻应小于1。
第三,本安线缆与非本安线缆应分开敷设在不同的线槽里。并应有明显标识。
第四,更换时应注意断电。
⑨ 防爆电机的防爆标志和防爆等级有什么关系
防爆电机的防爆标志就是防爆等级,如防爆标志是ExdIIBT4就是IIB级的;防爆标志是ExdIICT4的就是IIC级的。
⑩ 防爆的防爆
(1)选择相应的防爆型仪表和防爆型电气设备,标准的结构有:隔爆型、增安型、正压型、充沙型、本质安全型和充油型等。
(2)选用适应的通风方法。
(3)预防或最大限度地降低易燃物质泄漏的可能性。
(4) 不用或尽量少用易产生电火花的电气元件。
(5)采取充氮气之类的方法维持惰性状态。
参见防爆膜。 定义:在规定条件下不会引起周围爆炸性环境点燃的电气设备。
分为三类:
Ⅰ类:煤矿井下电气设备;
Ⅱ类:除煤矿、井下之外的所有其他爆炸性气体环境用电气设备。
Ⅱ类又可分为ⅡA、ⅡB、ⅡC类,标志ⅡB的设备可适用于ⅡA设备的使用条件;ⅡC可适用于ⅡA、ⅡB的使用条件。
说明:ⅡC标志是较高的防爆等级,但并不表示该设备性能最好。
最高表面温度:电气设备在规定范围内的最不利运行条件下工作时,可能引起周围爆炸性环境点燃的电气设备任何部件所达到的最高温度。最高表面温度应低于可燃温度。
例如:防爆传感器环境的爆炸性气体的点燃温度为100℃,那么传感器在最恶劣的工作状态下,其任何部件的最高表面温度应低于100℃。
温度组别:爆炸性环境用电气设备按其最高表面温度划分为T1-T6组别 T1 T2 T3 T4 T5 T6 450 ℃ 300 ℃ 200℃ 135 ℃ 100 ℃ 85℃ III类:电气设备用于除煤矿以外的爆炸性粉尘环境
III类电气电气设备在分为:IIIA类:可燃性飞絮;IIIB类:非导电性粉尘;IIIC类:导电性粉尘。 将工厂或矿区的爆炸危险介质,按其引燃能量,最小点燃温度以及现场爆炸性危险气体存在的时间周期进行科学分类分级,以确定现场防爆设备的防爆标志和防爆形式。
名词解释:
ia 等级:在正常工作、一个故障和二个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。
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 。
注: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 等级:在正常工作和一个故障时不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。
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 。
EExd:是指将爆炸包起来的意思;
IIC:是指点燃能量uJ,280,>180,60...80,<60;T6:是指温度组别,即电气设备按其最大表面温度被分在不同的温度组别。气体的温度组别按不同的点燃温度划分。T6是85度。
隔爆型电气设备(d):是指把能点燃爆炸性混合物的部件封闭在一个外壳内,该外壳能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力并阻止和周围的爆炸性混合物传爆的电气设备。
增安型电气设备(e):正常运行条件下,不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度,并在结构上采取措施,提高其安全程度, 以避免在正常和规定过载条件下出现点燃现象的电气设备。
本质安全型电气设备(i):在正常运行或在标准试验条件下所产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物的电气设备。
无火花型电气设备 (n): 在正常运行条件下不产生电弧或火花,也不产生能够点燃周围爆炸性混合物的高温表面或灼热点,且一般不会发生有点燃作用的故障的电气设备。
防爆特殊型(s): 电气设备或部件采用GB3836-83未包括的防爆型式时,由主管部门制订暂行规定。送劳动人事部备案,并经指定的鉴定单位检验后,按特殊电气设备“s”型处置。 危险场所区域的含义,是对该地区实际存在危险可能性的量度,由此规定其可适用的防爆型式。
1、国际电工委员会/欧洲电工委员会划分的危险区域的等级分类
0区(Zone 0):易爆气体始终或长时间存在;连续地存在危险性大于1000小时/每年的区域;
1区(Zone 1):易燃气体在仪表的正当工作过程中有可能发生或存在;断续地存在危险性10~1000小时/每年的区域;
2区(Zone 2):一般情形下,不存在易燃气体且即使偶尔发生,基存在时间亦很短;事故状态下存在的危险性0.1~10小时/每年的区域;
中国划分的有效区域和以上相同。
2、易爆区域等级划分,国际标准与美国标准的对照比较
I.E.C. N.E.C.
气体 Zone 0 Class I, Division I
Zone 1 Class I, Division I
Zone 2 Class I, Division II
粉尘 Zone 10 Class II, Division I
Zone 11 Class II, Division II
I.E.C.: 国际电工技术委员会(Internaional Electrotechnical Commission)
N.E.C.: 美国电气规程(National Electrical Code, U.S.A.) 防爆标志
IEC 防爆等级标准格式:Ex(ia)ⅡC T4 E:按CENELEC标志认可 Ex:防爆公用标志 ia:防爆型式(本质安全) Ⅱ:设备组别 C:气体组别 T4:温度组别 典型的危险性气体 欧洲电工
标准化委员会
EN50014EC 北 美
NEC500条款
CLASS1表气 中 国
GB-3836-1 最小点燃能量
(微 焦) 乙 炔 ⅡC A ⅡC 20 氢 气 ⅡC A ⅡC 20 乙 烯 ⅡB C ⅡB 60 丙 烷 ⅡA D ⅡA 180 注:中国GB3836标准规定ⅡC级最小点燃能量为19微焦耳,ⅡA级最小点燃能量为200微焦耳。
气体分组和点燃温度,在一定环境温度和压力下与可燃性气体和空气的混合浓度有关。
根据可能引爆的最小火花能量,我国和欧洲及世界上大部分国家和地区采用的国际电工委员会(IEC)标准将爆炸性气体分为四个危险等级: 温度组别
级别 T1 T2 T3 T4 T5 T6 Ⅱ A 甲烷、甲苯、甲酯、乙烷、丙烷、丙酮、丙烯酸、苯、苯乙烯、一氧化碳、醋酸乙酯、醋酸、氯苯、醋酸甲酯、氨 甲醇、乙醇、乙苯、丙醇、丙烯、丁醇、丁烷、醋酸丁酯 、醋酸戊酯、环戊烷、 戊烷、戊醇、己烷、己醇、庚烷、辛烷、环乙醇、松节油、石脑油、石油(包括汽油)、燃料油、戊醇四氯 乙醛、三甲胺 亚硝酸乙酯 Ⅱ B 丙烯酯、二甲醚、市用煤气 丁二烯、环氧丙烷、乙烯 二甲醚、丙烯醛、碳化氢 乙醚、二乙醚 Ⅱ C 氢、水煤气 乙炔 二硫化碳 硝酸乙酯 美国和加拿大首先将散布在空气中的爆炸性物体分成:
三个CLASS(类别):CLASSⅠ气体和蒸气;CLASS Ⅱ尘埃;CLASS Ⅲ纤维。
然后再将气体和尘埃分成 Group(组):
组名 代表性气体或尘埃
A 乙炔
B 氢气
C 乙烯
D 丙烷
E 金属尘埃
F 煤炭尘埃
G 谷物尘埃
2、温度组别(T组)
这是与气体点燃温度有关的电气设备(假定环境温度为40℃时)的最高表面温度,点燃能量与点燃温度无关。在标准BS5345第一部分中列出了所有可燃性气体和其组别。 最高表面温度(℃) 温度组别 常见爆炸性气体 IEC79-8 GB3836-1 450℃ T1 T1 氢气、丙烯腈等46 种 300℃ T2 T2 乙炔、乙烯等47 种 200℃ T3 T3 汽油、丁烯醛等36 种 135℃ T4 T4 乙醛、四氟乙烯等6 种 100℃ T5 T5 二硫化碳 85℃ T6 T6 硝酸乙酯和亚硝酸乙酯 1、各种防爆型式的对应标准 防爆型式 在英国允许
使用的场所 中国标准
GB3836 防爆型式
符 号 IEC标准
79- CENELEC标准
EN50 增安型 1或2 3 e 7 019 本质安全型 0,1或2 4 ia,ib或ic 11 020(设备) 隔爆型 d 2 d 1 018 特殊型 s 无 s 无 无 2、气体爆炸危险场所用电气设备防爆类型选型表 爆炸危险区域 适用的防护型式
电气设备类型 符 号 0区 1、本质安全型(ia级) ia 2、其他特别为0区设计的电气设备(特殊型) s 1区 1、适用于0区的防护类型 2、隔爆型 d 3、增安型 e 4、本质安全型 ib 5、充油型 o 6、正压型 p 7、充砂型 q 2区 1、适用于0区或1区的防护类型 2、符合GB3836.4/8的设备 nA,nC,ic 3、防爆方法对危险场所的适用性: 序号 防爆型式 代号 国家标准 防爆措施 适用区域 1 隔爆型 d GB3836.2 隔离存在的点火源 Zone1,Zone2 2 增安型 e GB3836.3 设法防止产生点火源 Zone1,Zone2 3 本安型 ia GB3836.4 限制点火源的能量 Zone0-2 4 本安型 ib GB3836.4 Zone1,Zone2 5 正压型 px,py,pz GB3836.5 危险物质与点火源隔开 Zone1,Zone2 6 充油型 o GB3836.6 Zone1,Zone2 7 充砂型 q GB3836.7 Zone1,Zone2 8 无火花型 nA,nL,nC,nR,nZ GB3836.8 设法防止产生点火源 Zone2 9 浇封型 ma,mb GB3836.9 Zone1,Zone2 10 气密型 h GB3836.10 Zone1,Zone2 (BS EN60529;1992)
作为应用于易爆危险区的仪表,对其外壳的保护等级亦应作出规定,赋予一定的代码,即IP等级号。
IEC144规定的壳体保护等级由一个对应其抗外界物体冲击与穿刺能力及防水能力的代码表示。例如:本安型仪表测量电路板不应从其壳体中取出,否则会违反IP40所提出的最低要求。保护等级由两位数字组成,在其前加上IP字样。
第一位特征数字防止固定导体异物进入 0 无防护 1 固定异物直径大于50mm 2 固定异物直径大于12mm 3 固定异物直径大于2.5mm 4 固定异物直径大于1.0mm 5 防尘 6 尘密 第二位特征数字防止进水造成有害影响 0 无防护 1 垂直滴水 2 倾角75-90°滴水 3 淋水 4 溅水 5 喷水 6 猛烈喷水 7 短时间侵水 8 连续侵水 另注:
IP1 2
第一位数字 第二位数字
抗外界物体冲刺能力防水能力
0:无抗冲穿能力 0:无防水穿能力
1:外界物体尺寸大于50mm(特大) 1:水自落下滴
2:外界物体尺寸大于12mm(中) 2:水滴入角度为-15°
3:外界物体尺寸大于2.5mm(小) 3:水以60°角度喷射
4:颗粒状外界物体,粒度大于1mm 4:从各方面喷射
5:危险性尘埃 5: 50升/分的水束
6:穿透性尘埃(仅适用于特殊壳体) 6: 100升/分的水束
7:以1米/分的速度浸入水中
8:以预先商定的方式浸入水中 供电限制主要体现在以下三个方面: 1、将动力电与电子元件隔离。
2、采取措施杜绝外界干扰电磁场通过继电或电流输出端偶合至电子元件中。
3、限制传感电路的工作电源及电压
本安型电路可分为两类:ia及ib。Ib本安电路必须保证正常工作状态下以及系统中存在一起故障时,电路元件不发生燃爆。Ia本安电路则要求正常工作状况下及存在两起故障时,元器件不发生燃爆。 1、IEC / CENELEC / EUrOPE及NORTH AMERICA / FM标准为经常选用,而CANADA / CSA标准几乎在中国不使用。
例: CENELEC: Eex de/Eex d ib IIC T2-T6
FM: NI/I/Z/ABCD DIP/II, III/1/EFG
XP/I/1/ABCD DIP/II, III/1/EFG
CSA: Class I, Div 2, ABCD
2、新的欧洲防爆标准ATEX100a将取代原CENELEC标准(截止2003年)
ATEX 100a: II IG Eex ia IIB T6
I II 1G Zone 0 1D, 2D,3D st explosion
Mining other 2G Zone 1
Instry instry 3G Zone 2 安全栅安全参数定义:
*8226; 安全栅最高允许电压: Um
保证安全栅本安端的本安性能,允许非本安端可能输入的最高电压
*8226; 安全栅最高开路电压: Uoc
在最高允许电压范围内本安端开路时电压最大值
*8226; 安全栅最大短路电流: Isc
在最高允许电压范围内本安端短路时的电流最大值
*8226; 安全栅允许分布电容: Ca
保证本质安全性能情况下本安端最大允许外接电容
*8226; 安全栅允许分布电感: La
保证本质安全性能情况下本安端最大允许外接电感