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安全柵的用途

來源:江蘇金湖泰克儀表有限公司   2010年10月16日 09:01  

 目前使用的安全柵主要油電阻式,齊納式,中繼放大式和隔離式四種,應(yīng)用比較普遍的有齊納式和隔離式安全柵。
齊納式安全柵

   
齊納式安全柵是基于齊納二極管的反向擊穿(導(dǎo)通)性能二工作的,原理線路如圖所示,途中的R,VDW1,VDW2和Ar在不同的電壓保護下齊保護作用。
   
(1)當(dāng)電壓正常時,電壓額定值為24Vzui大為28V,齊納二極管VDW1,VDW2截止,回路電流由變送器決定,在4~20mA范圍內(nèi),此時若現(xiàn)場發(fā)生短路事故,由于R的存在,把短路電流限制在安全額定電流以下,確保安全。
   
(2)當(dāng)柵端電壓V1高于安全額定電壓V0而低于放電管的放電電壓Var,既V0≤V1≤Var時,齊納二極管被擊穿(導(dǎo)通),使流過F1的電流增加,當(dāng)這電流增加到大于125mA時,快速熔斷絲F1首先被熔斷(時間為μs),立即把可能造成事故的高壓與現(xiàn)場隔離斷。在F1熔斷之前VDW1,VDW2的穩(wěn)壓作用仍可保證危險場所的安全。
   
(3)當(dāng)V1≥Var時,放電管立即放電,將端電壓降到極低的數(shù)值(10~20V以下),此時,流過F2的電流迅速增加,當(dāng)增加到1A時,F(xiàn)2被熔斷,切斷危險高壓,保障生產(chǎn)安全。
在一般情況下,由于R的限流和齊納管的穩(wěn)壓作用,危險側(cè)的電流,電壓波動就被限制住了,并不需要F1,F2經(jīng)常熔斷。

   
齊納式安全柵體積小,重量輕,精度高,通用性大,價格也比隔離式安全柵便宜而且防爆定額可以做的很高,但是安全柵的關(guān)鍵元件——快速熔斷絲,它的制造十分困難,工藝和材料的要求都很高,快速熔斷絲的熔斷速度應(yīng)比齊納管可能被燒斷的速度快10倍。
齊納式安全柵需要有單獨的本安接地系統(tǒng)

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(jié)構(gòu),同時符合本安型限制能量的要求。與齊納式安全相比,雖然價格略高,但它其它方面的突出優(yōu)點卻為用戶應(yīng)用帶來了更大的受益:

    1.由于采用了三方隔離方式,因此無需系統(tǒng)接地線路,給設(shè)計及現(xiàn)場施工帶來極大方便。

    2.對危險區(qū)的儀表要求大幅度降低,現(xiàn)場無需采用隔離式的儀表。

    3.由于信號線路無需共地,使得檢測和控制回路信號的穩(wěn)定性和抗*力大大增強,從而提高了整個系統(tǒng)的可靠性。

    4.隔離式安全柵具備更強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,這是齊納式安全柵所無法做到的。

    5.隔離式安全柵可輸出兩路相互隔離的信號,以提供給使用同一信號源的兩臺設(shè)備使用,并保證兩設(shè)備信號不互相干擾,同時提高所連接設(shè)備相互之間的電氣安全絕緣性能。

    因此,對比齊納式和隔離式安全柵的特點和性能后可以看出,隔離式安全柵有著突出的優(yōu)點和更為廣泛用途,雖然其價格略高于齊納式安全柵,但從設(shè)計、施工安裝、調(diào)試及維護成本來考慮,其綜合成本可能反而低于齊納式安全柵。在要求較高的工程現(xiàn)場幾乎無一例外地采用了隔離式安全柵作為主要本安防爆儀表,隔離式安全柵已逐漸取代了齊納式安全柵,在安全防爆領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用.

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