P+F倍加福安全栅分类使用原理

发布时间:2014-09-04

    P+F倍加福安全栅分类使用原理
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    除了要选择合适的安全栅外,使用P+F倍加福安全栅的时候要注意以下几个方面:
    ,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。
    倍加福安全栅又称安全限能器,是本安系统中的重要组成部分。
    倍加福安全栅主要有P+F齐纳式安全栅和P+f隔离式安全栅两大类。倍加福齐纳式安全栅的核心元件为齐纳二极管,限流电阻及快速熔断丝。
    P+f隔离式安全栅信号和电源隔离单元、信号处理单元组成。倍加福安全栅的主要功能为限流限压,保证现场仪表可得到的能量在安全范围内。倍加福安全栅是介于现场设备与控制室设备之间的一个限能电路,用来把控制室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。在选择倍加福安全栅时必须考虑其型号与现场仪表类型相适应,还须考虑倍加福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”这种方式本安系统,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倍加福安全栅,一经联合取证,现场仪表与倍加福安全栅便固定组合构成本安系统。实践中,这种方式对倍加福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技术,即“参量”。按照“参量”方式的本安设备和关联设备需要一组安全参数,包括:
    Vmax― 在正常工作或故障条件下,能接受并能保持其本安性能的高电压。
    Imax ―在正常工作或故障条件下,能接受并保持其本安性能的高电流。
    Ci―本安现场设备内部未被保护的电容。
    Li―本安现场设备内部未被保护的电感。
    Pmaxo ―关联设备允许输入的大功率。
    “参量”关系式为:Vmax>Voc,Imax>Isc,Pmaxi>Pmaxo,Ci+Cc结合“参量”可知
    倍加福安全栅的选用:
    1)与倍加福安全栅相连的安全设备的工作电压不得过倍加福安全栅的高允许电压。否则,应采用光电隔离等技术使之与系统隔离开来,或者采用隔离倍加福安全栅;
    2)“参量”公式的Vmax,Imax,Pmaxi即为本安现场设备的正常参数,选用时应该逐一对比。
    3)“参量”公式中引入Cc,Lc这两个变量实际是引出了控制电缆的选用问题,从而限制了电缆长度。实际使用中还应考虑阻抗匹配问题。后的公式中,Ra倍加福安全栅阻抗,Rl电缆阻抗,安全仪表的允许负载阻抗Ro,对于输出回路,作为安全仪表的调节器或I/O卡的输出通道等,它们的允许负载阻抗是制造厂商提供的。对于输入回路,作为安全仪表的显示仪表或I/O卡的输入通道等,它们的允许负载阻抗取决于其输出电压和现场仪表的无负载工作电压。无论输入还是输出回路,选用倍加福安全栅时其阻抗满足上式即可保证回路的正常工作。
    P+F倍加福安全栅安装注意事项:
    1.倍加福安全栅应安装在安全场所,并且环境条件满足《安全栅选型样本》中的“使用条件”的要求。
    2. 倍加福隔离式安全栅本安端(蓝色端)和非本安端电路的连接导线在汇线槽中应分开铺设,各自采用独立的保护套管。本安侧的配线管道内不允许有其它电源线,包括其本安电路使用的电源线。
    3.通往危险场所的导线应选用有蓝色标记的本安导线,导线的软铜面积必须大于0.5mm2,绝缘强度应大于500V。
    4. 在对隔离式安全栅进行通电调试前,必须注意倍加福隔离式安全栅的型号、接线方法、线路极性等是否符合设计及产品要求中的规定,否则可能对人身及设备造成伤害。
    5.严禁用兆欧表测试隔离式安全栅端子之间的绝缘强度。如要检查系统的绝缘强度,应先断开全部倍加福隔离式安全栅的接线,否则可能引起倍加福安全栅内部电路损坏。
    6. 在现场对倍加福安全栅进行编程前,必须先将所有接线断开再接入编程器,然后通电编程,否则可能引起不良后果。
    7.与倍加福隔离式安全栅相连接的现场仪表,均应采用通过经认定的有关防爆检验部门进行防爆试验、并取得防爆合格证的仪表。
    8. 在设计、安装、使用、维护倍加福隔离式安全栅时,应同时遵守本产品使用手册中的说明及《GB3836.15-2000爆炸性气体环境用电气设备第15部分:危险场所电气安装(煤矿除外)》及《GB50058-1992爆炸和火灾危险环境电力设置设计规范 》。
    按照“参量”的关系式选用的倍加福安全栅,理论上可以保证正常工作,实际使用时还必须注意以下问题:
    1、所选用的倍加福齐纳安全栅应已经防爆检测机构防爆,并有防爆合格证书。
    2.根据工作现场所属的危险区域( 0区、1区、2区),气体级别和温度组别来选择倍加福齐纳安全栅的防爆等级( 倍加福安全栅防爆标志) ,使其符合上述的防爆环境,由倍加福安全栅来限制传输到现场的能量,确保现场安全。
    3.根据现场使用仪表的工作电压和工作电流对地的极性,选择齐纳倍加福安全栅的极性(正极性、负极性或交流极性)。
    4.根据信号传输线路的数量,选择倍加福齐纳安全栅的通道数 (单通道、双通道、三通道) 由倍加福安全栅的通道对传输线路进行保护。
    5.根据二次仪表供电电压的大小,选择倍加福齐纳安全栅的工作电压,供电电压应小于或等于倍加福齐纳安全栅的工作电压。对于波动范围大的供电电压,则应当选择工作电压范围大的倍加福齐纳安全栅型号。根据现场仪表电压和电流的大小,选择倍加福齐纳安全栅的端电阻。在大工作电流时倍加福安全栅的端电阻引起的压降应不影响现场仪表低工作电压的要求,保证现场仪表能正常工作。
    6.当供电电压为DCS 系统中卡件直接供电时,请详细查阅DCS系统中的供电卡件资料。注意供电卡件中往往串接一只限流电阻,当使用齐纳倍加福安全栅时,此限流电阻应引以充分的重视。选用电阻限流式齐纳倍加福安全栅时应把串入的电阻去掉用熔丝或开关代替,选用电子限流式齐纳倍加福安全栅时,此电阻值不能大于180Ω,否则由于供电回路电阻太大,造成现场仪表供电电压太低而不能工作。有些DCS系统卡件供电电路中装有一个限流电路,当使用齐纳倍加福安全栅则不能选用有功耗的齐纳倍加福安全栅,一旦卡件供电电路限流值小于齐纳倍加福安全栅的工作电流时,则会造成齐纳倍加福安全栅无法工作。
    7.本质安全防爆实质上是系统防爆,所以现场仪表和齐纳倍加福安全栅一起由防爆检测机构进行系统防爆取证,(术语:联合取证倍加福安全栅是本质安全防爆系统的一种关联设备,它的设计制造都严格按照有关法规和标准,并要经的防爆检测机构防爆鉴定取证后才能生产使用。)根据防爆检测机构给出的大电缆参数值Cc、Lc的大小,计算出电缆长度、型号、满足传送距离的要求。
    倍加福齐纳式安全栅
    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. 齐纳式倍加福倍加福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倍加福倍加福安全栅的损坏。
    4.由于齐纳式倍加福倍加福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。
    倍加福隔离式安全栅
    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.倍加福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,这是倍加福隔离式安全栅所无法做到的。
    5.倍加福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P+f齐纳式和P+f隔离式安全栅的特点和性能后可以看出,倍加福安全栅有着突出的优点和更为广泛用途,虽然其价格略高于倍加福齐纳式安全栅,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倍加福安全栅。在要求较高的工程现场几乎无一例外地采用了倍加福隔离式安全栅作为主要本安防爆仪表,倍加福隔离式安全栅已逐渐取代了倍加福隔离式安全栅,在安全防爆领域得到了日益广泛的应用。
    P+F倍加福安全栅分类使用原理

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