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本质安全防爆技术的原理与特点
发布时间:2021-05-12   点击次数:40次

本质安全防爆技术的原理与特点

由于本质安全型(简称本安型)防爆形式与其他防爆形式相比,不仅具有结构简单,适用范围广,而且还具有易操作和维护方便等特点,因此这种通过抑制点火源能量为防爆手段的本安型防爆仪表已被制造商和用户接受。

本质安全防爆系统由三部分组成:现场本质安全仪表、本质安全电缆及本质安全关联设备。现场仪表包括各种安装在危险场所的一次检测仪表,以两线制变送器为代表的本质安全点电缆带有专用接地线,以耐久性的纯蓝色与其它电缆相区别;关联设备包括齐纳式安全栅、隔离式安全栅、其他形式的具有限流、限压功能的保护装置。能将窜入到现场本安设备的能量限制在安全值内,从而确保现场设备、人员和生产的安全。

对构成系统的现场设备、安全栅必须经过国家授权认证机构防爆认证,同时需要认证机构签发的本安仪表和安全栅的联合取证确认该本安回路的安全性。现场设备为简单设备时无需本安认证,即可与已取得本安认证的安全栅配合构成本安防爆回路。简单设备是指触点开关、热电偶、热电阻、发光二极管以及桥路等,设备中不含储能元件。

本质安全型仪表系统必须具有可靠的独立接地。整个自动化仪表系统有四种类型的接地:本质安全型仪表系统接地、信号回路接地、屏蔽接地和保护接地。信号回路接地与屏蔽接地可共用一个单独的接地极,本质安全仪表系统需独立设置接地系统,与其它接地网相距5m以上,一般要求本质安全地的接地电阻小于1Q。其它两种接地电阻按设计或规范要求一般在4Q以下。保护接地可接到电气工程低压电气设备的保护接地网上。

本安防爆技术实际上是一种低功率设计技术。例如对于氢气(ⅡC)环境,必须将电路功率限制在1.3W左右。由此可见,本安技术能很好的适用于工业自动化仪表。

针对电火花和热效应是引起爆炸性危险气体爆炸的主要引爆源,本质安全技术通过限制电火花和热效应这两个可能的引爆源来实现防爆。

在正常工作和故障状态下,当仪表产生的电火花或热效应的能量小于一定程度时,低度表不可能点燃爆炸性危险气体而产生爆炸。它实际上是一种低功率设计技术。原理是从限制能量入手,可靠地将电路中的电压和电流限制在一个允许的范围内,以保证仪表在正常工作或发生短接和元器件损坏等故障情况下产生的电火花和热效应不致于引起其周围可能存在的危险气体的爆炸。

设备温度等级规定了设备表面的最高允许温度值。这主要基于技术和经济上的考虑。在绝大部分情况下,有较低温度等级的设备购买和安全方面费用较高。通过比较,选用本安设备将更加有效和经济。直接安装在危险场所的本安设备需要考虑设备温度等级,而关联设备不需要进行设备温度等级的部分。设备温度等级一定要小于使用在该危险场所环境中可燃物质的点燃温度,否则会引起燃烧爆炸。

虽然本安型仪表在仪表匹配、电缆的使用和接地等方面有许多特殊的要求,但随着微电子技术、微处理器技术的迅速发展,工业自动化仪表已趋于低功耗、电子化、小型化发展,更加容易实现本质安全,综上所述,对于自动化仪表而言,本安防爆技术是一种比较理想的防爆技术,它也必将被广泛应用于现场总线智能化仪表及现代工业自动化控制系统中。

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