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安全柵防爆原理及種類
發(fā)布時(shí)間:2021-11-20 20:22:40

1、安全柵定義

安全柵作為連接本安電氣設(shè)備與非本安電氣設(shè)備之間的接口設(shè)備,是防爆電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的主要關(guān)聯(lián)設(shè)備。一般將其定義為裝有本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全電路,且結(jié)構(gòu)使非本質(zhì)安全電路不能對(duì)本質(zhì)安全電路產(chǎn)生不利影響的電氣設(shè)備。其防爆原理是通過各種能量限制手段,使其本安側(cè)輸出的能量在規(guī)定試驗(yàn)條件下產(chǎn)生的電火花或熱效應(yīng)均不得點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性氣體混合物。其本安特性主要以本安參數(shù)進(jìn)行描述。

2、安全柵種類

為了與不同類型和參數(shù)的本安設(shè)備配接,相應(yīng)的安全柵種類非常多。按通道數(shù)量可分為單通道和雙通道;按極性可分為有極性和無極性;按信號(hào)種類可分為開關(guān)量和模擬量等。各種安全柵從保護(hù)原理上主要分為齊納式和隔離式安全柵,見圖1。

隔離式安全柵不僅能夠有效抑制能量,還可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行有效隔離。在保證安全的同時(shí),大大增強(qiáng)了檢測(cè)和控制回路的抗干擾能力,獲得了大量應(yīng)用。

安全柵圖1.png

3、安全柵防爆原理

與安全柵定義相對(duì)應(yīng),只有安全柵輸出的電氣信號(hào)可被稱為本安信號(hào),其電路包含了非本安電路和本安保護(hù)電路,通過機(jī)械隔離、電氣隔離、電氣限能等設(shè)計(jì)手段來保證安全柵的本安輸出特性。

這里對(duì)限能單元進(jìn)行簡(jiǎn)單說明。圖1(b)給出了限能單元的示意圖,限流電阻R保證電源短路時(shí)為本安輸出;齊納二極管組合Z把電壓限制在開路電壓以下;當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí),保險(xiǎn)絲F會(huì)熔斷,此時(shí)電路將斷開,阻止二極管的損壞導(dǎo)致過量的電壓竄至本安輸出側(cè)。需要注意的是,R、Z、F可以是分立元件,也可以是電路組合型式;所有并聯(lián)實(shí)施的保護(hù)需要考慮電路的可靠連接;半導(dǎo)體保護(hù)元件須采用雙重化措施。

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