世界微动态丨安全栅的分类、定义及主要功能，在石油化工生产技术应用中的注意要点总结

发布日期： 2022-10-18 08:20:30 来源：弗戈工业在线

安全栅的定义及主要功能

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（本质安全）和危险区（非本质安全）之间双向传递电信号，并可限制因故障引起的安全区向危险区的能量转递。

【资料图】

本质安全（IS）是仪表系统采用的防爆技术，安全栅设置在安全区域的控制室设备与危险区域的本安设备之间，传输信号或能量。安全栅利用电路限流限压，从而约束安全区域传递能量给危险区域设备。处于危险场所的本安设备在这样的能量下能够正常工作，但这样的能量不足以引燃爆炸环境，即使本安设备自身发生故障，也不会产生任何足以引燃的电火花或发热表面。因此，无论是安全场所的控制室设备还是危险场所的本安设备发生故障，只要安全栅的限流限压电路正常工作，整个系统都会处于安全状态，不会产生爆炸。

仪表安全原理与本质安全技术

仪表安全原理（Instrument Safety Principle）

当易爆物质、氧气、引爆源这三种情况同时出现时，就会引起爆炸。如果我们能消除任意一个爆炸形成的条件，就能保障现场仪表设备的安全。空气中的氧气无法控制，因此控制易爆物质和控制引爆源是目前较为常用的安全原理。在仪表行业，控制爆炸范围也被列为常用的安全原理。安全栅能够限制现场仪表的电能量，使其无法产生能够引爆的火花和引爆的仪表表面温度。本质安全技术能够消除隐患，保证现场的安全。

危险区域危险性的分类、分级、分组（TITLE CONTENT）

爆炸性气体分类见下表：

危险气体场所划分为3个不同的区域，见下表：

爆炸性气体的温度组别见下表：

安全栅的分类

1.齐纳式安全栅

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。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苛刻并在实际工程应用中难以保证。

（2）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。

齐纳管用于限制电压。与齐纳安全栅相比，隔离式安全栅除具有限压与限流作用之外，还带有电流隔离的功能。

2.隔离式安全栅

隔离式安全栅主要由回路限能单元，信号和电源隔离单元、信号处理单元组成。它不但有限能的功能，还有隔离功能，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；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。

（1）检测端隔离式安全栅的原理

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。

（2）操作端隔离式安全栅的原理

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。

3.底板式安全栅

底板式安全栅，是在导轨式安全栅基础上，针对大系统的装配、维护难点而设计的，是安全栅结构形式的变革。底板式安全栅在结构上实现了快速装拆设计，通过专用的集成底板对安全栅进行供电，与控制系统连接的内部信号通过集成插接器件，使用预制电缆进行信号传递，实现了盘间连线的快速连接，大幅度提高了系统安全性能。

安全栅在石油化工生产技术应用中的注意要点

从目前来看，本安系统已被当作设计标准，为各个领域所应用。在生产中，安全栅选型要符合现场需求，在使用过程中还要注意以下问题，这样才能达到预期效果。

01关于防爆

安全栅需要满足现场所需的防爆等级要求，确保电缆及现场设备的蓄能，以保障电缆和现场设备的容抗和感抗功能。

02关于接地

齐纳安全栅安装时，需要有非常可靠的接地系统，并且其接地电阻必须小于1欧姆。

03关于仪表

根据现场仪表信号类型选择适合的安全栅。