安全柵防爆原理及種類
發(fā)布時間：2021-11-20 20:22:40
1、安全柵定義
安全柵作為連接本安電氣設備與非本安電氣設備之間的接口設備，是防爆電氣系統(tǒng)設計中的主要關聯(lián)設備。一般將其定義為裝有本質安全電路和非本質安全電路，且結構使非本質安全電路不能對本質安全電路產(chǎn)生不利影響的電氣設備。其防爆原理是通過各種能量限制手段，使其本安側輸出的能量在規(guī)定試驗條件下產(chǎn)生的電火花或熱效應均不得點燃規(guī)定的爆炸性氣體混合物。其本安特性主要以本安參數(shù)進行描述。
2、安全柵種類
為了與不同類型和參數(shù)的本安設備配接，相應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；按信號種類可分為開關量和模擬量等。各種安全柵從保護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，還可以對信號進行有效隔離。在保證安全的同時，大大增強了檢測和控制回路的抗干擾能力，獲得了大量應用。
3、安全柵防爆原理
與安全柵定義相對應，只有安全柵輸出的電氣信號可被稱為本安信號，其電路包含了非本安電路和本安保護電路，通過機械隔離、電氣隔離、電氣限能等設計手段來保證安全柵的本安輸出特性。
這里對限能單元進行簡單說明。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；當二極管導通時，保險絲F會熔斷，此時電路將斷開，阻止二極管的損壞導致過量的電壓竄至本安輸出側。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)實施的保護需要考慮電路的可靠連接；半導體保護元件須采用雙重化措施。
