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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,1,3.1,防爆安全的基本概念,在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)存在各種易燃，易爆氣體或蒸汽，或者存在爆炸性粉塵，易燃纖維。它們與空氣混合，具有爆炸危險(xiǎn)，其空間成為具有不同程度的,爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所。,第三章 防爆安全柵,在大氣條件下，氣體蒸汽、簿霧、粉塵或纖維狀的易燃物質(zhì)與空氣混合，點(diǎn)燃后燃燒將在整個(gè)范圍內(nèi)傳播的混和物，稱為,爆炸性混合物,。,含有爆炸性混合物的環(huán)境，稱為,爆炸性環(huán)境,。,2,一、危險(xiǎn)場(chǎng)所的劃分,按國(guó)家,1987“,爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安全規(guī)程”將爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所分為兩類,5,級(jí)。,1.,第一類場(chǎng)所,爆炸性氣體或可燃蒸汽與空

2、氣混合形成爆炸性氣體的場(chǎng)所，按危險(xiǎn)程度分為,3,級(jí)：,0,級(jí)區(qū)域：爆炸性氣體連續(xù)地、短時(shí)間頻繁出現(xiàn)、長(zhǎng)時(shí)間存在；,1,級(jí)區(qū)域：爆炸性氣體可能出現(xiàn)；,2,級(jí)區(qū)域：僅在不正常情況下偶爾短時(shí)間出現(xiàn)。,3,2.,第二類場(chǎng)所,爆炸性粉塵或易燃纖維與空氣混合形成爆炸性混合物的場(chǎng)所,按危險(xiǎn)程度分為,2,級(jí)：,10,級(jí)區(qū)域：爆炸性混合物連續(xù)地、短時(shí)間頻繁出現(xiàn)、長(zhǎng)時(shí)間存在；,11,級(jí)區(qū)域：僅在不正常情況下偶爾出現(xiàn)爆炸性混合物。,二、防爆儀表分類、分級(jí)和分組,分類：,自動(dòng)化儀表屬于低壓電氣設(shè)備，在危險(xiǎn)場(chǎng)所用的自動(dòng)化儀表要按電氣設(shè)備防爆規(guī)程管理。規(guī)程規(guī)定防爆電氣可制成隔爆型、本安型等,10,種結(jié)構(gòu)類型。,4,自動(dòng)化

3、儀表防爆結(jié)構(gòu)主要有兩種：,隔爆型：標(biāo)志為“,d”,；,本安型：標(biāo)志為“,i”,。,隔爆型儀表結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,外殼耐壓（,8,10,）,102Kpa,；,表殼溫升低于爆炸性氣體的自燃溫度；,表殼結(jié)合面的縫隙寬度、深度按其容積和氣體級(jí)別采取規(guī)定的值。,本安型儀表是指正常狀態(tài)和故障狀態(tài)下，電路及設(shè)備產(chǎn)生的火花能量和達(dá)到的溫度都不會(huì)引起易爆性氣體爆炸的防爆類型。現(xiàn)代本安防爆概念是指整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的防爆性能符合本質(zhì)安全防爆要求。,5,不同的危險(xiǎn)等級(jí)對(duì)電氣設(shè)備的防爆要求不同，煤礦井下用電氣設(shè)備屬,類設(shè)備；有爆炸性氣體的工廠用電氣設(shè)備屬,類設(shè)備；有爆炸性粉塵的工廠用電氣設(shè)備屬,類設(shè)備。,對(duì)于,類電氣設(shè)備，電路電

4、壓限制在,30VDC,時(shí)，各種爆炸性混合物按最小引爆電流分為三級(jí)。,爆炸性混合物的最小引爆電流,級(jí) 別,最小引爆電流（,mA）,爆炸性混合物種類,i,120,甲烷、乙烷、汽油、甲醇、乙醇、丙酮、氨、一氧化碳,70,i,120,乙烯、乙醚、丙烯晴等,i,70,氫、乙炔、二硫化碳、市用煤氣、水煤氣、焦?fàn)t煤氣等,6,2,、,安全火花防爆系統(tǒng),構(gòu)成安全火花防爆系統(tǒng)的二要素：,在危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用的儀表必須是安全火花防爆儀表（本安儀表）。,現(xiàn)場(chǎng)儀表與危險(xiǎn)場(chǎng)所之間的電路連接必須經(jīng)過(guò)安全柵（防爆柵）。,7,3.,本安自動(dòng)化（安全火花）防爆系統(tǒng)的組成,它包括兩部分：安裝在危險(xiǎn)場(chǎng)所（現(xiàn)場(chǎng)）的本安電路；,安裝在非危險(xiǎn)場(chǎng)

5、所的非本安電路。,如圖所示。為了防止非本安電路中過(guò)大能量進(jìn)入危險(xiǎn)場(chǎng)所的本安電路，兩者之間采用防爆安全柵。使整個(gè)系統(tǒng)具有本安防爆性能。,8,4.,本安防爆系統(tǒng)的特點(diǎn),1,）工作電壓低，工作電流小；,正常工作電壓,24VDC,，工作電流,20mADC,故障電壓,35VDC,，故障電流,35mADC,。,儀表所用的電阻、電感、電容參數(shù)，保證在正?；蚬收蠣顟B(tài)所產(chǎn)生的火花能量不足以點(diǎn)燃爆炸性混合物；,2,）危險(xiǎn)場(chǎng)所和非危險(xiǎn)場(chǎng)所的電路用防爆安全柵隔離；,3,）現(xiàn)場(chǎng)儀表到控制室儀表的連線不得形成大的分布電容和電感；,9,5.,本安型防爆儀表的標(biāo)志,本安型防爆儀表的標(biāo)志為“,i”,，按等級(jí)分為“,ia”,適用

6、于,0,區(qū)，“,ib”,適用于,1,區(qū)。,標(biāo)志銘牌上的防爆標(biāo)志分為四段：,ExABC,其中,Ex:,防爆儀表；,A:,防爆類型，例如,d,、,ia,、,ib,等；,B:,防爆類和級(jí)，例如,級(jí)、,A,、,B,、,C,等；,C:,儀表外面溫度級(jí)別，例如,T1,T6,。,例如防爆儀表標(biāo)志銘牌上標(biāo)志為,ExdiaCT6,，指兼有隔爆和本安功能，可在,C,級(jí),T6,組以下級(jí)別使用的防爆儀表。,10,3.3,防爆安全柵原理,防爆安全柵按結(jié)構(gòu)分類：齊納安全柵，變壓器隔 離式安全柵。,按用途分類：輸入端用，輸出端用。,一,.,齊納安全柵,11,1.,輸入端用齊納安全柵,1,）配二線制變送器齊納安全柵,其原理電

7、路及系統(tǒng)組成如圖所示。圖中主要由兩部分組成：,齊納柵，變送器,齊納柵包括：電子集成化浮動(dòng)電源,E,D,，齊納二極管,VD,1,、,VD,2,，電子變阻式限流電路,Z,，快速熔斷器,FU,。,注意：只能用于變送器和電源共地的測(cè)量系統(tǒng)，一般是單獨(dú)電源供電。,12,2,）雙通道保護(hù)的齊納安全柵,13,阻抗匹配問(wèn)題：,設(shè),R,a,:,負(fù)載儀表阻抗，,R,L,=r,1,+r,2,:,傳輸線路阻抗，,R,0,:,變送器元件負(fù)載阻抗,R,a,+R,L,+R,B,R,0,式中,R,0,（,E-V,0,）,/0.02,其中：,V,0,變送器無(wú)負(fù)載工作電壓，例如,12V;,E,：電源電壓，一般,22,26VDC,

8、，按,22V,考慮。,則,R,0,500,一般,R,a,250,，,R,B,130,（,20mA,），,則要求,R,B,R,L,250,這類齊納安全柵僅適用于,V,0,較低的變送器。選用時(shí)要特別注意阻抗匹配問(wèn)題。,輸入端齊納安全柵還有：不接地?zé)犭娕己透邇?nèi)阻二次儀表配用，不接地?zé)犭娕己偷蛢?nèi)阻二次儀表配用，三線制熱電阻配用，脈沖輸入量，帶電容隔離開(kāi)關(guān)量輸入用等。,14,2.,輸出端用齊納安全柵,齊納安全柵在安全側(cè)接調(diào)節(jié)器類儀表的輸出。在危險(xiǎn)側(cè)的負(fù)載儀表一般為電氣轉(zhuǎn)換器或電動(dòng)閥門(mén)定位器。,按調(diào)節(jié)器輸出電路形式分為兩種：,發(fā)射極輸出，集電極輸出,（,1,）配發(fā)射極輸出型調(diào)節(jié)器的齊納安全柵,15,（,2

9、,）配集電極輸出型調(diào)節(jié)器的齊納安全柵,其電路和系統(tǒng)如圖所示。調(diào)節(jié)器的兩個(gè)輸出端均不接地。需要用雙通道齊納安全柵。安全柵的,1,和,3,（安全側(cè)）接調(diào)節(jié)器輸出，,2,和,4,接負(fù)載（現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)側(cè)），,1,和,3,端出現(xiàn)危險(xiǎn)的高電壓分別由兩組安全柵保護(hù)。,16,S2000,系列齊納安全柵能與各種現(xiàn)場(chǎng)的一次儀表如：,4,20mA,的壓力、溫度、流量、電信號(hào)變送器；電器轉(zhuǎn)換器、電氣閥門(mén)定位器、各類熱電偶、熱電阻、開(kāi)關(guān)量、報(bào)警器、脈沖信號(hào)等各種特殊儀表，組成本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)，用于現(xiàn)代化工業(yè)的自動(dòng)化過(guò)程控制，廣泛地用于石油化工、冶金、醫(yī)藥、船舶等領(lǐng)域。可限制危險(xiǎn)能量進(jìn)入具爆炸性危險(xiǎn)氣體環(huán)境的可靠設(shè)備。,17

10、,典型用途：,S2003:,開(kāi)關(guān)、變送器、繼電器。,S2004,：報(bào)警器、開(kāi)關(guān)、變送器。,S2005,、,S2006,、,S2007,：熱電偶、熱電阻。,S2008:,信號(hào)傳輸。,S2009:,電源、信號(hào)。,S2014,、,S2015,、,S2016,、,S2017:,交直流供電、信號(hào)。,S2022:,電氣閥門(mén)、定位器、電氣轉(zhuǎn)換器。,4,20mA,溫度、壓力、液位、物位變送器。,接線端子序號(hào)：非本安端子為,1,、,2,；本安端子為,3,、,4,5,、,6,接地。,18,19,20,安全柵與一次儀表的配套要求,1.,安全柵應(yīng)安裝在非危險(xiǎn)區(qū)；,2.,導(dǎo)流條和機(jī)殼絕緣，各導(dǎo)流條之間要用線芯截面積,4

11、mm,以上的銅導(dǎo)線或電纜線相互連接；,3.,使用前請(qǐng)認(rèn)真核對(duì)安全柵的型號(hào)、極性和工作電壓；,4.,禁止用兆歐表直接測(cè)量安全柵端子之間的絕緣。檢查系統(tǒng)線路時(shí)，必須斷開(kāi)全部安全柵的接線；,5.,安全柵的本安端和非本安端的接線不允許接錯(cuò)；,6.,一旦安全柵損壞，用戶不得自已修復(fù)，應(yīng)及時(shí)更換；,7.,本安防爆系統(tǒng)的基本組合條件為：,U,o,U,I,o,I,C,o,C,p,+C,L,o,L,p,+L,i,其中：,U,o,為最高輸出電壓,;I,o,為最大輸出電流,;C,o,為最大負(fù)載電容,;L,o,為最大負(fù)載電感,;U,為一次儀表允許的最高輸入電壓,;I,為一次儀表允許的最大輸入電流,;C,為一次儀表的最

12、大內(nèi)部等效電容,;L,i,為一次儀表的最大內(nèi)部等效電感,;C,p,為連接導(dǎo)線（或電纜）允許的最大分布電容,;L,p,為連接導(dǎo)線（或電纜）允許的最大分布電感。,21,二、變壓器隔離式安全柵,它分為輸入端用和輸出端用兩種形式。,（一）輸入端用隔離式安全柵,DC,22,它的作用：為二線制變送器提供直流電源電壓,24VDC,，用,實(shí)線表示，將來(lái)自變送器的,4,20mA,電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為與之電氣,隔離的,4,20mA,（或,1,5V,）,DC,的電信號(hào)，用虛線表示。,1.,信號(hào)傳輸通道,2.,能量傳輸通道,23,（二）輸出端用隔離式安全柵,其作用是將來(lái)自安全場(chǎng)所電流信號(hào)（,4,20mA,）轉(zhuǎn)換為電氣隔離的

13、電流信號(hào)（,4,20mA,）輸出，送至危險(xiǎn)場(chǎng)所。,24,信號(hào)傳輸通道：,能量傳輸通道：,25,WP5000-Ex,系列隔離式安全柵,外殼上貼有接線圖標(biāo)簽。端子上貼有序號(hào)標(biāo)簽，并分為藍(lán)、黃兩色，藍(lán)色端子（本安側(cè)）接線通往危險(xiǎn)區(qū)（現(xiàn)場(chǎng)），黃色端子（非本安側(cè)）接線通往安全區(qū)。,26,產(chǎn)品采用高品質(zhì)的半導(dǎo)體器件和,SMT,貼片工藝，廣泛適用于石油、化工、冶金、電力等本安防爆系統(tǒng)。不僅可以與國(guó)內(nèi)外多家儀表公司制造的各種二、三線制變送器、二線制智能（,HART,）變送器、智能（,HART,）電磁流量計(jì)、電氣轉(zhuǎn)換器、電氣閥門(mén)定位器、本安電磁閥、液位開(kāi)關(guān)、,NAMUR,接近開(kāi)關(guān)、現(xiàn)場(chǎng)總線（,FF,）協(xié)議本安儀

14、表等配套使用，還可以與干接點(diǎn)開(kāi)關(guān)、熱電偶（,J,、,K,、,T,、,E,、,B,、,S,等）、應(yīng)變儀、熱電阻,(Pt100),等簡(jiǎn)單設(shè)備配套使用。,品種全、應(yīng)用廣：支持,HART,和,FF,數(shù)字信號(hào)雙向通信；承擔(dān)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表的供電；強(qiáng)大的信號(hào)變換功能：直接將,Pt100,熱電阻信號(hào)、熱電偶、,mV,信號(hào)轉(zhuǎn)換成,4,20mA,或,1,5V,輸出；一進(jìn)二出檢測(cè)端隔離式安全柵；完全獨(dú)立二路隔離式安全柵，包括開(kāi)關(guān)量輸入,/,輸出、模擬量輸入,/,輸出隔離柵；一路模擬量輸入、一路模擬量輸出隔離式安全柵；報(bào)警和量程設(shè)定功能。,27,安裝注意事項(xiàng)：,1,）安裝在安全場(chǎng)所。,2,）通往現(xiàn)場(chǎng)（危險(xiǎn)場(chǎng)所）的軟銅導(dǎo)線

15、截面積必須大于,0.5mm,。,3,）連接導(dǎo)線的絕緣強(qiáng)度應(yīng)大于,500V,。,4,）隔離式安全柵本安端（有藍(lán)色標(biāo)記）和非本安端電路配線，不得接錯(cuò)和混淆。本安導(dǎo)線宜選用藍(lán)色作為本安標(biāo)記。本安導(dǎo)線和非本安導(dǎo)線在匯線槽中應(yīng)分開(kāi)鋪設(shè)、采用各自保護(hù)套管。隔離式安全柵的本安側(cè)，不允許混有其它電源，包括其它本安電路的電源。,5,）隔離式安全柵與一次儀表組成本安安全防爆系統(tǒng)時(shí)，必須經(jīng)國(guó)家指定的防爆檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)認(rèn)可。,WP5000-EX,系列隔離式安全柵由國(guó)家儀器儀表防爆安全監(jiān)督檢驗(yàn)站（,NEPSI,）給出的,Ca,、,La,分布參數(shù)是相對(duì)于,C,級(jí)（氫氣級(jí)）的最大允許值，對(duì)于,B,級(jí)環(huán)境可把該參數(shù)乘以,3,，

16、對(duì)于,A,級(jí)環(huán)境可把該參數(shù)乘以,8,。傳輸線選用不同規(guī)格的電纜時(shí)，其本身的電纜參數(shù)應(yīng)予高度重視，不得超過(guò)規(guī)定值。,28,6,）對(duì)隔離式安全柵進(jìn)行單獨(dú)通電調(diào)試時(shí)，必須注意隔離式安全柵的型號(hào)、電源極性、電壓等級(jí)及隔離式安全柵外殼接線端上的標(biāo)號(hào)。,7,）嚴(yán)禁用兆歐表測(cè)試隔離式安全柵端子之間的絕緣性。若要檢查系統(tǒng)線路絕緣性時(shí)，應(yīng)先斷開(kāi)全部隔離式安全柵接線，否則會(huì)引起內(nèi)部快速熔斷器熔斷。,8,）凡與隔離式安全柵相連接的現(xiàn)場(chǎng)儀表，均應(yīng)為有關(guān)防爆部門(mén)進(jìn)行防爆試驗(yàn)并取得防爆合格證的儀表，和,WP5000-EX,安全柵聯(lián)合取證。,9,）如隔離式安全柵內(nèi)部模塊損壞需要更換時(shí)，需會(huì)同制造廠共同修理，經(jīng)檢修后方能重新投入運(yùn)行。,10,）隔離式安全柵的安裝、使用和維護(hù)應(yīng)嚴(yán)格遵照,中華人民共和國(guó)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安全規(guī)程,的有關(guān)條款。,29,30,31,32,33,34,35,隔離安全柵的特點(diǎn)：,隔離柵不需要特別本安接地,使用方便；,隔離柵實(shí)現(xiàn)輸入,/,輸出信號(hào)的完全隔離，使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作更加安全可靠；,隔離柵信號(hào)完全浮空，在系統(tǒng)中大大增強(qiáng)信號(hào)的抗干擾能力；,隔離柵容易實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換；,隔離安全柵不需要本安接地，適應(yīng)