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一般來講，齊納德國倍加福P+F安全柵選型容易，不易損壞，對原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求改動的地方比較少， 優(yōu)點比較明顯。齊納德國倍加福P+F安全柵的防爆原理是用齊納二級管控制輸出電壓，用電阻限制輸出電流，電路相對簡單。在正常工作時，齊納德國倍加福P+F安全柵相當(dāng)于兩個電阻串入電路，因此對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無須作改動。另外，齊納德國倍加福P+F安全柵由于無信號的轉(zhuǎn)變，對原信號精度也沒有影響。隔離德國倍加福P+F安全柵是以高頻作為基波，將信號進行調(diào)制解調(diào)，信號有了變動，精度會受到德國倍加福P+F安全柵電路的影響。隔離德國倍加福P+F安全柵由于具有高頻震蕩電路，將產(chǎn)生出射頻干擾，對系統(tǒng)不利，而且隔離德國倍加福P+F安全柵也比較容易損壞。但隔離德國倍加福P+F安全柵不需要本安接地，這是它比齊納德國倍加福P+F安全柵*的地方。價格方面，齊納德國倍加福P+F安全柵要比隔離的便宜很多，這在需要使用很多德國倍加福P+F安全柵的場合，齊納德國倍加福P+F安全柵的價格優(yōu)勢明顯體現(xiàn)了出來。使用注意本安系統(tǒng)除了要選擇合適的德國倍加福P+F安全柵外，使用的時候要注意以下幾個方面：*，要注意線纜和現(xiàn)場設(shè)備的容抗和感抗，本安防爆是系統(tǒng)防爆，除了德國倍加福P+F安全柵需要達(dá)到所需的 防爆等級外，線纜和現(xiàn)場設(shè)備的蓄能也是一個關(guān)鍵問題。特別是在參量認(rèn)證替代系統(tǒng)認(rèn) 證后，工程商尤其要注意這個問題。第二，要注意本安接地，齊納德國倍加福P+F安全柵需要本安接地，接地電阻應(yīng)小于1。第三，本安線纜與非本安線纜應(yīng)分開敷設(shè)在不同的線槽里。并應(yīng)有明顯標(biāo)識。第四，更換時應(yīng)注意斷電。如何選用德國倍加福P+F安全柵是介于現(xiàn)場設(shè)備與控制室設(shè)備之間的一個限能電路，用來把控制室供給現(xiàn)場儀表的電能量限制在既不能產(chǎn)生足以引爆危險氣體的火花，又不能產(chǎn)生足以引爆危險氣體的儀表表面溫度，從而消除了引爆源。在選擇德國倍加福P+F安全柵時必須考慮其型號與現(xiàn)場儀表類型相適應(yīng)，還須考慮德國倍加福P+F安全柵與本質(zhì)安全儀表要求相兼容及形成的本安系統(tǒng)中阻抗匹配的問題。我國采用“回路認(rèn)證”這種方式認(rèn)證本安系統(tǒng)，即根據(jù)危險環(huán)境使用儀表的聯(lián)合取證情況，選擇已與其聯(lián)合取證的德國倍加福P+F安全柵，一經(jīng)聯(lián)合取證，現(xiàn)場儀表與德國倍加福P+F安全柵便固定組合構(gòu)成本安系統(tǒng)。實踐中，這種方式對德國倍加福P+F安全柵和現(xiàn)場儀表的選擇有很大的局限性。廣泛采用是進年來逐漸形成的一種本質(zhì)安全認(rèn)證技術(shù)，即“參量認(rèn)證”。按照“參量認(rèn)證”方式認(rèn)證的本安設(shè)備和關(guān)聯(lián)設(shè)備需要一組安全參數(shù)，包括：Vmax― 在正常工作或故障條件下，能接受并能保持其本安性能的zui高電壓。Imax ―在正常工作或故障條件下，能接受并保持其本安性能的zui高電流。Ci―本安現(xiàn)場設(shè)備內(nèi)部未被保護的電容。Li―本安現(xiàn)場設(shè)備內(nèi)部未被保護的電感。Pmaxo ―關(guān)聯(lián)設(shè)備允許輸入的zui大功率。“參量認(rèn)證”關(guān)系式為：Vmax>Voc，Imax>Isc，Pmaxi>Pmaxo，Ci+Cc結(jié)合“參量認(rèn)證”可知德國倍加福P+F安全柵的選用：1）與德國倍加福P+F安全柵相連的安全設(shè)備的工作電壓不得超過德國倍加福P+F安全柵的zui高允許電壓。否則，應(yīng)采用光電隔離等技術(shù)使之與系統(tǒng)隔離開來，或者采用隔離德國倍加福P+F安全柵；2）“參量認(rèn)證”公式的Vmax，Imax，Pmaxi即為本安現(xiàn)場設(shè)備的正常參數(shù)，選用時應(yīng)該逐一對比。3）“參量認(rèn)證”公式中引入Cc，Lc這兩個變量實際是引出了控制電纜的選用問題，從而限制了電纜長度。實際使用中還應(yīng)考慮阻抗匹配問題。zui后的公式中，Ra德國倍加福P+F安全柵阻抗，Rl電纜阻抗，安全儀表的允許負(fù)載阻抗Ro，對于輸出回路，作為安全儀表的調(diào)節(jié)器或I/O卡的輸出通道等，它們的允許負(fù)載阻抗是制造廠商提供的。對于輸入回路，作為安全儀表的顯示儀表或I/O卡的輸入通道等，它們的允許負(fù)載阻抗取決于其輸出電壓和現(xiàn)場儀表的無負(fù)載工作電壓。無論輸入還是輸出回路，選用德國倍加福P+F安全柵時其阻抗?jié)M足上式即可保證回路的正常工作。按照“參量認(rèn)證”的關(guān)系式選用的德國倍加福P+F安全柵，理論上可以保證正常工作，實際使用時還必須注意以下問題：1、所選用的齊納德國倍加福P+F安全柵應(yīng)已經(jīng)防爆檢測機構(gòu)防爆認(rèn)證，并有防爆合格證書。2．根據(jù)工作現(xiàn)場所屬的危險區(qū)域( 0區(qū)、1區(qū)、2區(qū))，氣體級別和溫度組別來選擇齊納德國倍加福P+F安全柵的防爆等級( 德國倍加福P+F安全柵防爆標(biāo)志) ，使其符合上述的防爆環(huán)境，由德國倍加福P+F安全柵來限制傳輸?shù)浆F(xiàn)場的能量，確?，F(xiàn)場安全。3．根據(jù)現(xiàn)場使用儀表的工作電壓和工作電流對地的極性，選擇齊納德國倍加福P+F安全柵的極性(正極性、負(fù)極性或交流極性）。4．根據(jù)信號傳輸線路的數(shù)量，選擇齊納德國倍加福P+F安全柵的通道數(shù) (單通道、雙通道、三通道) , 由德國倍加福P+F安全柵的通道對傳輸線路進行保護。5．根據(jù)二次儀表供電電壓的大小，選擇齊納德國倍加福P+F安全柵的工作電壓，供電電壓應(yīng)小于或等于齊納德國倍加福P+F安全柵的工作電壓。對于波動范圍大的供電電壓，則應(yīng)當(dāng)選擇工作電壓范圍大的齊納德國倍加福P+F安全柵型號。根據(jù)現(xiàn)場儀表電壓和電流的大小，選擇齊納德國倍加福P+F安全柵的端電阻。在zui大工作電流時德國倍加福P+F安全柵的端電阻引起的壓降應(yīng)不影響現(xiàn)場儀表zui低工作電壓的要求，保證現(xiàn)場儀表能正常工作。6．當(dāng)供電電壓為DCS 系統(tǒng)中卡件直接供電時，請詳細(xì)查閱DCS系統(tǒng)中的供電卡件資料。注意供電卡件中往往串接一只限流電阻，當(dāng)使用齊納德國倍加福P+F安全柵時，此限流電阻應(yīng)引以充分的重視。選用電阻限流式齊納德國倍加福P+F安全柵時應(yīng)把串入的電阻去掉用熔絲或開關(guān)代替，選用電子限流式齊納德國倍加福P+F安全柵時，此電阻值不能大于180Ω，否則由于供電回路電阻太大，造成現(xiàn)場儀表供電電壓太低而不能工作。有些DCS系統(tǒng)卡件供電電路中裝有一個限流電路，當(dāng)使用齊納德國倍加福P+F安全柵則不能選用有功耗的齊納德國倍加福P+F安全柵，一旦卡件供電電路限流值小于齊納德國倍加福P+F安全柵的工作電流時，則會造成齊納德國倍加福P+F安全柵無法工作。7．本質(zhì)安全防爆實質(zhì)上是系統(tǒng)防爆，所以現(xiàn)場儀表和齊納德國倍加福P+F安全柵一起由防爆檢測機構(gòu)進行系統(tǒng)防爆取證，(術(shù)語：聯(lián)合取證德國倍加福P+F安全柵是本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)的一種關(guān)聯(lián)設(shè)備，它的設(shè)計制造都嚴(yán)格按照國家有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，并要經(jīng)國家的防爆檢測機構(gòu)防爆鑒定取證后才能生產(chǎn)使用。)根據(jù)防爆檢測機構(gòu)給出的zui大電纜參數(shù)值Cc、Lc的大小，計算出電纜長度、型號、滿足傳送距離的要求。工作原理齊納式德國倍加福P+F安全柵齊納德國倍加福P+F安全柵原理示意圖如右圖二，它的原理簡單、電路實現(xiàn)容易，價格低廉，但因由于其自身原理的缺陷使其應(yīng)用中的可靠性受到很大影響，并限制了其應(yīng)用范圍，其原因如下：1．安裝位置必須有非?？煽康慕拥叵到y(tǒng)，并且該齊納式德國倍加福P+F安全柵的接地電阻必須小于1Ω，否則便失去防爆安全保護性能，顯然這樣的要求是十分苛刻并在實際工程應(yīng)用中難以保證。2．要求來自危險區(qū)的現(xiàn)場儀表必須是隔離型，否則通過齊納式德國倍加福P+F安全柵的接地端子與大地相接后信號無法正確傳送，并且由于信號接地，直接降低信號抗干擾能力，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。3．齊納式德國倍加福P+F安全柵對電源影響較大，同時也易因電源的波動而造成齊納式德國倍加福P+F安全柵的損壞。隔離式德國倍加福P+F安全柵德國倍加福P+F安全柵的主要功能就是限制安全場所的危險能量進入危險場所，及限制送往危險場所的電壓和電流。齊納管Z用于限制電壓。當(dāng)回路電壓接近安全限壓值時，齊納管導(dǎo)通，使齊納管兩端的電壓始終保持在安全限壓值以下。電阻R用于限制電流。當(dāng)電壓被限制后，適當(dāng)選擇電阻值，可將回路電流限制在安全限流值以下。與齊納德國倍加福P+F安全柵相比，隔離式德國倍加福P+F安全柵除具有限壓與限流的作用之外，還帶有電流隔離的功能。隔離柵通常由回路限能單元、電流隔離單元和信號處理單元三部分組成，基本功能電路如圖2所示。回路限能單元為德國倍加福P+F安全柵的核心部分。此外，輔助有用于驅(qū)動現(xiàn)場儀表的回路供電電路和用于儀表信號采集的檢測電路。信號處理單元則根據(jù)德國倍加福P+F安全柵的功能要求進行信號處理。工業(yè)現(xiàn)場一般需要采用兩線制傳輸方式的配電器，既要為諸如壓力變送器等一次儀表提供24V 配電電源，同時又要對輸入的電流信號進行采集、放大、運算、和進行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓信號，供后面的二次儀表或其它儀表使用。但一些特殊的工業(yè)現(xiàn)場不但需要兩線制傳輸，既提供配電電源又有信號隔離功能，同時還需要具有安全火花型防爆的性能，可靠地防止電源高壓與信號之間的混觸，利用電流、電壓雙重化限制回路，把進入危險場所的能量限制在安全定額以下的具有特殊功能的配電器—德國倍加福P+F安全柵。隔離式德國倍加福P+F安全柵，基本有檢測端德國倍加福P+F安全柵和操作端德國倍加福P+F安全柵兩種類型。檢測端德國倍加福P+F安全柵與兩線制變送器配套使用；操作端德國倍加福P+F安全柵與電氣轉(zhuǎn)換器或電氣閥門配套使用。也有信號輸入等類型隔離式德國倍加福P+F安全柵。由于隔離式德國倍加福P+F安全柵采用了限壓、限流、隔離等措施，不僅能防止危險能量從本安端子進入危險現(xiàn)場，提高系統(tǒng)的本安防爆性能，而且還增加了系統(tǒng)的抗干擾能力，大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性。 24VDC 電源經(jīng)DC-AC-DC變換后，輸出模塊電路所需要的多種電壓。檢測端隔離式德國倍加福P+F安全柵的原理是：模塊電路將通過本安能量限制電路輸入的電流或電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)?.2-1VDC后，送入模塊內(nèi)進行采集、放大、運算和進行抗干擾處理后，再經(jīng)變壓器調(diào)制成輸出隔離的電流和電壓信號，供后面的二次儀表或其它儀表使用。模塊還需輸出一個隔離的18.5∽28.5VDC電壓，通過本安能量限制電路做為供給兩線制變送器的工作電壓。本安能量限制電路能限制大電流或高電壓的危險信號竄入危險現(xiàn)場。操作端隔離式德國倍加福P+F安全柵的原理是：將調(diào)節(jié)器或操作器輸出的4-20mA DC信號隔離后再輸出4-20mA DC 的信號，通過本安能量限制電路供給電氣轉(zhuǎn)換器或現(xiàn)場的電氣閥門定位器使用。別稱德國倍加福P+F安全柵又稱安全保持器。本安回路的安全接口，它能在安全區(qū)（非本質(zhì)安全）和危險區(qū)（本質(zhì)安全）之間雙向傳遞電信號，并可限制因故障引起的安全區(qū)向危險區(qū)的能量轉(zhuǎn)遞。一般德國倍加福P+F安全柵有齊納式和隔離式。本安型德國倍加福P+F安全柵應(yīng)用在本安防爆系統(tǒng)的設(shè)計中，它是安裝于安全場所并含有本安電路和非本安電路的裝置，電路中通過限流和限壓電路限制了送往現(xiàn)場本安回路的能量，從而防止非本安電路的危險能量串入本安電路，它在本安防爆系統(tǒng)中稱為關(guān)聯(lián)設(shè)備，是本安系統(tǒng)的重要組成部分。本安防爆系統(tǒng)關(guān)聯(lián)設(shè)備，是指安裝在安全場所，本安電氣設(shè)備與非本安電氣設(shè)備之間的相連的電氣設(shè)備。由于德國倍加福P+F安全柵被設(shè)計為介于現(xiàn)場設(shè)備與控制室設(shè)備之間的一個限制能量的接口，因此無論控制室設(shè)備處于正常或故障狀態(tài)，德國倍加福P+F安全柵都能確保通過它傳送給現(xiàn)場設(shè)備的能量是本質(zhì)安全的。中國國家儀器儀表防爆安全監(jiān)督站是中華人民共和國地區(qū)監(jiān)督生產(chǎn)安全防爆產(chǎn)品的機構(gòu)，對本安型德國倍加福P+F安全柵產(chǎn)品有著嚴(yán)格、科學(xué)、詳細(xì)的規(guī)定，只有通過該監(jiān)督站認(rèn)證的企業(yè)及其所開發(fā)生產(chǎn)的產(chǎn)品才具備符合標(biāo)準(zhǔn)的安全性能，否則可能會給使用方的設(shè)備、人員和生產(chǎn)造成無可估量的損害。
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