齐纳式安全栅由于其价格便宜,而有些还具有过流速断或过流夹断的功能,因此很受用户欢迎,但如果选型不合适,很容易造成很多意想不到的故障。在这方面您都有哪些经验,遇到过哪些问题,是怎么解决这些问题的,欢迎拿来分享,谢谢!
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齐纳式安全栅电路中采用快速熔断器、限流电阻或限压二极管以对输入的电能量进行限制,从而保证输出到危险区的能量。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。
1.安全栅选型问题
安全栅选型要保证以下两点:第一,要保证系统的工作正常,需要根据系统的参数,确定安全栅的参数,齐纳安全栅主要看工作电压,最高工作电压,端电阻等参数,隔离安全栅主要看可以达到的精度。当然,无论齐纳安全栅还是隔离安全栅,要考虑的还后工作环境,如使用温度,湿度,还有安装方式是否便于现场安装等等。
第二,要根据需要防爆的区域,是0区,1区还是2区,来确定需要达到的防爆等级,最后可以确定是用ia级的还是ib级的安全栅。
第三,要求来自危险区的现场仪表必须是隔离型,否则通过齐纳式安全栅的接地端子与大地相接后信号无法正确传送,并且由于信号接地,直接降低信号抗干扰能力,影响系统稳定。
2.齐纳式安全栅的维护要注意以下几点:
(1)、使用齐纳式安全栅,工厂必须要有专门的本安接地系统,本安电路的接地电阻必须小于1Ω。
(2)、使用齐纳式安全栅,危险区现场本安表必须为隔离型的,非隔离型的仪表不能采用。
(3)、使用齐纳式安全栅,对供电电源电压响非常大,电源电压的波动可能会引起齐纳二极管的电流泄漏,从而引起信号的误差或者发出错误电平,严重时会使快速保险丝烧断而永久损坏,按规定齐纳式安全栅内部齐纳管、限流电阻、保险丝整体浇封,一旦损坏无法修复。
(4)、使用齐纳式安全栅,信号负极均要接至本安接地,这样大大降低系统信号抗干扰能力,影响系统的可靠性,特别对于DCS系统影响尤为明显。
使用的时候要注意以下几个方面: 第一、要注意线缆和现场设备的容抗和感抗,本安防爆是系统防爆,除了安全栅需要达到所需的防爆等级外,线缆和现场设备的蓄能也是一个关键问题。特别是在参量认证替代系统认证后,工程商尤其要注意这个问题。 第二、要注意本安接地,齐纳安全栅需要本安接地,接地电阻应小于1。 第三、本安线缆与非本安线缆应分开敷设在不同的线槽里。并应有明显标识。 第四、更换时应注意断电。
齐纳安全栅
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、要求来自危险区的现场仪表必须是隔离型,否则通过齐纳式安全栅的接地端子与大地相接后信号无法正确传送,并且由于信号接地,直接降低信号抗干扰能力,影响系统稳定性。
3、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。
4、 由于齐纳式安全栅的电路原理需要吸收输入回路的能量,所以易造成输出不稳定。
安装及维护的注意事项!
1齐纳式安全栅应安装在非危险场所,通往现场(危险场所)的软铜导线截面积必须大于0.5mm2。连接导线的绝缘强度应大于500V。
2. 齐纳式安全栅本安端(有蓝色标记)和非本安端电路配线,不得接错和混淆。本安导线宜选用蓝色作为本安标记。本安导线和非本安导线在汇线槽中应分开铺设,采用各自保护套管。齐纳式安全栅的本安侧,不允许混有其它电源,包括其它本安电路的电源。
3. 齐纳式安全栅与一次仪表组成本安安全防爆系统时,必须经国家指定的防爆检验机构检验认可。齐纳式安全栅由国家防爆检验中心(CQST ), 给出的Co, Lo分布参数是相对与IIC级(氢气级)的最大允许值,对于IIB级环境可把该参数乘以3,对于IIA级环境可把该参数乘以8。传输线选用不同规格的电缆时,其本身的电缆参数应予高度重视,不得超过规定值。
4. 对齐纳式安全栅进行单独通电调试时,必须注意齐纳式安全栅的型号电源极性、电压等以及齐纳式安全栅外壳接线端上的标号。
5. 严禁用兆欧表测试齐纳式安全栅端子之间的绝缘性。若要检查系统线路绝缘性时,应先断开全部齐纳式安全栅接线,否则会引起内部器件损坏。
6. 凡与齐纳式安全栅相连接的现场仪表,均应为有关防爆部门进行防爆试验并取得防爆合格证的仪表。
7. 如齐纳式安全栅内部模块损坏需要维修或更换时,原则上应由制造厂承担。用户自行维修时,应按照有关的注意事项,具体方法请按照维修的章节进行(本质安全型仪表的维修仅限于所述的范围进行,其外的维修应与制造厂商量)。经检修后方能重新投入运行,不允许随意更换影响防爆性能的元件或结构。
8.齐纳式安全栅的安装、使用和维护应严格遵照GB 3836.152000《爆炸性气体环境用电气设备第15部分:危险场所电气安装(煤矿除外)》的有关条款进行。
9. 安全栅应有可靠接地,接地电阻不大于4Ω,接地线电阻不大于1 Ω。
虽然上学时学过这个安全栅的知识,工作中也遇到很多安全栅的使用,但是偶对这个安全栅的使用一直不是特别的清晰,因为从偶厂使用的安全栅的使用看根本没有什么章法,明明同样危险的设备现场有的使用安全栅有的却没有,即使同一样型号的现场仪表,同样的控制系统甚至同一个输出、输出卡件有的设置安全栅有的却没有,问周围的师傅也都是含糊其辞。
偶厂使用的安全栅大部分是隔离型安全栅,偶有些时候琢磨这个安全栅的设置问题,考虑安全栅的使用主要起到的是隔离信号即防止干扰的作用,而真正的安全栅的限制危险能量进入危险现场的功能基本上是用不到的,这个从后来改造的系统中也可以发现几乎已经没有安全栅,但是大量使用的是隔离端子。
偶厂有一套催化裂化装置的后续处理设备气分装置,主要是对液化气进行进一步的精细化分离,应该是非常危险的易燃易爆场所,但是控制系统中使用的安全栅非常少,偶考虑的是,虽然现场加工的介质非常危险,但是现在工艺的改进对于处理介质的泄漏情况已经大幅度改进,基本上杜绝里危险气体的泄漏情况,而且现场根据地域设备分布了可燃气体报警器之类的危险气体泄漏报警功能。再者随着现场仪表的微电子化和智能化的发展,先前的仪表电路中各种模拟电子器件的储能元件使用的越来越少,大部分都能够做到本安型仪表的防爆性能,所以即使现场发生危险介质泄漏,即使泄漏的介质经过层层密封措施进入仪表的内部的电路处理部分,即使在充满危险介质的仪表内部发生电路短路等产生电火花的情况,其产生的能量也不会使危险介质爆燃或者爆炸,因此这样的仪表在现场使用是安全的。
在控制系统的不断发展中,越来越多的生产企业使用了DCS、PLC等控制系统,这样的系统大部分卡件带有输出电源的功能,这个卡件的输出能量都是根据现场仪表的功耗、卡件的整体性能以及控制系统的整体能耗来设置的,做到在满足现场使用情况下最大程度的减少电能的输出,所以这样的仪表电源信号的线路能量是很微弱和稳定的,因此对于安全栅的防止控制侧的危险能量进入现场的可能性非常小。即使受卡件输出能量的限制或者现场仪表的特殊要求,对现场仪表进行外供电的配电模式,限制的接线方式都是使用带保险管的接线端子,一来是为了以后的维护、维修方便更是对现场仪表的能量的一个限制,当现场仪表由于电源接线端子短路时产生的高能量释放的电火花时,其保险丝能够瞬间熔断防止维修能量持续作用到现场测。
正是基于以上的原因,偶厂的现场仪表在配电和信号传输中使用安全栅的方式已经很少,偶所见到的现场使用的齐纳式安全栅的情况更少,只要在先前的自动装车的发货现场控制盘中见到一些,后来在现场仪表改造中都取消了,再者就是在现场液位、温度总线传输过程中使用过这个齐纳式安全栅,偶感觉这个也不是用来现在危险能量的目的,而是危险现场仪表供电和信号总线传输一分多形式的阻抗匹配而设置的。
安全栅的使用如果关注的是危险能量的限制则应该进行本安接地,这个本安接地要不同于系统的工作接地、屏蔽地和保护地,所以应该单独设立本安接地系统,不过从偶厂的使用看这个问题没有做,有可能其使用安全栅的目的不是为了限制能量,而是为了信号隔离、抗干扰、阻抗匹配等功能。