常见问答|爆炸危险区压力测量的本安回路,安全栅与隔离栅怎么配、参数怎么核对
装置区属于爆炸性气体环境,现场压力变送器准备走本质安全回路。从危险区到控制室之间,该配齐纳式安全栅还是隔离式安全栅,参数上要核对哪些项?
一、本安回路与关联设备
本质安全型(Ex i)通过限制回路的电压、电流与储能元件,使正常与故障状态下的电火花、热效应不足以引燃混合物,设备要求见 GB/T 3836.4。安全栅装在安全侧,是本安回路与非本安侧的接口,既向变送器配电、传递信号,又限制进入危险区的能量。参数匹配可参照 GB/T 3836.15。
二、两类安全栅的机理差异
- 齐纳式:以齐纳二极管箝位电压、电阻限流、熔断器作保护,无需辅助电源;但要求本安侧低阻抗接地,能量泄放至大地,对地电位差与浪涌敏感,隔离能力弱。
- 隔离式:以隔离变压器或光电耦合实现电气隔离并叠加能量限制电路,不依赖本安接地,抗共模与地环流能力较强,可同时配电、转换信号与耦合 HART;代价是需要辅助电源,成本相对高。
三、参数匹配要核对什么
- 把安全栅输出参数——开路电压上限 Uo、短路电流上限 Io、输出功率上限 Po——与现场设备(变送器及电缆)的 Ui、Ii、Pi 比对,满足 Uo ≤ Ui、Io ≤ Ii、Po ≤ Pi。
- 把电缆分布电容、电感与设备内部 Ci、Li 相加,确认不超过安全栅允许的 Co、Lo;取值按气体组别(IIC、IIB、IIA)与温度组别查认证参数并留裕量。
- 核算回路压降:从栅输出电压扣除栅内阻、线路电阻、变送器工作电压下限与 HART 通信裕量,确认变送器仍可起振与通信。
- 敷设上本安与非本安线缆分槽分管、屏蔽单端接地。
四、维护与文档
定期检查接地、熔断器状态及认证标志;本安回路控制图应与实际敷设、电缆长度一致,改动后重新验算参数并留存记录。
通用原则:按危险区域划分、气体组别与温度组别、供电方式及信号类型确定关联设备类型;需要强隔离、配电或信号转换时倾向隔离式,接地条件良好且回路简单可评估齐纳式,取值以认证参数与安装规程为准。