本質安全儀表及回路的特殊要求
引言：雖然本質安全儀表在儀表匹配、電纜的使用和接地等方面有許多特殊的要求，但隨著微電子技術、微處理器技術的迅速發展，工業自動化儀表已趨于低功耗、電子化、小型化發展，更加容易實現本質安全，綜上所述，對于自動化儀表而言，本安防爆技術是一種比較理想的防爆技術，它也必將被廣泛應用于現場總線智能化儀表及現代工業自動化控制系統中。
1、對接地的要求
本質安全型儀表系統必須具有可靠的獨立接地。整個自動化儀表系統有四種類型的接地:本質安全型儀表系統接地、信號回路接地、屏蔽接地和保護接地。信號回路接地與屏蔽接地可共用一個單獨的接地極，本質安全儀表系統需獨立設置接地系統，與其它接地網相距5m以上，一般要求本質安全地的接地電阻小于1Q。其它兩種接地電阻按設計或規范要求一般在4Q以下。保護接地可接到電氣工程低壓電氣設備的保護接地網上。
（圖中所示：本質安全型HEP-16電氣閥門定位器）
2、對連接電纜的要求
從系統布線工程角度考慮，由于連接電纜存在分布電容和分布電感，使連接電纜成為儲能元件。它們在信號傳輸過程不可避免地存儲能量，一旦當線路出現開路或短路時，這些儲能就會以電火花或熱效應的形式釋放出來，影響系統的本安性能。因此既要保證連接傳輸電纜不會受到外界電磁場干擾影響及與其他回路混觸，又要限制布線長度和感應電動勢所帶來的附加非本安能量，依此來確定電纜的允許分布電容和允許分布電感，世界各防爆檢驗機構主要采取以集中參數的方式考慮電纜分布參數的方法。
連接電纜本安性能的基本參數如下:
電纜最大允許分布電容(Ci):
(Cc)=(Ck)×L
電纜最大允許分布電感(Lc):
(Lc)=(Lk)×L
式中:Ck—電纜單位長度分布電容;
Lk—電纜單位長度分布電感;
L—實際配線長度。
本質安全電纜是一種低電容、低電感的電纜、與其它電纜相比具有優異的屏蔽性能和抗干擾性能，
適用于爆炸危險場所及其它防爆安全要求較高的場合。在使用中應注意以下幾點:
(1)本安線路內的接地線與屏蔽連接線要可靠絕緣。
(2)信號回路的接地點應在控制室側，當采用接地型熱電偶和檢測部分已接地的儀表時，控制室側不再接地。
(3)屏蔽電纜的備用芯線與電纜的屏蔽層，應在同一側接信號回路地。
3、設備溫度等級
設備溫度等級規定了設備表面的最高允許溫度值，見表2。這主要基于技術和經濟上的考慮。在絕大部分情況下，有較低溫度等級的設備購買和安全方面費用較高。通過比較，選用本安設備將更加有效和經濟。直接安裝在危險場所的本安設備需要考慮設備溫度等級，而關聯設備不需要進行設備溫度等級的部分。設備溫度等級一定要小于使用在該危險場所環境中可燃物質的點燃溫度，否則會引起燃燒爆炸。
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表 2 溫度組別對照表 |
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表面最高溫度 |
450 |
300 |
200 |
135 |
100 |
85 |
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溫度組別 |
T1 |
T2 |
T3 |
T4 |
T5 |
T6 |
4、本安電氣設備的選用原則
(1)簡單設備。按照GB3836.4-2000防爆標準規定，對于電壓不超過1.2V、電流不超過0.1A，其功率不超過25mW的電器設備可視為簡單設備，他們的典型特點是儀表設備的內部等效電感Li=0,內部等效電容Ci=0。此類設備可直接應用在現場。
(2)本安電氣設備。安裝于危險場所的現場設備、必須明確以下問題:
●是否已按照DB3836.1-2000和GB3836.4-2000要求設計并已被國家防爆檢驗機構認可的本安電氣設備 。
●防爆標志規定的等級是否適用于使用的危險場所的安全要求。
●本安電路是否接地或接地部分的本按電路是否與安全柵接口部分的有電路加以有效隔離。
●信號傳輸的方式及本安電氣設備的最低工作電壓和回路正常工作電流。
在明確以上問題的基礎上，選擇相對應的安全柵。
(3)安全柵的選用原則
●安全柵的防爆標志等級必須不低于本安現場設備的防爆標志等級。
●確定安全柵的端電阻及回路電阻可以滿足本安現場設備的最低工作電壓。
●安全柵的本安端安全參數能夠滿足Uoc≤Ui、Isc≤Ii、Ca≥Ci+Cc、La≥Li+Lc的要求。
●安全柵要與本安現場儀表的安全極性及信號傳輸方式相匹配。
●做好相應的保護工作，避免安全柵的漏電電流影響本安現場設備的正常工作。 |
