本安防爆技术知识全套.docx

本安防爆技术知识全套本安防爆技术的基本原理电火花和热效应是引起爆炸性危险气体爆炸的主要点燃源。本安就是通过限制电火花和热效应两个可能的点燃源的能量来实现的。在正常工作和故障状态下当仪表可能产生的电火花或热效应的能量小于这个能量时，低度表不可能点燃爆炸性危险气体而产生爆炸。原理是从限制能量入手，可靠地将电路中的电压和电流限制在一个允许的范围内，以保证仪表在正常工作或发生短接和元器件损坏等故障情况下产生的电火花和热效应不致于引起其周围可能存在的危险气体的爆炸。本质安全防爆技术的特点1、不需要设计制造工艺复杂、体积庞大且又笨重的隔爆外壳，因此，本安仪表具有结构简单、体积小、重量轻和造价低等特点。据资料，建立一个本安型和隔爆型开关传输回路的费用之比约为1:4。2、可在带电情况下进行维护、标定和更换仪表的部分零件等。3、安全可靠性高。本安仪表不会因为紧固螺栓的丢失或外壳结合面锈蚀、划伤等人为原因而降低仪表的安全可靠性。4、由于本安防爆技术是一种弱电技术，因此，本安仪表的使用可以避免现场工程技术人员的触电伤亡事故的发生。5、适用范围广。本安技术是唯一可适用于O区危险场所的防爆系统。6、对于像热电偶等简单设备，不需特别认证即可接入本安防爆系统。可见，与其他任何防爆型式相比，采用本安防爆技术可给工业自动化仪表带来技术上的突出特点。本质安全的防爆认证1.本安防爆是整体防爆的概念：对构成系统的现场设备、安全栅必须经过国家授权认证机构防爆认证，同时需要认证机构签发的本安仪表和安全栅的联合取证确认该本安回路的安全性。现场设备为简单设备时无需本安认证，即可与已取得本安认证的安全栅配合构成本安防爆回路。简单设备是指触点开关、热电偶、热电阻、发光二极管以及桥路等，设备中不含储能元件。2、本质安全回路防爆认证的原则本安型防爆等级解读1.ia等级电气设备是正常工作和施加一个故障和任意组合的两个故障条件下，均不能引起点燃的本质安全型电气设备；在ia型电路中，工作电流被限制在IoOmA以下。ia型仪表适用于0区、1区和2区。2、 ib等级电气设备是正常工作和施加一个故障条件下，不能引起点燃的本质安全型电气设备。在ib型电路中，工作电流被限制在15OmA以下。ib型仪表适用于1区和2区。3、 ic等级电气设备不考虑故障条件，适用于2区。本安型防爆的主要措施：1、电路的电压和电流限制；2、电路中的电容和电感限制；3、本安电路与非本安电路的隔离；4、可靠元件和组件的要求；5、安全栅的规定；6、故障分析和试验规定等。本安防爆技术在过程自动化工程中的应用本质安全防爆系统由三部分组成：现场本安仪表、本质安全电缆及本质安全关联设备。现场仪表包括各种安装在危险场所的一次检测仪表，以两线制变送器为代表的本质安全点电缆带有专用接地线，以耐久性的纯蓝色与其它电缆相区别；关联设备包括齐纳式安全栅、隔离式安全栅（分为和）、其他形式的具有限流、限压功能的保护装置。能将窜入到现场本安设备的能量限制在安全值内，从而确保现场设备、人员和生产的安全。本安仪表及本质安全仪表回路的特殊要求1、对接地的要求本质安全型仪表系统必须具有可靠的独立。整个自动化仪表系统有四种类型的接地：本安仪表系统接地、信号回路接地、屏蔽接地和保护接地。信号回路接地与屏蔽接地可共用一个单独的接地极，本安仪表系统需独立设置接地系统，与其它接地网相距5m以上，一般要求本质安全地的接地电阻小于1o其它两种接地电阻按设计或规范要求一般在4。以下。保护接地可接到电气工程低压电气设备的保护接地网上。2、对连接电缆的要求从系统布线工程角度考虑，由于连接电缆存在分布电容和分布电感，使连接电缆成为储能元件。它们在信号传输过程不可避免地存储能量，一旦当线路出现开路或短路时，这些储能就会以电火花或热效应的形式释放出来，影响系统的本安性能。因此既要连接传输电缆不会受到外界电磁场干扰影响及与其他回路混触，又要限制布线长度和感应电动势所带来的附加非本安能量，依此来确定电缆的允许分布电容和允许分布电感，世界各防爆检验机构主要采取以集中参数的方式考虑电缆分布参数的方法。连接电缆本安性能的基本参数如下：电缆最大允许分布电容(Ci):Ci=CkxL电缆最大允许分布电感(LC):Lc=LkxL式中：Ck为电缆单位长度分布电容；Lk为电缆单位长度分布电感；L为实际配线长度。本质安全电缆使用须知本质安全电缆是一种低电容、低电感的电缆、与其它电缆相比具有优异的屏蔽性能和抗干扰性能，适用于爆炸危险场所及其它防爆安全要求较高的场合。在使用中应注意以下几点：本安线路内的接地线与屏蔽连接线要可靠绝缘。信号回路的接地点应在控制室侧，当采用接地型热电偶和检测部分已接地的仪表时，控制室侧不再接地。屏蔽电缆的备用芯线与电缆的屏蔽层，应在同一侧接信号回路地。3、设备温度等级设备温度等级规定了设备表面的最高允许温度值。这主要基于技术和经济上的考虑。在绝大部分情况下，有较低温度等级的设备购买和安全方面费用较高。通过比较，选用本安设备将更加有效和经济。直接安装在危险场所的本安设备需要考虑设备温度等级，而关联设备不需要进行设备温度等级的部分。设备温度等级一定要小于使用在该危险场所环境中可燃物质的点燃温度，否则会引起燃烧爆炸。4、本安电气设备的选用原则简单设备按照GB3836.4-2000防爆标准规定对于电压不超过1.2V、电流不超过O1A,其功率不超过25mW的电器设备可视为简单设备，他们的典型特点是仪表设备的内部等效电感Li=Ol内部等效电容Ci=0。此类设备可直接应用在现场。本安电气设备。安装于危险场所的现场设备、必须明确以下问题：是否已按照GB3836.1-2000和GB3836.4-2000要求设计并已被国家防爆检验机构认可的本安电气设备。防爆标志规定的等级是否适用于使用的危险场所的安全要求。本安电路是否接地或接地部分的本按电路是否与安全栅接口部分的有电路加以有效隔离。信号传输的方式及本安电气设备的最低工作电压和回路正常工作电流。在明确以上问题的基础上，选择相对应的。安全栅的选用原则安全栅的防爆标志等级必须不低于本安现场设备的防爆标志等级。确定安全栅的端电阻及回路电阻可以满足本安现场设备的最低工作电压。安全栅的本安端安全参数能够满足UocUixIscIixCaCiCcxLaLiLc的要求。安全栅要与本安现场仪表的安全极性及信号传输方式相匹配。做好相应的保护工作，避免安全栅的漏电电流影响本安现场设备的正常工作。虽然本安仪表在仪表匹配、电缆的使用和接地等方面有许多特殊的要求，但随着微电子技术、微处理器技术的迅速发展，工业自动化仪表已趋于低功耗、电子化、小型化发展，更加容易实现本质安全。