本质安全仪表及回路的特殊要求
引言：虽然本质安全仪表在仪表匹配、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，综上所述，对于自动化仪表而言，本安防爆技术是一种比较理想的防爆技术，它也必将被广泛应用于现场总线智能化仪表及现代工业自动化控制系统中。
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接地。整个自动化仪表系统有四种类型的接地:本质安全型仪表系统接地、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，本质安全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1Q。其它两种接地电阻按设计或规范要求一般在4Q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。
（图中所示：本质安全型HEP-16电气阀门定位器）
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。因此既要保证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):
(Cc)=(Ck)×L
电缆最大允许分布电感(Lc):
(Lc)=(Lk)×L
式中:Ck—电缆单位长度分布电容;
Lk—电缆单位长度分布电感;
L—实际配线长度。
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:
(1)本安线路内的接地线与屏蔽连接线要可靠绝缘。
(2)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。
(3)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，见表2。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。
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表 2 温度组别对照表 |
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表面最高温度 |
450 |
300 |
200 |
135 |
100 |
85 |
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温度组别 |
T1 |
T2 |
T3 |
T4 |
T5 |
T6 |
4、本安电气设备的选用原则
(1)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0.1A，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=0,内部等效电容Ci=0。此类设备可直接应用在现场。
(2)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DB3836.1-2000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。
(3)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Uoc≤Ui、Isc≤Ii、Ca≥Ci+Cc、La≥Li+Lc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。 |
