齐纳式安全栅与本质安全隔离的差异

 
通常被称为 ATEX 安全栅、本质安全栅或 I.S. 安全栅,齐纳式安全栅和本质安全电气隔离器均能限制送往危险区域的能量。然而,每种设备类型在设计方面存在着显著差异。

 

 

齐纳式安全栅是什么?

齐纳式安全栅是由一系列齐纳击穿二极管、电阻和熔断器构成的简单设备,限制送往危险区域中相关联设备的电压、电流和功率。


典型齐纳式安全栅的安装如下所示。

 

典型齐纳式安全栅的安装

 

齐纳式安全栅的工作原理相对比较简单。电阻可限制进入危险区的电流,而齐纳击穿二极管则在发生故障的情况下导通,钳位电压并将过剩电流转移至地面。熔断器用于在出现过载状况时保护齐纳击穿二极管。

 

隔离式安全栅与齐纳式安全栅.

 

为正常发挥功能并保持本质安全,需要专用的本质安全接地端(必须根据 IEC 60079-14 标准进行安装和维护)。

 

这一要求,加上限制性更强的回路负载和功能限制,意味着齐纳式安全栅已经在很大程度上被本质安全电气隔离器所取代。

 

 

 

本质安全电气隔离器是什么?

本质安全电气隔离器的设计不同于齐纳式安全栅如 PR 9000 系列设备。

 

两种设备均可限制进入危险区域的能量,然而通过在设计中添加变压器和光电隔离器等组件,可实现输入、输出与电源之间的电气隔离。这被称为“3 端口电气隔离”(如下图所示)。

 

根据不同应用,还可使用回路供电和 2 端口电气隔离器。

 

典型本质安全 3 端口电气隔离器的安装如下所示。

 

典型本质安全 3 端口电气隔离器的安装如下所示

 

由于这些设备包含电气隔离,因此无需专用的本质安全接地端。相比齐纳式安全栅,仅此一点便大大简化了安装和日常维护的工序。


本质安全电气隔离器的其他优势包括:

  • 更低的回路负载
  • 能够转换和放大信号
  • 提高了抗噪能力和抗扰度

 

如欲了解关于齐纳式安全栅与本质安全电气隔离器之间差异的更多信息,请参阅隔离式安全栅与齐纳式安全栅。

 

 

 

危险区域认证设备是什么?

安装在危险区域或与其相关联的设备对于预期用途而言须足够安全,并符合相关区域所采用的所有防爆方法要求。

 

在欧盟范围内,此类设备必须经过 ATEX 认证。在欧洲需要 ATEX 证书,另外还有在各国受到国际认可的 IECEx 证书。

 

尽管 IECEx 证书受到了普遍认可,或仍需取得某些国家指定证书。认证应由公告机构执行,将证明符合相关标准和保护方法。


证书包含关于产品的重要信息,包括:

  • 认证机构
  • 证书编号
  • 参考标准
  • 适用型号
  • 产品说明
  • 产品标志要求
  • 电气数据
  • 实体参数
  • 安装要求
  • 特定使用条件
  • 健康与安全要求
  • 证书历史
PR9106 ATEX certificate

 

为了确保安全,危险区认证设备必须根据相关安装说明安装,并遵循证书中规定的所有特殊使用条件。

 

 

 

本质安全实体参数和回路计算

典型的本质安全回路包括 3 个必须考虑的主要组件:

  • 本质安全设备 - 安装在危险区的经认证的现场设备。
  • 相关设备 - 安装在安全区中,但与危险区中的设备相连接的设备(如本质安全栅)。
  • 现场接线 – 可兼容的连接电缆。

 

本质安全电路的安全设计需要进行“本质安全回路”计算。

具体特性或“实体参数”适用于回路中的每个组件或设备。可在产品证书和安装图中找到相关值。

随后,简单本质安全回路计算可用于确定哪些设备可以安全连接,以及连接电缆的最大长度。

下表显示了回路中每个组件的典型实体参数。

 

 

用于回路计算的实体参数

 

将相关设备的值与本质安全设备的相应值进行比较,以确定设备是否兼容。然后进行计算,以根据相关的电容和电感值确定最大电缆长度。

本质安全回路要求如下所示:

 

本质安全回路要求

 

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