齊納式安全柵與本質(zhì)安全隔離的差異

齊納式安全柵是什么？

齊納式安全柵是由一系列齊納擊穿二極管、電阻和熔斷器構(gòu)成的簡單設(shè)備，限制送往危險區(qū)域中相關(guān)聯(lián)設(shè)備的電壓、電流和功率。

典型齊納式安全柵的安裝如下所示。

齊納式安全柵的工作原理相對比較簡單。電阻可限制進(jìn)入危險區(qū)的電流，而齊納擊穿二極管則在發(fā)生故障的情況下導(dǎo)通，鉗位電壓并將過剩電流轉(zhuǎn)移至地面。熔斷器用于在出現(xiàn)過載狀況時保護(hù)齊納擊穿二極管。

隔離式安全柵與齊納式安全柵.

為正常發(fā)揮功能并保持本質(zhì)安全，需要專用的本質(zhì)安全接地端（必須根據(jù) IEC 60079-14 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝和維護(hù)）。

這一要求，加上限制性更強(qiáng)的回路負(fù)載和功能限制，意味著齊納式安全柵已經(jīng)在很大程度上被本質(zhì)安全電氣隔離器所取代。

本質(zhì)安全電氣隔離器是什么？

本質(zhì)安全電氣隔離器的設(shè)計不同于齊納式安全柵如 PR 9000 系列設(shè)備。

兩種設(shè)備均可限制進(jìn)入危險區(qū)域的能量，然而通過在設(shè)計中添加變壓器和光電隔離器等組件，可實現(xiàn)輸入、輸出與電源之間的電氣隔離。這被稱為“3 端口電氣隔離”（如下圖所示）。

根據(jù)不同應(yīng)用，還可使用回路供電和 2 端口電氣隔離器。

典型本質(zhì)安全 3 端口電氣隔離器的安裝如下所示。

由于這些設(shè)備包含電氣隔離，因此無需專用的本質(zhì)安全接地端。相比齊納式安全柵，僅此一點便大大簡化了安裝和日常維護(hù)的工序。

本質(zhì)安全電氣隔離器的其他優(yōu)勢包括：

• 更低的回路負(fù)載
• 能夠轉(zhuǎn)換和放大信號
• 提高了抗噪能力和抗擾度

如欲了解關(guān)于齊納式安全柵與本質(zhì)安全電氣隔離器之間差異的更多信息，請參閱隔離式安全柵與齊納式安全柵。

危險區(qū)域認(rèn)證設(shè)備是什么？

安裝在危險區(qū)域或與其相關(guān)聯(lián)的設(shè)備對于預(yù)期用途而言須足夠安全，并符合相關(guān)區(qū)域所采用的所有防爆方法要求。

在歐盟范圍內(nèi)，此類設(shè)備必須經(jīng)過 ATEX 認(rèn)證。在歐洲需要 ATEX 證書，另外還有在各國受到國際認(rèn)可的 IECEx 證書。

盡管 IECEx 證書受到了普遍認(rèn)可，或仍需取得某些國家指定證書。認(rèn)證應(yīng)由公告機(jī)構(gòu)執(zhí)行，將證明符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和保護(hù)方法。

證書包含關(guān)于產(chǎn)品的重要信息，包括：

認(rèn)證機(jī)構(gòu) 證書編號 參考標(biāo)準(zhǔn) 適用型號 產(chǎn)品說明 產(chǎn)品標(biāo)志要求 電氣數(shù)據(jù) 實體參數(shù) 安裝要求 特定使用條件 健康與安全要求 證書歷史

為了確保安全，危險區(qū)認(rèn)證設(shè)備必須根據(jù)相關(guān)安裝說明安裝，并遵循證書中規(guī)定的所有特殊使用條件。

本質(zhì)安全實體參數(shù)和回路計算

典型的本質(zhì)安全回路包括 3 個必須考慮的主要組件：

• 本質(zhì)安全設(shè)備 - 安裝在危險區(qū)的經(jīng)認(rèn)證的現(xiàn)場設(shè)備。
• 相關(guān)設(shè)備 - 安裝在安全區(qū)中，但與危險區(qū)中的設(shè)備相連接的設(shè)備（如本質(zhì)安全柵）。
• 現(xiàn)場接線 – 可兼容的連接電纜。

本質(zhì)安全電路的安全設(shè)計需要進(jìn)行“本質(zhì)安全回路”計算。

具體特性或“實體參數(shù)”適用于回路中的每個組件或設(shè)備。可在產(chǎn)品證書和安裝圖中找到相關(guān)值。

隨后，簡單本質(zhì)安全回路計算可用于確定哪些設(shè)備可以安全連接，以及連接電纜的最大長度。

下表顯示了回路中每個組件的典型實體參數(shù)。

將相關(guān)設(shè)備的值與本質(zhì)安全設(shè)備的相應(yīng)值進(jìn)行比較，以確定設(shè)備是否兼容。然后進(jìn)行計算，以根據(jù)相關(guān)的電容和電感值確定最大電纜長度。

本質(zhì)安全回路要求如下所示：

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