本質安全防爆技術的原理與特點

　　本質安全防爆技術的原理與特點
 

　　由于本質安全型(簡稱本安型)防爆形式與其他防爆形式相比，不僅具有結構簡單，適用范圍廣，而且還具有易操作和維護方便等特點，因此這種通過抑制點火源能量為防爆手段的本安型防爆儀表已被制造商和用戶接受。
 

　　本質安全防爆系統由三部分組成:現場本質安全儀表、本質安全電纜及本質安全關聯設備。現場儀表包括各種安裝在危險場所的一次檢測儀表，以兩線制變送器為代表的本質安全點電纜帶有專用接地線，以耐久性的純藍色與其它電纜相區別;關聯設備包括齊納式安全柵、隔離式安全柵、其他形式的具有限流、限壓功能的保護裝置。能將竄入到現場本安設備的能量限制在安全值內，從而確保現場設備、人員和生產的安全。
 

　　對構成系統的現場設備、安全柵必須經過國家授權認證機構防爆認證，同時需要認證機構簽發的本安儀表和安全柵的聯合取證確認該本安回路的安全性。現場設備為簡單設備時無需本安認證，即可與已取得本安認證的安全柵配合構成本安防爆回路。簡單設備是指觸點開關、熱電偶、熱電阻、發光二極管以及橋路等，設備中不含儲能元件。
 

　　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。
 

　　本安防爆技術實際上是一種低功率設計技術。例如對于氫氣(ⅡC)環境，必須將電路功率限制在1.3W左右。由此可見，本安技術能很好的適用于工業自動化儀表。
 

　　針對電火花和熱效應是引起爆炸性危險氣體爆炸的主要引爆源，本質安全技術通過限制電火花和熱效應這兩個可能的引爆源來實現防爆。
 

　　在正常工作和故障狀態下，當儀表產生的電火花或熱效應的能量小于一定程度時，低度表不可能點燃爆炸性危險氣體而產生爆炸。它實際上是一種低功率設計技術。原理是從限制能量入手，可靠地將電路中的電壓和電流限制在一個允許的范圍內，以保證儀表在正常工作或發生短接和元器件損壞等故障情況下產生的電火花和熱效應不致于引起其周圍可能存在的危險氣體的爆炸。
 

　　設備溫度等級規定了設備表面的最高允許溫度值。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。
 

　　雖然本安型儀表在儀表匹配、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。