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1、第4章执行器及安全栅下第1页，本讲稿共17页对对于于类类电电气气设设备备，电电路路电电压压限限制制在在30VDC时时，各各种爆炸性混合物按最小引爆电流分为三级。种爆炸性混合物按最小引爆电流分为三级。表4-1 爆炸性混合物的最小引爆电流级 别最小引爆电流（mA）爆炸性混合物种类 i120甲烷、乙烷、汽油、甲醇、乙醇、丙酮、氨、一氧化碳 70i120乙烯、乙醚、丙烯晴等 i70氢、乙炔、二硫化碳、市用煤气、水煤气、焦炉煤气等不同的危险等级对电气设备的防爆要求不同，不同的危险等级对电气设备的防爆要求不同，煤矿井下用电气设备属煤矿井下用电气设备属类设备；有爆炸性气体的类设备；有爆炸性气体的工厂用电气设
2、备属工厂用电气设备属类设备；有爆炸性粉尘的工厂类设备；有爆炸性粉尘的工厂用电气设备属用电气设备属类设备。类设备。第2页，本讲稿共17页 4.2.2 安全火花防爆系统 电动仪表存在电路打火的可能。如果从电路设计就开始考虑防爆，把电路在短路、开路及误操作等各种状态下可能发生的火花都限制在爆炸性气体的点火能量之下，则此仪表称为安全火花防爆仪表。安全火花防爆仪表只能保证本仪表内部不发生危险火花，对其它仪表通过信号线传入的能量是否安全则无法保证。如果在与其它仪表的电路连线之间设置安全栅，防止危险能量进入，则完全做到了安全火花防爆。第3页，本讲稿共17页构成安全火花防爆系统的二要素：构成安全火花防爆系统的
3、二要素：在危险现场使用的仪表必须是安全火花防爆在危险现场使用的仪表必须是安全火花防爆仪表（本安仪表）。仪表（本安仪表）。现现场场仪仪表表与与危危险险场场所所之之间间的的电电路路连连接接必必须须经经过安全栅（防爆栅）。过安全栅（防爆栅）。第4页，本讲稿共17页安全栅是传递正常信号、阻止危险能量通过的保险器件。如在信号通路上串联一定电阻，起限流作用，可称作电阻式安全栅。其缺点是正常信号也衰减，且防爆定额低。4.2.3 安全栅的工作原理如热电偶温度变送器的输入端第5页，本讲稿共17页存在的问题：q有两点以上接地，会造成信号通过大地短路或形成干扰（除安全栅接地外，相连仪表也有接地）qR1、R2对仪表正
4、常的工作仍有影响，阻值过大影响仪表的恒流特性，过小起不到限流作用。基本设想：用二极管VD1、VD2进行限压，用电阻R1、R2及熔断丝F进行限流。4.2.3.1 齐纳式安全栅第6页，本讲稿共17页（2）由由VD1VD4和和F1 F2组组成成限限压压电电路路。背背靠靠背的齐纳管中点接地，改直接接地为保护时接地。背的齐纳管中点接地，改直接接地为保护时接地。（1）用晶体管限流电路取代固定电阻。VT3工作于零偏压，作为恒流源向VT1提供足够的基极电流，保证信号在420mA范围内VT1处于饱和状态。改进后的齐纳式安全栅第7页，本讲稿共17页正常时VT1饱和导通 VR1=0.1 0.5V VT2不通过流时V
5、R 1 0.6V VT2导通，分流VT3的电流 VT1退饱和退饱和 Vce1呈现较高的电阻呈现较高的电阻v要求快速熔断丝熔断时间 0.6VVT3导通，分流VT4退饱和 Vce4 限流限流限流特性限压特性第14页，本讲稿共17页（3）调制解调电路调制：VD13、VD14交替工作送往变送器的DC420mA 交替通过T2原边解调：T2副边1：1耦合复合管VT7VT10整流-第15页，本讲稿共17页2 执行端安全栅执行端安全栅 用用于于控控制制室室中中调调节节器器和和现现场场执执行行器器之之间间，是是420mA调调节节信信号号送送往往现现场场的的安安检检通通道道。与与检检测测端端安安全栅的区别：全栅的区别：信号传输方向相反，信号传输方向相反，不需给现场供电。不需给现场供电。电路原理基本相似。电路原理基本相似。第16页，本讲稿共17页总结安全火化防爆系统隔离式安全栅安全火化防爆仪表安全栅齐纳式安全栅第17页，本讲稿共17页