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1、仪表本安防爆技术及其在化工现场的应用iLCZ版仪表本安防爆技术及其在化工现场的应用（最新版）Securitytechnologyis anindustry thatuses securitytechnology toprovide securityservices tosociety.Systematic design,service andmanagement. （平安管理）单位 姓名日期 编号:AQ-SN-0724化工平安技术Chemical Safety Technology化工平安取 以集中参数的方式考虑电缆分布参数的办法衔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=
2、Ck XL电缆最大允许分布电 感Lc:Lc=Lk XL式中:Ck 一电缆单位长度分布电容；Lk 一电缆单位长度 分布电感；L一实际配线长度本质平安电缆是一种低电容、低电感的 电缆、与另外电缆相比具有优异的屏蔽性能和抗干扰性能，适用于爆 炸危急场所及另外防爆平安要求较高的场合在使用中应注重以下几 点1本安线路内的接地线与屏蔽衔接线要牢靠绝缘2信号回路的接地 点应在控制室侧，当采纳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 侧接信号回化工平安技术Chemical Safety Technology化工平安路地5.3设备温度等级设备温度等级规
3、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状况下，有较低温 度等级的设备购买和平安方面费用较高利用比较，选用本安设备将越 发有效和经济直接安装在危急场所的本安设备需要考虑设备温度等 级，而关联设备不需要举行设备温度等级的部分设备温度等级一定要 小于使用在该危急场所环境中可燃物质的点燃温度，否则会引起燃烧 爆炸表2温度组别对比表电气设备表面最高温度450300202235100 第10页化工平安技术Chemical Safety Technology化工平安85温度组 别 T1T2T3T4T5T65.4本安电气设备的选用原则1容易设备根据GB383642000防
4、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的电器设备可视为容易设备，他们的典型 特征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急场所的现场设备、必需明 确以下问题团是否已根据DB3836.1-2000 和 GB3836.4-2000要求设计并已化工平安技术Chemical Safety Technology 化工平安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急场所的平安要求本安电路是否接地或 接地部分的本按电路是否与平安栅接口部分的有电路加以有效隔离 信号传输的方式及本
5、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，挑选相对应的平安栅3平安栅的选用 原则平安栅的防爆标志等级必需不低于本安现场设备的防爆标志等 级确定平安栅的端电阻及回路电阻能够满足本安现场设备的最低 工作电压平安栅的本安端平安参数可以满足UocWUi、IscWIi、CaN Ci+Cc、LaNLi+Lc的要求平安栅要与本安现场仪表的平安极性及信号 传输方式相匹第12页化工平安技术Chemical Safety Technology化工 平安配做好相应的庇护工作，避开平安栅的漏电电流影响本安现场 设备的正常工作6结束语虽然本安型仪表在仪表匹配、电缆的使用和 接地等方面有许多特别
6、的要求，但随着微电子技术、微处理器技术的 快速进展，工业自动化仪表已趋于低功耗、电子化、小型化进展，越 发简单实现本质平安，综上所述，对于自动化仪表而言，本安防爆技 术是一种比较抱负的防爆技术，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XXX图文设计本文档文字均能 够自由修改第13页化工平安技术I Chemical Safety Technology化工平 安仪表本安防爆技术及其在化工现场的应用（最新版）说明平安技术 防范就是通过平安防范技术为社会公众提供一种平安服务的产业既 然是一种产业，就要有产品的研制与开发，就要有系统的设计、工程 的施工、服务和管理能够下载修改后
7、或直接打印使用1引言在许多化 工工业过程中，需要处理一些易燃易爆的工艺介质为确保人员生命和 生产装置的财产平安，防爆技术已经应用于各个行业及相关专业，形 成一系列的行业、国家和国际标准，并随着工业的进展而进展对于自 动化仪表，最常用的防爆形式是本安型、隔爆型和增安型因为电子技 术的飞快进展和低功耗电子器件的不断出生，本安防爆技术的获得了 更为广大的推广和应用特殊是因为本质平安型（简称本安型）防爆形 式与其他防爆形式相比，不仅具有结构容易，适用范围广，而且还具 有易操作和维护便利等特征，因此这种利用抑制点火源能量为防爆手 段的本安型防爆仪表已被创造商和用户接受化工平安技术I Chemical S
8、afetyTechnology化工平安2本质平安防爆技术的原理与特征2.1本质平安防爆技术的原理本安防爆技术实际上是一种低功率设 计技术例如对于氢气II C环境，必需将电路功率限制在L3W左右由此 可见，本安技术能很好的适用于工业自动化仪表针对电火花和热效应 是引起爆炸性危急气体爆炸的主要引爆源，本质平安技术利用限制电 火花和热效应这两个可能的引爆源来实现防爆在正常工作和故障状 态下，当仪表产生的电火花或热效应的能量小于一定程度时，低度表 不行能点燃爆炸性危急气体而产生爆炸它实际上是一种低功率设计 技术原理是从限制能量入手，牢靠地将电路中的电压和电流限制在一 个允许的范围内，以保证仪表在正常工
9、作或发生短接和元器件损坏等 故障状况下产生的电火花和热效应不致于引起其周围可能存在的危 急气体的爆炸通常对于氢气环境，也就是危急程度最高、最易爆的环 境，必需将功率限制在1.3W以下国际电工委员会IEC规定，在危急程度最高的危急场所0 区，只能采纳Exia等级的本安防爆技术因此，本质平安防化工平安技 术I ChemicalSafetyTechnology化工平安爆技术是一种最平安、最牢靠、 适用范围最广的防爆技术本质平安型仪表设备按平安程度和使用场 所不同，可分为Exia和ExiboExia的防爆级别高于Exibo Exia级本质平 安仪表在正常工作状态下以及电路中存在两起故障时，电路元件不会
10、 发生燃爆在ia型电路中，工作电流被限制在100mA以下，适用于0 区、1区和2区Exib级本质平安仪表在正常工作状态下以及电路中存 在一起故障时，电路元件不发生燃爆炸在ib型电路中，工作电流被 限制在150mA以下，适用于1区和2区3.2本质平安防爆技术的特征1不需要设计创造工艺复杂、体积浩大 且又粗笨的隔爆外壳，因此，本安仪表具有结构容易、体积小、分量 轻和造价低等特征据资料，建立一个本安型和隔爆型开关传输回路的 费用之比约为I：4o2可在带电状况下举行维护、标定和更换仪表的部 分零件等3平安牢靠性高本安仪表不会由于紧固螺栓的走失或外壳 结化工平安技术I ChemicalSafetyTec
11、hnology化工平安合面锈蚀、戈伤 等人为缘由而降低仪表的平安牢靠性4因为本安防爆技术是一种弱 电技术，因此，本安仪表的使用能够避开现场工程技术人员的触电 伤亡事故的发生5适用范围广本安技术是唯一可适用于0区危急场所 的防爆系统6对于像热电偶等容易设备，不需特殊认证即可接入本安 防爆系统可见，与其他任何防爆型式相比，采纳本安防爆技术可给工 业自动化仪表带来技术上的突出特征3本安防爆技术在过程自动化 工程中的应用本质平安防爆系统由三部分组成:现场本质平安仪表、 本质平安电缆及本质平安关联设备现场仪表包括各种安装在危急场 所的一次检测仪表，以两线制变送器为代表的本质平安点电缆带有专 用接地线，以
12、耐久性的纯蓝色与另外电缆相区分;关联设备包括齐纳 式平安栅、隔离式平安栅、其他形式的具有限流、限压功能的庇护装 置能将窜入到现场本安设备的能量限制在平安值内，从而确保现场设 化工平安技术ChemicalSafetyTechnology化工平安备、人员和生产的 平安系统回路以平安栅为界分为本质平安电路和非本质平安电路从 平安栅利用本质平安电缆衔接到现场仪表所构成的电路为本质平安 电路;从平安栅到DCS以及到供电电源的电路为非本质平安电路4本 质平安的防爆认证4.1 本安防爆是整体防爆的概念对构成系统的现场设备、平安栅必需 经过国家授权认证机构防爆认证，同时需要认证机构签发的本安仪表 和平安栅的联
13、合取证确认该本安回路的平安性现场设备为容易设备 时无需本安认证，即可与已取得本安认证的平安栅协作构成本安防爆 回路容易设备是指触点开关、热电偶、热电阻、发光二极管以及桥路 等，设备中不含储能元件4.2 本质平安回路防爆认证的原则现场本安设备，平安栅认证参数要 匹配，匹配参数如表1所示表1平安栅认证匹配参数平安栅参数化工 平安技术I ChemicalSafetyTechnology化工平安平安栅参数匹配条件本 安仪表参数十电缆参数Uoc Uilsc Wli Ca2Ci+Cc La2Li+Lc其中Uoc:最高 开路电压在最高允许电压范围内本安端开路时电压最化工平安技术 ChemicalSafety
14、Technology化工平安大值；Isc:最大短路电流在最高允 许电压范围内本安端短路时电流最大值；Ca:允许分布电容保证本质 平安性能状况下本安端最大允许外接电容；La:允许分布电感保证本 质平安性能状况下本安端最大允许外接电感;Ui:最高输入电压施加到 本质平安现场仪表上，不会使本质平安性能失效的最高电压；最高 输入电流施加到本质平安现场仪表上，不会使本质平安性能失效的最 大电流；C:最大内部电容现场本安仪表内总等效电容；Li:最大内部电 感现场本安仪表内总等效电感；Cc:本安电缆的分布电容；Lc:本安电 缆的分布电感5本质平安仪表及回路的特别要求化工平安技术I ChemicalSafet
15、yTechnology 化工平安5.1 对接地的要求本质平安型仪表系统必需具有牢靠的自立接地囱 冏自动化仪表系统有四种类型的接地:本质平安型仪表系统接地、信 号回路接地、屏蔽接地和庇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，本质平安仪表系统需自立设置接地系统，与另外接 地网相距5m以上，普通要求本质平安地的接地电阻小于IQo另外两 种接地电阻按设计或规范要求普通在4Q以下庇护接地可接到电气工 程低压电气设备的庇护接地网上5.2 对衔接电缆的要求从系统布线工程角度考虑，因为衔接电缆存在 分布电容和分布电感，使衔接电缆成为储能元件它们在信号传输过程 不行避开地存储能量，一旦当线路浮现开路或短路时，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 证衔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。