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1、一、概述WJ9000 系列齐纳安全栅是本质安全型气仪表和电气装置的关联设备，该产品依据 GB3836.1-2023爆炸性气体环境用电气设备第 1 局部通用要求 和GB3836.4-2023爆炸性气体环境用电气设备 第 4 局部本质安全型“i”中有关规定制造生产。产品经国家级仪器仪表防爆安全监视检验站NEPSI防爆检测合格，并取得防爆合格书。WJ9000 系列齐纳安全栅共有 40 多种不同的型号规格，可与各种现场一次仪表如变送器数字通讯的智能变送器、4-20mA 模拟信号的一般变送器、国产DDZ-型变送器、电气转换器、电气阀门定位器、各类热电偶、开关触点及模拟开关、流量仪表涡轮、腰轮、刮板、旋涡
2、等流量变送器、电磁阀及各种特别仪表组本钱质安全防爆系统，用于现代化工业的自动化过程掌握，广泛地应用在石油、化工、医药、船舶等领域。WJ9000P 系列齐纳安全栅是WJ9000 系列齐纳安全栅的补充，其用途和WJ9000 系列一样，分为二类， 第一类为B 组气体而设计二种型号，其次类为 C 组气体而设计七种型号，其特点是安全栅的端电阻降低了，给设计部门和用户选用安全栅的范围拓宽 了，但供给应现场的能量也随着增加，要求更加慎重 地核对现场设备如变送器、电磁阀等的电气参数，以确保联用后的安全效果。二、构造WJ9000 系列和 WJ9000P 系列齐纳安全栅承受统一的外形和安装尺寸，安全栅电路用阻燃环
3、氧树脂浇封在壳体内，各接线端子间的爬电距离、电气间隙及材料的相对泄痕指数都符合 GB3836.4-2023 和GB3836.1-2023 中的有关规定。外形见图 2-1。外形尺寸： 94mm宽62mm高14.2mm厚三、工作原理1、齐纳安全栅根本电路：见图3R1D2D1BX11D3D44R2BX222、电路由快速熔断器 BX1，限压元件 VD1、VD2齐纳二极管或二极管，限流电阻 R1电阻器或非线性元件三局部组成。正常操作条件下，非本安端 1、2 之间所加的电压低于最高电压Vmax更低于齐纳二极管的齐纳电压，此时VD1、VD2 处于不导通状态，除有极微小的漏电流以外，是“开路”状态，安全栅电路
4、等效于一个电- 1 -阻串联在信号回路内，只要漏电流小于规定值，安全栅电路不会影响系统的正常工作。当非本安端发生故障，例如在非本安端 1、2 之间因某种缘由混入高电压，使齐纳二极管反向击穿，呈“导通”状态，此时齐纳二极管VD1、VD2 把混入的高压限制在齐纳电压上，在安全栅的本安端3、4 上不会消灭高电压，齐纳二极管一旦导通以后，其电流急剧上升雪崩过程把串联在电路中的熔断器FA1 瞬时熔断，切断了至现场的高电压，防止了高电压引爆现场爆炸性物质的危急，从而保护了现场设备及人员的安全。当现场危急区内发生故障，例如负载短路了， 安全栅电路中的限流电阻R1 马上起限流作用，把短路电流限制在某一个电流值
5、之内，这个电流值是安全值， 故现场也是安全的。齐纳安全栅的安全保护作用，实际上是对能量的限制作用，在本质安全防爆系统中，由于安全栅的功能，所以不管发生任何故障都保证到现场危急区 的能量限制在一个安全值不会点燃规定的分级、分组爆炸性气体混合物，从而保证现场安全。四、技术规格及主要技术参数1、防爆标志：ExiaCWJ9006P 和 WJ9018EP 为ExiaB2、最高允许电压：250VA/DC3、安装位置：安全区域4、安装方式：汇流条铜排5、安装尺寸：M4 爆栓间距 11.5mm6、环境条件：连续使用温度-10+45贮存温度-40+807、主要技术参数见表 4-1、4-2、4-3五、最大允许负载
6、参数1、安全栅的最大允许负载参数是最大允许电容Ca 和最大允许电感La。2、表 5-1 中所列的数值表示用于C 气氛氢气 除 WJ9006P 和 WJ9018EP 用于B 气氛以外，对于 B 和A 气氛，其最大允许负载参数应由防爆检验机构认可。3、安全栅和贮能仪表如变送器连接时， 这些仪表和连接导线都是安全栅的负载。导线的最大 允许电缆参数 Cc 和 Lc 应等于或小于安全栅的最大允许负载参数 Ca 和 La 减去仪表输入端未经保护的电容Ci 和电感Li，即应满足以下的条件：CcCa-Ci；LcLa-Li4、电缆本身的分布参数一般由电缆生产厂给出， 对于没有给出分布参数的仪表信号电缆可按 Cc
7、=60 100PF/m 和L/R=25 h/ 来计算电缆长度。5、仪表中未经保护的电容 Ci 和电感Li 由防爆检测机构在认证仪表时予以给出- 2 -安全参数极性通路工作电压 最高根本电路主要技术参数见表 4-1- 3 -型(v)(mA)+(v)(V)WJ90012893223535WJ9001R2893223535WJ9001A2893223535WJ9001AR2893223535号UoIoac端电阻单 双()Uw电压 本安端非本安端危急区安全区1324典型应用智能变送器、通用变送器： ST3000、SMAR、M00R 1151、1751、FC、EJA1、智能变送器、通用变送器： ST30
8、00、SMAR、M00R、1151、1751、FC、EJA2、国产 DDX-型变送器WJ900226.426.424130 (20mA)1.4V+824.025.2325.21智能变送器、通用变送器：4ST3000、SMAR、M00R、1151、WJ9002R26.4(20mA)25.2WJ90032293223535WJ9003R229322353526.42413024.025.221751、FC、EJA9.1939.193201002010010200102001515015150284728472.55002.5500WJ9004AWJ9004WJ9004BWJ9004CWJ9004D
9、WJ900513 科隆公司：2金属转子流量计1166.06.51166.06.542816164 浮筒液位变送器热电偶428161631546.06.5546.06.5421041212.51041212.56212425.56212425.5210.60.6531210.60.6542180.60.6551180.60.6562180.60.65热电偶输入：配高输入阻抗二次仪表，开关量热电偶低阻二次仪表电感限幅探测仪器脉冲量涡轮，腰轮，刮板。 桥路供电流量变松器热电阻3WJ9005A3328WJ90063003003938722-3535三线制热线电阻432828WJ9006P2893171
10、气体组别B1.4V+8 1.4V+822-3522-3522-3535335354电磁阀，开关IC1变送器，调整器输出，电磁阀，2开关等WJ900726.424130 20mA24.025.2341调整器输出: (放射极输出)2FC.EKV187.SSC.YS80.760WJ90083289322-35354IC 12电磁阀(单控)开关型号(v)(mA)2828289328281192828313.5102893282893282893WJ9009安全参数UoIo极性通路端电阻+ac单双() 1.4v+主要技术参数见表 4-2302425.51.4v+2425.54工作电压最高根本电路Uw (
11、v)电压(V)本安端危急区非本安端安全区典型应用31规律电路返回信号230WJ9010310241.4v+82425.5325.52372426.51.4v+82426.510K2425.5344智能变送器、通用变送器：1 ST3000、SMAR、M00R、1151、1751、FC、EJA,调整器输出、2 开关WJ9010PWJ9011变送器, 调整器输出、开关12开关:大电流负载,如继电器式5闪光报警等61WJ901225接近开关(P+F 公司)6WJ9013WJ9013R24.025.53431824.025.51.4v+1724.025.531ST3000、SMAR、M00R、1151、
12、31824.025.51751、FC、EJA,调整器输出、1.4v+1724.025.5432IC1智能变送器、通用变送器：开关WJ9015289322-3535WJ9016102005467WJ9016P103003767WJ9016A1515010412.013WJ9016AP152915512.013.0WJ9016B2214715018.019.0WJ9016BP222131051819WJ9016C28933102425.5WJ9016CP281192392425.522-353542电磁阀(双控),开关IC3172425.53906.07.01167116710412.013.01
13、0412.013.0155181915518193102425.53102425.51682425.51682425.531522234081818.5气体组别B28928267.57507.575013.714013.7140221472214728932893281712817126872051WJ9018 WJ9018A WJ9018C WJ9018D WJ9018E WJ9018EP WJ9018F直流 6V,沟通 4V 系统6VDC 系统3 1直流 12V,沟通 6V 系统12VDC 系统4 2直流 18V,沟通 12V 系统18VDC 系统调 节 器 输 出 : ( 发 射 极 输
14、出)FC.EK.V187.SSC.调整器输出 电磁阀涡轮，腰轮等变送器的发讯器气体报警器供电直流 12V,沟通 9V 系统31直流 18V,沟通 12V 系统42电磁阀(双控),开关单、双控电磁阀(直流 24V,沟通 18V 系统)Bently 轴承监测元件振动传感器主要技术参数见表 4-3型号安全参数UoIo(v)(mA)+极性ac通路单 双端电阻( )工作电压Uw (v)最高电压(V)本安端危急区根本电路非本安端典型应用WJ90199100910098986677电容探测器应变桥路供电四线制热电阻WJ9019P925925376376777.57.531应变桥路返回信号WJ9019A121
15、2121210161016101010.510.542应变桥路返回信号WJ9019B12801280167167101010.510.5应变桥路供电WJ9019BP12157121578080101012.510.5应变桥路供电安全区WJ9088虚拟安全栅用于固定预留设备的电缆把危急区电3路引向地43虚拟安全栅用于固定预留设备的电缆通过电阻把12虚拟安全栅WJ9088R危急区电路引向地142表 WJ9000、WJ9000P 系列齐纳安全栅最大负载参数表 5-1允许电容Co允许电感Lo参型数号允许电容Co允许电感Lo参型数号组别允许电容Co允许电感Lo FmH FmH FmH0.114.2WJ9
16、0163.00.95WJ9006P0.0834.2WJ9016A0.581.65B0.653.00.0834.2WJ9016B0.161.75WJ9016P0.0834.2WJ9016C0.0834.2C3.00.3950.1654.2WJ9018A100.013WJ9016AP0.1654.2WJ90194.93.6C0.580.320.0834.2WJ9019A1.4160WJ9016BP0.0834.2WJ9019B1.45.0C0.160.270.0150.5WJ9018C0.580.32WJ9016CP0.0150.5WJ9018D0.161.75C0.0832.470.0150.5
17、WJ9018E0.0834.2WJ901EP10000.4WJ9018F0.0991.6B0.653.00.0834.2WJ9004B3.00.95WJ9019P0.0834.2WJ9004C0.580.32C4.9400.0834.2WJ90040.161.65WJ9019BP0.083500WJ90150.0832.4C1.41.30.85200WJ9004D0.0834.2B2023PC0.0832.4参 数型 号WJ9001WJ9001RWJ9001AWJ9001ARWJ9003WJ9003RWJ9006WJ9008WJ9002WJ9002RWJ9007WJ9005WJ9013WJ90
18、13RWJ9010WJ9011WJ9012WJ9005A10000.4WJ90090.083- 5 -六、实际应用危急区安全区WJ900231WJ9002+22-35V- 6 -WJ9000 系列齐纳安全栅应用举例1、变送器 智能变送器、一般变送器4智能变送H H C器21-5V4-20 2500vmAH H CST3000、EJA、MOOR、1151、1751智能变送器和安全栅组本钱安防爆系统时，要求安全栅具备通讯功能。当变送器供电电源电压波动范围大的状况下，选用 WJ9001WJ9001R齐纳安全栅，该安全栅内部具备电压浮动性能，在供电电源电压 2235VDC 变化时，都能保证供给变送器
19、13V 以上稳定电压工作电流 20mA，负栽 250 ，同时具备数字通讯功能。但该安全栅的功耗为35mAmax工作电流 20mA，供电电压 35VDC 时，所以请留意供电系统的供电力量。假设要求供给变送器的电压在 16VDC 以上，请选用 WJ9002WJ9002R 安全栅。其功耗为50mAmax工作电流 20mA，供电电压 35VDC 时。见图 6-1,6-2危急区安全区WJ9001A图 6-3注：R 为外接 250 电阻，将 4-20mA 信号转换为 1-5V 输出。当供电电源电压波动时22V35VDC 范围内，请选用WJ9001WJ9001R或WJ9002WJ9002R。见图 6-1，6
20、-2 国产DDZ-型变送器：国产DDZ-型变送器要求供电电压在 16V 以上， 和 安全栅 组本钱安 防爆系 统时， 选用 WJ9002WJ9002R可以满足要求，该安全栅在供电电源电压2235VDC 范围内都可供给变送器 16V 以上电压。但该安全栅有功耗50mAmax，请留意系统供电力量。见图3WJ9001 124智能变送H H C+22-35V 1-5V4-20 250 0vmA6-1，6-22、热电阻热电阻测温时，请选用WJ9005 安全栅，该安全栅器图 6-1H H C为双通路沟通极性型安全栅，供给对热电阻的二根线保护见图，假设需要对热电阻的三根线都供给保护，可注：R 为外接 250
21、 电阻，将4-20mA 信号转换为 1-5V 输出。选用WJ9005 安全栅，WJ9005 为低内阻安全栅18危急区安全区WJ9001AR便于和测量仪表协作。在正常工作电压时的漏电流在 1 A 以下，不影响测量精度。见图 6-43WJ9001R124智+22-35V危急区 安全区34WJ9005121-5V能变送H H C4-20 250 0vmA器H H C危急区 安全区56 WJ9005A7123图 6-2当供电电源电压稳定时 24V25.8VDC，选用 WJ9002WJ9003R，WJ9010 最适宜。当供电电压 24VDC 时，WJ9002WJ9003R供给应变送器电压VDC，WJ90
22、10 供给应变送器的电压12VDC。见6-3 图图 6-43、热电偶热电偶选用WJ9004B 安全栅，WJ9004B 为双通路沟通性安全栅，其内阻为 54 。为消退环境条件对测量精度的影响，应把补偿导线始终连到二次仪表，并在那里进展冷端补偿，二次仪表应选用高阻抗测量仪表。见5、开关开关量输入输出可选用WJ9010 安全栅，内阻比较大310 ，因此适用小负载电流，例如 CM0S 电路、LED 指示灯、小型继电器12V、20mA等负载。 WJ9011 安全栅可作为开关量输入，具有输入阻抗高，负载力量强，能驱动大电流负载。图 6-5危急区 安全区量31测WJ9012 安全栅可作为接近开关输入，其端子
23、5、6 可直接作为干触点，接DCS 的数字量输入卡。热电偶4 WJ9004B2仪表见图 6-8危急区 安全区3+24VWJ90114开关12560v图 6-5危急区 安全区3+24VWJ90124接近开关12560v4、调整器输出和电气转换或电气阀门定位器配用调整器输出为集电极输出回路选 WJ9010 双通路安全栅，供给双线保护，内阻 310 。见图 6-66、电磁阀单控电磁阀图 6-8危急区安全区调整器I34WJ9010P12气体转换器危急区安全区3+22-35VWJ9006单控电磁阀412选用 WJ9006、WJ9008 安全栅，供电电源电压在图 6-6调整器输出为放射极输出回路选 WJ9
24、016c、WJ9007 安全栅，WJ9016C 安全栅内阻 310 ，WJ9007 安全栅限流电路承受集成化变阻器电路，内阻低，负载力量强。见图 6-72235V 范围内波动都可正常工作。掌握开关在供电电源正端选用WJ9008，掌握开关在负端选用WJ9006。 见图 6-9危急区安全区调整器I34WJ9007P气体转换器12危急区安全区3WJ900812+22-35V0v单控电磁阀4图 6-7图 6-9双控电磁阀选用WJ9015 双通路安全栅，在安全区回路中直接与 DCS 卡件或直流 24V 伏电源相连，将卡件或直流 24V 伏电源供给的直流配电输送给危急区的两个电磁阀，并承受来自系统的两个开
25、关量信号掌握。见图 6-10危急区 安全区WJ9000P 系列齐纳安全栅应用举例1、二线制、4-20mA 变送器对于气体分级为 C 的应用场合， 可选用WJ9010P，在 24V 电源供电状况下，安全栅可向变送器供给高达 13.3V20mA 时的电压，见图 6-12双控电磁阀WJ9015 1342+24V危急区安全区变送器34WJ9010P 12+24V1-5V-420mA 2500v+24V0v7、应变电桥危急区 安全区3+24VWJ9018E412+24V问迅器0v图 6-10图 6-122、开关、数据采集，规律回路系统对要求低电压供电的设备，选用 WJ9016P 等，由于其端电阻低达 3
26、7 WJ9016 端电阻为 54 ，因而安全栅端压降较小。见图 6-13危急区安全区3WJ9016P14+6V0v开关2应变电桥被广泛用于各种称重系统中，当与齐纳安全栅组成一个本安系统时，一般要用二只或二只以上的齐纳安全栅。可选用一只或二只并联WJ9004C 沟通极性齐纳安全栅作为供电回路保护。3、调整器的输出图 6-13危急区安全区3+10V4WJ9019B 12-10V0v35034WJ9019A 12输出(mA)信号输出回路可选用内阻大的 WJ9019A 沟通极性齐纳安全栅。见图 7-11调整器输出为放射极输出回路，选用安全栅型号如 WJ9016CP、WJ9006P，由于其内阻均较低，故
27、安全栅上的压降很小。见图 6-14危急区安全区WJ9006P调整器IP34WJ9016CP12气体转换器图 6-11图 6-14- 8 - 调整器输出为集电极输出回路，应中选用WJ9010P。见图 6-15关，其系统组成如图 6-17，还可用于直流 12V、沟通 9V 供电系统。- 11 -危急区安全区调整器I3WJ9010P4P12气体转换器危急区安全区34WJ9018C12+12V负接近开关载0v4、电磁阀图 6-15图 6-176、涡轮、腰轮、刮板等变送器WJ9018 用作脉冲量输入，适合配用本安型涡轮、腰轮、对于大功率的电磁阀， C 场所可以选用WJ9006P 、 WJ9016CP ，
28、 B 场 所 可 选 用WJ9018EP。见图 6-16刮板、旋涡等流量变送器，接收其产生的脉冲量信号， 其系统组成如图 6-18。危急区 安全区+24VPLUSE GND34WJ901812+24V1-5V0v危急区安全区322-35VWJ9006P412单控电磁阀图 6-18危急区 安全区3WJ9016CP41222-35V0v单控电磁阀危急区 安全区3 WJ9018EP 124V5、传感器42双控电磁阀图 6-1624V0vWJ9018C 用作开关量输入，危急区为三线制接近开 WJ9000 系列齐纳安全栅选用表供电电压配用齐纳安全栅系统现场仪表组成图稳定V波动V型号通路供给变送器电压智能
29、变送器、一般变送器WJ9001单13V供电 35V 时6-1ST3000，SMAR，EJA MOOR，1151、1751242235WJ9002R35mAmax智能变送器、一般变送器WJ9002 WJ9002R双13V供电 35V 时6-3ST3000，SMAR，EJA MOOR，1151、1751242235WJ901035mAmax国产变送器：DDZ-型变送器242235WJ9001A WJ9001AR单16V6-1金属转子流量计WJ9003单13V242235WJ9003R阻0.60.65WJ9005A双6-4偶1616WJ9004B双6-5集电极输出2425.5WJ9010双6-6放射
30、极输出2425.5WJ9016C WJ9007单6-7CMOS 电路 LED 灯2425.5WJ9010双等小电流负载242235WJ9006双继电器等大电流负载2425.5WJ9011双6-8接近开关2425.5WJ9012双6-9单 控242235WJ9018E双6-10WJ9008单6-11双 控242235WJ9015双6-12热 电热 电调整器 输出开关电磁阀脉冲量涡轮，腰轮，刮板齿轮，旋涡等流量变 送 器122425.52425.5WJ9004C双WJ9004D双WJ9002双注：脉冲频率1.5KHz齐纳安全栅与主要集散掌握系统DCS选配表序号DCS 集散系统Bailey INFI
31、90FisherProvoxFoxboroI/ASeriesHoneywellTDC3000PMYokogawaABBCENTUMXLMODTayler300TM14-20mA 输入信号O/I 卡件CIS02CL6821FBM01MAC2ASI016861FBM04MUPAIHSIVM1.2ASM016862(EA1.5/Z)为变送器供电24V524V524V524V524V524V5FC1151，1751,SD 及WJ9002WJ9002WJ9002WJ9002WJ9002WJ9002S 系列变送器WJ9001WJ9001WJ9001WJ9001WJ9001WJ9001供电12VDC国产变送
32、器WJ9001AWJ9001AWJ9001AWJ9001AWJ9001AWJ9001A供电16VDC(外供电)(外供电)(外供电)(外供电)(外供电)(外供电)智能变送器WJ9001WJ9001WJ9001WJ9001WJ9001WJ9001WJ9002WJ9002WJ9002WJ9002WJ9002WJ9002WJ9010(P)WJ9010 (P)WJ9010 (P)WJ9010 (P)WJ9010 (P)WJ9010 (P)24-20mA 输出信号I/O 卡件CIS02CL6821FBM84MU-AP0X01MAC2.PAC6871,6873FBM06(EA1.5/Z)输出方式放射极带放射极放射极放射极放射极返回监视最大负载电阻600600600600600选用安全栅及其WJ9002WJ9007WJ9007WJ9007WJ9007WJ9007在 20mA 时的阻值210130130130130130现场允许电阻390470605620470I/P 等设备3热电偶及热电阻信号I/O 卡件ASI02.03CL6821FBM02MU-PAIL01MAC2.VM1ASM02.036863.6804FBM02(ET,ER5)各类热电偶WJ9004B