安全栅防爆原理及种类

　　1、安全栅定义

　　安全栅作为连接本安电气设备与非本安电气设备之间的接口设备，是防爆电气系统设计中的主要关联设备。一般将其定义为装有本质安全电路和非本质安全电路，且结构使非本质安全电路不能对本质安全电路产生不利影响的电气设备。其防爆原理是通过各种能量限制手段，使其本安侧输出的能量在规定试验条件下产生的电火花或热效应均不得点燃规定的爆炸性气体混合物。其本安特性主要以本安参数进行描述。

　　2、安全栅种类

　　为了与不同类型和参数的本安设备配接，相应的安全栅种类非常多。按通道数量可分为单通道和双通道；按极性可分为有极性和无极性；按信号种类可分为开关量和模拟量等。各种安全栅从保护原理上主要分为齐纳式和隔离式安全栅，见图1。

　　隔离式安全栅不仅能够有效抑制能量，还可以对信号进行有效隔离。在保证安全的同时，大大增强了检测和控制回路的抗干扰能力，获得了大量应用。

3、安全栅防爆原理

　　与安全栅定义相对应，只有安全栅输出的电气信号可被称为本安信号，其电路包含了非本安电路和本安保护电路，通过机械隔离、电气隔离、电气限能等设计手段来保证安全栅的本安输出特性。

　　这里对限能单元进行简单说明。图1（b）给出了限能单元的示意图，限流电阻R保证电源短路时为本安输出；齐纳二极管组合Z把电压限制在开路电压以下；当二极管导通时，保险丝F会熔断，此时电路将断开，阻止二极管的损坏导致过量的电压窜至本安输出侧。需要注意的是，R、Z、F可以是分立元件，也可以是电路组合型式；所有并联实施的保护需要考虑电路的可靠连接；半导体保护元件须采用双重化措施。

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