防爆合格證中本安防爆技術(shù)是目前唯一被標(biāo)準(zhǔn)化適合于0區(qū)的技術(shù)。對(duì)于自動(dòng)化儀表,最常用的防爆形式依次是本安型、隔爆型和增安型。然而由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展和低功耗電子器件的不斷誕生,使本安防爆技術(shù)的推廣和應(yīng)用了更為廣闊的空間。特別是由于本質(zhì)安全型(也稱“本安型”)防爆形式與其他防爆形式相比,不僅具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適用范圍廣,而且還具有易操作和維護(hù)方便等特點(diǎn),因此這種抑制點(diǎn)火源能量為防爆手段的本安防爆已為儀表制造商和用戶接受。
1、本安防爆技術(shù)的基本原理
電火花和熱效應(yīng)是引起爆炸性危險(xiǎn)氣體爆炸的主要點(diǎn)燃源。本安就是通過限制電火花和熱效應(yīng)兩個(gè)可能的點(diǎn)燃源的能量來實(shí)現(xiàn)的。在正常工作和故障狀態(tài)下當(dāng)儀表可能產(chǎn)生的電火花或熱效應(yīng)的能量小于這個(gè)能量時(shí),低度表不可能點(diǎn)燃爆炸性危險(xiǎn)氣體而產(chǎn)生爆炸。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(gè)允許的范圍內(nèi),以保證儀表在正常工作或發(fā)生短接和元器件損壞等故障情況下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)不致于引起其周圍可能存在的危險(xiǎn)氣體的爆炸。
2、本安防爆技術(shù)的特點(diǎn)
防爆合格證中本安防爆技術(shù)實(shí)際上是一種低功率設(shè)計(jì)技術(shù)。通常對(duì)于氫氣(ⅡC)環(huán)境,必須將電路功率限制在1.3W左右。由此可見,本安技術(shù)能很好的適用于工業(yè)自動(dòng)化儀表。
與其他任何防爆型式相比,采用本安防爆技術(shù)可給工業(yè)自動(dòng)化儀表帶來以下技術(shù)和商務(wù)上的特點(diǎn)。
1)、不需要設(shè)計(jì)制造工藝復(fù)雜、體積龐大且又笨重的隔爆外殼,因此,本安儀表具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕和造價(jià)低的特點(diǎn)。據(jù)資料,建立一個(gè)本安型和隔爆型開關(guān)傳輸回路的費(fèi)用之比約為1:4.
2)、可在帶電工況下進(jìn)行維護(hù)、標(biāo)定和更換儀表的部分零件等。
3)、安全可靠性高。本安儀表不會(huì)因?yàn)榫o固螺栓的丟失或外殼結(jié)合面銹蝕、劃傷等人為原因而降低儀表的安全可靠性。
4)、由于本安防爆技術(shù)是一種“弱電”技術(shù),因此,本安儀表的使用可以避免現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的觸電傷亡事故的發(fā)生。
5)、適用范圍廣。本安技術(shù)是唯一可適用于0區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所的防爆系統(tǒng)。
6)對(duì)于象熱電偶等簡(jiǎn)單設(shè)備,不需特別認(rèn)證即可接入本安防爆系統(tǒng)。
綜上所述,對(duì)于自動(dòng)化儀表而言,本安防爆技術(shù)是一種比較理想的防爆技術(shù),它也必將被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)總線智能化儀表及其系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
3、本質(zhì)安全設(shè)備及關(guān)聯(lián)設(shè)備
兩種:本安電氣設(shè)備和關(guān)聯(lián)設(shè)備。
1)、本安電氣設(shè)備
在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的條件下(包括正常工作和規(guī)定故障條件),產(chǎn)生的任何電火花和熱效應(yīng)尚不能點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性氣體環(huán)境的電氣設(shè)備。它可用于危險(xiǎn)場(chǎng)所。
它可分為一般本安電氣設(shè)備和簡(jiǎn)單電氣設(shè)備。
一般本安電氣設(shè)備:具有儲(chǔ)能元件,是需要防爆認(rèn)證的本安電氣設(shè)備,如變送器、接近開關(guān)等。
簡(jiǎn)單電氣設(shè)備:根據(jù)制造商的技術(shù)條件,電氣參數(shù)值均不超過1.2V,
<0.1A,<25mW,<20uJ的電氣設(shè)備,它們無需防爆認(rèn)證??梢宰杂傻嘏渲迷诒景不芈分?。如:電阻(包括可變電阻)、發(fā)光二極管、開關(guān)、熱電偶、熱電阻、應(yīng)變儀。
2)、關(guān)聯(lián)設(shè)備(安全柵)
一種安裝在安全場(chǎng)所,本安電氣設(shè)備與非本安電氣設(shè)備之間相連的電氣設(shè)備。
安全柵能將竄入到現(xiàn)場(chǎng)本安設(shè)備的能量限制在安全值內(nèi),從而確保現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、人員和生產(chǎn)的安全。本安系統(tǒng)回路的示意圖如下:
4、本安電氣設(shè)備的分類
1)、類別
基于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GS3836.1《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第1部分通用要求》規(guī)定的電氣設(shè)備分類原則,
防爆合格證中本安儀表可分為兩類:
I類:煤礦用本安儀表(mining industry)
Ⅱ類:工廠用本安儀表(surface industry)
Ⅱ類工廠用本安儀表,跟氣體分組一樣,可進(jìn)一步分為A、B、C三級(jí)。
2)、級(jí)別
5、防爆標(biāo)志
防爆合格證中本安儀表的防爆標(biāo)志跟其他防爆型式的防爆標(biāo)志一樣,它實(shí)質(zhì)上是儀表所適用的爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所的代號(hào)。
通常一個(gè)爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所需用三個(gè)參量來定義。
1)、危險(xiǎn)場(chǎng)所區(qū)域
反映可能出現(xiàn)危險(xiǎn)氣體的頻率或持續(xù)時(shí)間,亦即產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)程度。
2)、危險(xiǎn)性氣體的種類,即氣體組別考慮可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)氣體的點(diǎn)燃能量。
3)、危險(xiǎn)氣體的引燃溫度,即氣體溫度組別考慮可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)氣體的點(diǎn)燃溫度。
相應(yīng)地,本安儀表的防爆標(biāo)志也必須在“Ex”防爆標(biāo)記后,依次表達(dá)出儀表可適用的區(qū)域、氣體組別和溫度組別三個(gè)參量