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一、概述
    ◆MTL700、LB800、LB900、S2000系列齊納安全柵是我公司新推出的安全柵系列產(chǎn)品，該產(chǎn)品按照GB3836.4—2000[性氣體環(huán)境用防爆電氣設(shè)備本質(zhì)安全型"i"]中有關(guān)規(guī)定制造生產(chǎn)。經(jīng)國(guó)家防爆質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心防爆檢測(cè)合格，并取得防爆合格證書。
    ◆LB900系列齊納安全柵，可與各種現(xiàn)場(chǎng)一次儀表如變送器(數(shù)字通迅的智能變送器、4—20mA模擬信號(hào)的普通變送器、國(guó)產(chǎn)變送器)、電氣轉(zhuǎn)換器、電氣閥門定位器、各類熱電偶、熱電阻、開關(guān)(觸點(diǎn)及模擬開關(guān))、流量?jī)x表(渦輪、腰輪、刮板、旋渦等流量變送器)、電磁閥及各種特殊儀表組成本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)，用于現(xiàn)代化工業(yè)的自動(dòng)化過程控制，廣泛地應(yīng)用在石油、化工、醫(yī)藥、船舶等領(lǐng)域。以限制危險(xiǎn)能量進(jìn)入具有性危險(xiǎn)氣體環(huán)境的可靠設(shè)備。
    ◆S2000系列齊納安全柵的用途和LB900系列相同，其特點(diǎn)是安全柵的端電阻降低了，給設(shè)計(jì)部門和用戶選用安全柵的范圍擴(kuò)寬了。
二、安全柵與一次儀表配套要求
    1、所選配的安全柵與一次儀表都應(yīng)取得經(jīng)過國(guó)家防爆檢驗(yàn)部門頒發(fā)的防爆合格證書，并經(jīng)過防爆檢驗(yàn)單位確認(rèn)后可組成本安防爆系統(tǒng)。
    2、電纜和一次儀表都是貯能設(shè)備，必須按安全柵的防爆參數(shù)加以計(jì)算，審核無誤方可配用。(此條件未考慮電源能量)。
本安防爆系統(tǒng)基本組合條件為：
Uo≤Ui
Io≤li
Co≥Ci+Co
Lo≥Li+Lo
其中：Uo最高輸出電壓
Io最大輸出電流
Co最大負(fù)載電容
Lo最大負(fù)載電感
Ui一次儀表允許的最高輸入電壓
li一次儀表允許的最大輸入電流
Ci一次儀表最大內(nèi)部等效電容
Li一次儀表最大內(nèi)部等效電感
Cp連接導(dǎo)線(或電纜)允許的最大分布電容
Lp連接導(dǎo)線(或電纜)允許的最大分布電感
3、按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定本安能級(jí)限制為：
ⅡC級(jí)：20 µJ
ⅡB級(jí)：60 µJ   
當(dāng)一次儀表與安全柵的本安限制能級(jí)不同時(shí)，聯(lián)合組成防爆系統(tǒng)后只能降級(jí)使用。

三、結(jié)構(gòu)及工作原理
1、結(jié)構(gòu)
LB900，S2000系列齊納安全柵采用統(tǒng)一的外形和安裝尺寸，安全柵電路用阻燃環(huán)氧樹脂澆封在殼體內(nèi)，各接線端子問的爬電距離、電氣間隙及材料的相對(duì)泄痕指數(shù)都符合GB3836.4和GB3836.1中的有關(guān)規(guī)定。

2、工作原理
◆齊納安全柵基本電路

◆電路由快速熔斷器FAI，限壓元件VDl、VD2(齊納二極管或二極管)，限流電阻R1(電阻器或非線性元件)三部分組成。
◆正常操作條件下，非本安端1、2之間所加的電壓低于最高壓Vma×(更低于齊納二極管的齊納電壓)，此時(shí)VDI、VD2處于不導(dǎo)通狀態(tài)，除有極微小的漏電流以外，是“開路”狀態(tài)，安全柵電路等效于一個(gè)電阻串聯(lián)在信號(hào)回路內(nèi)，只要漏電流小于規(guī)定值，安全柵電路不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作。
◆當(dāng)非本安端發(fā)生故障，例如在非本安端1、2之間因某種原因混入高電壓，使齊納二極管VDl、VD2反向擊穿，呈“導(dǎo)通”狀態(tài)，此時(shí)齊納二管VDl、VD2把混入的高電壓限制在齊納電壓上，在安全柵的本安端3、4上不會(huì)出現(xiàn)高電壓，齊納二極管一旦導(dǎo)通以后，其電流急劇上升(雪崩過程)把串聯(lián)在電路中的熔斷器FAl瞬時(shí)熔斷，切斷了至現(xiàn)場(chǎng)的高電壓，防止了高電壓引爆現(xiàn)場(chǎng)性物質(zhì)的危險(xiǎn)，從而保護(hù)了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及人員的安全。
◆當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)(危險(xiǎn)區(qū)內(nèi))發(fā)生故障，例如負(fù)載短路了，安全柵電路中的限流電阻R1立即起限流作用，把短路電流限制在某一個(gè)電流值之內(nèi)，這個(gè)電流值是安全值，故現(xiàn)場(chǎng)也是安全的。
◆齊納安全柵的安全保護(hù)作用，實(shí)際上是對(duì)能量的限制作用，在本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)中對(duì)能量的限制作用。在本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)中，由于安全柵的功能，所以不論發(fā)生任何故障都保證傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)(危險(xiǎn)區(qū))的能量是一個(gè)安全值(不會(huì)點(diǎn)燃規(guī)定的分級(jí)、分組性氣體混合物)，從而確保現(xiàn)場(chǎng)安全。
四、技術(shù)規(guī)格及主要參數(shù)
a)防爆標(biāo)志：[Ex(Ia)]ⅡC、[Ex(Ib)]ⅡC、[Ex(Ib)]ⅡB
b)安裝位置：安全區(qū)域
c)安裝方式：DlN標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌(35mm)安裝或?qū)Я鳁l母線安裝；M4螺栓間距11.5mm
d)最高允許電壓：250VAC／DC
e)環(huán)境條件：連續(xù)使用溫度-10℃?+45℃；貯存溫度-40℃?+80℃；相對(duì)濕度5?95％RH
f)主要參數(shù)見表4一]、4—2、4—3、4—4、4—5

a)安全柵的最大允許負(fù)載參數(shù)是最大允許電容Co和最大允許電感Lo。
b)表中所列的數(shù)值表示用于||c氣氛(氫氣)，對(duì)于||B和ll A氣氛，其最大允許負(fù)載參數(shù)分別為表中氣列數(shù)值3倍和8倍。
c)安全柵和“貯能”儀表(如變送器)連接時(shí)，這些儀表和連接導(dǎo)線都是安全柵的負(fù)載。導(dǎo)線的最大允許電纜參數(shù)Cc和Lc
應(yīng)等于或小于安全柵的最大允許負(fù)載參數(shù)Co和Lo減去儀表輸入端未經(jīng)保護(hù)的電容Ci和Li，即滿足下列的條件：Cc≤Co—Ci：Lc≤Lo—Li
d)電纜本身的分布參數(shù)一般由電纜生產(chǎn)廠給出，對(duì)于沒有給出分布參數(shù)的儀表信號(hào)電纜可按Cc=60?100PF／m和L／R=250µH／Ω來計(jì)算電纜長(zhǎng)度。
e)儀表中未經(jīng)保護(hù)的電容Ci和Li電感由防爆檢測(cè)機(jī)構(gòu)在認(rèn)證儀表時(shí)予以給出。
六、安全柵的實(shí)際應(yīng)用
LB900系列納安全柵應(yīng)用舉例
1．變送器
◆智能變送器(ST3000、SMAR、1151S、MOOR)：
智能變送器和安全柵組成本安防爆系統(tǒng)時(shí)，要求安全柵具備數(shù)字通訊功能。當(dāng)變送器供電電源電壓波動(dòng)范圍大的情況下，選用LB901(LB901 R)齊納安全柵。該安全柵內(nèi)部具備電壓浮動(dòng)性能在供電電源電壓22?35VD(：變化時(shí)，都能保證提供變送器1 3V以上穩(wěn)定電壓(工作電流20mA，負(fù)載250Ω)，同時(shí)具備數(shù)字通訊功能。但該安全柵的功耗為35mAmaX(工作電流20mA，供電電壓35VDc時(shí))，所以請(qǐng)注意供電系統(tǒng)的供電能力。如果要求提供變送器的電壓在1 6VDC以上，請(qǐng)選用LB902(LB902R)安全柵。其功耗為50mAmax(工作電流20mA，供電申壓35VDC時(shí))。見，圖6—1，6—2當(dāng)供電電源電壓穩(wěn)定的情況下(24VDC?25.8VDC)，選用LB987s安全柵最理想，該安全柵無功耗，在電源電壓24VDC時(shí)，提供變送器的電壓≥1 2VDC，并具備數(shù)字通訊功能。
◆普通型變送器
當(dāng)供電電源電壓穩(wěn)定時(shí)(24v?25 8VDC)，選用LB930(LB930R)，LB987s最合適。當(dāng)供電電壓24VDc時(shí)，LB930(LB930R)提供給變送器電壓≥1 4VDC，LB987S提供給變送器的電壓≥1 2VDC。見圖6—3當(dāng)供電電源波動(dòng)時(shí)22V?35VDC范圍內(nèi))，請(qǐng)選用LB901(LB901R)或LB902(LB902R)。

◆國(guó)產(chǎn)DDZ一Ⅲ型變送器：
國(guó)產(chǎn)DDZ一Ⅲ型變送器要求供電電壓在1 6V以上，和安全柵組成本安防爆系統(tǒng)時(shí)，選用LB902(LB902R)可以滿足要求，該安全柵在供電電源電壓22?35VDC范圍內(nèi)都可提供變送器]6V以上電壓。但該安全柵有功耗(50mAmaX)，請(qǐng)注意系統(tǒng)供電能力。2、熱電阻
熱電阻測(cè)溫時(shí)，請(qǐng)選用LB955安全柵，該安全柵為雙通路交流極性型安全柵，提供對(duì)熱電阻的二根線保護(hù)，若需要對(duì)三線制熱電阻的三根線都提供保護(hù)，必須選用二只LB955安全柵，LB955為低內(nèi)阻安全柵(14Ω+14Ω)便于和測(cè)量?jī)x表配合。
在正常工作電壓時(shí)的漏電流在1µA以下，不影響測(cè)量精度。
3、熱電偶
熱電偶選用LB960安全柵，LB960為雙通路交流性安全柵，其內(nèi)阻在100Ω+100Ω。為消除環(huán)境條件對(duì)測(cè)量精度的影響，應(yīng)把補(bǔ)償導(dǎo)線一直連到二次儀表，并在那里進(jìn)行冷端補(bǔ)償，二次儀表選用高阻抗的測(cè)量?jī)x表。見圖6—5。
4、調(diào)節(jié)器輸出和電氣轉(zhuǎn)換器或電氣閥門定位器配用
◆調(diào)節(jié)器輸出為集電極輸出回路：
選LB987S雙通路安全柵，提供雙線保護(hù)，內(nèi)阻350Ω?！粽{(diào)節(jié)器輸出為發(fā)射極輸出回路：
選用LB928、LB940安全柵，LB928安全柵內(nèi)阻310 Ω，LB940
安全柵限流電路采用集成化變阻器電路，內(nèi)阻低，負(fù)載能力強(qiáng)。
 5、開關(guān)
開關(guān)量輸入輸出可選用LB987S安全柵，內(nèi)阻比較大(350Ω)，因此適用于小負(fù)載電流，例如CMoS電路，LED指示燈、小型繼電器(12V、20mA)等負(fù)載。
LB989安全柵可作為開關(guān)量輸入，具有輸入阻抗高，負(fù)載能力強(qiáng)，能驅(qū)動(dòng)大電流負(fù)載。見圖6—8LB985安全柵可作為接近開關(guān)輸入，其端子5、6(另配)可直接作為干觸點(diǎn)，接DCS的數(shù)字量輸入卡。
6、電磁閥
單控電磁閥：選用LB907、LB908安全柵，供電電源電壓在22—35V范圍內(nèi)波動(dòng)都可正常工作?？刂崎_關(guān)在供電電源正端選用LB908，控制開關(guān)在負(fù)載選用LB907。
◆雙控電磁閥：
選用LB973雙通路安全柵，分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電磁閥線圈。
◆使用一臺(tái)LB973和一臺(tái)LB979安全柵可以和LLF300系列本安型閥門控制箱及本安型閥門回訊器組成一個(gè)本安型閥門自動(dòng)控制系統(tǒng)，使用安全又方便。
7、應(yīng)變電橋
應(yīng)變電橋被廣泛用于各種稱重系統(tǒng)中，當(dāng)與齊納安全柵組成一個(gè)本安系統(tǒng)時(shí)，一般要用二只或二只以上的齊納安全柵。可選用一只或二只并聯(lián)LB966(LB965)交流極性齊納安全柵作為供電回路保護(hù)。信號(hào)輸出回路可選用內(nèi)阻大的LB964交流極性齊納安全柵。
七、選擇合適的安全柵
為一個(gè)特定的應(yīng)用實(shí)例選擇合適的齊納安全柵通常并不困難，只要對(duì)LB900、S2000系列齊納安全柵的特性有基本的了解，并充分注意應(yīng)用情況的具體要求就可以準(zhǔn)確選型，在本樣本中，就許多應(yīng)用場(chǎng)合提供了標(biāo)準(zhǔn)的選型方案和應(yīng)用實(shí)例，而對(duì)一些具體的應(yīng)用場(chǎng)合難以確定選型時(shí)，可按以下步驟逐步進(jìn)行，將使問題最終得到解決。
1、首先應(yīng)確認(rèn)，LB900、S2000系列齊納安全柵適用的現(xiàn)場(chǎng)所屬防爆分區(qū)、分級(jí)、分組為防爆區(qū)域氣體分級(jí)(1l A，||B，ll C)和溫度組別(T1?T 6)；其次要確定該現(xiàn)場(chǎng)儀表與LB900系列齊納安全柵是否經(jīng)防爆檢測(cè)機(jī)構(gòu)取證認(rèn)可。
2、在選定采用LB900、S2000系列齊納安全柵后，還應(yīng)該考察該應(yīng)用場(chǎng)合是否已配備有完善的本安地，否則，應(yīng)考慮新建立一個(gè)本安地。
3、選擇所需極性的齊納安全柵，安全柵的極性有正極性(+)、負(fù)極性(-)和交流極性(ac)。
4、按要求保護(hù)的線路數(shù)量(單路，雙路)，選用單通路，雙通路以實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)的選型，當(dāng)然，也可用它們的組合形式。
5、按需要傳輸?shù)轿ｋU(xiǎn)區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)儀表所需的電壓和電流值，確定所選齊納安全柵的工作電壓和端電阻，以保證現(xiàn)場(chǎng)儀表對(duì)電源的最低需要。在選擇端電阻時(shí)，如果回路中有較大的電流時(shí)，要確認(rèn)端電阻不致引起過大的回路壓降。在高阻抗回路中，通常是電壓轉(zhuǎn)換電路，該電阻與儀表的輸入電阻之比不應(yīng)過大 。例如，對(duì)于熱電偶檢測(cè)回路來說，當(dāng)檢測(cè)儀表的輸入電阻為1 M Ω時(shí)，一個(gè)端電阻為1 KΩ的齊納安全柵會(huì)導(dǎo)致0.1％的測(cè)量誤差。
6、根據(jù)選用儀表在聯(lián)合取證時(shí)給出的最大允許電纜參數(shù)值，Cc、Lc或L／R的大小和選用電纜的型號(hào)及其
八、安裝與接地
A)安裝方式：二種安裝方式
1)DlN標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌(35mm)安裝，直接將安全柵卡到DlN導(dǎo)軌上。
2)導(dǎo)流條安裝
a)在寬20mm的銅排上，橫向鉆兩個(gè)間距11.5 mm、孔徑為ø4.5 mm的安裝孔，將安全柵兩接地螺栓插入擰緊，并將銅排可靠接地。
b)安裝位置：無腐蝕性氣體、無強(qiáng)烈振動(dòng)的安全場(chǎng)所。
c)接線端子序號(hào)
  非本安端子：1，2本安端子：3，4
d)端子5、6接地電阻應(yīng)不大于4 Ω，接地線電阻應(yīng)不大于1Ω。
。
九、接線
1、LB900．系列接線圖2、S2000系列接線圖
十、注意事項(xiàng)
a)安全柵應(yīng)安裝在非危險(xiǎn)區(qū)。
b)安全柵的本安端和非本安端的接線不可接錯(cuò)，導(dǎo)線需分開敷設(shè)。
c)禁止用兆歐表直接測(cè)試安全柵端子之間的絕緣。如果檢查系統(tǒng)線路時(shí)，必須斷開全部安全柵接線。
d)安全柵一旦損壞，用戶不得自己修復(fù)，應(yīng)予以更換。
e)禁止利用齊納安全柵的地線進(jìn)行電焊等強(qiáng)電操作，以免造成大批齊納安全柵同時(shí)燒毀。
f)選用二次儀表時(shí)，必須確認(rèn)與安全柵相連所有二次儀表的工作電壓或其內(nèi)部可能產(chǎn)生的電壓最高值不超過齊
納安全柵的最高允許電壓250VDC／AC。
g)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)時(shí)(現(xiàn)場(chǎng)無危險(xiǎn)氣體)應(yīng)把安全柵的全部接線斷開，確認(rèn)系統(tǒng)調(diào)試成功后，再將安全柵接線接上并投入使用。
h)務(wù)必注意對(duì)本安電路的配線方法及連接導(dǎo)線的限制條件：
])本質(zhì)安全線路與非本質(zhì)安全線路在匯線槽及保護(hù)管中須分開敷設(shè)；
2)本安端導(dǎo)線選用蘭色；
3)連接導(dǎo)線的絕緣強(qiáng)度應(yīng)大于500V；
4)熱電偶引線應(yīng)用補(bǔ)償導(dǎo)線；
i)安全柵的安裝使用和維護(hù)除應(yīng)遵守本說明書以外，還必須嚴(yán)格遵守GB3836.15—2000《性氣體環(huán)境電氣設(shè)備第1 5部分：危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安裝(煤礦除外)》的有關(guān)規(guī)定。
    注意：齊納安全柵一旦損壞，用戶不得修復(fù)重用，應(yīng)予以更換