安全栅是保证过程控制系统具有安全火花防爆性能的关键仪表，它必须安装在控制室内，作为控制室仪表及装置与现场仪表的关联设备，它一方面起信号传输的作用；另一方面它还用于限制流入危险场所的能量。 目前使用的安全栅主要油电阻式，齐纳式，中继放大式和隔离式四种，应用比较普遍的有齐纳式和隔离式安全栅。齐纳式安全栅 齐纳式安全栅是基于齐纳二极管的反向击穿（导通）性能二工作的.
（1）当电压正常时，电压额定值为24V*大为28V，齐纳二极管VDW1,VDW2截止，回路电流由变送器决定，在4～20mA范围内，此时若现场发生短路事故，由于R的存在，把短路电流限制在安全额定电流以下，确保安全。（2）当栅端电压V1高于安全额定电压V0而低于放电管的放电电压Var,既V0≤V1≤Var时，齐纳二极管被击穿（导通），使流过F1的电流增加，当这电流增加到大于125mA时，快速熔断丝F1首先被熔断（时间为μs）,立即把可能造成事故的高压与现场隔离断。在F1熔断之前VDW1,VDW2的稳压作用仍可保证危险场所的安全。（3）当V1≥Var时，放电管立即放电，将端电压降到极低的数值（10～20V以下），此时，流过F2的电流迅速增加，当增加到1A时，F2被熔断，切断危险高压，保障生产安全。在一般情况下，由于R的限流和齐纳管的稳压作用，危险侧的电流，电压波动就被限制住了，并不需要F1,F2经常熔断。 齐纳式安全栅体积小，重量轻，精度高，通用性大，价格也比隔离式安全栅便宜而且防爆定额可以做的很高，但是安全栅的关键元件——快速熔断丝，它的制造十分困难，工艺和材料的要求都很高，快速熔断丝的熔断速度应比齐纳管可能被烧断的速度快10倍。齐纳式安全栅需要有单独的本安接地系统隔离式安全栅 采用了将输入、输出以及电源三方之间相互电气隔离的电路结构，同时符合本安型限制能量的要求。与齐纳式安全相比，虽然价格略高，但它其它方面的突出优点却为用户应用带来了更大的受益： 1.由于采用了三方隔离方式，因此无需系统接地线路，给设计及现场施工带来极大方便。 2.对危险区的仪表要求大幅度降低，现场无需采用隔离式的仪表。 3.由于信号线路无需共地，使得检测和控制回路信号的稳定性和抗干扰能力大大增强，从而提高了整个系统的可靠性。 4.隔离式安全栅具备更强的输入信号处理能力，能够接受并处理热电偶、热电阻、频率等信号，这是齐纳式安全栅所无法做到的。 5.隔离式安全栅可输出两路相互隔离的信号，以提供给使用同一信号源的两台设备使用，并保证两设备信号不互相干扰，同时提高所连接设备相互之间的电气安全绝缘性能。 |
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