【2025 小知识点】MTL安全栅的类型及与卡件协同工作机制

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以下回复仅供参考：
        安全栅的作用就是在防爆区和非防爆区之间起到能量限流的作用，它降低防爆区域内信号的电能，从而降低其产生电火花的风险。
        安全栅根据结构的不同，分为齐纳式安全栅(Zener Safety barrier)和隔离式安全栅(Isolated Safety barrier)两类。

齐纳式安全栅在其内部电路中串联快速熔断丝、限流电阻和并联限压齐纳二极管，从而实现限制能量的作用，它具有如下一些特点：
①必须有单独的、非常可靠的接地系统(本安系统接地)，接地电阻应小于1Ω；
②不能进行电信号转换，对于热电偶/热电阻(RTD)等信号可能会由于电磁干扰而出现错误，因此不适合连接该类型的传感器；
③对供电电源电压影响非常大，电源电压的波动可能会引起齐纳二极管的电流泄漏，从而引起信号的误差或者发出错误电平，严重时会使快速保险丝烧断而永久损坏。按规定齐纳式安全栅内部齐纳管、限流电阻、保险丝整体浇封，一旦损坏无法修复；
④体积小，价格便宜，不需要额外供电；

隔离式安全栅的输入、输出及电源三者之间相互隔离，它具有如下一些特点：
①不需要接地线，现场施工非常方便；
②由于信号线无需共地，使得整个系统的稳定性和抗干扰能力大大增强；
③具有信号转换能力，可以处理热电偶/热电阻/频率等信号，比如将其转换成4~20mA的电流信号输出，抗干扰能力比较强；
④一般隔离式安全栅具有两路输出通道，相互之间电气隔离，互不影响；
⑤价格相对贵些，需要外部供电；

安全栅的选用原则：
1、根据危险场所的类型及现场的防爆要求，确定所需要安全栅的防爆等级。安全栅的防爆等级必须不低于本安现场设备的防爆标志等级；
2、根据现场的设备类型配备相应类型的安全栅；
3、根据控制室仪表可能存在或产生的最高电压，确定安全栅最高电压；
4、根据现场设备的信号、电源对地的极性，确定安全栅的极性；安全栅要与本安现场仪表的安全极性及信号传输方式相匹配。
5、考虑安全栅端电阻压降的影响，确定安全栅的最大短路电流及系统能否正常工作；
6、安全栅允许的分布参数是否合乎要求。

安全栅在石油化工生产技术应用中的注意要点：
1、关于防爆
安全栅需要满足现场所需的防爆等级要求，确保电缆及现场设备的蓄能，以保障电缆和现场设备的容抗和感抗功能。
2、关于接地
齐纳安全栅安装时，需要有非常可靠的接地系统，并且其接地电阻必须小于1欧姆。
3、关于仪表
根据现场仪表信号类型选择适合的安全栅。
4、关于电缆
本安系统设备需要使用本安电缆，在电缆敷设时本安电缆应与非本安电缆分开敷设。并且要做标识牌。

使用齐纳式安全栅应注意：
( 1) 安装位置必须有非常可靠的接地系统，并且接地电阻必须小于1Ω，否则便失去防爆安全保护性能;
( 2) 要求来自危险区的现场仪表最好带隔离功能，否则通过齐纳式安全栅的接地端子与大地相接后信号无法正确传送，并且由于信号接地，直接降低信号抗干扰能力，影响系统稳定性;
( 3) 齐纳式安全栅对电源影响较大，同时也易因电源的波动而造成齐纳式安全栅的损坏;
( 4) 由于齐纳式安全栅的电路原理需要吸收输入回路的能量，易造成输出不稳定。

安全栅常见故障的处理方法：
1.电源指示灯不亮或液晶不显示
（1）检查仪表供电电源接入是否正确可靠。
（2）检查供电电压是否正常。
（3）检查24V电源正负是否接反。

2.输出无信号
（1）输入信号是否已正确接入输入端子。
（2）输入信号类型是否与仪表输入类型一致。
（3）输出接线端子是否紧固。
（4）可拆卸的外部接线端子是否插接到位。
（5）外部输出回路开路。

3.输出值偏差大
（1）热电偶输入时正、负引线是否接反。
（2）热电阻输入时三线接法是否正确。
（3）输出接线的正、负极性是否接反。
（4）电流输出时，外接负载电阻总和是否大于规定的欧姆（4-20mA输出时）。
（5）电压输出时，外接负载电阻是否小于500千欧姆。
（6）电源电压过低。

4.输出信号不稳定
（1）检查接线是否牢固。
（2）检查输入信号是否稳定。
（3）检查输出回路接线是否可靠。
（4）检查仪表周围环境是否有大功率的电磁设备。

由于安全栅被设计为介于现场设备与控制室设备之间的一个限制能量的接口。因此，无论控制室设备处于正常或者故障状态，安全栅都能确保通过它传送给现场设备的能量是本质安全的。

在石油化工生产过程中，需要利用现场仪表对压力、温度、流量、液位等方面的进行监测，以此保障生产能够正常顺利地进行。安全栅作为仪表控制系统的安全保持器，它需要接收并处理来自危险区的信号，并传送给安全区或危险区处理后的安全信号。尽管现场仪表信号类型各不相同，但是从整体而言，基本上可以分为两种：输入安全栅和输出安全栅。输入安全栅主要根据标准4~20mA信号/1~5V信号、热电阻和热电偶信号、开关量信号、通信信号、交流信号和其他非标准信号等几种类型信号进行设计；输出型安全栅主要根据标准 4~20mA信号/1~5V信号、开关量输出信号、通信信号等几种类型信号进行设计。

zhoudingshengs 发表于 2025-6-24 09:45
在石油化工生产过程中，需要利用现场仪表对压力、温度、流量、液位等方面的进行监测，以此保障生产能够正常 ...

谢谢分享

zhoudingshengs 发表于 2025-6-24 09:12
安全栅在石油化工生产技术应用中的注意要点：
1、关于防爆
安全栅需要满足现场所需的防爆等级要求，确保电 ...

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zhoudingshengs 发表于 2025-6-24 09:45
在石油化工生产过程中，需要利用现场仪表对压力、温度、流量、液位等方面的进行监测，以此保障生产能够正常 ...

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zhoudingshengs 发表于 2025-6-24 09:28
3.输出值偏差大
（1）热电偶输入时正、负引线是否接反。
（2）热电阻输入时三线接法是否正确。

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zhoudingshengs 发表于 2025-6-24 09:12
安全栅在石油化工生产技术应用中的注意要点：
1、关于防爆
安全栅需要满足现场所需的防爆等级要求，确保电 ...

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zhoudingshengs 发表于 2025-6-24 09:12
安全栅在石油化工生产技术应用中的注意要点：
1、关于防爆
安全栅需要满足现场所需的防爆等级要求，确保电 ...

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zhoudingshengs 发表于 2025-6-24 09:45
在石油化工生产过程中，需要利用现场仪表对压力、温度、流量、液位等方面的进行监测，以此保障生产能够正常 ...

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