1 本质安全防爆技术的原理
本安防爆技术实际上是一种低功率设计技术。例如对于氢气(ⅡC)环境,必须将电路功率限制在1.3W左右。由此可见,本安技术能很好的适用于工业自动化仪表。
针对电火花和热效应是引起爆炸性危险气体爆炸的主要引爆源,本质安全技术通过限制电火花和热效应这两个可能的引爆源来实现防爆。在正常工作和故障状态下,当仪表产生的电火花或热效应的能量小于一定程度时,低度表不可能点燃爆炸性危险气体而产生爆炸。它实际上是一种低功率设计技术。原理是从限制能量入手,可靠地将电路中的电压和电流限制在一个允许的范围内,以保证仪表在正常工作或发生短接和元器件损坏等故障情况下产生的电火花和热效应不致于引起其周围可能存在的危险气体的爆炸。通常对于氢气环境,也就是危险程度最高、最易爆的环境,必须将功率限制在1.3W以下。国际电工委员会(IEC)规定,在危险程度最高的危险场所0区,只能采用Ex ia等级的本安防爆技术。因此,本质安全防爆技术是一种最安全、最可靠、适用范围最广的防爆技术。本质安全型仪表设备按安全程度和使用场所不同,可分为Ex ia和Ex ib。Ex ia的防爆级别高于Ex ib。
Ex ia级本质安全仪表在正常工作状态下以及电路中存在两起故障时,电路元件不会发生燃爆。在ia型电路中,工作电流被限制在100mA以下,适用于0区、1区和2区。
Ex ib级本质安全仪表在正常工作状态下以及电路中存在一起故障时,电路元件不发生燃爆炸。在ib型电路中,工作电流被限制在150mA以下,适用于1区和2区。
2 本质安全防爆技术的特点
(1) 不需要设计制造工艺复杂、体积庞大且又笨重的隔爆外壳,因此,本安仪表具有结构简单、体积小、重量轻和造价低等特点。据资料,建立一个本安型和隔爆型开关传输回路的费用之比约为1:4。
(2) 可在带电情况下进行维护、标定和更换仪表的部分零件等。
(3) 安全可靠性高。本安仪表不会因为紧固螺栓的丢失或外壳结合面锈蚀、划伤等人为原因而降低仪表的安全可靠性。
(4) 由于本安防爆技术是一种“弱电”技术,因此,本安仪表的使用可以避免现场工程技术人员的触电伤亡事故的发生。
(5) 适用范围广。本安技术是唯一可适用于0区危险场所的防爆系统。
(6) 对于像热电偶等简单设备,不需特别认证即可接入本安防爆系统。
可见,与其他任何防爆型式相比,采用本安防爆技术可给工业自动化仪表带来技术上的突出特点。
