淺析安全柵在化工安全生產中的技術應用

冷應祥,胡躍文（重慶正博儀器工業有限公司,重慶　401121）

淺析安全柵在化工安全生產中的技術應用

冷應祥,胡躍文
（重慶正博儀器工業有限公司,重慶401121）

摘要：隨著我國經濟的迅猛發展，民眾對安全生產的認知水平有了很大提升，從某種意義上來說生產過程的安全性除了要工作人員遵循各項章程外，還要依賴于科學技術。安全柵——作為確保化工生產工作安全進行的設備之一，研究其在化工安全生產中的技術應用具有迫切性。

關鍵詞：安全柵；化工安全生產；技術應用

安全柵的種類有很多，主要有：齊納式安全柵、隔離式安全柵等，盡管其發揮的作用不同，但是其目的卻是一致。安全柵內部有嚴謹設計且嚴格認證的電路，通過電路能夠獲悉儀表運行狀態，如若出現故障能夠在最短時間內予以解決，將影響最小化處理，而這也成為了本文研究重點。

1　分析安全柵技術應用知識

（1）安全柵的作用。上述也提及到安全柵在化工安全生產中發揮著關鍵性作用，其不僅能夠實時監測現代儀表、設備信息，安全柵內部經過科學設計、嚴格認證的電路，安全系數高，本身很少會出現故障。如若安全柵在連接PLC、DCS過程中，相關電源設備出現故障或者無法正常運行時，可采取將現場儀表、電氣設備產生的熱效應控制在安全范圍內，不會對工作人員造成威脅，在各方面都得到保障情況下將事故發生機率最小化處理。安全柵（safety barrier），接在本質安全電路和非本質安全電路之間。將供給本質安全電路的電壓電流限制在一定安全范圍內的裝置。屬于關聯設備（含有限能電路和非限能電路，且結構使非限能電路不能對限能電路產生不利影響的電氣設備）。

（2）安全柵的分類。安全柵的分類主要可以分為兩個方面：齊納式安全柵和隔離式安全柵。前者最化工生產中最早出現并應用的安全柵，在特定情況下，齊納管限制設備中的電壓，倘若回路電壓與安全限壓值兩者間相差較大，齊納管將不工作。相反當兩者距離較為接近時，齊納管開始導通放電，將兩者電壓控制在限定值內，確保設備正常運行。再有電阻會制約電流，限制電阻會根據自身需要配對合適電阻值，保證回路電流在安全限流值范圍內。保險絲在保護齊納管方面也發揮著重要作用。當然充分保證回路安全，在齊納式安全柵技術應用過程中應當選用高分斷能力的熔斷型保險絲，這主要是本質安全電路要求：熔斷器的分斷能力應不小于所安裝電路的最大預期電流。對于交流電壓不超過250V的電網供電系統，預期電流通常應認為是交流1500A。齊納管電路相對簡單，技術應用過程中要求如若某個細節問題未處理好，極容易損壞電源系統，就我國目前使用現狀來看，齊納管安全柵正在化工安全生產中逐漸消失。

（3）隔離安全柵。隔離安全柵一般采用符合要求的變壓器、光耦和繼電器進行隔離。隔離安全柵是在齊納式安全柵的基礎上不斷發展和完善，不僅具有齊納式安全柵所有功能，其存在的弊端也逐一解決，并且還引入了信號、電源隔離技術，極大程度提升了安全可靠性和抗干擾性，已廣泛應用到化工生產中，且取得了顯著成效。隔離安全柵的工作原理是限制能量單元由熔斷器、并聯限壓器和限流電阻構成，保證現場能量能夠安全送達指定地點。在化工生產過程中通過可靠的隔離單元能夠保障危險側和安全側兩者間保持安全距離，符合GB3836.4表5電氣間隙、爬電距離和間距的要求，絕緣介電強度要求一般達到國家標準1500VAC@1min以上。隔離安全柵的本安回路同非本安回路兩者之間以變壓器（部分產品采用變壓器和光耦或繼電器）為傳播媒介，本安回路的安全可靠性需要齊納管或晶體管來體現，也只有這樣才能夠有限實現限壓目的。在化工生產過程當中大多應用直流電流進行信號傳輸，也就是說當變壓隔離器在傳輸信號時，需要將尚未完全進入變壓隔離器中的信號，在特定條件下將其調制為交流信號，通過變壓器傳輸，在變壓器的其它繞組經過信號解調為直流電流的形式輸出。

2　安全柵在化工生產中的技術應用

要想確保化工生產相關工作順利進行，就必須要用到現場儀表，通過現場儀表完成液位、溫度、壓力等相關測量工作。而安全柵雖處于安全區域，但其要接受并處理來自各個現場儀表中的信息，并將其中安全信號或是不安全信號傳輸至安全區和危險區，盡管信號類型存在差異，從整體而言可將安全柵分為兩個部分：檢測端隔離式安全柵和操作端隔離式安全柵。從我國化工廠使用現狀來看數MTL5042和MTL5046這兩類模擬檢測端和操作端隔離式安全柵應用最為廣泛。在無特殊情況下，與本質安全型兩線制變送器或調節閥配套使用，從某種意義上來說，提高了安全系數和數據準確性。它的主要作用是向變壓器供電，確保其運行過程中各項用電所需，與此同時在特定條件下通過一系列技術手段將變送器輸入信號以電壓或電流信號的形式輸出。

3　安全柵在化工生產技術應用中的注意事項

就新形勢下應用現狀來看，本安系統已經作為一個設計標準，受到了各行各業的高度重視，本安系統除了依據自身實際情況選擇適合的安全柵外，在使用過程中還要注意以下問題，只有這樣才能夠確保安全柵的高效應用，提升化工企業經濟效益的同時，為工作人員營造一個良好工作環境，在各方面得到保障情況下，將事故機率最低化處理。

（1）本安系統設計初衷和目的便是防爆，在使用過程中要注意線纜和現場設備是否兼容，安全柵除了要達到安全要求外，還需要處理好線纜和現場設備儲能這一關鍵性問題。再有，便是本安接地方面，齊納安全柵需要本安接地，當然對接地電阻也有相關要求。

（2）注意現場儀表信號同安全柵中所獲取的信息是否一致，綜合考慮各方面因素，尤其是齊納安全柵方面。在鋪設本安線纜和非本安線纜過程中，除了要是要規劃外，還需要進行標記，以免搞混造成不必要損失。

4　結語

新形勢下在化工企業生產過程中，安全柵作為一種保障現場生產安全的設備被廣泛應用，筆者在對安全柵進行研究過程中深切體會到其重要性，其不僅僅是一種安全防護設備，其在保障安全生產、營造有利環境方面都發揮著積極作用。

參考文獻：

[1]吳長康.本質安全型安全柵原理簡介[J].電工電氣,2013(12).

[2]司利剛.安全柵柜設計探討[J].廣東化工,2012(08).