本安系统安全性评定和安全栅选取考虑

1.本安系统安全性评定

目前，典型本安系统采用“回路认证（Loop Approval）”即“系统认证（System Ap-proval）”。这也是我国现行的本安防爆系统认证技术——联合取证。这种组合一经认定，其本安设备或关联设备就不能用未经检验机构认证过的其他型号规格的设备替代。而国际上采用“参量认证”的方式，即对关联设备与现场设备分别给出一组安全参数，并可由用户自由地将不同生产厂商的电气设备进行组合，从安全性角度出发只需满足如下关系：

U_max≥Uo^Imax≥Isc

（C_c+C_i）≥C_a（L_c+L_i）≥L_a

2.关联设备的选取原则

本安防爆系统安全性的保障主要取决于关联设备（安全栅）。下面以齐纳式安全栅为例，简要说明其选用原则，并结合应用较广泛的变送器系统进行实例分析。

（1）齐纳式安全栅的选用原则

1）根据现场防爆要求，确定所需安全栅的防爆等级；

2）检查控制室仪表可能存在或产生的最高电压，确定安全栅最高允许电压；

3）根据现场设备的信号、电源对地的极性，确定安全栅的极性；

4）考虑安全栅端电阻压降的影响，确定系统能否正常工作；

5）共模电压和漏电流的影响对信号响应的准确度；

6）安全栅允许的分布参数是否合乎要求。(www.xing528.com)

现场设备涉及的种类繁多，对不同的设备须在上述原则的基础上再进一步深入考虑。表4-3-2列出了各类现场仪表配用安全栅的大致情况。

（2）变送器本安系统安全栅选用实例（图4-3-3）

由变送器构成的防爆系统在选取关联设备（安全栅）时，应该从电路工作性能（特别是20mA信号时）和安全性能两个角度出发。而在选用齐纳式安全栅之前必须知道变送器的最低工作电压及二次仪表的供电电压大小（一般为24V），然后选用一个内阻合适的安全栅以保证变送器能正常工作。

表4-3-2 现场设备与安全栅的选取

1）安全栅内部电阻R_i（端电阻）的选用：若R_i值较大，其在20mA信号附近可能由于压降太大而使系统无法正常工作；但若R_i值较小，则安全栅I_sc较大可能使I_sc≥I_max，从而不满足安全性能。因此选择确切的R_i值必须通过计算其允许的压降来实现。

图4-3-3 变送器本安系统安全栅

2）提高系统的性能：从图4-3-3可以看出，仅有转换电阻R_c（250Ω）和安全栅端电阻R_i可以减小，以提高变送器的工作电压，若R_c减小到100Ω，则4～20mA信号将变为0.4～2.0V，而这对DCS的安装和应用提出了新的要求，显然不切实际。

因此最好的方案是选用低内阻的安全栅。而对一般危险场所若选用IIB产品能满足要求就尽量采用IIB产品。表4-3-3列出了IIB与IIC产品各项参数的比较。显然，IIB比IIC产品有小得多的内部电阻R_i，即相应它上面的压降很小，但同时却有相当高的I_sc。

表4-3-3 IIB和IIC类产品参数比较