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安全柵從工作原理上可分為齊納式安全柵、變壓器隔離式安全柵、光電隔離式安全柵。

2.1齊納式安全柵

齊納式安全柵是zui早出現(xiàn)的安全柵，zui初的安全柵的理論基礎便是建立在齊納式二極管的工作特性上的，其原理如圖2。

圖2齊納式安全柵原理

齊納管用于限制電壓。當回路電壓接近安全限壓值時，齊納管導通放電，使齊納管兩端電壓始終保持在安全限壓值以下。電阻用于限制電流，當電壓被限制后，適當選擇電阻值，即可將回路電流限制在安全限流值以下。保險絲可防止因齊納管被長時間流過的大電流燒斷而導致回路限壓失敗。當超過安全限壓值的電壓加在回路上時，齊納管導通。如果沒有保險絲，流經(jīng)齊納管的電流會無限上升，zui終燒斷齊納管，使回路失去限壓。同時為確?；芈钒踩ｋU絲必須選用高速熔斷型，其熔斷速度應比齊納管可能被燒斷的速度快10倍。為保障安全性，可采用三冗余的齊納管結構，從而滿足i*本質(zhì)安全的要求。

2.2變壓器隔離式安全柵

目前應用zui多的安全柵為變壓器隔離式安全柵。應用變壓器隔離原理使安全柵輸向危險區(qū)域電流始終控制一個允許范圍內(nèi)，達到了本質(zhì)安全的目的，其原理如圖3。變壓器隔離式安全柵的本安回路和非本安回路之間沒有直接，而是通過變壓器耦合。通向本安回路端隔離式安全柵還需要有相當齊納式或晶體管式安全柵的限壓、限流電路，保證本安端的安全性。另外，工業(yè)過程控制系統(tǒng)一般都是采用直流電流傳輸信號。因此，通過隔離變壓器進行信號傳遞，必須在電流信號進入隔離變壓器之前，將直流信號換成交流信號，而通過變壓器后，再把交流信號轉換成直流電流輸出。

圖3變壓器隔離式安全柵工作原理

2.3光電隔離式安全柵

光電隔離式安全柵是一種新型的安全柵，它采用光電耦合元件作為隔離元件，隔離電壓可達5 kV以上。一般要求將直流信號轉換成頻率信號，經(jīng)光電耦合器檢出頻率信號再轉換成直流信號的原理來實現(xiàn)。

2.4總線安全柵

　為了能在本安防爆的環(huán)境下成功使用基金會現(xiàn)場總線技術,選擇了現(xiàn)場總線安全柵?？偩€安全柵實現(xiàn)了分支為本安防爆,主干為增安防爆的網(wǎng)絡結構。該結構提高了系統(tǒng)對現(xiàn)場設備的供電能力,增加了網(wǎng)段懸掛儀表設備的數(shù)量。結合基金會現(xiàn)場總線安全柵在巴基斯坦PARCO柴油加氫項目中的應用,介紹了現(xiàn)場總線的回路構成、工作方式、防爆方法及總線安全柵提高供電能力的應用。

2.5二極管安全柵

在安全柵中, 二極管安全柵是zui常用的。GB3836.4—2000對二極管安全柵和安全分流器的性能作了很高的要求,在設計制造二極管安全柵和安全分流器時不但要求元器件參數(shù)、產(chǎn)品結構上滿足國標規(guī)定,而且對元器件的型式檢驗也有嚴格的要求。GB 3836.4—2000第8.6.1條要求分流元件承受瞬態(tài)性能應按10.12條規(guī)定的矩形脈沖電流試驗。