安全柵是介于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制室設(shè)備之間的一個(gè)限能電路，用來把控制室供給現(xiàn)場(chǎng)儀表的電能量限制在既不能產(chǎn)生足以引爆危險(xiǎn)氣體的火花，又不能產(chǎn)生足以引爆危險(xiǎn)氣體的儀表表面溫度，從而消除了引爆源。在選擇安全柵時(shí)必須考慮其型號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)儀表類型相適應(yīng)，還須考慮安全柵與本質(zhì)安全儀表要求相兼容及形成的本安系統(tǒng)中阻抗匹配的問題。
P+F安全柵
我國(guó)采用“回路認(rèn)證”這種方式認(rèn)證本安系統(tǒng)，即根據(jù)危險(xiǎn)環(huán)境使用儀表的聯(lián)合取證情況，選擇已與其聯(lián)合取證的安全柵，一經(jīng)聯(lián)合取證，現(xiàn)場(chǎng)儀表與安全柵便固定組合構(gòu)成本安系統(tǒng)。實(shí)踐中，這種方式對(duì)安全柵和現(xiàn)場(chǎng)儀表的選擇有很大的局限性。目前廣泛采用是進(jìn)年來逐漸形成的一種本質(zhì)安全認(rèn)證技術(shù)，即“參量認(rèn)證”。按照“參量認(rèn)證”方式認(rèn)證的本安設(shè)備和關(guān)聯(lián)設(shè)備需要一組安全參數(shù)，包括：
Vmax― 在正常工作或故障條件下，能接受并能保持其本安性能的zui高電壓。
Imax ―在正常工作或故障條件下，能接受并保持其本安性能的zui高電流。
Ci― 本安現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備內(nèi)部未被保護(hù)的電容。
Li―本安現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備內(nèi)部未被保護(hù)的電感。
Pmaxo ― 關(guān)聯(lián)設(shè)備允許輸入的zui大功率。
“參量認(rèn)證”關(guān)系式為：Vmax>Voc，Imax>Isc，Pmaxi>Pmaxo，Ci+Cc結(jié)合“參量認(rèn)證”可知安全柵的選用：1）與安全柵相連的安全設(shè)備的工作電壓不得超過安全柵的zui高允許電壓。否則，應(yīng)采用光電隔離等技術(shù)使之與系統(tǒng)隔離開來，或者采用隔離安全柵；2）“參量認(rèn)證”公式的Vmax，Imax，Pmaxi即為本安現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的正常參數(shù)，選用時(shí)應(yīng)該逐一對(duì)比。3）“參量認(rèn)證”公式中引入Cc，Lc這兩個(gè)變量實(shí)際是引出了控制電纜的選用問題，從而限制了電纜長(zhǎng)度。實(shí)際使用中還應(yīng)考慮阻抗匹配問題。zui后的公式中，Ra安全柵阻抗，Rl電纜阻抗，安全儀表的允許負(fù)載阻抗Ro，對(duì)于輸出回路，作為安全儀表的調(diào)節(jié)器或I/O卡的輸出通道等，它們的允許負(fù)載阻抗是制造廠商提供的。對(duì)于輸入回路，作為安全儀表的顯示儀表或I/O卡的輸入通道等，它們的允許負(fù)載阻抗取決于其輸出電壓和現(xiàn)場(chǎng)儀表的無負(fù)載工作電壓。無論輸入還是輸出回路，選用安全柵時(shí)其阻抗?jié)M足上式即可保證回路的正常工作。
按照“參量認(rèn)證”的關(guān)系式選用的安全柵，理論上可以保證正常工作，實(shí)際使用時(shí)還必須注意以下問題：
1、所選用的齊納安全柵應(yīng)已經(jīng)防爆檢測(cè)機(jī)構(gòu)防爆認(rèn)證，并有防爆合格證書。
2、根據(jù)工作現(xiàn)場(chǎng)所屬的危險(xiǎn)區(qū)域 （ 0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)），氣體級(jí)別和溫度組別來選擇齊納安全柵的防爆等級(jí) （ 安全柵防爆標(biāo)志） ，使其符合上述的防爆環(huán)境，由安全柵來限制傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的能量，確保現(xiàn)場(chǎng)安全。
3、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用儀表的工作電壓和工作電流對(duì)地的極性，選擇齊納安全柵的極性 （正極性、負(fù)極性或交流極性）。
4、根據(jù)信號(hào)傳輸線路的數(shù)量，選擇齊納安全柵的通道數(shù) （單通道、雙通道、三通道 ） , 由安全柵的通道對(duì)傳輸線路進(jìn)行保護(hù)。
5、根據(jù)二次儀表供電電壓的大小，選擇齊納安全柵的工作電壓，供電電壓應(yīng)小于或等于齊納安全柵的工作電壓。對(duì)于波動(dòng)范圍大的供電電壓，則應(yīng)當(dāng)選擇工作電壓范圍大的齊納安全柵型號(hào)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)儀表電壓和電流的大小，選擇齊納安全柵的端電阻。在zui大工作電流時(shí)安全柵的端電阻引起的壓降應(yīng)不影響現(xiàn)場(chǎng)儀表zui低工作電壓的要求，保證現(xiàn)場(chǎng)儀表能正常工作。
6、當(dāng)供電電壓為 DCS 系統(tǒng)中卡件直接供電時(shí)，請(qǐng)?jiān)敿?xì)查閱DCS系統(tǒng)中的供電卡件資料。注意供電卡件中往往串接一只限流電阻，當(dāng)使用齊納安全柵時(shí)，此限流電阻應(yīng)引以充分的重視。選用電阻限流式齊納安全柵時(shí)應(yīng)把串入的電阻去掉用熔絲或開關(guān)代替，選用電子限流式齊納安全柵時(shí)，此電阻值不能大于180Ω，否則由于供電回路電阻太大，造成現(xiàn)場(chǎng)儀表供電電壓太低而不能工作。有些DCS系統(tǒng)卡件供電電路中裝有一個(gè)限流電路，當(dāng)使用齊納安全柵則不能選用有功耗的齊納安全柵，一旦卡件供電電路限流值小于齊納安全柵的工作電流時(shí)，則會(huì)造成齊納安全柵無法工作。
7、本質(zhì)安全防爆實(shí)質(zhì)上是系統(tǒng)防爆，所以現(xiàn)場(chǎng)儀表和齊納安全柵一起由防爆檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)防爆取證，（術(shù)語：聯(lián)合取證安全柵是本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)的一種關(guān)聯(lián)設(shè)備，它的設(shè)計(jì)制造都嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，并要經(jīng)國(guó)家的防爆檢測(cè)機(jī)構(gòu)防爆鑒定取證后才能生產(chǎn)使用。）根據(jù)防爆檢測(cè)機(jī)構(gòu)給出的zui大電纜參數(shù)值 Cc、Lc的大小，計(jì)算出電纜長(zhǎng)度、型號(hào)、滿足傳送距離的要求。
