本质安全防爆的典范

作者:本网编辑 文章来源:《流程工业》杂志 发布时间:2010-07-05


DART-PowerHub自保护电源装置:四网段冗余配电并带有诊断模块,为现场总线仪器设备提供防燃防爆的自保护装置。

在传统的本质安全防爆中,通过限制电压和电流来避免产生火花,确保在易燃易爆危险区域中设备出现故障时不会引起爆炸。然而,这就意味着检测仪表和控制设备的实际功率要低于限定值。如今借助于一项全新的防爆技术,在危险区应用的现场设备有效功率可以提高10%~20%。也由于这一创新技术的成功,使得Pepperl+Fuchs公司成为2008年度汉诺威国际工业大奖Hermes Award奖的5个获奖企业之一。


在流程工业的企业中,易燃易爆的危险性气体可能会由于发生故障从装置或零部件中泄露出来,并被检测仪器和控制设备所产生的电火花点燃。由此可见这小小的火花带来的往往是灾难性的后果,因此欧盟出台了Atex 137“潜在爆炸环境用的设备及保护系统”的防爆技术规范,德国政府也在其企业安全运行条例中规定应进行风险分析和预防的措施。

从历史上看,德国和英国一直采用“本质安全防爆”技术。在这项技术中,本质安全电子电路通过对电流和电压的故障安全限制,降低其有效功率,避免出现可能引起爆燃的火花。本质安全防爆技术是如今最佳的技术解决方案,具有故障保护、现场设备在线操作以及无需配置防爆组件等优势。然而,当检测仪表和调节设备所需功率大于2W时,该设备则无法使用本质安全防爆技术。解决大功率设备的防爆方案价格昂贵,占地面积和使用空间较大而且对仪器设备的操作有着种种限制。同时其零部件的磨损和可能的维护保养缺陷又大大影响了安全保护性能。

Pepperl+Fuchs公司与德国物理技术研究院(PTB)合作研发的动态电弧识别终端(Dynamic Arc Recognition and Termination,以下简称DART)是一种本质安全防爆的创新技术。这一技术极大地提高了本安防爆电路的有效功率(小于50W),同时保留了本质安全安装技术的优势。利用DART技术,原本只能使用增安型防爆或隔爆型防爆的设备也可以实现本质安全防爆。对于设备的安装使用和维护、空间占用和本质安全性能等方面有着显著的改进和提高。本质安全防爆每米电缆铺设费用仅是增安型防爆的一半。在产品设计和认证以及生产方面,本质安全设备的机壳成本比隔爆型设备低2~3倍。


DART-Segment Protector自保护接线排。可以连接12个现场总线仪器设备。

本质安全防爆的典范

科学技术的创新带来了本质安全防爆的根本性变化。十几年来,人们通过将有效功率限制在点火能量以下来避免火花的产生。而DART技术是在火花发生的最初1μs时间内被识别出来,并快速关断相关的电子电路,使其成为点火源之前被“熄灭”。这就意味着本质安全电路可控制的有效功率可达50W,而在过去,最大功率仅为2W。

第一代采用DART技术的本质安全设备将是现场总线配电系统以及带有分支短路保护功能的接线盒:FieldConnex家族中的“DART PowerHub”和“DART段保护器”将连接全部已有的符合ENTITY的现场总线仪表。随着DART技术的应用,原有采用增安型防爆的大功率主干线将变为本质安全防爆。

这是首次同时将本质安全与冗余供电结合在一起。极大简化了在防爆场合下现场总线的安装。此外,DART技术也拓宽了本质安全防爆技术的应用,例如,大功率阀门及执行机构、紧急照明灯、便携式测量设备、分析仪、4线制仪表以及显示操作终端等。在将来,所有这些设备将由简单的两根电缆实现本质安全供电。

作为防爆及接口技术领域中的专家,Pepperl+Fuchs公司正积极致力于与制造商和最终用户之间的对话并推动DART技术在工业领域中的应用,让更多的工业伙伴能够了解和熟悉这项创新技术。

DART自保护技术的特点

在不影响自保护性能前提下明显地提高了功率;

安装简单;

可以使用市场中常见的现场总线仪器设备;

受保护的现场总线接口和使用的电缆没有是否安装在危险区域的差异;

基于冗余电源的使用,提高了系统的可用性能;

无需费时费力的电缆布线。

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