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本质安全与防止因火花或热源可能发生的火灾有关。
从电气意义上讲，本质安全意味着限制电流或防止危险环境中产生火花。
为什么我们关心本质安全？我们之所以关心，是因为本质上不安全的环境可能会因像剪断电线这样简单的事情而引起火灾甚至爆炸。
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风险评估
我们需要了解我们所处的工作环境，尤其是在潜在危险的环境中工作时。
如果您在危险环境中或周围工作，则必须进行风险评估以帮助识别风险。了解任何环境中的风险将帮助您减轻这些风险并确保您和他人的安全。
我们现在将解释一些本质安全措施很重要的环境。
主要有两种分类类型：
– ATEX，
– NEC (NFPA70)。
在本文中，我们将重点关注UL（保险商实验室） 本质安全标准。
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本质安全级别
NEC 70 本质安全级别主要分为三种类型：I 类、II 类和 III 类。
I 类： I 类环境与易燃气体和蒸气有关。这些蒸气可能是汽油、氢气、天然气丙烷、乙醇或甲烷。这些气体在正常工作条件和异常工作条件下都存在。
II 类： II 类环境与可燃粉尘有关。一些可能的粉尘包括金属和金属合金、木炭、炭黑、面粉、塑料、谷物和木材。这些粉尘在正常操作条件和异常操作条件下都存在。
III 类： III 类与飞行物体或纤维有关。这些条件是存在的，但我们在本文中不会重点讨论它们。
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如何应用本质安全标准
现在我们将解释这些标准如何适用于那些想要在这些环境中设计自动化本质安全设备的人。
在本质安全环境中，有必要使用特殊电路来帮助防止爆炸和火灾。从电气角度来说，我们通过使用光隔离或限流装置来实现这一点。
行业术语是一个障碍。
屏障有多种形状和尺寸，但它们都以光学方式将环境中的传感器与电气柜隔离。
现在我们将解释什么是光隔离器。光隔离器是一组以光学方式连接两个电路的电气元件。光隔离器的组件是二极管和光敏晶体管，通常封装在芯片中。
当有电流流过二极管时，二极管就会发光。晶体管将感应其基极上的光，然后允许电流流过其集电极和发射极。
由于光学隔离，可以使用不同的电压，这有助于需要本质安全设备的环境。
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本质安全电路示例
4.1
传送带上的光电眼
这是自动化环境中本质安全的示例。面粉厂的传送带上有光电眼。由于粉尘着火的危险，您的任务是指定安全使用光电眼的解决方案。
由于环境的原因，您需要先了解房间的要求。然后，您执行风险评估并确定带有传送带的房间为Class II, DIV 2。DIV 2 是指正常操作条件下存在危险气氛。
然后，您需要找到一个本质安全的屏障来放置在您正在设计的电气面板中。
您还需要找到与本质安全屏障兼容的光电眼。
一些本质安全屏障可以在常开和常闭之间切换。在本例中，我们将本质安全栅设置为常开。
当光电眼被一袋面粉打开时，光电眼将打开本质安全屏障中的二极管。该光电眼将使用适用于 II 类、DIV 2 环境的安全电压和电流水平。
然后晶体管将允许电流流动，将信号从本质安全栅输出到 PLC。
值得一提的是，并非所有光电眼都适用于本质安全屏障。请务必阅读制造商对与本质安全屏障一起使用的任何光电眼的要求。
根据制造商提供的接线图连接光电眼也很重要。由于本质安全屏障被引入到通常简单的电路中，因此当出现问题时，存在另一个可能的故障点。
4.2
减少灰尘
我们现在将讨论本质安全环境中必不可少的一些其他要求。在某些情况下，需要对电气面板进行更多处理，而不仅仅是安装屏障。
以面粉为例，带有面粉输送机的房间中的面板需要用某种压缩气体加压。这通常是压缩空气，它会在面板上产生正压，并降低面粉灰尘进入面板的可能性。
由于压缩空气的存在，每个面板都需要用某种腻子或密封剂密封。
为了遵循 II 类、DIV 2 标准压力开关，需要安装。
当面板打开时，开关会打开红色频闪灯，提醒附近工作的人员房间不安全。
设计Class II、DIV 1面板时存在更多限制。DIV 1 是指在异常操作条件下存在危险气体。
就像 II 类、DIV 2 环境一样，II 类、DIV 1 环境需要压力开关来应对压力损失，并且当压力不安全时，他们还需要断开房间内每个面板的线路电源。
在某些情况下，必须对加压本质安全电气外壳进行维护或故障排除。这是一个问题，因为当面板打开时，它会关闭整个系统的电源。
为了帮助缓解此问题，可以使用键控旁路开关在故障排除或维护期间保持电源打开。
当工作正在进行时，压力损失红色频闪灯将亮起。工作完成后，需要将键控旁路开关转至安全状态。
4.3
体重秤输送机
现在我们将解释本质安全屏障的另一个示例。您需要有检重秤输送机来检查面粉袋的重量。您将需要使用本质安全屏障来限制称重传感器的电流和电压。
确保根据制造商的建议使用带有本质安全屏障的称重传感器。
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概括
综上所述，本质安全型装置和设备可以防止火灾甚至爆炸。了解环境的潜在风险将有效帮助你选择适当的本质安全设备。
