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本質(zhì)安全防爆技術(shù)在鉆采裝備行業(yè)的應(yīng)用

文檔作者：謝俊成文檔來(lái)源：中海油安全技術(shù)服務(wù)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年11月15日
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本質(zhì)安全防爆技術(shù)在鉆采裝備行業(yè)的應(yīng)用
謝俊成
(中海油安全技術(shù)服務(wù)有限公司? 天津?。常埃埃矗担?
[關(guān)鍵詞]防爆技術(shù)?本質(zhì)安全?油氣裝備?行業(yè)應(yīng)用
[摘　要]介紹了以限制能量為防爆原理的本安型防爆技術(shù)在油氣裝備行業(yè)的應(yīng)用?
[中圖分類號(hào)] ＴＵ９ [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] Ａ [文章編號(hào)]１００４ －９１１８(２０１９)０３ －００３０ －０４
ＤＯＩ:１０. １４０２３/ ｊ. ｃｎｋｉ. ｄｑｆｂ. ２０１９. ０３. ００８
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ Ｓａｆｅ Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ － ｐｒｏｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｘｉｅ Ｊｕｎ － ｃｈｅｎｇ
(ＣＮＯＯＣ Ｓａｆｅｔｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｏ. ? Ｌｔｄ. ?Ｔｉａｎｊｉｎ ３００４５７)
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ:ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ － ｐｒｏｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ? ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｓａｆｅｔｙ? ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｏｉｌ ａｎｄ ｇａｓ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｒｉｎｓｉｃａｌｌｙ ｓａｆｅ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ － ｐｒｏｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｉｔｈ
ｌｉｍｉｔｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ａｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｏｉｌ ａｎｄ ｇａｓ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｉｎｄｕｓｔｒｙ.
０　引言
生產(chǎn)、加工、處理、儲(chǔ)存、運(yùn)輸相關(guān)爆炸性物質(zhì)
的地方?可能形成爆炸性環(huán)境(氣體和粉塵)?因
此?需要采取有效的防爆安全保護(hù)措施?
本安型與其他類型相比?不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單?而且
適用范圍廣?操作簡(jiǎn)單?維護(hù)方便? 隨著電子技術(shù)
的迅速發(fā)展和低功耗電子元件不斷研發(fā)?本質(zhì)安
全型防爆技術(shù)推廣和應(yīng)用的前景更為廣闊?因此
以限制能量為防爆原理的本安型防爆技術(shù)在油氣
裝備行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越多? 本文主要探討本質(zhì)安
全防爆技術(shù)在石油、天然氣裝備行業(yè)的應(yīng)用?
１　本質(zhì)安全防爆原理及特點(diǎn)
電火花和熱表面是兩種引起爆炸性危險(xiǎn)氣體
爆炸的主要源頭?本質(zhì)安全防爆技術(shù)通過(guò)抑制電
火花和熱能量這兩個(gè)源頭?實(shí)現(xiàn)防爆目標(biāo)? 在正
常工作和發(fā)生故障狀態(tài)下?來(lái)自電氣設(shè)備的電火
花或熱能量不會(huì)點(diǎn)燃爆炸性危險(xiǎn)氣體而發(fā)生爆
炸? 它的本質(zhì)是設(shè)計(jì)低功率系統(tǒng)?原理是限制能
量?將系統(tǒng)中的電壓和電流限制在安全范圍以內(nèi)?
保證設(shè)備在正常工作以及發(fā)生短路或元器件損壞
等故障狀況下產(chǎn)生的電火花和熱能量不會(huì)引起其
周圍可能存在的危險(xiǎn)氣體的燃燒爆炸? 爆炸性氣
體環(huán)境內(nèi)使用的本質(zhì)安全型設(shè)備根據(jù)安全程度和
使用環(huán)境不同?可分為ｉａ、ｉｂ 和ｉｃ 三種保護(hù)等級(jí)?
Ｅｘ ｉａ 型設(shè)備防爆級(jí)別最高?可用在０、１、２ 區(qū)?ｉｂ
次之?可用在１、２ 區(qū)?ｉｃ 最低?只能用在２ 區(qū)[１ －３] ?
１?? １　本質(zhì)安全防爆技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
本質(zhì)安全防爆技術(shù)的特點(diǎn):(１)本安裝置具
有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕和成本低等特點(diǎn)?不
需要設(shè)計(jì)制造工藝復(fù)雜、體積大、質(zhì)量重的隔爆外
殼? (２)應(yīng)用范圍廣? ｉａ 等級(jí)在爆炸性氣體環(huán)境
危險(xiǎn)場(chǎng)所的０ 區(qū)、１ 區(qū)和２ 區(qū)都能夠使用? (３)對(duì)
　　[收稿日期]２０１９ －０４ －２８
　　[作者簡(jiǎn)介]謝俊成(１９７３—　)?男?電氣工程師?主要從事安全技術(shù)服務(wù)及企業(yè)管理工作?
— ３０ —
«電氣防爆»　２０１９ 年６ 月　第３ 期
于無(wú)源元件以及符合規(guī)定的儲(chǔ)能元件、熱電偶、光
電池等簡(jiǎn)單設(shè)備?不需單獨(dú)認(rèn)證?只需要符合ＧＢ
３８３６?? ４—２０１０ 相關(guān)要求?即可使用在本安防爆系
統(tǒng)中? 本安的防爆技術(shù)與其他任何類型相比?都
具有很強(qiáng)的實(shí)用性和適應(yīng)性?尤其適用于工業(yè)自
動(dòng)化儀表?
但是由于本質(zhì)安全防爆技術(shù)的原理是限制能
量?因此其應(yīng)用場(chǎng)合和應(yīng)用對(duì)象有局限性?
１?? ２　本質(zhì)安全防爆方法
本安裝置基本設(shè)計(jì)技術(shù)措施如下:
(１)限制電路中的電壓和電流?
(２)限制電路中的電容、電感等儲(chǔ)能元件?
(３)結(jié)構(gòu)及電路的分隔措施?本安電路與非
本安電路的隔離?
(４)合理選擇部件、導(dǎo)線線徑等參數(shù)?
(５)本安系統(tǒng)的組合應(yīng)符合ＧＢ/ Ｔ ３８３６?? １８—
２０１７ 標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求?
本質(zhì)安全防爆的實(shí)現(xiàn)方法首先是限制危險(xiǎn)場(chǎng)
所本安儀表源頭的能量?可通過(guò)安全柵將提供給
危險(xiǎn)場(chǎng)所儀表工作所需能量限制在安全范圍內(nèi)?
既不能產(chǎn)生足以引爆危險(xiǎn)氣體的火花?又不能升
至足以引爆危險(xiǎn)氣體的表面溫度?從而消除點(diǎn)火
源? 限制能量對(duì)于儀表檢測(cè)和控制回路來(lái)說(shuō)?首
先是限制電壓和電流?其次是限制本安儀表內(nèi)部
電容和電感的能量?因?yàn)殡娙莺碗姼心軌騼?chǔ)存和
釋放電能量?
１?? ３　本質(zhì)安全系統(tǒng)設(shè)備選用及現(xiàn)場(chǎng)布線原則
本質(zhì)安全系統(tǒng)一般由本安電氣設(shè)備、安全柵、
連接電纜等設(shè)備組成?
一般本安電氣設(shè)備選用原則:(１)必須先確
認(rèn)是符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求并經(jīng)認(rèn)證的本安電氣設(shè)
備?(２)防爆標(biāo)志所示意的防爆等級(jí)是否符合將
要使用的危險(xiǎn)區(qū)域的安全要求?(３)明確Ｕ ｉ、Ｉ ｉ、
Ｃ ｉ、Ｌ ｉ和Ｐ ｉ認(rèn)證參數(shù)?其中各參數(shù)含義如下:Ｕ ｉ(最
高輸入電壓)—施加到本質(zhì)安全現(xiàn)場(chǎng)儀表上?不
會(huì)使本質(zhì)安全性能失效的最高電壓? Ｉ ｉ(最高輸
入電流)—施加到本質(zhì)安全現(xiàn)場(chǎng)儀表上?不會(huì)使
本質(zhì)安全性能失效的最大電流? Ｃ ｉ(最大內(nèi)部電
容)—現(xiàn)場(chǎng)本安儀表內(nèi)總等效電容? Ｌ ｉ(最大內(nèi)部
電感)—現(xiàn)場(chǎng)本安儀表內(nèi)總等效電感? Ｐ ｉ(最大輸
入功率)—當(dāng)電氣設(shè)備與外電源連接不使本質(zhì)安
全性能失效時(shí)?可能在電氣設(shè)備內(nèi)部消耗的本質(zhì)
安全電路的最大輸入功率?(４)明確本安電氣設(shè)
備的最低工作電壓及回路正常工作電流?
安全柵選用原則:(１)安全柵端電阻和回路
電阻可以滿足本安設(shè)備的最低工作電壓?(２)安
全柵的安全參數(shù)( Ｕ ｏ、Ｉ ｏ、Ｃ ｏ、Ｌ ｏ和Ｐ ｏ)和本安
設(shè)備防爆認(rèn)證參數(shù)相匹配?安全柵的各安全參數(shù)
含義如下: Ｕ ｏ(最高輸出電壓)—在開路條件下?
在設(shè)備連接裝置施加電壓達(dá)到最高電壓時(shí)?可能
出現(xiàn)的本質(zhì)安全電路的最高輸出電壓? Ｉ ｏ(最高
輸出電流)—來(lái)自電氣設(shè)備連接裝置的本質(zhì)安全
電路的最大電流? Ｃ ｏ(最大外部電容)—可以連
接到電氣設(shè)備連接裝置上?而不會(huì)使本質(zhì)安全性
能失效的本質(zhì)安全電路的最大電容? Ｌ ｏ(最大外
部電感)—可以連接到電氣設(shè)備連接裝置上?而
不會(huì)使本質(zhì)安全性能失效的本質(zhì)安全電路的最大
電感? Ｐ ｏ(最大輸出功率)—能從電氣設(shè)備獲得
的本質(zhì)安全電路最大功率?(３)安全柵的電源極
性及信號(hào)傳輸方式應(yīng)與本安設(shè)備一致?
連接電纜選用原則:(１)連接電纜為銅芯軟
導(dǎo)線?每根導(dǎo)線的線徑不小于０?? ５ ｍｍ２?電纜能承
受最大２ 倍本安電路的額定電壓且試驗(yàn)電壓不低
于５００ Ｖ 的耐壓試驗(yàn)?(２)根據(jù)Ｃ ｃ≤ Ｃ ｏ － Ｃ ｉ和
Ｌ ｃ≤ Ｌ ｏ － Ｌ ｉ公式計(jì)算電纜最大外部分布參數(shù)?
利用Ｌ ＝ Ｃ ｃ / Ｃ ｋ和Ｌ ＝ Ｌ ｃ / Ｌ ｋ公式分別計(jì)算電
纜長(zhǎng)度?取兩者中的小值作為實(shí)際配線長(zhǎng)度Ｌ ?
式中: Ｃ ｃ—本安電纜的分布電容? Ｌ ｃ—本安電纜
的分布電感? Ｃ ｋ—電纜單位長(zhǎng)度分布電容? Ｌ ｋ—
電纜單位長(zhǎng)度分布電感? Ｌ —實(shí)際配線長(zhǎng)度? 多
芯電纜要考慮相互作用? 本安系統(tǒng)連接電纜的分
布參數(shù)在一定程度上決定了這個(gè)本安系統(tǒng)的可靠
性和適用范圍?必須仔細(xì)計(jì)算選擇?
本安系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)布線原則:(１)本安電路與非
本安電路必須有隔離措施?本安電纜和非本安電
纜不使用同一根金屬線管和同一個(gè)配線箱?(２)
本安連接電纜及端子排應(yīng)使用藍(lán)色外涂層標(biāo)示?
容易識(shí)別?(３)齊納式安全柵的接地點(diǎn)及接地方
式要符合電氣安全規(guī)程及安全柵使用說(shuō)明書的
要求?(４)多個(gè)本安電路或關(guān)聯(lián)電路不能使用同
一電纜(電纜線芯各自具有獨(dú)立屏蔽外層除外)
或共處同一鋼管內(nèi)( 帶有屏蔽外層導(dǎo)線除
外)[４ －６] ?
２　本安技術(shù)在鉆采裝備上的應(yīng)用分析
本安設(shè)備安裝如圖１ 所示?
— ３１ —
??防爆技術(shù)應(yīng)用??　本質(zhì)安全防爆技術(shù)在鉆采裝備行業(yè)的應(yīng)用
圖１　本安設(shè)備安裝示意圖
下面從傳感器應(yīng)用、儀表應(yīng)用、通訊應(yīng)用和司
鉆(現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)站)操作應(yīng)用方面探討本安技術(shù)在鉆
采裝備上的應(yīng)用?
２?? １　傳感器應(yīng)用
設(shè)計(jì)成本質(zhì)安全的防爆傳感器對(duì)能量作了限
制?使其不足以引燃相應(yīng)等級(jí)的危險(xiǎn)氣體? 為了
安全運(yùn)行?本安型傳感器作為一個(gè)元件不能單獨(dú)
工作?必須整合到系統(tǒng)中?因此其外部需要使用安
全柵用于限制電壓、電流?進(jìn)而限制故障狀態(tài)下電
路中的能量? 本安型( ｉ ａ)傳感器可以用于危險(xiǎn)
場(chǎng)所０ 區(qū)?
２?? ２　儀表應(yīng)用
本質(zhì)安全防爆儀表由三部分構(gòu)成:本質(zhì)安全
儀表、本質(zhì)安全連接電纜和本質(zhì)安全關(guān)聯(lián)設(shè)備?
本安儀表包含設(shè)置在各種危險(xiǎn)地方的測(cè)量用儀
表? 連接電纜采用專用接地線?保護(hù)層采用淺藍(lán)
色區(qū)分其他電纜?關(guān)聯(lián)設(shè)備包括齊納安全柵和隔
離安全柵?以及其他型式的具有限流、限壓功能的
保護(hù)裝置? 圖２ 是本安儀表一種典型應(yīng)用的示意
圖?
圖２　本安儀表應(yīng)用示意圖
２?? ３　通訊應(yīng)用
現(xiàn)代油氣裝備行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制
一般采用總線技術(shù)?現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是２０ 世紀(jì)８０
年代興起的一種集控制技術(shù)、儀表技術(shù)和計(jì)算機(jī)
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為一體的工業(yè)控制技術(shù)? 其中ＣＡＮ 總
線和ＰＲＯＦＩＢＵＳ 總線在油氣裝備行業(yè)應(yīng)用最廣?
下面以ＰＲＯＦＩＢＵＳ 總線為例進(jìn)行說(shuō)明? ＰＲＯＦＩ￣
ＢＵＳ 總線是當(dāng)今使用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)?由
三部分組成?即ＰＲＯＦＩＢＵＳ － ＤＰ(Ｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ Ｐｅ￣
ｒｉｐｈｅｒｙ)?ＰＲＯＦＩＢＵＳ － ＰＡ (Ｐｒｏｃｅｓｓ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ)?
ＰＲＯＦＩＢＵＳ － ＦＭＳ ( Ｆｉｅｌｄｂｕｓ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａ￣
ｔｉｏｎ)?
其中?ＰＯＲＦＩＢＵＳ － ＰＡ 應(yīng)用于過(guò)程控制領(lǐng)域?
應(yīng)用于過(guò)程控制領(lǐng)域?并且可以通過(guò)串行總線連
接發(fā)射器、閥門和執(zhí)行機(jī)構(gòu)? 采用ＩＥＣ ６１１５８ 的
物理傳輸技術(shù)和ＰＲＯＦＩＢＵＳ － ＤＰ 的協(xié)議?通信速
率３１?? ２５ ｋｂｉｔ/ ｓ? 適用于本安場(chǎng)合?并向儀表饋
電?
跟以往的“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”模擬回路本安系統(tǒng)一樣?
現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的電源必須通過(guò)一個(gè)安全柵接口供
應(yīng)? 現(xiàn)場(chǎng)總線裝置本身可以由總線供電?如果需
要可以獨(dú)立供電? 因此?對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)本安防
爆性能產(chǎn)生影響的是關(guān)聯(lián)設(shè)備、本安現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及
系統(tǒng)傳輸線路三個(gè)部分? 所不同的是本安現(xiàn)場(chǎng)總
線系統(tǒng)具有“多負(fù)載”特征?而且要求滿足“可互
換性”和“可互操作性”的要求?即允許不同制造
廠商生產(chǎn)的總線設(shè)備自由地掛接在同一總線上?
并實(shí)現(xiàn)相互通信?
本安防爆遠(yuǎn)程分散式Ｉ/ Ｏ 解決方案?使用總
線式隔離安全柵和本安分布式Ｉ/ Ｏ 模塊?現(xiàn)場(chǎng)本
安型儀表以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接線方式接至分布式Ｉ/ Ｏ?分
布式Ｉ/ Ｏ 經(jīng)過(guò)總線與控制系統(tǒng)通信模塊或網(wǎng)卡連
接?實(shí)現(xiàn)安全區(qū)域?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)區(qū)域生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)
控?
３　本安技術(shù)應(yīng)用實(shí)例
目前油氣裝備在鉆井現(xiàn)場(chǎng)的控制系統(tǒng)采用
ＳＩＭＡＴＩＣ Ｓ７ －３００ ＰＬＣ 作為主控器?采用ＰＲＯＦＩ￣
ＢＵＳ － ＤＰ/ ＰＡ 和以太網(wǎng)作為控制及通信網(wǎng)絡(luò)?根
據(jù)數(shù)據(jù)收集點(diǎn)和控制點(diǎn)位置區(qū)域分布設(shè)置西門子
分布式Ｉ/ Ｏ 模塊ＥＴ２００Ｍ?在司鉆房開發(fā)具有集
中控制功能的ＷＩＮＣＣ 工作站作為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站?
在隊(duì)長(zhǎng)房和中控室開發(fā)具有集中監(jiān)視功能的遠(yuǎn)程
管理站?
司鉆房常見的防爆處理方法包括采用防爆元
器件、司鉆操作臺(tái)整體正壓、司鉆房整體正壓和本
安防爆處理? 其中本安防爆技術(shù)因?yàn)橄鄬?duì)于前三
種防爆技術(shù)價(jià)格更經(jīng)濟(jì)且接線和檢修方便?越來(lái)
越為用戶所接受? 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站一般采用ＰＬＣ 控
制整個(gè)系統(tǒng)?安全柵安裝在危險(xiǎn)場(chǎng)所２ 區(qū)的防爆
— ３２ —
«電氣防爆»?。玻埃保?年６ 月　第３ 期
控制柜內(nèi)?將危險(xiǎn)區(qū)返回的信號(hào)(包括數(shù)字量輸
入和模擬量輸入)經(jīng)過(guò)安全柵處理后再接入ＰＬＣ
輸入模塊? ＰＬＣ 輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)本安模塊處理給本
安防爆電磁閥?而危險(xiǎn)區(qū)的電機(jī)或其他電氣設(shè)備?
通常采用隔爆技術(shù)? 司鉆操作人員在司鉆房?jī)?nèi)通
過(guò)各種控制開關(guān)、旋鈕、電位計(jì)(或手柄)等對(duì)油
氣裝備處于危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)設(shè)備和部件的工作狀態(tài)進(jìn)行
控制?
在危險(xiǎn)場(chǎng)所０ 區(qū)安裝有本安防爆電磁閥、本
安防爆傳感器和本安儀表?
在危險(xiǎn)場(chǎng)所１ 區(qū)安裝有ＥＴ２００ｉＳＰ、傳感器和
電磁閥?
在危險(xiǎn)場(chǎng)所２ 區(qū)安裝有ＥＴ２００Ｍ、本安接口
板、光電耦合器、開關(guān)、指示燈和電位計(jì)?
在安全區(qū)安裝有ＰＬＣ、網(wǎng)關(guān)等設(shè)備設(shè)施?
本安傳感器和本安儀表可以直接應(yīng)用于危險(xiǎn)
場(chǎng)所０ 區(qū)?本安接口板可以應(yīng)用在危險(xiǎn)場(chǎng)所１ 區(qū)?
而ＥＴ２００Ｍ － ＥｘＩ/ Ｏ、ＥＴ２００ｉＳＰ 和本安接口板在原
理和功能上類似?但是本安接口板的價(jià)格相對(duì)于
采用增安箱的防爆模塊更為低廉?且檢修和更換
方便?因此應(yīng)用更廣泛? ＳＩＭＡＴＩＣ ＥＴ ２００ｉＳＰ 包
含了一個(gè)用于連接電源裝置以及相關(guān)的保護(hù)等級(jí)
采用防爆外殼保護(hù)電源模塊的終端模塊、一個(gè)用
于帶有相關(guān)的接口和模塊的ＰＲＩＦＩＢＵＳ 接口的終
端模塊? ＥＴ ２００ｉＳＰ 一般用在加工工業(yè)的生產(chǎn)設(shè)
施中?最優(yōu)化的集成到ＰＣＳ ７ 和其他控制系統(tǒng)中?
這種本質(zhì)安全的Ｉ/ Ｏ 系統(tǒng)適用于直接安裝到有
氣體或粉塵爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域中?例如１ 區(qū)或２ 區(qū)
以及２１ 和２２ 區(qū)?傳感器和執(zhí)行器可以直接布置
到０ 區(qū)和２０ 區(qū)? ＥＴ２００ｉＳＰ 不僅具有安全柵功
能?可以為現(xiàn)場(chǎng)回路提供本質(zhì)安全防爆防護(hù)?而且
ＥＴ２００ｉＳＰ 本身還具有很高的防爆安全等級(jí)?其Ｉ/
Ｏ 模塊、電源模塊和網(wǎng)關(guān)本身也采用本安防爆?防
爆標(biāo)志為Ｅｘ ｄｅ[ｉａ/ ｉｂ]ＩＩＣ Ｔ４? ＥＴ２００ｉＳＰ 可以直
接安裝在危險(xiǎn)場(chǎng)所１ 區(qū)?可對(duì)其所有電子模塊
(包括電源模塊和總線連接模塊)進(jìn)行帶電熱插
拔維護(hù)、操作? ＳＩＭＡＴＩＣ ＥＴ ２００ｉＳＰ 現(xiàn)已獲得綜
合標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)可? ＲＳ４８５ － ＩＳ 耦合器是通過(guò)ＰＲＯＦＩ￣
ＢＵＳ ＲＳ ４８５ － ＩＳ 用于連接危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的ＥＴ
２００ｉＳ、ＥＴ ２００ｉＳＰ 和其他設(shè)備(例如光電耦合器
等)?并作為總線上放大數(shù)據(jù)信號(hào)的中繼器使用?
在有爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域?ＰＲＯＦＩＢＵＳ 必須通過(guò)核實(shí)
的現(xiàn)場(chǎng)總線隔離變壓器(ＲＳ ４８５ＩＳ 耦合器)的方
式進(jìn)行本質(zhì)安全性管理?
４　結(jié)論
綜上所述?本安技術(shù)在鉆井現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)場(chǎng)所０
區(qū)、１ 區(qū)和２ 區(qū)均有廣泛應(yīng)用?且相對(duì)于其他防爆
型式來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單?維護(hù)方便?易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)集成
化和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和控制[７ －１０] ?
參考文獻(xiàn)
[１]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局?中國(guó)國(guó)
家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 爆炸性環(huán)境第１ 部分:設(shè)備通
用要求:ＧＢ ３８３６. １—２０１０[Ｓ]. 北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版
社?２０１１:８.
[２]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局?中國(guó)國(guó)
家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 爆炸性環(huán)境第４ 部分:由本質(zhì)
安全型“ｉ”保護(hù)的設(shè)備:ＧＢ ３８３６. ４—２０１０[Ｓ]. 北京:
中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社?２０１１:８.
[３]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局?中國(guó)國(guó)
家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 爆炸性環(huán)境第１４ 部分:場(chǎng)所分
類:ＧＢ ３８３６. １４—２０１０ [Ｓ]. 北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社?
２０１５:１０.
[４]國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局. 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備
第１５ 部分:危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安裝(煤礦除外):ＧＢ ３８３６.
１５—２０００[Ｓ]. 北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社?２００１:６.
[５]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局?中國(guó)國(guó)
家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 爆炸性環(huán)境第１８ 部分:本質(zhì)
安全系統(tǒng):ＧＢ ３８３６. １８—２０１０ [Ｓ]. 北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出
版社?２０１１:８.
[６]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局?中國(guó)國(guó)
家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 爆炸性環(huán)境第１９ 部分:現(xiàn)場(chǎng)
總線本質(zhì)安全概念(ＦＩＳＣＯ): ＧＢ ３８３６. １９—２０１０[Ｓ].
北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社?２０１１:８.
[７]齊然. 石油鉆采裝備電氣產(chǎn)品常用防爆型式應(yīng)用分析
[Ｊ]. 電氣防爆?２０１２(１):２２ －２５.
[８]徐春玲. 本安現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)Ｐｒｏｆｉｂｕｓ － ＰＡ 及其應(yīng)用
[Ｊ]. 自動(dòng)化儀表?２００６(７):４３.
[９]付華. 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的本質(zhì)安全防爆技術(shù)[Ｊ]. 電氣防
爆?２００３(３):１１ －１４.
[１０]陽(yáng)憲惠. 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其應(yīng)用[Ｍ]. 北京:清華大
學(xué)出版社?１９９９.
— ３３ —
??防爆技術(shù)應(yīng)用??　本質(zhì)安全防爆技術(shù)在鉆采裝備行業(yè)的應(yīng)用
??
??
?? 防爆技術(shù)應(yīng)用
本質(zhì)安全防爆技術(shù)在鉆采裝備行業(yè)的應(yīng)用
謝俊成
(中海油安全技術(shù)服務(wù)有限公司? 天津?。常埃埃矗担?
[關(guān)鍵詞]防爆技術(shù)?本質(zhì)安全?油氣裝備?行業(yè)應(yīng)用
[摘　要]介紹了以限制能量為防爆原理的本安型防爆技術(shù)在油氣裝備行業(yè)的應(yīng)用?
[中圖分類號(hào)] ＴＵ９ [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] Ａ [文章編號(hào)]１００４ －９１１８(２０１９)０３ －００３０ －０４
ＤＯＩ:１０. １４０２３/ ｊ. ｃｎｋｉ. ｄｑｆｂ. ２０１９. ０３. ００８
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ Ｓａｆｅ Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ － ｐｒｏｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｘｉｅ Ｊｕｎ － ｃｈｅｎｇ
(ＣＮＯＯＣ Ｓａｆｅｔｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｏ. ? Ｌｔｄ. ?Ｔｉａｎｊｉｎ ３００４５７)
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ:ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ － ｐｒｏｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ? ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｓａｆｅｔｙ? ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｏｉｌ ａｎｄ ｇａｓ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｒｉｎｓｉｃａｌｌｙ ｓａｆｅ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ － ｐｒｏｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｉｔｈ
ｌｉｍｉｔｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ａｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｏｉｌ ａｎｄ ｇａｓ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｉｎｄｕｓｔｒｙ.
０　引言
生產(chǎn)、加工、處理、儲(chǔ)存、運(yùn)輸相關(guān)爆炸性物質(zhì)
的地方?可能形成爆炸性環(huán)境(氣體和粉塵)?因
此?需要采取有效的防爆安全保護(hù)措施?
本安型與其他類型相比?不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單?而且
適用范圍廣?操作簡(jiǎn)單?維護(hù)方便? 隨著電子技術(shù)
的迅速發(fā)展和低功耗電子元件不斷研發(fā)?本質(zhì)安
全型防爆技術(shù)推廣和應(yīng)用的前景更為廣闊?因此
以限制能量為防爆原理的本安型防爆技術(shù)在油氣
裝備行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越多? 本文主要探討本質(zhì)安
全防爆技術(shù)在石油、天然氣裝備行業(yè)的應(yīng)用?
１　本質(zhì)安全防爆原理及特點(diǎn)
電火花和熱表面是兩種引起爆炸性危險(xiǎn)氣體
爆炸的主要源頭?本質(zhì)安全防爆技術(shù)通過(guò)抑制電
火花和熱能量這兩個(gè)源頭?實(shí)現(xiàn)防爆目標(biāo)? 在正
常工作和發(fā)生故障狀態(tài)下?來(lái)自電氣設(shè)備的電火
花或熱能量不會(huì)點(diǎn)燃爆炸性危險(xiǎn)氣體而發(fā)生爆
炸? 它的本質(zhì)是設(shè)計(jì)低功率系統(tǒng)?原理是限制能
量?將系統(tǒng)中的電壓和電流限制在安全范圍以內(nèi)?
保證設(shè)備在正常工作以及發(fā)生短路或元器件損壞
等故障狀況下產(chǎn)生的電火花和熱能量不會(huì)引起其
周圍可能存在的危險(xiǎn)氣體的燃燒爆炸? 爆炸性氣
體環(huán)境內(nèi)使用的本質(zhì)安全型設(shè)備根據(jù)安全程度和
使用環(huán)境不同?可分為ｉａ、ｉｂ 和ｉｃ 三種保護(hù)等級(jí)?
Ｅｘ ｉａ 型設(shè)備防爆級(jí)別最高?可用在０、１、２ 區(qū)?ｉｂ
次之?可用在１、２ 區(qū)?ｉｃ 最低?只能用在２ 區(qū)[１ －３] ?
１?? １　本質(zhì)安全防爆技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
本質(zhì)安全防爆技術(shù)的特點(diǎn):(１)本安裝置具
有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕和成本低等特點(diǎn)?不
需要設(shè)計(jì)制造工藝復(fù)雜、體積大、質(zhì)量重的隔爆外
殼? (２)應(yīng)用范圍廣? ｉａ 等級(jí)在爆炸性氣體環(huán)境
危險(xiǎn)場(chǎng)所的０ 區(qū)、１ 區(qū)和２ 區(qū)都能夠使用? (３)對(duì)
　　[收稿日期]２０１９ －０４ －２８
　　[作者簡(jiǎn)介]謝俊成(１９７３—　)?男?電氣工程師?主要從事安全技術(shù)服務(wù)及企業(yè)管理工作?
— ３０ —
«電氣防爆»?。玻埃保?年６ 月　第３ 期
于無(wú)源元件以及符合規(guī)定的儲(chǔ)能元件、熱電偶、光
電池等簡(jiǎn)單設(shè)備?不需單獨(dú)認(rèn)證?只需要符合ＧＢ
３８３６?? ４—２０１０ 相關(guān)要求?即可使用在本安防爆系
統(tǒng)中? 本安的防爆技術(shù)與其他任何類型相比?都
具有很強(qiáng)的實(shí)用性和適應(yīng)性?尤其適用于工業(yè)自
動(dòng)化儀表?
但是由于本質(zhì)安全防爆技術(shù)的原理是限制能
量?因此其應(yīng)用場(chǎng)合和應(yīng)用對(duì)象有局限性?
１?? ２　本質(zhì)安全防爆方法
本安裝置基本設(shè)計(jì)技術(shù)措施如下:
(１)限制電路中的電壓和電流?
(２)限制電路中的電容、電感等儲(chǔ)能元件?
(３)結(jié)構(gòu)及電路的分隔措施?本安電路與非
本安電路的隔離?
(４)合理選擇部件、導(dǎo)線線徑等參數(shù)?
(５)本安系統(tǒng)的組合應(yīng)符合ＧＢ/ Ｔ ３８３６?? １８—
２０１７ 標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求?
本質(zhì)安全防爆的實(shí)現(xiàn)方法首先是限制危險(xiǎn)場(chǎng)
所本安儀表源頭的能量?可通過(guò)安全柵將提供給
危險(xiǎn)場(chǎng)所儀表工作所需能量限制在安全范圍內(nèi)?
既不能產(chǎn)生足以引爆危險(xiǎn)氣體的火花?又不能升
至足以引爆危險(xiǎn)氣體的表面溫度?從而消除點(diǎn)火
源? 限制能量對(duì)于儀表檢測(cè)和控制回路來(lái)說(shuō)?首
先是限制電壓和電流?其次是限制本安儀表內(nèi)部
電容和電感的能量?因?yàn)殡娙莺碗姼心軌騼?chǔ)存和
釋放電能量?
１?? ３　本質(zhì)安全系統(tǒng)設(shè)備選用及現(xiàn)場(chǎng)布線原則
本質(zhì)安全系統(tǒng)一般由本安電氣設(shè)備、安全柵、
連接電纜等設(shè)備組成?
一般本安電氣設(shè)備選用原則:(１)必須先確
認(rèn)是符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求并經(jīng)認(rèn)證的本安電氣設(shè)
備?(２)防爆標(biāo)志所示意的防爆等級(jí)是否符合將
要使用的危險(xiǎn)區(qū)域的安全要求?(３)明確Ｕ ｉ、Ｉ ｉ、
Ｃ ｉ、Ｌ ｉ和Ｐ ｉ認(rèn)證參數(shù)?其中各參數(shù)含義如下:Ｕ ｉ(最
高輸入電壓)—施加到本質(zhì)安全現(xiàn)場(chǎng)儀表上?不
會(huì)使本質(zhì)安全性能失效的最高電壓? Ｉ ｉ(最高輸
入電流)—施加到本質(zhì)安全現(xiàn)場(chǎng)儀表上?不會(huì)使
本質(zhì)安全性能失效的最大電流? Ｃ ｉ(最大內(nèi)部電
容)—現(xiàn)場(chǎng)本安儀表內(nèi)總等效電容? Ｌ ｉ(最大內(nèi)部
電感)—現(xiàn)場(chǎng)本安儀表內(nèi)總等效電感? Ｐ ｉ(最大輸
入功率)—當(dāng)電氣設(shè)備與外電源連接不使本質(zhì)安
全性能失效時(shí)?可能在電氣設(shè)備內(nèi)部消耗的本質(zhì)
安全電路的最大輸入功率?(４)明確本安電氣設(shè)
備的最低工作電壓及回路正常工作電流?
安全柵選用原則:(１)安全柵端電阻和回路
電阻可以滿足本安設(shè)備的最低工作電壓?(２)安
全柵的安全參數(shù)( Ｕ ｏ、Ｉ ｏ、Ｃ ｏ、Ｌ ｏ和Ｐ ｏ)和本安
設(shè)備防爆認(rèn)證參數(shù)相匹配?安全柵的各安全參數(shù)
含義如下: Ｕ ｏ(最高輸出電壓)—在開路條件下?
在設(shè)備連接裝置施加電壓達(dá)到最高電壓時(shí)?可能
出現(xiàn)的本質(zhì)安全電路的最高輸出電壓? Ｉ ｏ(最高
輸出電流)—來(lái)自電氣設(shè)備連接裝置的本質(zhì)安全
電路的最大電流? Ｃ ｏ(最大外部電容)—可以連
接到電氣設(shè)備連接裝置上?而不會(huì)使本質(zhì)安全性
能失效的本質(zhì)安全電路的最大電容? Ｌ ｏ(最大外
部電感)—可以連接到電氣設(shè)備連接裝置上?而
不會(huì)使本質(zhì)安全性能失效的本質(zhì)安全電路的最大
電感? Ｐ ｏ(最大輸出功率)—能從電氣設(shè)備獲得
的本質(zhì)安全電路最大功率?(３)安全柵的電源極
性及信號(hào)傳輸方式應(yīng)與本安設(shè)備一致?
連接電纜選用原則:(１)連接電纜為銅芯軟
導(dǎo)線?每根導(dǎo)線的線徑不小于０?? ５ ｍｍ２?電纜能承
受最大２ 倍本安電路的額定電壓且試驗(yàn)電壓不低
于５００ Ｖ 的耐壓試驗(yàn)?(２)根據(jù)Ｃ ｃ≤ Ｃ ｏ － Ｃ ｉ和
Ｌ ｃ≤ Ｌ ｏ － Ｌ ｉ公式計(jì)算電纜最大外部分布參數(shù)?
利用Ｌ ＝ Ｃ ｃ / Ｃ ｋ和Ｌ ＝ Ｌ ｃ / Ｌ ｋ公式分別計(jì)算電
纜長(zhǎng)度?取兩者中的小值作為實(shí)際配線長(zhǎng)度Ｌ ?
式中: Ｃ ｃ—本安電纜的分布電容? Ｌ ｃ—本安電纜
的分布電感? Ｃ ｋ—電纜單位長(zhǎng)度分布電容? Ｌ ｋ—
電纜單位長(zhǎng)度分布電感? Ｌ —實(shí)際配線長(zhǎng)度? 多
芯電纜要考慮相互作用? 本安系統(tǒng)連接電纜的分
布參數(shù)在一定程度上決定了這個(gè)本安系統(tǒng)的可靠
性和適用范圍?必須仔細(xì)計(jì)算選擇?
本安系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)布線原則:(１)本安電路與非
本安電路必須有隔離措施?本安電纜和非本安電
纜不使用同一根金屬線管和同一個(gè)配線箱?(２)
本安連接電纜及端子排應(yīng)使用藍(lán)色外涂層標(biāo)示?
容易識(shí)別?(３)齊納式安全柵的接地點(diǎn)及接地方
式要符合電氣安全規(guī)程及安全柵使用說(shuō)明書的
要求?(４)多個(gè)本安電路或關(guān)聯(lián)電路不能使用同
一電纜(電纜線芯各自具有獨(dú)立屏蔽外層除外)
或共處同一鋼管內(nèi)( 帶有屏蔽外層導(dǎo)線除
外)[４ －６] ?
２　本安技術(shù)在鉆采裝備上的應(yīng)用分析
本安設(shè)備安裝如圖１ 所示?
— ３１ —
??防爆技術(shù)應(yīng)用??　本質(zhì)安全防爆技術(shù)在鉆采裝備行業(yè)的應(yīng)用
圖１　本安設(shè)備安裝示意圖
下面從傳感器應(yīng)用、儀表應(yīng)用、通訊應(yīng)用和司
鉆(現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)站)操作應(yīng)用方面探討本安技術(shù)在鉆
采裝備上的應(yīng)用?
２?? １　傳感器應(yīng)用
設(shè)計(jì)成本質(zhì)安全的防爆傳感器對(duì)能量作了限
制?使其不足以引燃相應(yīng)等級(jí)的危險(xiǎn)氣體? 為了
安全運(yùn)行?本安型傳感器作為一個(gè)元件不能單獨(dú)
工作?必須整合到系統(tǒng)中?因此其外部需要使用安
全柵用于限制電壓、電流?進(jìn)而限制故障狀態(tài)下電
路中的能量? 本安型( ｉ ａ)傳感器可以用于危險(xiǎn)
場(chǎng)所０ 區(qū)?
２?? ２　儀表應(yīng)用
本質(zhì)安全防爆儀表由三部分構(gòu)成:本質(zhì)安全
儀表、本質(zhì)安全連接電纜和本質(zhì)安全關(guān)聯(lián)設(shè)備?
本安儀表包含設(shè)置在各種危險(xiǎn)地方的測(cè)量用儀
表? 連接電纜采用專用接地線?保護(hù)層采用淺藍(lán)
色區(qū)分其他電纜?關(guān)聯(lián)設(shè)備包括齊納安全柵和隔
離安全柵?以及其他型式的具有限流、限壓功能的
保護(hù)裝置? 圖２ 是本安儀表一種典型應(yīng)用的示意
圖?
圖２　本安儀表應(yīng)用示意圖
２?? ３　通訊應(yīng)用
現(xiàn)代油氣裝備行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制
一般采用總線技術(shù)?現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是２０ 世紀(jì)８０
年代興起的一種集控制技術(shù)、儀表技術(shù)和計(jì)算機(jī)
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為一體的工業(yè)控制技術(shù)? 其中ＣＡＮ 總
線和ＰＲＯＦＩＢＵＳ 總線在油氣裝備行業(yè)應(yīng)用最廣?
下面以ＰＲＯＦＩＢＵＳ 總線為例進(jìn)行說(shuō)明? ＰＲＯＦＩ￣
ＢＵＳ 總線是當(dāng)今使用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)?由
三部分組成?即ＰＲＯＦＩＢＵＳ － ＤＰ(Ｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ Ｐｅ￣
ｒｉｐｈｅｒｙ)?ＰＲＯＦＩＢＵＳ － ＰＡ (Ｐｒｏｃｅｓｓ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ)?
ＰＲＯＦＩＢＵＳ － ＦＭＳ ( Ｆｉｅｌｄｂｕｓ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａ￣
ｔｉｏｎ)?
其中?ＰＯＲＦＩＢＵＳ － ＰＡ 應(yīng)用于過(guò)程控制領(lǐng)域?
應(yīng)用于過(guò)程控制領(lǐng)域?并且可以通過(guò)串行總線連
接發(fā)射器、閥門和執(zhí)行機(jī)構(gòu)? 采用ＩＥＣ ６１１５８ 的
物理傳輸技術(shù)和ＰＲＯＦＩＢＵＳ － ＤＰ 的協(xié)議?通信速
率３１?? ２５ ｋｂｉｔ/ ｓ? 適用于本安場(chǎng)合?并向儀表饋
電?
跟以往的“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”模擬回路本安系統(tǒng)一樣?
現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的電源必須通過(guò)一個(gè)安全柵接口供
應(yīng)? 現(xiàn)場(chǎng)總線裝置本身可以由總線供電?如果需
要可以獨(dú)立供電? 因此?對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)本安防
爆性能產(chǎn)生影響的是關(guān)聯(lián)設(shè)備、本安現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及
系統(tǒng)傳輸線路三個(gè)部分? 所不同的是本安現(xiàn)場(chǎng)總
線系統(tǒng)具有“多負(fù)載”特征?而且要求滿足“可互
換性”和“可互操作性”的要求?即允許不同制造
廠商生產(chǎn)的總線設(shè)備自由地掛接在同一總線上?
并實(shí)現(xiàn)相互通信?
本安防爆遠(yuǎn)程分散式Ｉ/ Ｏ 解決方案?使用總
線式隔離安全柵和本安分布式Ｉ/ Ｏ 模塊?現(xiàn)場(chǎng)本
安型儀表以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接線方式接至分布式Ｉ/ Ｏ?分
布式Ｉ/ Ｏ 經(jīng)過(guò)總線與控制系統(tǒng)通信模塊或網(wǎng)卡連
接?實(shí)現(xiàn)安全區(qū)域?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)區(qū)域生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)
控?
３　本安技術(shù)應(yīng)用實(shí)例
目前油氣裝備在鉆井現(xiàn)場(chǎng)的控制系統(tǒng)采用
ＳＩＭＡＴＩＣ Ｓ７ －３００ ＰＬＣ 作為主控器?采用ＰＲＯＦＩ￣
ＢＵＳ － ＤＰ/ ＰＡ 和以太網(wǎng)作為控制及通信網(wǎng)絡(luò)?根
據(jù)數(shù)據(jù)收集點(diǎn)和控制點(diǎn)位置區(qū)域分布設(shè)置西門子
分布式Ｉ/ Ｏ 模塊ＥＴ２００Ｍ?在司鉆房開發(fā)具有集
中控制功能的ＷＩＮＣＣ 工作站作為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站?
在隊(duì)長(zhǎng)房和中控室開發(fā)具有集中監(jiān)視功能的遠(yuǎn)程
管理站?
司鉆房常見的防爆處理方法包括采用防爆元
器件、司鉆操作臺(tái)整體正壓、司鉆房整體正壓和本
安防爆處理? 其中本安防爆技術(shù)因?yàn)橄鄬?duì)于前三
種防爆技術(shù)價(jià)格更經(jīng)濟(jì)且接線和檢修方便?越來(lái)
越為用戶所接受? 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站一般采用ＰＬＣ 控
制整個(gè)系統(tǒng)?安全柵安裝在危險(xiǎn)場(chǎng)所２ 區(qū)的防爆
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«電氣防爆»?。玻埃保?年６ 月　第３ 期
控制柜內(nèi)?將危險(xiǎn)區(qū)返回的信號(hào)(包括數(shù)字量輸
入和模擬量輸入)經(jīng)過(guò)安全柵處理后再接入ＰＬＣ
輸入模塊? ＰＬＣ 輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)本安模塊處理給本
安防爆電磁閥?而危險(xiǎn)區(qū)的電機(jī)或其他電氣設(shè)備?
通常采用隔爆技術(shù)? 司鉆操作人員在司鉆房?jī)?nèi)通
過(guò)各種控制開關(guān)、旋鈕、電位計(jì)(或手柄)等對(duì)油
氣裝備處于危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)設(shè)備和部件的工作狀態(tài)進(jìn)行
控制?
在危險(xiǎn)場(chǎng)所０ 區(qū)安裝有本安防爆電磁閥、本
安防爆傳感器和本安儀表?
在危險(xiǎn)場(chǎng)所１ 區(qū)安裝有ＥＴ２００ｉＳＰ、傳感器和
電磁閥?
在危險(xiǎn)場(chǎng)所２ 區(qū)安裝有ＥＴ２００Ｍ、本安接口
板、光電耦合器、開關(guān)、指示燈和電位計(jì)?
在安全區(qū)安裝有ＰＬＣ、網(wǎng)關(guān)等設(shè)備設(shè)施?
本安傳感器和本安儀表可以直接應(yīng)用于危險(xiǎn)
場(chǎng)所０ 區(qū)?本安接口板可以應(yīng)用在危險(xiǎn)場(chǎng)所１ 區(qū)?
而ＥＴ２００Ｍ － ＥｘＩ/ Ｏ、ＥＴ２００ｉＳＰ 和本安接口板在原
理和功能上類似?但是本安接口板的價(jià)格相對(duì)于
采用增安箱的防爆模塊更為低廉?且檢修和更換
方便?因此應(yīng)用更廣泛? ＳＩＭＡＴＩＣ ＥＴ ２００ｉＳＰ 包
含了一個(gè)用于連接電源裝置以及相關(guān)的保護(hù)等級(jí)
采用防爆外殼保護(hù)電源模塊的終端模塊、一個(gè)用
于帶有相關(guān)的接口和模塊的ＰＲＩＦＩＢＵＳ 接口的終
端模塊? ＥＴ ２００ｉＳＰ 一般用在加工工業(yè)的生產(chǎn)設(shè)
施中?最優(yōu)化的集成到ＰＣＳ ７ 和其他控制系統(tǒng)中?
這種本質(zhì)安全的Ｉ/ Ｏ 系統(tǒng)適用于直接安裝到有
氣體或粉塵爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域中?例如１ 區(qū)或２ 區(qū)
以及２１ 和２２ 區(qū)?傳感器和執(zhí)行器可以直接布置
到０ 區(qū)和２０ 區(qū)? ＥＴ２００ｉＳＰ 不僅具有安全柵功
能?可以為現(xiàn)場(chǎng)回路提供本質(zhì)安全防爆防護(hù)?而且
ＥＴ２００ｉＳＰ 本身還具有很高的防爆安全等級(jí)?其Ｉ/
Ｏ 模塊、電源模塊和網(wǎng)關(guān)本身也采用本安防爆?防
爆標(biāo)志為Ｅｘ ｄｅ[ｉａ/ ｉｂ]ＩＩＣ Ｔ４? ＥＴ２００ｉＳＰ 可以直
接安裝在危險(xiǎn)場(chǎng)所１ 區(qū)?可對(duì)其所有電子模塊
(包括電源模塊和總線連接模塊)進(jìn)行帶電熱插
拔維護(hù)、操作? ＳＩＭＡＴＩＣ ＥＴ ２００ｉＳＰ 現(xiàn)已獲得綜
合標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)可? ＲＳ４８５ － ＩＳ 耦合器是通過(guò)ＰＲＯＦＩ￣
ＢＵＳ ＲＳ ４８５ － ＩＳ 用于連接危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的ＥＴ
２００ｉＳ、ＥＴ ２００ｉＳＰ 和其他設(shè)備(例如光電耦合器
等)?并作為總線上放大數(shù)據(jù)信號(hào)的中繼器使用?
在有爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域?ＰＲＯＦＩＢＵＳ 必須通過(guò)核實(shí)
的現(xiàn)場(chǎng)總線隔離變壓器(ＲＳ ４８５ＩＳ 耦合器)的方
式進(jìn)行本質(zhì)安全性管理?
４　結(jié)論
綜上所述?本安技術(shù)在鉆井現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)場(chǎng)所０
區(qū)、１ 區(qū)和２ 區(qū)均有廣泛應(yīng)用?且相對(duì)于其他防爆
型式來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單?維護(hù)方便?易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)集成
化和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和控制[７ －１０] ?
參考文獻(xiàn)
[１]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局?中國(guó)國(guó)
家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 爆炸性環(huán)境第１ 部分:設(shè)備通
用要求:ＧＢ ３８３６. １—２０１０[Ｓ]. 北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版
社?２０１１:８.
[２]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局?中國(guó)國(guó)
家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 爆炸性環(huán)境第４ 部分:由本質(zhì)
安全型“ｉ”保護(hù)的設(shè)備:ＧＢ ３８３６. ４—２０１０[Ｓ]. 北京:
中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社?２０１１:８.
[３]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局?中國(guó)國(guó)
家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 爆炸性環(huán)境第１４ 部分:場(chǎng)所分
類:ＧＢ ３８３６. １４—２０１０ [Ｓ]. 北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社?
２０１５:１０.
[４]國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局. 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備
第１５ 部分:危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安裝(煤礦除外):ＧＢ ３８３６.
１５—２０００[Ｓ]. 北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社?２００１:６.
[５]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局?中國(guó)國(guó)
家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 爆炸性環(huán)境第１８ 部分:本質(zhì)
安全系統(tǒng):ＧＢ ３８３６. １８—２０１０ [Ｓ]. 北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出
版社?２０１１:８.
[６]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局?中國(guó)國(guó)
家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 爆炸性環(huán)境第１９ 部分:現(xiàn)場(chǎng)
總線本質(zhì)安全概念(ＦＩＳＣＯ): ＧＢ ３８３６. １９—２０１０[Ｓ].
北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社?２０１１:８.
[７]齊然. 石油鉆采裝備電氣產(chǎn)品常用防爆型式應(yīng)用分析
[Ｊ]. 電氣防爆?２０１２(１):２２ －２５.
[８]徐春玲. 本安現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)Ｐｒｏｆｉｂｕｓ － ＰＡ 及其應(yīng)用
[Ｊ]. 自動(dòng)化儀表?２００６(７):４３.
[９]付華. 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的本質(zhì)安全防爆技術(shù)[Ｊ]. 電氣防
爆?２００３(３):１１ －１４.
[１０]陽(yáng)憲惠. 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其應(yīng)用[Ｍ]. 北京:清華大
學(xué)出版社?１９９９.
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??防爆技術(shù)應(yīng)用??　本質(zhì)安全防爆技術(shù)在鉆采裝備行業(yè)的應(yīng)用

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