由于安全栅被设计为介于现场设备与控制室设备之间的一个限制能量的接口，因此无论控制室设备处于正常或故障状态，安全栅都能确保通过它传送给现场设备的能量是本质安全的。

中国国家仪器仪表防爆安全监督站是中华人民共和国地区监督生产安全防爆产品的机构，对本安型安全栅产品有着严格、科学、详细的规定，只有通过该监督站认证的企业及其所开发生产的产品才具备符合标准的安全性能，否则可能会给使用方的设备、人员和生产造成无可估量的损害。

2.2 安全栅的结构形式
常见的安全栅结构形式分为二大类：一类为齐纳式安全栅，它是通过快速熔断丝和限压、限流电路实现能量限制作 用，使在本安防爆系统中，不论现场本安仪表发生任何故障，都保证传输到现场（危险区）的能量处于一个安全值内（不会点燃规定的分级、分组爆炸性气体的混合 物）,从而保证生产现场的安全。另一类是隔离式安全栅，它是本安回路与非本安回路之间通过光、电、磁隔离技术，用变压器耦合实现电源、信号输入、信号输出 的隔离，由于信号*浮空，增强了信号的抗*力，提高了自动控制系统的运行可靠性。并在本安端加类似于齐纳式安全栅的快速熔断丝和限流、限压电路实现 能量的限制，保证本安防爆系统的安全。隔离式安全栅在使用时，不特别要求在本安端接地，系统可以在危险区或安全区认为合适的任何一方接地。二者的结构原理 如图所示。

2.2.2 隔离式安全栅
隔离式安全栅原理示意图如上，与齐纳式安全相比，虽然价格略高，但其它方面的突出优点却为用户应用带来了更大的受益：
1.由于采用了三方隔离方式，因此无需系统接地线路，给设计及现场施工带来极大方便。
2.对危险区的仪表要求大幅度降低，现场无需采用隔离式的仪表。
3.由于信号线路无需共地，使得检测和控制回路信号的稳定性和抗*力大大增强，从而提高了整个系统的可靠性。
4.隔离式安全栅具备更强的输入信号处理能力，能够接受并处理热电偶、热电阻、频率等信号，这是齐纳式安全栅所无法做到的。
5.隔离式安全栅可输出两路相互隔离的信号，以提供给使用同一信号源的两台设备使用，并保证两设备信号不互相干扰，同时提高所连接设备相互之间的电气安全绝缘性能。
因 此，对比齐纳式和隔离式安全栅的特点和性能后可以看出，隔离式安全栅有着突出的优点和更为广泛用途，虽然其价格略高于齐纳式安全栅，但从设计、施工安装、 调试及维护成本来考虑，其综合成本可能反而低于齐纳式安全栅。在要求较高的工程现场几乎无一例外地采用了隔离式安全栅作为主要本安防爆仪表，隔离式安全栅 已逐渐取代了齐纳式安全栅，在安全防爆领域得到了日益广泛的应用.

2.3 本安设备标志定义
对于本安设备，常常可以看到这样的标志：Ex（ia）ⅡC，其中：Ex — 防爆标志 （ia）—防爆等级 ⅡC— 气体组别。iaIIBT4

2.3.1 防爆等级：
ia：在正常工作状态下，1个故障或2个故障状态下都不会点燃危险气体，回路必须保证在两个故障同时出现时仍然保证安全特性。“ia ”类电气设备对易受干扰的元器件必须采用“三重化”设计。“ib”类电气设备只能保证在1个故障状态下不会点燃危险气体。

2.3.2 气体组别：

Ⅰ组电气设备：用于易受甲烷影响的煤矿环境中。

Ⅱ组电气设备：可用于除煤矿以外的爆炸危险环境中。

Ⅱ组电气设备根据易燃性物质的不同点燃能量进一步细分。各子组用大写英文子母区分，从下表中可以看出，C子组所需要的点燃能量zui少，即在该组电气设备中，C组设备具备通用性。

2.3.3 常见易燃性物质的分组

表一：易燃性物质的分组

典型气体 分组标准 点燃特性

中国、IEC、欧洲 北美

甲烷 Ⅰ 易点燃

难点燃

乙炔 ⅡC A

氢气 ⅡC B

乙烯 ⅡB C

丙烷 ⅡA D

2.3.4 爆炸性危险场所的区域划分
在安全防爆系统的设计及防爆产品的选型中， 除了需要对爆炸性环境中存在的气体进行分级、分组外，还应根据爆炸性气体出现的频繁程度和持续时间对爆炸性气体危险场所进行区域划分：
表二：爆炸性危险场所的区域划分
0区 爆炸性气体混合物连续地或长时间地存在的场所。 易点燃

难点燃
1区 爆炸性气体混合物有可能出现的场所。
2区 爆炸性气体混合不可能出现，或即使出现也是短时间存在的场所。

3、 选用安全栅步骤
安 全栅是介于现场设备与控制室设备之间的一个限能电路，用来把控制室供给现场仪表的电能量限制在既不能产生足以引爆危险气体的火花，又不能产生足以引爆危险 气体的仪表表面温度，从而消除了引爆源。在选择安全栅时必须考虑其型号与现场仪表类型相适应，还须考虑安全栅与本质安全仪表要求相兼容及形成的本安系统中 阻抗匹配的问题。
我国采用“回路认证”这种方式认证本安系统，即根据危险环境使用仪表的联合取证情况，选择已与其联合取证的安全栅，一经联合取 证，现场仪表与安全栅便固定组合构成本安系统。实践中，这种方式对安全栅和现场仪表的选择有很大的局限性。目前广泛采用是进年来逐渐形成的一种本质安全认 证技术，即“参量认证”。按照“参量认证”方式认证的本安设备和关联设备需要一组安全参数，包括：
Vmax— 在正常工作或故障条件下，能接受并能保持其本安性能的zui高电压。
Imax —在正常工作或故障条件下，能接受并保持其本安性能的zui高电流。
Ci— 本安现场设备内部未被保护的电容。
Li—本安现场设备内部未被保护的电感。
Pmaxo — 关联设备允许输入的zui大功率。

按照“参量认证”的关系式选用的安全栅，理论上可以保证正常工作，实际使用时还必须注意以下问题：

1、所选用的齐纳安全栅应已经防爆检测机构防爆认证，并有防爆合格证书。

2、根据工作现场所属的危险区域 （ 0区、1区、2区），气体级别和温度组别来选择齐纳安全栅的防爆等级 （ 安全栅防爆标志） ，使其符合上述的防爆环境，由安全栅来限制传输到现场的能量，确保现场安全。

3、根据现场使用仪表的工作电压和工作电流对地的极性，选择齐纳安全栅的极性 （正极性、负极性或交流极性）。

4、根据信号传输线路的数量，选择齐纳安全栅的通道数 （单通道、双通道、三通道 ） , 由安全栅的通道对传输线路进行保护。

5、 根据二次仪表供电电压的大小，选择齐纳安全栅的工作电压，供电电压应小于或等于齐纳安全栅的工作电压。对于波动范围大的供电电压，则应当选择工作电压范围 大的齐纳安全栅型号。根据现场仪表电压和电流的大小，选择齐纳安全栅的端电阻。在zui大工作电流时安全栅的端电阻引起的压降应不影响现场仪表zui低工作电压的 要求，保证现场仪表能正常工作。

6、当供电电压为 DCS 系统中卡件直接供电时，请详细查阅DCS系统中的供电卡件资料。注意供电卡件中往往串接一只限流电阻，当使用齐纳安全栅时，此限流电阻应引以充分的重视。 选用电阻限流式齐纳安全栅时应把串入的电阻去掉用熔丝或开关代替，选用电子限流式齐纳安全栅时，此电阻值不能大于180Ω，否则由于供电回路电阻太大，造 成现场仪表供电电压太低而不能工作。有些DCS系统卡件供电电路中装有一个限流电路，当使用齐纳安全栅则不能选用有功耗的齐纳安全栅，一旦卡件供电电路限 流值小于齐纳安全栅的工作电流时，则会造成齐纳安全栅无法工作。

7、本质安全防爆实质上是系统防爆，所以现场仪表和齐纳安全栅一起由防爆检测机构 进行系统防爆取证，（术语：联合取证安全栅是本质安全防爆系统的一种关联设备，它的设计制造都严格按照国家有关法规和标准，并要经国家的防爆检测机构 防爆鉴定取证后才能生产使用。）根据防爆检测机构给出的zui大电缆参数值 Cc、Lc的大小，计算出电缆长度、型号、满足传送距离的要求。

安全栅应安装在安全场所，环境条件能满足《通用技术指标》中的“使用条件”的要求。采用标准 导轨 （35mm）安装方式, 标准导轨的长度按齐纳安全栅个数选取。齐纳安全栅的接地导轨采用专门的安装支架，安装支架直接装在标准导轨上，与机壳绝缘。齐纳安全栅接地端用导线接在接 地端子夹头上，实现安全栅接地端和接地导轨的连接, 导线截面积须大于4mm2的铜线。当大批齐纳安全栅密集安装时，安全栅需分组，每组 （例如16台） 有接地导轨。每组的接地导轨都必须用导线进行连接，导线的截面积须大于4mm2。齐纳安全栅总的接地电阻值应不大于1Ω。隔离式安全栅本安端（蓝色标记） 和非本安端电路的接线导线在汇线槽中应分开铺设，各自采用独立的保护套管。本安侧的配线套管内不允许有其它电源线，包括其本安电路使用的电源线。通往危险 场所的导线应选用有蓝色标记的本安导线，导线线的软铜面积必须大于0.5mm2，绝缘强度应大于500V。

在对隔离式安全栅进行通电调试前，必须 注意隔离式安全栅的型号、接线方法、线路极性等，是否符合设计及产品要求中的规定，否则可能对人身及设备造成伤害。严禁用兆欧表测试隔离安全栅端子之间的 绝缘强度。如要检查系统的绝缘强度，应先断开全部的接线，否则可能引起安全栅内部快速熔断器熔断。确认系统调试成功后，再把安全栅的外部接线接上并投入使 用。在现场对安全栅进行编程前，必须先将所有接线断开再接入编程器，然后通电编程，否则可能引起不良后果。与隔离式安全栅相连的现场仪表，均应通过经国家 认定的防爆检验部门的防爆试验、并取得防爆合格证的仪表。同时遵守安全栅说明书及《GB3836.15-2000爆炸性气体环境用电气设备，第十五部分： 危险场所电气安装（煤矿除外）》、《GB50058-1992 爆炸和火灾危险环境电力设置设计规范》等要求。齐纳安全栅为熔丝可换式，一旦出现故障，安全栅中的可换熔丝就烧断, 必须严格地换上同型号规格的熔丝。

在实际使用过程中，按照设计要求，在了解仪表和现场的情况下，正确选用安全栅，严格按照安全栅的产品使用说明书中的规定，以及《通用技术指标》，安装、使用安全栅，就能保证设备、系统和生产现场以及人身的安全。