1、WJ9000系列齐纳式安全栅说明书一、概述WJ9000系列齐纳安全栅是本质安全型气仪表和电气装置的关联设备，该产品按照GB3836.1-2000爆炸性气体环境用电气设备 第1部分通用要求和GB3836.4-2000爆炸性气体环境用电气设备 第4部分 本质安全型“i”中有关规定制造生产。产品经国家级仪器仪表防爆安全监督检验站（NEPSI）防爆检测合格，并取得防爆合格书。WJ9000系列齐纳安全栅共有40多种不同的型号规格，可与各种现场一次仪表如变送器（数字通讯的智能变送器、4-20mA模拟信号的普通变送器、国产DDZ-型变送器）、电气转换器、电气阀门定位器、各类热电偶、开关（触点及模拟开关）、流
2、量仪表（涡轮、腰轮、刮板、旋涡等流量变送器）、电磁阀及各种特殊仪表组成本质安全防爆系统，用于现代化工业的自动化过程控制，广泛地应用在石油、化工、医药、船舶等领域。WJ9000P系列齐纳安全栅是WJ9000系列齐纳安全栅的补充，其用途和WJ9000系列相同，分为二类，第一类为B组气体而设计（二种型号），第二类为C组气体而设计（七种型号），其特点是安全栅的端电阻降低了，给设计部门和用户选用安全栅的范围拓宽了，但提供给现场的能量也随着增加，要求更加慎重地核对现场设备（如变送器、电磁阀等）的电气参数，以确保联用后的安全效果。二、结构WJ9000系列和WJ9000P系列齐纳安全栅采用统一的外形和安装尺寸
3、，安全栅电路用阻燃环氧树脂浇封在壳体内，各接线端子间的爬电距离、电气间隙及材料的相对泄痕指数都符合GB3836.4-2000和GB3836.1-2000中的有关规定。外形见图2-1。外形尺寸： 94mm（宽）62mm（高）14.2mm（厚）三、工作原理1、齐纳安全栅基本电路：见图2、电路由快速熔断器BX1，限压元件VD1、VD2（齐纳二极管或二极管），限流电阻R1（电阻器或非线性元件）三部分组成。正常操作条件下，非本安端1、2之间所加的电压低于最高电压Vmax（更低于齐纳二极管的齐纳电压），此时VD1、VD2处于不导通状态，除有极微小的漏电流以外，是“开路”状态，安全栅电路等效于一个电阻串联在
4、信号回路内，只要漏电流小于规定值，安全栅电路不会影响系统的正常工作。当非本安端发生故障，例如在非本安端1、2之间因某种原因混入高电压，使齐纳二极管反向击穿，呈“导通”状态，此时齐纳二极管VD1、VD2把混入的高压限制在齐纳电压上，在安全栅的本安端3、4上不会出现高电压，齐纳二极管一旦导通以后，其电流急剧上升（雪崩过程）把串联在电路中的熔断器FA1瞬时熔断，切断了至现场的高电压，防止了高电压引爆现场爆炸性物质的危险，从而保护了现场设备及人员的安全。当现场（危险区内）发生故障，例如负载短路了，安全栅电路中的限流电阻R1立即起限流作用，把短路电流限制在某一个电流值之内，这个电流值是安全值，故现场也是
5、安全的。齐纳安全栅的安全保护作用，实际上是对能量的限制作用，在本质安全防爆系统中，由于安全栅的功能，所以不论发生任何故障都保证到现场（危险区）的能量限制在一个安全值（不会点燃规定的分级、分组爆炸性气体混合物），从而保证现场安全。四、技术规格及主要技术参数1、防爆标志：（Exia）C WJ9006P和WJ9018EP为（Exia）B2、最高允许电压：250VA/DC3、安装位置：安全区域4、安装方式：汇流条铜排5、安装尺寸：M4爆栓间距11.5mm6、环境条件：连续使用温度-10+45 贮存温度-40+807、主要技术参数见表4-1、4-2、4-3五、最大允许负载参数1、安全栅的最大允许负载参数
6、是最大允许电容Ca和最大允许电感La。2、表5-1中所列的数值表示用于C气氛（氢气）除WJ9006P和WJ9018EP用于B气氛以外，对于B和A气氛，其最大允许负载参数应由防爆检验机构认可。3、安全栅和（贮能）仪表（如变送器）连接时，这些仪表和连接导线都是安全栅的负载。导线的最大允许电缆参数Cc和Lc应等于或小于安全栅的最大允许负载参数Ca和La减去仪表输入端未经保护的电容Ci和电感Li，即应满足下列的条件：CcCa-Ci；LcLa-Li4、电缆本身的分布参数一般由电缆生产厂给出，对于没有给出分布参数的仪表信号电缆可按Cc=60100PF/m和L/R=25h/来计算电缆长度。5、仪表中未经保护
7、的电容Ci和电感Li由防爆检测机构在认证仪表时予以给出主要技术参数见表4-1型号安全参数极性通路端电阻()工作电压Uw(v)最高电压(V)基本电路本安端 非本安端危险区 安全区典型应用Uo(v)Io(mA)+ac单双WJ90012893223535智能变送器、通用变送器：ST3000、SMAR、M00R1151、1751、FC、EJAWJ9001R2893223535WJ9001A28932235351、智能变送器、通用变送器：ST3000、SMAR、M00R、1151、1751、FC、EJA2、国产DDX-型变送器WJ9001AR2893223535WJ900226.426.424130(2
8、0mA)1.4V+824.025.225.2智能变送器、通用变送器：ST3000、SMAR、M00R、1151、1751、FC、EJAWJ9002R26.426.424130(20mA)24.025.225.2WJ90032293223535科隆公司：金属转子流量计浮筒液位变送器WJ9003R2293223535WJ9004A9.19.193931161166.06.06.56.5热电偶WJ90042020100100428428161616 16热电偶输入：配高输入阻抗二次仪表，开关量WJ9004B101020020054546.06.06.56.5热电偶（低阻二次仪表）电感限幅探测仪器WJ
9、9004C1515150150104 104121212.512.5脉冲量（涡轮，腰轮，刮板。）桥路供电WJ9004D2828474762162124 2425.525.5流量变松器WJ90052.52.550050021210.60.60.650.65热电阻WJ9005A33330030031818180.60.60.60.650.650.65三线制热线电阻WJ9006282893931.4V+822-3522-353535电磁阀，开关WJ9006P2828171气体组别B1.4V+822-3522-353535变送器，调节器输出，电磁阀，开关等WJ900726.424130（20）mA24
10、.025.2调节器输出: (发射极输出)FC.EKV187.SSC.YS80.760WJ90082893 22-35 35电磁阀(单控) 开关主要技术参数见表4-2型号安全参数极性通路端电阻()工作电压Uw(v)最高电压(V)基本电路本安端 非本安端危险区 安全区典型应用Uo(v)Io(mA)+ac单双WJ900928281.4v+301.4v+30242425.525.5逻辑电路返回信号WJ90102828933101.4v+8242425.525.5智能变送器、通用变送器：ST3000、SMAR、M00R、1151、1751、FC、EJA,调节器输出、开关WJ9010P2828119237
11、1.4v+8242426.526.5变送器, 调节器输出、开关WJ901128310K2425.5开关:大电流负载,如继电器式闪光报警等WJ901213.51024.025.5接近开关(P+F公司)WJ90132828933181.4v+1724.024.025.525.5智能变送器、通用变送器：ST3000、SMAR、M00R、1151、1751、FC、EJA,调节器输出、开关WJ9013R2828933181.4v+1724.024.025.525.5WJ90152828939322-3522-353535电磁阀(双控),开关WJ9016102005467直流6V,交流4V系统WJ9016
12、P1030037676VDC系统WJ9016A1515010412.013直流12V,交流6V系统WJ9016AP152915512.013.012VDC系统WJ9016B2214715018.019.0直流18V,交流12V系统WJ9016BP22213105181918VDC系统WJ9016C28933102425.5调节器输出: (发射极输出)FC.EK.V187.SSC.WJ9016CP281192392425.5调节器输出 电磁阀WJ90182828926317390246.025.57.0涡轮，腰轮等变送器的发讯器WJ9018A7.57.575075011116677气体报警器供电
13、WJ9018C13.713.714014010410412.012.013.013.0直流12V,交流9V系统WJ9018D222214714715515518181919直流18V,交流12V系统WJ9018E28289393310310242425.525.5电磁阀(双控),开关WJ9018EP2828171171气体组别B168168242425.525.5单、双控电磁阀(直流24V,交流18V系统)WJ9018F2620875131540822182318.5Bently轴承监测元件振动传感器主要技术参数见表4-3型号安全参数极性通路端电阻()工作电压Uw(v)最高电压(V)基本电路本
14、安端 非本安端危险区 安全区典型应用Uo(v)Io(mA)+ac单双WJ90199910010098986677电容探测器应变桥路供电四线制热电阻WJ9019P992525376376777.57.5应变桥路返回信号WJ9019A1212121210161016101010.510.5应变桥路返回信号WJ9019B12128080167167101010.510.5应变桥路供电WJ9019BP12121571578080101012.510.5应变桥路供电WJ9088虚拟安全栅用于固定预留设备的电缆把危险区电路引向地虚拟安全栅WJ9088R虚拟安全栅用于固定预留设备的电缆通过电阻把危险区电路引
15、向地表WJ9000、WJ9000P系列齐纳安全栅最大负载参数表5-1参 数型 号允许电容Co（F）允许电感Lo（mH）参 数型 号允许电容Co（F）允许电感Lo（mH）参 数型 号组别允许电容Co（F）允许电感Lo（mH）WJ90010.114.2WJ90163.00.95WJ9006PB0.653.0WJ9001R0.0834.2WJ9016A0.581.65WJ9001A0.0834.2WJ9016B0.161.75WJ9016PC3.00.395WJ9001AR0.0834.2WJ9016C0.0834.2WJ90030.1654.2WJ9018A100.013WJ9016APC0.58
16、0.32WJ9003R0.1654.2WJ90194.93.6WJ90060.0834.2WJ9019A1.4160WJ9016BPC0.160.27WJ90080.0834.2WJ9019B1.45.0WJ90020.0150.5WJ9018C0.580.32WJ9016CPC0.0832.47WJ9002R0.0150.5WJ9018D0.161.75WJ90070.0150.5WJ9018E0.0834.2WJ901EPB0.653.0WJ900510000.4WJ9018F0.0991.6WJ90130.0834.2WJ9004B3.00.95WJ9019PC4.940WJ9013R0
17、.0834.2WJ9004C0.580.32WJ90100.0834.2WJ90040.161.65WJ9019BPC1.41.3WJ90110.083500WJ90150.0832.4WJ90120.85200WJ9004D0.0834.2B2010PC0.0832.4WJ9005A10000.4WJ90090.083六、实际应用WJ9000系列齐纳安全栅应用举例1、变送器 智能变送器、普通变送器（ST3000、EJA、MOOR、1151、1751）智能变送器和安全栅组成本安防爆系统时，要求安全栅具备通讯功能。当变送器供电电源电压波动范围大的情况下，选用WJ9001（WJ9001R）齐纳安全
18、栅，该安全栅内部具备电压浮动性能，在供电电源电压2235VDC变化时，都能保证提供变送器13V以上稳定电压（工作电流20mA，负栽250），同时具备数字通讯功能。但该安全栅的功耗为35mAmax（工作电流20mA，供电电压35VDC时），所以请注意供电系统的供电能力。如果要求提供变送器的电压在16VDC以上，请选用WJ9002（WJ9002R）安全栅。其功耗为50mAmax（工作电流20mA，供电电压35VDC时）。见图6-1,6-2图6-1注：R为外接250电阻，将4-20mA信号转换为1-5V输出。图6-2当供电电源电压稳定时（24V25.8VDC），选用WJ9002（WJ9003R），W
19、J9010最合适。当供电电压24VDC时，WJ9002（WJ9003R）提供给变送器电压VDC，WJ9010提供给变送器的电压12VDC。见6-3图 图 6-3注：R为外接250电阻，将4-20mA信号转换为1-5V输出。当供电电源电压波动时（22V35VDC范围内），请选用WJ9001（WJ9001R）或WJ9002（WJ9002R）。见图6-1，6-2 国产DDZ-型变送器：国产DDZ-型变送器要求供电电压在16V以上，和安全栅组成本安防爆系统时，选用WJ9002（WJ9002R）可以满足要求，该安全栅在供电电源电压2235VDC范围内都可提供变送器16V以上电压。但该安全栅有功耗（50m
20、Amax），请注意系统供电能力。见图6-1，6-22、热电阻热电阻测温时，请选用WJ9005安全栅，该安全栅为双通路交流极性型安全栅，提供对热电阻的二根线保护（见图），若需要对热电阻的三根线都提供保护，可选用WJ9005安全栅，WJ9005为低内阻安全栅（18）便于和测量仪表配合。在正常工作电压时的漏电流在1A以下，不影响测量精度。见图6-4 图6-43、热电偶热电偶选用WJ9004B安全栅，WJ9004B为双通路交流性安全栅，其内阻为54。为消除环境条件对测量精度的影响，应把补偿导线一直连到二次仪表，并在那里进行冷端补偿，二次仪表应选用高阻抗测量仪表。见图6-5图6-54、调节器输出和电气转
21、换或电气阀门定位器配用调节器输出为集电极输出回路选WJ9010双通路安全栅，提供双线保护，内阻310。见图6-6图6-6调节器输出为发射极输出回路选WJ9016c、WJ9007安全栅，WJ9016C安全栅内阻310，WJ9007安全栅限流电路采用集成化变阻器电路，内阻低，负载能力强。见图6-7 图6-75、开关开关量输入输出可选用WJ9010安全栅，内阻比较大（310），因此适用小负载电流，例如CM0S电路、LED指示灯、小型继电器（12V、20mA）等负载。 WJ9011安全栅可作为开关量输入，具有输入阻抗高，负载能力强，能驱动大电流负载。WJ9012安全栅可作为接近开关输入，其端子5、6可
22、直接作为干触点，接DCS的数字量输入卡。见图6-8图6-86、电磁阀单控电磁阀选用WJ9006、WJ9008安全栅，供电电源电压在2235V范围内波动都可正常工作。控制开关在供电电源正端选用WJ9008，控制开关在负端选用WJ9006。见图6-9图6-9双控电磁阀选用WJ9015双通路安全栅，在安全区回路中直接与DCS卡件或直流24V伏电源相连，将卡件或直流24V伏电源提供的直流配电输送给危险区的两个电磁阀，并接受来自系统的两个开关量信号控制。见图6-10图6-107、应变电桥应变电桥被广泛用于各种称重系统中，当与齐纳安全栅组成一个本安系统时，一般要用二只或二只以上的齐纳安全栅。可选用一只或二
23、只并联WJ9004C交流极性齐纳安全栅作为供电回路保护。信号输出回路可选用内阻大的WJ9019A交流极性齐纳安全栅。见图7-11图6-11WJ9000P系列齐纳安全栅应用举例1、二线制、4-20mA变送器对于气体分级为C的应用场合，可选用WJ9010P，在24V电源供电情况下，安全栅可向变送器提供高达13.3V（20mA时）的电压，见图6-12图6-122、开关、数据采集，逻辑回路系统对要求低电压供电的设备，选用WJ9016P等，由于其端电阻低达37（WJ9016端电阻为54），因而安全栅端压降较小。见图6-13图6-133、调节器的输出调节器输出为发射极输出回路，选用安全栅型号如WJ9016
24、CP、WJ9006P，由于其内阻均较低，故安全栅上的压降很小。见图6-14图6-14 调节器输出为集电极输出回路，应该选用WJ9010P。见图6-15图6-154、电磁阀对于大功率的电磁阀，C场所可以选用WJ9006P、WJ9016CP， B场所可选用WJ9018EP。见图6-16图6-165、传感器WJ9018C用作开关量输入，危险区为三线制接近开关，其系统组成如图6-17，还可用于直流12V、交流9V供电系统。图6-176、涡轮、腰轮、刮板等变送器WJ9018用作脉冲量输入，适合配用本安型涡轮、腰轮、刮板、旋涡等流量变送器，接收其产生的脉冲量信号，其系统组成如图6-18。图6-18 WJ9000系列齐纳安全栅选用表现场仪表供电电压配用齐纳安全栅系统组成图稳定V波动V型 号通 路提供变送器电压智能变送器、
