近几年来，随着中国炼化一体化进程的推进，石油炼化厂、化工厂越来越多。由于石油及其相关产品大多具有易燃易爆特性，所以一定要使用安全、有利的防爆方法，以确保安全。安全栅作为本安电气设备与非本安电气设备之间连接的电气设备，能够有效地提高石油化工企业生产过程中的安全性。
安全栅的定义及主要功能
安全栅又称安全保持器。本安回路的安全接口，它能在安全区（本质安全）和危险区（非本质安全）之间双向传递电信号，并可限制因故障引起的安全区向危险区的能量转递。
本质安全（IS）是仪表系统采用的防爆技术，安全栅设置在安全区域的控制室设备与危险区域的本安设备之间，传输信号或能量。安全栅利用电路限流限压，从而约束安全区域传递能量给危险区域设备。处于危险场所的本安设备在这样的能量下能够正常工作，但这样的能量不足以引燃爆炸环境，即使本安设备自身发生故障，也不会产生任何足以引燃的电火花或发热表面。因此，无论是安全场所的控制室设备还是危险场所的本安设备发生故障，只要安全栅的限流限压电路正常工作，整个系统都会处于安全状态，不会产生爆炸。
仪表安全原理与本质安全技术
仪表安全原理（Instrument Safety Principle）
当易爆物质、氧气、引爆源这三种情况同时出现时，就会引起爆炸。如果我们能消除任意一个爆炸形成的条件，就能保障现场仪表设备的安全。空气中的氧气无法控制，因此控制易爆物质和控制引爆源是目前较为常用的安全原理。在仪表行业，控制爆炸范围也被列为常用的安全原理。 安全栅能够限制现场仪表的电能量，使其无法产生能够引爆的火花和引爆的仪表表面温度。本质安全技术能够消除隐患，保证现场的安全。
危险区域危险性的分类、分级、分组（TITLE CONTENT）
爆炸性气体分类见下表：
危险气体场所划分为3个不同的区域，见下表：
爆炸性气体的温度组别见下表：
安全栅的分类
1
齐纳式安全栅
齐纳式安全栅是最早出现的安全栅。齐纳式安全栅的核心元件为齐纳二极管，限流电阻及快速熔断丝。
它的原理简单、电路实现容易，价格低廉，但因由于其自身原理的缺陷使其应用中的可靠性受到很大影响，并限制了其应用范围，具体的安装要求有：
1、必须安装于完善的接地系统内，且为了安全保护，该齐纳式安全栅的接地电阻应小于1Ω。但这样的要求在实际工程应用中很难达到。
2、齐纳式安全栅的电路原理需要吸收输入回路的能量，易造成输出不稳定。
3、齐纳式安全栅对电源有较大影响，同时，也非常容易因电源的波动而损坏。
4、危险区域的仪器仪表必须属于隔离型，否则通过齐纳式安全栅的接地端子与大地相接后无法保证信号传送的准确无误。又由于信号接地直接降低了信号的抗干扰能力，大大影响了系统本身的稳定程度。
相比之下，隔离式安全栅不但有限能功能，并且还有隔离功能，它主要由回路限能单元、信号和电源隔离单元、信号处理单元组成。
2
隔离式安全栅
隔离式安全栅主要由回路限能单元，信号和电源隔离单元、信号处理单元组成。它不但有限能的功能，还有隔离功能，隔离式安全栅，基本有检测端安全栅和操作端安全栅两种类型。
检测端安全栅与两线制变送器配套使用；由于隔离式安全栅采用了限压、限流、隔离等措施，不仅能防止危险能量从本安端子进入危险现场，提高系统的本安防爆性能，而且还增加了系统的抗干扰能力，大大提高了系统运行的可靠性。24VDC 电源经DC-AC-DC变换后，输出模块电路所需要的多种电压。
隔离式安全栅采用了将输入、输出以及电源三方之间相互电气隔离的电路结构，完全符合本安型限制能量的要求。尽管价格稍高，但其较为突出的优点能够为用户带来更多益处，具体表现在：
1、采用了三方隔离方式，无需系统接地线路，给设计及现场施工带来极大方便。
2、其信号线路无需共地，使得检测和控制回路信号的稳定性以及抗干扰能力大幅增强，且提高了整个系统的可靠性。
3、具备较好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。
4、对危险区域的仪表无太多要求，无需采用隔离式仪器仪表。
5、可输出两组相互隔离的信号，以提供给使用同一信号源的两台设备，并保证该两设备信号互不干扰，同时又可以提高所连接设备相互之间的电气安全绝缘性能。
6、隔离式安全栅有较强的信号处理能力。如开关量输入状态控制、mV、Pt100变为4～20mA等等。这样给现场仪表和控制系统的应用提供了更大的方便、合理和有效。
7、当用户同时应用DCS和ESD时，选用一进二出的安全栅，可以有效地将两个系统隔离开来，避免系统之间互相影响。
8、回路供电隔离式安全栅既保持有源隔离式安全栅的优点，又有齐纳式安全栅一样的接线方便，不需要另外24V电源供电，特别适合配I/O卡直接供电的DCS系统。
如今，隔离式安全栅被广泛应用于射频导纳料位开关、阻旋料位开关、浮球液位计等物位仪表中。总的来说，齐纳式安全栅和隔离式安全栅的特点和性能差异很大，隔离式安全栅有着显著的优点，且被广泛应用，其价格虽然高于齐纳式安全栅，但是无论从设计、施工、安装、调试及维护成本来说，其综合成本与带来的便捷程度要远比齐纳式安全栅更具优势。如今，在要求较高的工况中，几乎都采用了隔离式安全栅作为主要本安型防爆仪表，换句话说，齐纳式安全栅现已逐渐被隔离式安全栅所取代。
安全栅在石油化工生产技术应用中的注意要点
从目前来看，本安系统已被当作设计标准，为各个领域所应用。在生产中，安全栅选型要符合现场需求，在使用过程中还要注意以下问题，这样才能达到预期效果。
01关于防爆
安全栅需要满足现场所需的防爆等级要求，确保电缆及现场设备的蓄能，以保障电缆和现场设备的容抗和感抗功能。
02关于接地
齐纳安全栅安装时，需要有非常可靠的接地系统，并且其接地电阻必须小于1欧姆。
03关于仪表
根据现场仪表信号类型选择适合的安全栅。
04关于电缆
本安系统设备需要使用本安电缆，在电缆敷设时本安电缆应与非本安电缆分开敷设。并且要做标识牌。
防爆电路如何接入安全栅
工况条件下，经常会遇到电路中包含本安型防爆电磁阀、本安型防爆行程开关、防爆控制箱和安全栅，在这种情况下安全栅应该怎么接入呢，是放在电磁阀的控制箱内还是别的区域？
1、一般情况下安全栅都是放在控制室中，与PLC/DCS安装在一起。
2、如果必须要在现场安装的话，必须放在隔爆箱内，且只能在1区和2区安装，0区是不行的。
3、有部分安全栅本身是无火花结构，是通过2区认证的，可以在2区工作，只需要普通防护箱即可，无需隔爆箱;不过，条件允许的话，最好还是安装在控制室内。
4、本安设备一定要先接入安全栅，在进入IO。如果有防雷栅的话要装在仪表与安全栅之间。
隔爆式安全栅的养护
安全栅对于隔爆型防爆设备，其防爆型式的满足依赖于隔爆面的完整。所以隔爆面的保养及维护对其来说是十分重要的。
对于已经投入使用的隔爆型产品，在日常维护过程中应当注意对隔爆面的保养；
不可以用硅等异物封堵隔爆接合面，也不允许在隔爆接合面处涂抹黄油保养。
保养应使用非凝结性防锈油脂。
对于处于安装阶段的隔爆型防爆电气设备更是应当注意其隔爆面的保养，许多安装人员为了便于接线，会将未完全接好的隔爆型设备敞开放置。
但在类似于我国南方等潮湿、多雨的地方，很容易造成隔爆面的锈蚀，导致还未投入使用之前，设备的防爆型式就已经失效了，成为了安全隐患。
有些用户在设备选型阶段没有严格制定采购计划，导致已经采购的防爆设备无法满足现场的使用条件，会对防爆设备进行私自改装。
例如当设备的入口数量小于所需要的进线数时，有的用户会对防爆设备私自开口从而满足进线要求。
由于安全栅产品的结构、接线情况与原取证设备有所区别；
所以设备的防爆性能以及温度组别均与原设备不同，不应当作防爆设备进行使用。
安全栅加装电气设备也是普遍存在的问题。
接线箱顾名思义当作为线缆的连接使用，从严格意义上讲，内部应当仅存在接线端子。
如果用户采购到的隔爆型接线箱内存在安全栅，可以通过防爆标志进行简单的判别。
例如，如果是原厂配接的安全栅，则防爆标志中应有“[]”体现出关联设备的存在。
如果接线箱内存在安全栅等关联设备而防爆标志中又没有体现，则通常为为商贩进行的私自改装。
有时现场生产工艺的变更或者技术革新会在现场加装一些电气元件。
而用户认为隔爆型设备有耐爆、为传爆的功能，内部就可以随意加装打火元件，这种认识是错误的。
此时用户忽略了私自改装引起的温度组别的变化，可能由于加装元件的缘故导致设备的温度组别上升一个等级，则原本符合防爆要求的设备可能由于表面温升从而成为点燃源。
