工业上的酒精、汽油等可燃物品的生产和使用都涉及到防爆技术。常用的防爆技术包括：隔爆、本质安全、油浸、充砂、浇封等。在电气防爆中，本质安全是使用最多的技术，它要用到一个关键元件——安全栅。
一、安全栅基础知识
1.安全栅又称安全限能器、安全保持器，是本安系统中的重要组成部分。
本安技术一般应用在仪表上面，本安即本质安全。通过安全栅限能达到防爆的目的。通过安全栅的火花不足以引起现场爆炸。当然，安全栅要放到安全场所，例如控制室、机柜间、带强电、供电系统，接收危险区（易燃易爆现场、使用本质安全仪表的场所）的信号，也可以通过安全栅输出信号到危险区。
2.安全栅主要应用于本安防爆系统设计中，安全栅的主要功能就是限制安全场所的危险能量进入危险场所，以及限制送往危险场所的电压和电流。安全栅电路中，通过限压和限流电路限制了送往现场本安回路的能量，从而防止非本安电路的危险能量串入本安电路。
3.安全栅广泛应用于石油、化工、冶金、电力等系统的过程控制中，可分别与以下设备（从左到右）组成本质安全防爆系统。电气转换器、变送器、接近开关、电磁阀、电气阀门定位器。
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者故障状态，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。
4.由于安全栅用于本质安全防爆系统当中，所以还要了解下关于爆炸的概念。
（1）爆炸的定义：在极短的时间内，释放出大量能量，产生高温，并放出大量的气体，在周围介质中造成高压的化学反应或状态变化，同时破坏性极强。
爆炸事故
（2）爆炸的分类：爆炸有着不同的分类，按物质产生爆炸的原因和性质不同，通常分为:①物理爆炸（例如高压罐爆炸）；②化学爆炸；③核爆炸。（物理爆炸和化学爆炸最为常见）（3）爆炸的条件（缺一不可）：①爆炸性物质；②空气；③点火源。（4）爆炸的物质①一类矿井、甲烷；②二类爆炸性混合气体；③三类粉尘、纤维。（5）爆炸的区域分类①0区是长期或持续的存在爆炸的可能；②1区是有可能爆炸；③2区不可能出现或者是短时间存在的爆炸；（6）爆炸的隔爆防爆Exd（1区）仪表电路和接线端子全部置于隔爆壳体中，①表壳强度足够大；②表壳结合面间隙足够深，最大的间隙宽度又足够窄。
即使仪表因事故产生火花，也不会引起仪表外部的可燃性物质爆炸。
隔爆外壳①既能承受内部混合性气体被引燃产生的爆炸，②又能防止内部爆炸火焰和高温气体窜出隔爆间隙后，点燃外壳周围的爆炸性混合物。
（7）本安防爆
本安防爆技术Exia可以用于0区、Exid可以用于1区、2区。
仪表在正常状态和故障状态下，电路和系统产生的火花和达到的温度都不会引燃爆炸性混合物。
现场仪表维修过程中，正极线路对地、两线制线路未断电短接等情况也会造成火花。
二、安全栅的作用及分类
在电气本质安全防爆(简称：本安防爆)中，一般我们把工作场所分为防爆区域和非防爆区域。防爆区域和非防爆区域之间有电能的传输，比如，防爆区域的开关、按钮、传感器等通过电线与放置在非防爆区域电气柜中的PLC相连接。安全栅的作用就是在防爆区和非防爆区之间起到能量限流的作用，它降低防爆区域内信号的电能，从而降低其产生电火花的风险。安全栅根据结构的不同，分为齐纳式安全栅(Zener Safety barrier)和隔离式安全栅(Isolated Safety barrier)两类。
齐纳式安全栅
齐纳式安全栅在其内部电路中串联快速熔断丝、限流电阻和并联限压齐纳二极管，从而实现限制能量的作用，它具有如下一些特点：①必须有单独的、非常可靠的接地系统(本安系统接地)，接地电阻应小于1Ω；
②不能进行电信号转换，对于热电偶/热电阻(RTD)等信号可能会由于电磁干扰而出现错误，因此不适合连接该类型的传感器；
③对供电电源电压影响非常大，电源电压的波动可能会引起齐纳二极管的电流泄漏，从而引起信号的误差或者发出错误电平，严重时会使快速保险丝烧断而永久损坏。按规定齐纳式安全栅内部齐纳管、限流电阻、保险丝整体浇封，一旦损坏无法修复；
④体积小，价格便宜，不需要额外供电；
隔离式安全栅
隔离式安全栅的输入、输出及电源三者之间相互隔离，它具有如下一些特点：
①不需要接地线，现场施工非常方便；
②由于信号线无需共地，使得整个系统的稳定性和抗干扰能力大大增强；
③具有信号转换能力，可以处理热电偶/热电阻/频率等信号，比如将其转换成4~20mA的电流信号输出，抗干扰能力比较强；
④一般隔离式安全栅具有两路输出通道，相互之间电气隔离，互不影响；
⑤价格相对贵些，需要外部供电；
三、安全栅使用及安装
安全栅的选用原则
根据危险场所的类型及现场的防爆要求，确定所需要安全栅的防爆等级。安全栅的防爆等级必须不低于本安现场设备的防爆标志等级；
根据现场的设备类型配备相应类型的安全栅；
根据控制室仪表可能存在或产生的最高电压，确定安全栅最高电压；
根据现场设备的信号、电源对地的极性，确定安全栅的极性；安全栅要与本安现场仪表的安全极性及信号传输方式相匹配。
考虑安全栅端电阻压降的影响，确定安全栅的最大短路电流及系统能否正常工作；
安全栅允许的分布参数是否合乎要求。
连接电缆的选择原则
连接电缆存在分布电容和分布电感，使连接电缆成为储能元件。它的本安性能的基本参数如下：
电缆最大允许分布电容 CC＝CP×L
电缆最大允许分布电感 LC＝LP×L
式中：
CP ——电缆单位长度的分布电容(μF/km)
LP ——电缆单位长度的分布电感(mH/km)；
L ——实际配线长(km)。
注：推荐符合本质安全性能的电缆最大参数值：
CP＝0.2μF/km，LP＝1mH/km。
隔离式安全栅的安装
色标：
白色端（非本安侧）接线通往安全区。
蓝色端（本安侧）接线通往危险区。
安装中的注意事项：
1、安全栅应安装在安全场所，且环境条件能满足本选型手册中的“环境条件”的要求（选型手册可至网站“服务——下载中心”获取）。
2、隔离式安全栅本安端（蓝色标记）和非本安端（白色标记）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。
3、通往危险场所的导线应选用有蓝色标记的本安导线，导线中的铜截面积必须不小于0.5mm2，绝缘强度应大于500V。
4、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。
5、严禁用兆欧表直接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电路损坏。
6、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。
7、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CCC认证的仪表。
8、在设计、安装、使用、维护隔离式安全栅时，应同时遵守本产品手册中的说明及《GB3836.13-2021》、《GB3836.14-2014》、《GB3836.15-2017》、《GB50058-2014》等标准。
设备温度等级规定了设备表面的最高允许温度值。设备温度等级一定要小于使用在该危险场所环境中可燃物质的点燃温度，否则会引起燃烧爆炸。
