電氣安全

5.1 工作電壓

選擇合適的隔離器或變送器時，一個重要參數是允許的工作電壓。它表示不同電路（輸入、輸出和電源電路）之間允許的電位差（見圖21）。

圖21：工作電壓的意義

隔離器的允許工作電壓在不同電路之間可能不同。zui高額定工作電壓一般適用于輸入和輸出之間以及輸入和電源之間。輸出和電源之間的允許工作電壓可能較低。根據型號不同，Knick隔離器的允許工作電壓zui高可達約3600 V AC/DC。

關于工作電壓的要求定義參見EN 61010第1部分。應當注意，允許的工作電壓不僅取決于隔離器件所用固體絕緣材料的電介質強度，而且取決于設計特性，如電氣間隙和爬電距離等，以及外部影響，尤其是污染度（環境相關的可能污染）和過壓類別（疊加脈沖電壓值）。

污染度

污染度1

沒有污染或僅有干燥的非導電污染，例如在空調房或干凈、干燥的房間中。

污染度2

僅有非導電污染。可能會出現因冷凝而引起的偶爾且短暫的導電，例如在實驗室、精密機械車間、測試部門和銷售處。

污染度3

存在導電污染，或者干燥的非導電污染因為預期會出現的冷凝而變得導電，例如在工業廠房、農業廠房、未供熱的倉庫和鍋爐房中。

污染度4

污染導致*導電，例如因為導電粉塵、雨水或雪；在開放的房間中或室外。

過壓類別

過壓類別I

不會出現過壓，或通過電涌放電器或濾波器保護。

過壓類別II

含開關過程的系統，但無雷擊，例如在私人住戶內。

過壓類別III

無雷擊的系統，設備連接與電源連接的距離比負載和/或設備的安全性和可用性的特殊要求更近。

過壓類別IV

有雷擊的工廠。

5.2 測試電壓

隔離器件所用絕緣材料的電介質強度比器件的允許工作電壓高出很多倍。因此，對于電位隔 離器件，需要另外器件的測試電壓， 從而確保工作電壓的額定限值適用于各個器件。測試電壓偶爾也會代替工作電壓，用作電介質強度的參數。根據具體應用的要求，它需要比電路之間的zui大可能電位 差高出一定的倍數。Knick隔離器的測試電壓高達15 kV AC。

5.3 保護分隔

“保護分隔”這一術語定義于EN 61140中。該基本安全標準描述了針對電擊的保護措施，因而規定了電路之間的電氣隔離需要達到的要求。“保護分隔”是指一個提供基本保護和附加保護（附 加絕緣或保護性屏蔽），或提供同等保護（符合EN 61010-1標準的增強保護）的隔離系統。其目的是防止危險電流通過人體。必須通過結構手段（例如合適的電氣間隙和爬電距離）和內部隔離器件的絕緣特性 兩方面來確保這種高水平的安全性。這意味著，基本安全標準的要求對隔離器設計有直接影響。

“保護分隔”規范要求指明“保護分隔”保證有效的zui高工作電壓。Knick開發的所有新型隔離器和變送器滿足EN 61140關于“保護分隔”的要求。

5.4 認證

在范圍內，常常要求US和加拿大UL認證（保險商實驗室）、CSA（加拿大標準協會）認證或其組合CUL認證。在嚴格的認證測試中，Knick的許多隔離器已被證明滿足相應的電氣安全和消防要求。

GL認證(Germanischer Lloyd)證實Knick的許多隔離器具有高負載能力， 可以用在船上和海上等應用中。德國聯邦輻射保護辦公室的“Kerntechnische Ausschuss”（KTA – 核安全標準協會）發布用字母KTA表示的核安全標準。Knick提供通過KTA 3503 (3507)認證的隔離器，適合用于核電站。

5.5 危險區域分隔

在危險區域中使用電氣設備（包括電氣和電子測量設備）時，必須確保這些設備即使在發生故障時也無法點燃任何爆炸性氣體-空氣混合物。可能的防護類型包括“本質安全”，它確保相應設備的本質安全電路即使在發生故障時也無法產生可燃性火花。

實踐中，采用本質安全電路的隔離解決方案很難實現，也就是說，信號處理需要耦合非本質 安全的電路。直接相連會使本質安全失效，因而是不允許的。Knick提供合適的外部供電或環路供電隔離器來耦合相應的電路，在本質安全電路與非本質安全電 路之間同時提供電氣隔離和分隔（見圖22）。

圖22：利用IsoTrans 36 A7無源隔離器耦合本質安全和非本質安全電路

Knick提供的具有“本質安全”型防護的設備符合94/9/EC指令。該指令一般稱為ATEX。

實踐中，1類和2類設備用于危險區域，相當于歐洲的0區和1區設備。3類設備（用于2 區）越來越重要。2區是指這樣一個場所，它在正常工作中不大可能出現由空氣和危險物質（氣體、蒸汽或霧氣等形式）混合構成的爆炸性大氣環境，即使出現，也 只會持續很短的時間。正常工作是指系統和設備在制造商的設計參數內工作。這種系統和設備可提供所需的安全等級。

2區可能包括：

– 0區或1區周圍的區域

– 封閉空間內管道中帶普通平墊片的法蘭連接周圍的區域

P32x00和A202x0系列變送器設計用于ATEX 防爆2區 (EN 60079-15)或1類Div 2 / 2區 (UL 1604) 環境。