Forskellen på en Zener-barriere og en egensikker isolator
De kaldes ofte ATEX-barrierer, egensikre barrierer eller I.S.-barrierer, og både Zener-barrierer og egensikre galvaniske isolatorer begrænser energien til Ex-området. Der er imidlertid karakteristiske forskelle i designet af de forskellige enhedstyper.
Hvad er en Zener-barriere?
Zener-barrierer er simple enheder, der består af en opstilling af Zener-dioder, modstande og sikringer, som begrænser spændingen, strømstyrken og effekten til tilsluttede enheder i Ex-området.
En typisk Zener-barriereinstallation er vist nedenfor.
En Zener-barrieres funktionsprincip er relativt enkelt. Modstande begrænser strømmen, der kommer ind i Ex-området, mens Zener-dioder leder strømmen i tilfælde af en fejltilstand, hvorved spændingen begrænses og overskydende strøm ledes videre til jord. Der er monteret en sikring, som beskytter Zener-dioderne i tilfælde af en overbelastningstilstand.
Forstå forskellen på isolaterede barrierer sammenlignet med Zener-barrierer.
Der kræves en dedikeret I.S.-jord, for at systemet kan fungere korrekt, og egensikkerheden opretholdes, og denne skal installeres og vedligeholdes i overensstemmelse med IEC 60079-14.
Dette krav har sammen med mere restriktiv loop-belastning og funktionsbegrænsninger ført til, at Zener-barrierer stort set er blevet afløst af egensikre galvaniske isolatorer.
Hvad er en egensikker galvanisk isolator?
Udformningen af egensikre galvaniske isolatorer som PR 9000-serien adskiller sig fra Zener-barrierer.
Begge enheder begrænser den energi, der er til rådighed i Ex-området, men ved at bruge komponenter som f.eks. transformere og opto-isolatorer i designet er det muligt at opnå galvanisk isolation mellem indgangen, udgangen og forsyningen. Dette kendes som 3-ports galvanisk isolation som vist i illustrationen nedenfor.
Målestrømsforsynede og 2-ports galvaniske isolatorer fås også afhængigt af applikationen.
En installation med en egensikker 3-ports galvanisk isolator er vist nedenfor.
Da disse enheder har galvanisk isolation, er en dedikeret I.S.-jord ikke nødvendig. Alene af denne årsag forenkles installation og fortløbende vedligeholdelse i forhold til Zener-barrierer.
Andre fordele ved egensikre galvaniske isolatorer er:
- Lavere loop-belastning
- Mulighed for at konvertere og forstærke signaler
- Forbedret støj- og overspændingsimmunitet
Yderligere oplysninger om forskellene på Zener-barrierer og egensikre galvaniske isolatorer fremgår af Isolerede barrierer sammenlignet med Zener-barrierer.
Hvad er Ex-områdecertificeret udstyr?
Udstyr til installation i Ex-områder eller tilhørende udstyr skal være sikkert til den tilsigtede anvendelse og i overensstemmelse med enhver benyttet metode til beskyttelse mod eksplosion.
I EU skal sådant udstyr være ATEX-certificeret.
Hvor ATEX-certificering er påkrævet i Europa, findes der også IECEx-certificeringen, som anerkendes internationalt i en lang række lande.
Selv om IECEx er almindeligt accepteret, kan visse landespecifikke certificeringer være påkrævet. Certificeringer skal udføres af et bemyndiget organ og dokumenterer overensstemmelse med de relevante standarder og beskyttelsesmetoder.
Certifikater indeholder vigtige oplysninger vedr. produktet, herunder bl.a.:
|
 |
Udstyr med certificering til Ex-områder skal af hensyn til sikkerheden installeres i henhold til de relevante installationsinstruktioner og overholde eventuelle særlige anvendelsesbetingelser, der måtte fremgå af certifikatet.
Egensikre Enhedsparametre og loop-beregning
Et typisk egensikkert kredsløb eller et I.S.-loop består af 3 overordnede komponenter, der skal tages højde for:
- Egensikkert apparatur - certificerede feltenheder, der er installeret i Ex-området.
- Tilhørende udstyr - enheder, der er installeret i ikke-Ex-området, og som er forbundet med enheder i Ex-området, f.eks. I.S.-barrierer.
- Lokal kabelføring – kompatibelt forbindelseskabel.
Sikkert design af egensikre kredsløb kræver en "I.S. loop"-beregning.
Specifikke karakteristika eller "enhedsparametre" er tilgængelige for hver komponent eller enhed i loopet. Værdierne fremgår af produktcertifikatet og installationstegningerne.
Den simple I.S.-loopberegning kan derefter bruges til at fastslå, hvilke enheder der kan tilsluttes uden fare, og den maksimale forbindelseskabellængde.
De typiske enhedsparametre for hver komponent i loopet er vist i tabellen nedenfor.
Værdierne for tilhørende udstyr sammenlignes med de tilsvarende værdier for det egensikre apparatur med henblik på at fastslå, om enhederne er kompatible. Der udføres derefter en beregning for at fastslå den maksimale kabellængde baseret på de relevante kapacitans- og induktansværdier.
I.S.-loop-kravene er vist nedenfor:
