Zener-barrierin ja luonnostaan vaarattoman erottimen ero

 

 

Mikä on Zener-barrieri?

Zener-barrierit ovat yksinkertaisia laitteita, jotka muodostuvat Zener-diodeista, vastuksista ja sulakkeista, joilla rajoitetaan räjähdysvaarallisen tilan laitteiden jännitettä, virtaa ja tehoa.

Tyypillinen Zener-barrierin asennus on esitetty alla.

 

 

Zener-barrierin toimintaperiaate on melko yksinkertainen. Vastukset estävät virran pääsyn räjähdysvaaralliseen tilaan, kun taas Zener-diodit johtavat vikatilassa rajoittaen jännitteen ja johtaen ylimääräisen virran maahan. Sulake suojaa Zener-diodeja ylikuormitukselta.

 

Opi ymmärtämään erotettujen barrierien ja Zener-barrierien erot.

 

Oikean toiminnan ja luonnostaan vaarattoman turvallisuuden säilyttämiseksi tarvitaan erityinen Ex i -maadoitus, joka on asennettava ja ylläpidettävä standardin IEC 60079-14 mukaisesti.

 

Tämä vaatimus yhdessä rajoitetumman silmukkakuormituksen ja toimintarajoitteiden kanssa ovat johtaneet Zener-barrierien laajaan korvaamiseen luonnostaan vaarattomilla galvaanisilla erottimilla.

 

 

 

Mikä on luonnostaan vaaraton galvaaninen erotin?

Rakenne luonnostaan vaarattomassa galvaanisessa erottimessa, kuten PR 9000-sarjassa, eroaa Zener-barriereista.

Molemmat laitteet rajoittavat räjähdysvaarallisessa tilassa käytettävissä olevaa energiaa, mutta käyttämällä rakenteessa muuntajien ja optoerottimien kaltaisia komponentteja on mahdollista saavuttaa galvaaninen erotus tulon, lähdön ja apujännitteen välille. Tätä kutsutaan 3-suuntaiseksi galvaaniseksi erotukseksi, kuten esitetty kaaviossa alla.

Myös piirisyötettyjä ja 2-suuntaisia galvaanisia erottimia on saatavina sovelluksesta riippuen.

 

Tyypillinen luonnostaan vaaraton 3-suuntainen galvaaninen erotinasennus on esitetty alla.

 

 

Koska näissä laitteissa on toteutettu galvaaninen erotus, ei erityistä Ex i -maadoitusta tarvita. Pelkästään tämä yksinkertaistaa asennusta ja ylläpitoa Zener-barriereihin verrattuna.

Muita luonnostaan vaarattomien galvaanisten erottimien etuja ovat:

 

• Pienempi silmukan kuormitus
• Viestin muunto- ja vahvistuskyky
• Parempi häiriö- ja syöksyjänniteimmuniteetti

 

Lisätietoja Zener-barrierien ja luonnostaan vaarattomien galvaanisten erottimien eroista; katso erotetut barrierit vs Zener-barrierit.

 

 

 

Mitä ovat räjähdysvaaralliseen tilaan sertifioidut laitteet?

Räjähdysvaarallisten tilojen asennuksiin tarkoitettujen laitteiden tai liitännäislaitteiden on oltava turvallisia tarkoitettuun käyttöönsä ja käytetyn Ex-suojaustavan mukaisia.

EU:ssa nämä laitteet on ATEX-sertifioitava.

ATEX-sertifiointi vaaditaan Euroopassa, mutta on olemassa myös IECEx-sertifiointi, joka tunnustetaan kansainvälisesti monissa maissa.

Vaikka IECEx hyväksytään laajasti, saatetaan vielä vaatia joitakin maakohtaisia sertifiointeja. Sertifioinnin pitäisi olla ilmoitetun laitoksen toteuttama ja osoittaa vaatimustenmukaisuus asiaankuuluviin standardeihin ja suojaustapoihin nähden.

Sertifikaatit sisältävät tärkeää tuotetietoa, kuten:

Ilmoitettu laitos Sertifikaattinumero Viitatut standardit Soveltuvat tuotenumerot Tuotekuvaus Tuotemerkinnän vaatimukset Sähköiset arvot Ex-piirin parametrit Asennusvaatimukset Käytön erikoisehdot Terveys- ja turvallisuusvaatimukset Sertifiointihistoria

 

Turvallisuuden takaamiseksi Ex-tilaan sertifioidut laitteet on asennettava asiaankuuluvien asennusohjeiden ja sertifikaatissa mainittujen käytön erikoisehtojen mukaisesti.

 

 

 

Ex i -parametrit ja silmukkalaskenta

Tyypillinen luonnostaan vaaraton piiri tai Ex i -silmukka koostuu kolmesta pääkomponentista, jotka on huomioitava:

 

• Luonnostaan vaaraton laite – sertifioitu kenttälaite Ex-tilaan asennettuna.
• Liitännäislaite – turvalliseen tilaan asennettu laite, joka toimii liityntänä Ex-tilan ja esim. Ex i -barrierin välillä.
• Kenttäjohdotus – liitäntään soveltuva kaapelointi.

 

Luonnostaan vaarattomien piirien turvallinen suunnittelu vaatii “Ex i -silmukan” laskennan.

Silmukan jokaiselle komponentille tai laitteelle on olemassa erityisominaisuudet tai “Ex i -parametrit”. Arvot löytyvät tuotesertifikaatista ja asennuspiirroksista.

Yksinkertaista Ex i -silmukan laskentaa voidaan käyttää valittaessa turvallisesti liitettäviä laitteita sekä liitäntäkaapelin maksimipituutta.

 

Tyypilliset Ex i -parametrit (entity parameters) kullekin silmukan komponentille on esitetty taulukossa alla.

 

 

Liitännäislaitteen arvoja verrataan vastaaviin luonnostaan vaarattoman laitteen arvoihin, laitteiden yhteensopivuuden selvittämiseksi. Sitten laskennalla selvitetään suurin kaapelipituus asiaankuuluvien kapasitanssi- ja induktanssiarvojen pohjalta.

 

Ex i – silmukan vaatimukset on esitetty alla:

 

 

Takaisin PR-kirjastoon