Di pabrik petrokimia dan lingkungan peledak lainnya, bahkan percikan listrik yang kecil dapat memicu akibat bencana.Penghalang keselamatan khusus sangat penting untuk memastikan bahwa instrumen yang terhubung ke area berbahaya ini tetap benar-benar aman dalam kondisi potensi kesalahan. Ada dua solusi utama: Zener Barrier (Barrier Keamanan Intrinsik) dan Isolator Galvanik. Artikel ini memeriksa prinsip kerja, aplikasi, dan keuntungan komparatif mereka.

Penghalang Zener, juga dikenal sebagai penghalang ATEX atau penghalang IS, berfungsi dengan membatasi aliran energi ke daerah berbahaya.energi sirkuit tetap di bawah ambang minimum yang diperlukan untuk menyalakan campuran peledak.

Sementara dioda standar memungkinkan aliran arus hanya dalam satu arah, dioda Zener dirancang untuk melakukan saat mencapai ambang tegangan terbalik tertentu.komponen ini cepat melakukan arus berlebih ke tanah ketika tegangan melebihi batas aman, secara efektif mengikat energi berbahaya.

• Resistor:Batas arus memasuki daerah berbahaya
• Dioda Zener:Klem tegangan selama kesalahan dengan mengalihkan arus berlebih ke tanah
• Fuse:Melindungi dioda Zener selama kondisi overload

Selama operasi normal, resistor membatasi aliran arus. ketika tegangan melebihi ambang aman, dioda Zener diaktifkan untuk shunt arus berlebih,sementara sekring berfungsi sebagai perlindungan akhir terhadap kerusakan peralatan.

Fungsionalitas yang tepat membutuhkan grounding I.S khusus yang dipasang sesuai dengan standar IEC 60079-14.

Meskipun kesederhanaan dan efektifitas biaya mereka, penghalang Zener memiliki beberapa kendala:

• I.S. khusus wajib mendasarkan meningkatkan kompleksitas instalasi
• Beban lingkaran tambahan dapat mengurangi kinerja instrumen
• Kurangnya kemampuan konversi atau amplifikasi sinyal

Keterbatasan ini telah menyebabkan penggantian yang luas oleh isolasi galvanik dalam instalasi modern.

Isolator galvanik seperti seri PR 9000 menggunakan desain yang berbeda secara mendasar.Isolator menerapkan isolasi listrik tiga port antara input, output, dan sirkuit daya menggunakan transformer dan optocoupler.

Pemisahan listrik yang lengkap ini mencegah lingkaran tanah dan gangguan kebisingan, secara signifikan meningkatkan keandalan dan keselamatan sistem.

Isolasi listrik yang melekat pada isolator menghilangkan kebutuhan khusus untuk mendasar, secara dramatis menyederhanakan pemasangan dan pemeliharaan.

• Penghapusan grounding IS khusus
• Pengurangan beban loop untuk peningkatan kinerja instrumen
• Kemampuan konversi dan amplifikasi sinyal
• Peningkatan ketahanan terhadap kebisingan dan lonjakan

• Pengukuran suhu (termokopel/RTD)
• Transmisi sinyal transduser tekanan
• Kondisi sinyal flowmeter
• Kontrol katup tahan ledakan

Peralatan yang dimaksudkan untuk lingkungan eksplosif membutuhkan sertifikasi untuk memverifikasi kepatuhan terhadap metode perlindungan yang berlaku.sementara IECEx berfungsi sebagai standar internasional.

• Identifikasi badan sertifikasi
• Standar yang berlaku
• Parameter listrik
• Spesifikasi pemasangan
• Kondisi operasi khusus

Desain I.S. loop yang tepat membutuhkan analisis tiga komponen:

• Peralatan lapangan bersertifikat (daerah berbahaya)
• Perangkat terkait (interface area aman)
• Kabel interkoneksi yang kompatibel

• Uo (Voc): Tegangan sirkuit terbuka
• Io (Isc): arus sirkuit pendek
• Po: Kekuatan output
• Ca: Kapasitas yang diizinkan
• La: Induktansi yang diizinkan

Perhitungan sederhana menentukan kombinasi peralatan yang kompatibel dan panjang kabel maksimum dengan membandingkan parameter perangkat terkait dengan spesifikasi perangkat lapangan.

• Uo ≤ Ui (pembatasan tegangan)
• Io ≤ Ii (batas arus)
• Po ≤ Pi (pembatasan daya)
• Ca ≥ Ctotal (pembatasan kapasitas)
• La ≥ Ltotal (pembatasan induktansi)

Kepatuhan terhadap prinsip-prinsip ini memastikan operasi yang aman secara intrinsik, meminimalkan risiko ledakan di lokasi berbahaya.