W zakładach petrochemicznych i innych środowiskach wybuchowych nawet niewielka iskra elektryczna może wywołać katastrofalne konsekwencje.Szczególne bariery bezpieczeństwa są niezbędne, aby zapewnić absolutną bezpieczeństwo przyrządów podłączonych do tych stref niebezpiecznych w potencjalnych warunkach awariiIstnieją dwa podstawowe rozwiązania: bariery Zenera (bariery bezpieczeństwa wewnętrznego) i izolatory galwaniczne.

Bariery Zenera, znane również jako bariery ATEX lub bariery IS, ograniczają przepływ energii do obszarów niebezpiecznych.energia obwodu pozostaje poniżej minimalnego progu wymaganego do zapalenia mieszanin wybuchowych.

Podczas gdy standardowe diody pozwalają na przepływ prądu tylko w jednym kierunku, diody Zenera są zaprojektowane tak, aby prowadziły, gdy osiągają określone progi odwrotnego napięcia.te elementy szybko przeprowadzają nadmiar prądu do ziemi, gdy napięcie przekracza bezpieczne granice, skutecznie zaciskając niebezpieczną energię.

• Rezystor:Granice prądu wchodzącego do obszarów niebezpiecznych
• Dioda Zenera:Przyciski napięcia podczas awarii poprzez przekierowanie nadmiaru prądu na ziemię
• Zabezpieczenie:Chroni diodę Zenera w warunkach przeciążenia

Podczas normalnej pracy rezystor ogranicza przepływ prądu.Podczas gdy bezpiecznik służy jako ostateczna ochrona przed uszkodzeniem sprzętu.

Właściwa funkcjonalność wymaga dedykowanego uziemienia I.S. zainstalowanego zgodnie ze standardami IEC 60079-14.

Pomimo swojej prostoty i efektywności kosztowej bariery Zenera mają kilka ograniczeń:

• Obowiązkowe uziemienie dedykowanego systemu IS zwiększa złożoność instalacji
• Dodatkowe obciążenie pętli może pogorszyć wydajność przyrządu
• Brak możliwości konwersji lub wzmacniania sygnału

Ograniczenia te doprowadziły do powszechnego zastąpienia nowoczesnych instalacji izolacjami galwanicznymi.

W przypadku izolacji galwanicznych, takich jak seria PR 9000, zastosowano zasadniczo różne konstrukcje.Izolatory wdrażają trójprzewodową izolację elektryczną między wejściami, wyjściowych i obwodów zasilania z wykorzystaniem transformatorów i optokoplerów.

Całkowite oddzielenie elektryczne zapobiega zawieszeniom naziemnym i zakłóceniom hałasu, znacząco zwiększając niezawodność i bezpieczeństwo systemu.

Właściwa izolacja elektryczna izolacji eliminuje specjalne wymagania związane z uziemieniem, znacznie upraszczając instalację i konserwację.

• Eliminacja dedykowanego uziemienia IS
• Zmniejszone obciążenie pętli w celu poprawy wydajności przyrządu
• Możliwości konwersji sygnału i wzmacniania
• Zwiększona odporność na hałas i fale

• Pomiar temperatury (termopary/RTD)
• Przekazywanie sygnału przetwornika ciśnienia
• Uwarunkowanie sygnału przepływometerów
• System sterowania zaworu przeciwwybuchowego

Sprzęt przeznaczony do środowisk wybuchowych wymaga certyfikacji w celu zweryfikowania zgodności z stosowanymi metodami ochrony.podczas gdy IECEx służy jako międzynarodowy standard.

• Identyfikacja jednostki certyfikującej
• Stosowane normy
• Parametry elektryczne
• Specyfikacje instalacji
• Szczególne warunki eksploatacji

Właściwe zaprojektowanie pętli IS wymaga analizy trzech elementów:

• Certyfikowany sprzęt polowy (strefa niebezpieczna)
• Powiązane urządzenie (interfejs obszarów bezpiecznych)
• Kompatybilne okablowanie łączące

• Uo (Voc): napięcie w otwartym obwodzie
• Io (Isc): Prąd zwarcia
• Po: moc wyjściowa
• Ca: dopuszczalna pojemność
• La: dopuszczalna induktancja

Prostymi obliczeniami określa się kompatybilne kombinacje urządzeń i maksymalne długości kabli poprzez porównanie parametrów urządzeń z specyfikacjami urządzeń polowych.

• Uo ≤ Ui (ograniczenie napięcia)
• Io ≤ Ii (ograniczenie prądu)
• Po ≤ Pi (ograniczenie mocy)
• Ca ≥ C całkowite (ograniczenie pojemności)
• La ≥ L całkowite (ograniczenie induktancji)

Przestrzeganie tych zasad zapewnia bezpieczne działanie, minimalizując ryzyko wybuchu w niebezpiecznych miejscach.