Что такое барьер искрозащиты и зачем он нужен
Барьер искрозащиты (искробезопасности) — это электронное защитное устройство, которое устанавливается в электрическую цепь для разделения электрического сигнала между взрывобезопасной и взрывоопасной зонами предприятия. Под взрывоопасной зоной понимается пространство, в котором присутствуют или могут образоваться взрывоопасные смеси. Основная функция барьера — ограничение поступающей в такую зону энергии до уровня, недостаточного для воспламенения потенциально горючих газов, паров или пыли.
Принцип работы барьеров искрозащиты
Работа активного барьера искрозащиты основана на гальванической изоляции входных и выходных электрических цепей. Обычно это реализуется при помощи трансформатора или оптопары. Таким образом, цепь опасной зоны прямо не связана с цепью безопасной зоны, что обеспечивает надёжную и функциональную защиту. У современных активных барьеров искрозащиты также применяется гальваническая изоляция питания барьера.
Другой вид барьеров искрозащиты — пассивные барьеры. Работа такого барьера основана на схеме с шунтирующими стабилитронами, балластным резистором и плавким предохранителем. В нормальном режиме стабилитроны закрыты, и сигнал проходит без препятствий. При опасном превышении напряжения стабилитроны переходят в проводящее состояние и шунтируют избыточное напряжение на землю. Балластный резистор ограничивает ток в цепи, а предохранитель (перегорая в случаях серьёзной аварии) гарантированно разрывает цепь, тем самым предотвращая возникновение искры.
Виды барьеров искрозащиты
Барьеры искрозащиты подразделяются на:
Активные барьеры.
Являются современным и рекомендуемым решением. Они сочетают функции искрозащиты и полноценного преобразователя сигнала, который обеспечивает гальваническую развязку электрических цепей. Помимо основной задачи, активные барьеры обладают рядом преимуществ:
Пассивные барьеры (барьеры Зенера).
Принцип действия основан на шунтировании цепи с помощью ограничителей напряжения (диодов Зенера). Эта технология морально устарела и не рекомендуется для использования в новых проектах из-за ряда критических недостатков:
Срабатывание предохранителя, как правило, приводит к необходимости замены всего барьера, поскольку восстановление его работоспособности невозможно.
Области применения в промышленности
Устройства находят применение на всех объектах, где существует риск воспламенения взрывоопасной газовой смеси или пыли: в нефтегазодобывающей и перерабатывающей промышленности, химическом и нефтехимическом производстве, на предприятиях по переработке угольной пыли, муки, сахара и других горючих материалов. Барьеры используются для подключения всего спектра искробезопасного оборудования:
Как выбрать барьер искрозащиты
Выбор устройства определяется следующими критериями:
Правила установки и эксплуатации
Барьер искрозащиты относится к «связанному электрооборудованию», которое обеспечивает искробезопасность для подключенных устройств. При этом сам барьер, как правило, не предназначен для установки во взрывоопасную зону и монтируется в безопасной зоне. Оборудование, подключенное к барьеру (датчики, исполнительные механизмы), может устанавливаться во взрывоопасной зоне.
Важно подчеркнуть, что подключенные устройства также должны быть искробезопасными. Это связано с тем, что барьер ограничивает энергию электрического сигнала, поступающего из безопасной зоны, а само полевое устройство должно быть спроектировано таким образом, чтобы исключить возможность накопления внутри себя энергии, достаточной для воспламенения взрывоопасной газовой смеси.
Сравнение серий T и H от PingHe
Заключение
Искрозащитный барьер — ключевой компонент контура управления при организации взрывозащиты по типу «искробезопасная электрическая цепь». Данный вид взрывозащиты основан на концепции ограничения энергии в электрической цепи до уровня, при котором даже искра — как в нормальном режиме работы, так и при авариях — не способна воспламенить взрывоопасную смесь. Промышленная автоматизация с использованием современных искробезопасных барьеров помогает оптимизировать производство, снизить затраты, улучшить качество продукции и минимизировать участие человека в опасных операциях.
Хотите узнать больше? Наши специалисты расскажут про искробезопасные барьеры простыми словами: для чего нужен модуль и как его выбрать. Получите подробную консультацию, записавшись по телефону +7 (499) 754-79-39 или через форму обратной связи на нашем сайте.
Барьер искрозащиты (искробезопасности) — это электронное защитное устройство, которое устанавливается в электрическую цепь для разделения электрического сигнала между взрывобезопасной и взрывоопасной зонами предприятия. Под взрывоопасной зоной понимается пространство, в котором присутствуют или могут образоваться взрывоопасные смеси. Основная функция барьера — ограничение поступающей в такую зону энергии до уровня, недостаточного для воспламенения потенциально горючих газов, паров или пыли.
Принцип работы барьеров искрозащиты
Работа активного барьера искрозащиты основана на гальванической изоляции входных и выходных электрических цепей. Обычно это реализуется при помощи трансформатора или оптопары. Таким образом, цепь опасной зоны прямо не связана с цепью безопасной зоны, что обеспечивает надёжную и функциональную защиту. У современных активных барьеров искрозащиты также применяется гальваническая изоляция питания барьера.
Другой вид барьеров искрозащиты — пассивные барьеры. Работа такого барьера основана на схеме с шунтирующими стабилитронами, балластным резистором и плавким предохранителем. В нормальном режиме стабилитроны закрыты, и сигнал проходит без препятствий. При опасном превышении напряжения стабилитроны переходят в проводящее состояние и шунтируют избыточное напряжение на землю. Балластный резистор ограничивает ток в цепи, а предохранитель (перегорая в случаях серьёзной аварии) гарантированно разрывает цепь, тем самым предотвращая возникновение искры.
Виды барьеров искрозащиты
Барьеры искрозащиты подразделяются на:
Активные барьеры.
Являются современным и рекомендуемым решением. Они сочетают функции искрозащиты и полноценного преобразователя сигнала, который обеспечивает гальваническую развязку электрических цепей. Помимо основной задачи, активные барьеры обладают рядом преимуществ:
- Питают полевое оборудование, расположенное в опасной зоне.
- Преобразовывают и усиливают сигналы, повышая точность и надежность передачи данных.
- Обладают высокой помехозащищенностью благодаря встроенной фильтрации.
Пассивные барьеры (барьеры Зенера).
Принцип действия основан на шунтировании цепи с помощью ограничителей напряжения (диодов Зенера). Эта технология морально устарела и не рекомендуется для использования в новых проектах из-за ряда критических недостатков:
- Для корректной и безопасной работы нужно высококачественное заземление, организация которого связана с дополнительными материальными и трудозатратами.
- Они не имеют встроенных фильтров, что делает сигнал уязвимым к помехам и снижает его точность.
- Данный тип барьеров не способен преобразовывать сигналы из одного типа в другой (например, из аналогового в цифровой) или усиливать их.
Срабатывание предохранителя, как правило, приводит к необходимости замены всего барьера, поскольку восстановление его работоспособности невозможно.
Области применения в промышленности
Устройства находят применение на всех объектах, где существует риск воспламенения взрывоопасной газовой смеси или пыли: в нефтегазодобывающей и перерабатывающей промышленности, химическом и нефтехимическом производстве, на предприятиях по переработке угольной пыли, муки, сахара и других горючих материалов. Барьеры используются для подключения всего спектра искробезопасного оборудования:
- датчиков температуры и давления;
- электромагнитных клапанов;
- преобразователей;
- средств автоматизации.
Как выбрать барьер искрозащиты
Выбор устройства определяется следующими критериями:
- Категория взрывоопасной зоны. Универсальным решением для всех зон (0, 1 и 2) является уровень защиты «ia», обеспечивающий безопасность даже при одновременном возникновении двух независимых отказов. Именно поэтому в в абсолютном большинстве проектов выбирают барьеры именно с маркировкой «ia».
- Характер подключаемого оборудования. Определяет тип барьера в зависимости от управляющего/измеряющего сигнала. Подробнее про типы сигналов и критерии выбора барьера читайте в нашей статье.
- Параметры цепи. Учитываются напряжение питания датчика, потребляемый ток и соответствие искробезопасных параметров барьера параметрам подключаемого полевого устройства, а также характеристикам соединяющего их кабеля.
Правила установки и эксплуатации
Барьер искрозащиты относится к «связанному электрооборудованию», которое обеспечивает искробезопасность для подключенных устройств. При этом сам барьер, как правило, не предназначен для установки во взрывоопасную зону и монтируется в безопасной зоне. Оборудование, подключенное к барьеру (датчики, исполнительные механизмы), может устанавливаться во взрывоопасной зоне.
Важно подчеркнуть, что подключенные устройства также должны быть искробезопасными. Это связано с тем, что барьер ограничивает энергию электрического сигнала, поступающего из безопасной зоны, а само полевое устройство должно быть спроектировано таким образом, чтобы исключить возможность накопления внутри себя энергии, достаточной для воспламенения взрывоопасной газовой смеси.
Сравнение серий T и H от PingHe
- Серия T активных барьеров искрозащиты характеризуется широким ассортиментом моделей с ультратонким корпусом (в основном 12.5 мм, у некоторых моделей — 17.5 мм) и пониженным тепловыделением, что позволяет осуществлять высокоплотный монтаж. В конструкции используется планарный трансформатор. Серия поддерживает все стандартные сигналы и соответствует строгим международным стандартам.
- Барьеры Серии H устанавливаются на клеммную панель, которая упрощает процесс подключения и обслуживания. Панель позволяет подключить плату с барьерами к модулю ввода/вывода контроллера, специальным «патч-кабелем», который существенно уменьшает вероятность ошибки подключения, экономит время и затраты при пусконаладке.
Заключение
Искрозащитный барьер — ключевой компонент контура управления при организации взрывозащиты по типу «искробезопасная электрическая цепь». Данный вид взрывозащиты основан на концепции ограничения энергии в электрической цепи до уровня, при котором даже искра — как в нормальном режиме работы, так и при авариях — не способна воспламенить взрывоопасную смесь. Промышленная автоматизация с использованием современных искробезопасных барьеров помогает оптимизировать производство, снизить затраты, улучшить качество продукции и минимизировать участие человека в опасных операциях.
Хотите узнать больше? Наши специалисты расскажут про искробезопасные барьеры простыми словами: для чего нужен модуль и как его выбрать. Получите подробную консультацию, записавшись по телефону +7 (499) 754-79-39 или через форму обратной связи на нашем сайте.