Zenerbarriere

En zenerbarriere

En zenerbarriere er en elektrisk enhet som brukes som en sikkerhetsbarriere i eksplosjonsbeskyttelse.

Hensikt

Hensikten er å hindre antennelighet i elektriske kretser som er lagt i et eksplosivt miljø. For at en eksplosjon skal oppstå, må både gass/støv, oksygen og en tennkilde (gnist eller varme) være til stede. Egensikker er en betegnelse på elektrisk utstyr og elektriske kretser som ved vanlig forekommende feil ikke utløser så mye energi at de antenner eksplosjonsfarlige gassblandinger. Egensikkerhet fungerer etter prinsippet om å fjerne tennkilden. Dette kan oppnås ved å bruke en zenerbarriere. Den skal forhindre at antennelig energi, spenning eller strøm ledes i et eksplosivt miljø. Typiske bruksområder er måle- og kontrollteknologi i gruvedrift, petrokjemi og lignende farlige industrimiljøer. Navnet på denne spesielle sikkerhetsbarrieren kommer fra bruken av en zenerdiode som det sentrale beskyttelseselementet.

Teknisk virkemåte

Ideen bak zenerbarrieren er basert på prinsippet om egensikkerhet som type beskyttelse. zenerbarrieren tilknyttes utstyr som installeres i et sikkert område utenfor det potensielt eksplosive miljøet. Den egensikre kretsen installeres i det potensielt eksplosive miljøet, og den er dermed beskyttet mot inntrengning av for høye nivåer av energi, spenning og strøm, samt risikoen for gnister. Den essensielle komponenten for denne begrensningen er en zenerdiode, ettersom zenerbarrieren, som en spesiell form for sikkerhetsbarriere, ikke er basert på prinsippet om galvanisk isolasjon. Motstanden og sikringen anses også som sikkerhetskritiske komponenter, da de begrenser den maksimale forventede strømmen. Fordi vanlige elektriske og elektroniske kretser ikke oppfyller kravene til egensikkerhet, kobles en zenerbarriere mellom disse kretsene og den egensikre kretsen. I motsetning til stabiliseringskretser basert på zenerdioder, blir ikke spenningen justert her; i stedet blir zenerbarrieren ødelagt hvis det oppstår en overspenning.

Ved utforming av kretsen og de individuelle komponentene må potensielle feil vurderes. Dette betyr at muligheten for komponentfeil eller for høy tilkoblingsspenning må tas i betraktning. Dette tas hensyn til ved for eksempel å installere zenerdioden to eller tre ganger parallelt. Denne redundansen reduserer risikoen for at kretsen kan forårsake antennelse ved en feil. Videre er komponentene flere ganger overdimensjonert med tanke på deres belastningsevne. Risikoen for en eksplosjon må vurderes, det vil si at eksplosjonsfaren er større jo mer sannsynlig det er at det finnes en eksplosiv atmosfære i nærheten av kretsen. Enhetene må heller ikke være reparerbare, slik at uopplært servicepersonell ikke utgjør en risiko. Dette kan oppnås ved for eksempel å bruke kapslinger som ikke kan åpnes uten å forårsake skade, eller ved å innkapsle kretsen.

Referanser

Autoritetsdata