Was ist eine IS-Barriere und wie funktioniert sie?
Eine interne Sicherheitsbarriere oder interne Schutzbarriere ist eine elektronische Schutzeinrichtung (oft modular aufgebaut), die in Reihe in einem Stromkreis zwischen einem eigensicheren und einem eigensicheren Bereich eines Unternehmens, also zwischen einem explosionsgeschützten Bereich, installiert ist und ein explosionsgeschützter Bereich.
Es liegt auf der Hand, dass dieses Gerät in erster Linie selbst die Anforderungen an seine eigene Sicherheit erfüllen muss, weshalb interne Sicherheitsbarrieren traditionell mit einer Masse gefüllt werden und solche Geräte als Schutzblöcke gegen Funken bezeichnet werden. Offensichtlich ist eine Reparatur der Funkenfänger nicht vorgesehen – das ist der Preis der Sicherheit.
Im Allgemeinen haben diese Blöcke eine Reihe von Vorteilen: Sie sind universell, kostengünstig, einfach zu installieren, haben kleine Abmessungen und einen einfachen modularen Aufbau und eignen sich für die enge Montage auf einer DIN-Schiene.
Von den relativen Nachteilen: Notwendigkeit einer zuverlässigen Erdung des Stromkreises, begrenzte maximale Betriebsspannung, das geschützte Gerät selbst muss qualitativ von der Erde isoliert sein.
Ungeachtet der scheinbaren Fantasie ist die Schutzbarriere gegen Funken ein hervorragendes Werkzeug, mit dem Sie Geräte kostengünstig, nicht umständlich und gleichzeitig zuverlässig vor Funken elektrischer Art schützen können. Warum das so ist, wird später klar werden.
Wenn man sich den Schaltplan der IS-Barriere ansieht, kann man leicht erkennen, dass das Gerät recht einfach ist. Als Hauptelemente enthält es Shunt-Zenerdioden (oder eine einzelne Zenerdiode), zu denen auf der einen Seite ein Ballastwiderstand und auf der anderen Seite eine herkömmliche Sicherung in Reihe geschaltet ist. Dies ist die sogenannte Shunt-Zener-Funkenbarriere.
Der Block funktioniert wie folgt. Während des normalen Betriebs des Geräts Zener-Dioden Wenn sie geschlossen sind, fließt kein Strom durch sie, da die Spannung an ihnen die Durchbruchspannung noch nicht überschritten hat.
Aber im Moment einer Notsituation im Stromkreis beginnt die Spannung der Zener-Dioden sofort einen bestimmten Grenzwert zu überschreiten – die Zener-Dioden gehen plötzlich in einen leitenden Zustand (Stabilisierungsmodus) – sie beginnen, aktiv Strom durch sich selbst zu leiten, Umgehen des Stromkreises, wodurch das Auftreten eines Funkens verhindert wird.
Ein in Reihe geschalteter Widerstand begrenzt den Strom im geschützten Stromkreis und die Sicherung verhindert eine Extremsituation – die Entwicklung von zu viel Strom.
Nach GOST R 51330.10-99 hergestellte Funkensperren werden heute häufig in Unternehmen der Chemie-, Öl- und Gasindustrie eingesetzt, wo die Abwesenheit von Funken jeglicher Art äußerst wichtig ist.
Automatisierte Prozessleitsysteme enthalten größtenteils Funkenschutzvorrichtungen, die an Magnetventile, Zweidrahtsensoren, elektropneumatische Wandler usw. angeschlossen sind, ganz zu schweigen von einfachen Geräten wie Schaltern, Kondensatoren, Drosseln – für alle Elemente elektrischer Schaltkreise, auf denen aus dem einen oder anderen Grund das Auftreten von Funken möglich ist.
Shunt-Stabilisierungsbarrieren wurden Ende der 1950er Jahre speziell für den Einsatz in Prozesssteuerungen für die chemische Industrie erfunden.
Einer der Hauptparameter der bisherigen und aktuellen Barrieren zum Schutz vor Funken war und ist der Strömungswiderstand der Blöcke. Der niedrige Durchlasswiderstand ermöglicht den Einsatz von Barrieren in Kombination mit Sensoren mit einem höheren Innenwiderstand und einer höheren Mindestversorgungsspannung .
Die in modernen Funkenfängern verwendeten Hochleistungswiderstände und Zenerdioden ermöglichen es heute, den Widerstand der 24-Volt-Barrieren auf weniger als 290 Ohm zu reduzieren, wobei der Trend zu einer weiteren Reduzierung des Einschaltwiderstands und einer Erhöhung der Leistung von Zenerdioden geht. Die Einschränkung erfolgt lediglich durch die zulässigen Größen und den Preis der Produkte.