Zener barrier / Zenerbarrière (dual channel)

VTN Zenerbarrière – 2 kanalen voor intrinsiek veilige circuits

De VTN Zenerbarrière met twee kanalen is een ATEX-gecertificeerde veiligheidsbarrière voor het begrenzen van elektrische energie in intrinsiek veilige stroomkringen. De barrière wordt toegepast als interface tussen elektrische besturingsapparatuur in een veilige omgeving en geschikte apparatuur in explosiegevaarlijke zones.

De tweekanaals uitvoering is geschikt voor industriële toepassingen waarbij twee elektrische kanaalverbindingen binnen een intrinsiek veilige schakeling noodzakelijk zijn. Afhankelijk van de interne kanaalconfiguratie kan de barrière worden toegepast voor signaaloverdracht, een beveiligde voedings- en retourverbinding of compatibele alarm- en besturingscircuits.

Binnen stationaire gasdetectiesystemen kunnen zenerbarrières worden gebruikt voor de aansluiting van intrinsiek veilige gasdetectoren, transmitters en optische of akoestische signaalgevers. Het compacte ontwerp en de DIN-railmontage maken integratie in geschikte besturingskasten mogelijk.

Belangrijkste kenmerken

• ● Tweekanaals zenerbarrière voor intrinsiek veilige elektrische circuits
• ● ATEX-gecertificeerd voor Ex i-toepassingen
• ● Geschikt voor compatibele analoge en digitale signaalcircuits
• ● Toepasbaar bij stationaire gasdetectie en intrinsiek veilige signalering
• ● Begrenzing van spanning en stroom bij elektrische foutcondities
• ● Passieve werking zonder afzonderlijke voedingsaansluiting
• ● Compacte behuizing voor montage op DIN-rail
• ● Geschikt voor integratie in industriële besturings- en gasdetectiesystemen

Werking van de tweekanaals zenerbarrière

Een zenerbarrière maakt gebruik van zenerdiodes, stroombegrenzende componenten en beveiligingszekeringen om de elektrische energie in een intrinsiek veilig circuit te begrenzen.

Wanneer aan de veilige zijde een ontoelaatbaar hoge spanning ontstaat, begrenzen de zenerdiodes de spanning die naar de explosiegevaarlijke omgeving kan worden overgebracht. Stroombegrenzende weerstanden beperken de mogelijke foutstroom, terwijl beveiligingszekeringen de beschermende schakeling ondersteunen.

De tweekanaals uitvoering beschikt over twee elektrische kanaalpaden. De exacte functie van deze kanalen is afhankelijk van de interne schakeling. Bij bepaalde uitvoeringen wordt bijvoorbeeld één kanaal gebruikt voor de beveiligde voedings- of signaalverbinding en het tweede kanaal als diodebeveiligd retourpad.

De zenerbarrière werkt passief en biedt geen galvanische scheiding. Voor een veilige werking is een correcte intrinsiek veilige aardverbinding noodzakelijk.

Toepassing binnen stationaire gasdetectiesystemen

Stationaire gasdetectie-installaties worden gebruikt voor het continu bewaken van gevaarlijke gasconcentraties in industriële en potentieel explosiegevaarlijke omgevingen. Hierbij kunnen intrinsiek veilige sensoren, gasdetectoren en signaalgevers onderdeel uitmaken van het beveiligingssysteem.

Wanneer elektrische apparatuur in een explosiegevaarlijke zone wordt geïnstalleerd en gebruikmaakt van het Ex i-beschermingsprincipe, is een geschikte intrinsiek veilige interface tussen de veldapparatuur en de besturing noodzakelijk.

De VTN Zenerbarrière met twee kanalen kan hiervoor worden toegepast, mits de elektrische eigenschappen en de interne kanaalconfiguratie aansluiten bij het ontwerp van de installatie.

Toepassing bij optische en akoestische signaalgevers

Bij stationaire gasdetectie worden optische en akoestische signaalgevers gebruikt om medewerkers te waarschuwen bij gasalarm. Wanneer deze apparatuur in een explosiegevaarlijke omgeving wordt geplaatst, kan een intrinsiek veilige elektrische aansluiting noodzakelijk zijn.

Een tweekanaals zenerbarrière kan afhankelijk van de uitvoering worden toegepast voor de beveiligde aansluiting van geschikte signaalgevers. De afzonderlijke kanalen kunnen daarbij verschillende functies hebben, zoals energiebegrenzing van een voedingsverbinding of een beveiligde retour- of stuurverbinding.

Bij signaalgevers met afzonderlijke aansturing van licht, geluid of meerdere alarmniveaus moet worden gecontroleerd welke barrièreconfiguratie noodzakelijk is.

Gezamenlijke of gescheiden alarmsturing

Het benodigde aantal zenerbarrières wordt bepaald door de gewenste alarmfuncties, de elektrische schakeling en het aantal intrinsiek veilig te beveiligen verbindingen.

• ● Gezamenlijke alarmsturing: optische en akoestische signalering worden gelijktijdig aangestuurd via een geschikte elektrische schakeling.
• ● Gescheiden signalering: het licht- en geluidssignaal worden afzonderlijk aangestuurd wanneer de signaalgever en de barrièreconfiguratie dit ondersteunen.
• ● Voor- en hoofdalarm: wanneer verschillende alarmniveaus onafhankelijk moeten worden geactiveerd, kunnen aanvullende beveiligde stuurcircuits noodzakelijk zijn.
• ● Meerdere signaalgevers: het benodigde aantal barrières is afhankelijk van de aansluitwijze, belasting en intrinsieke-veiligheidsparameters.

Een tweekanaals barrière is niet automatisch geschikt voor twee onafhankelijk geschakelde alarmgroepen. De daadwerkelijke mogelijkheden moeten worden vastgesteld aan de hand van het aansluitschema en de technische documentatie.

Technische specificaties

ATEX en explosieveiligheid

De VTN Zenerbarrière is bedoeld voor het realiseren van intrinsiek veilige elektrische verbindingen tussen apparatuur in een veilige omgeving en geschikte veldapparatuur in explosiegevaarlijke zones.

De barrière kan worden toegepast in installaties met intrinsiek veilige apparatuur in Zone 0 of Zone 1, mits de certificering en elektrische veiligheidsparameters van de complete stroomkring dit toestaan. Voor stofexplosiegevaarlijke zones moet de betreffende certificering afzonderlijk worden gecontroleerd.

De barrière zelf wordt in beginsel aan de veilige zijde van de installatie geplaatst. De ATEX-geschiktheid van het aangesloten circuit betekent niet automatisch dat de barrière zelf in een explosiegevaarlijke zone mag worden gemonteerd.

Montage en elektrische aansluiting

De zenerbarrière is ontworpen voor montage op een geschikte DIN-rail in een industriële besturings- of schakelkast. De barrière moet worden geïnstalleerd volgens de installatievoorschriften en de relevante eisen voor intrinsiek veilige elektrische circuits.

Bij de aansluiting moeten de voedingsspanning, polariteit, stroomopname, spanningsval, kanaalconfiguratie, kabelweerstand, capaciteit en inductantie worden gecontroleerd.

Ook moet de intrinsiek veilige aardverbinding correct worden uitgevoerd. De zenerbarrière biedt geen galvanische scheiding tussen de aangesloten elektrische circuits.

Typische toepassingen

• ● Stationaire gasdetectie-installaties
• ● Intrinsiek veilige gasdetectoren en transmitters
• ● Optische en akoestische signalering in ATEX-omgevingen
• ● Industriële alarm- en besturingscircuits
• ● Chemische en petrochemische installaties
• ● Procesinstallaties met explosiegevaarlijke zones

Advies en ondersteuning door VTN Veiligheidstechniek Nederland

De juiste selectie van een zenerbarrière is afhankelijk van het type veldapparatuur, de elektrische schakeling, de ATEX-zonering en de gewenste functionaliteit van het gasdetectiesysteem.

VTN adviseert over de selectie en integratie van intrinsiek veilige circuits binnen stationaire gasdetectiesystemen. Hierbij wordt rekening gehouden met de gebruikte gasdetectiecontroller, de aangesloten signaalgevers en de vereiste elektrische veiligheidsparameters.

• ● Selectie van de juiste zenerbarrière
• ● Bepaling van het benodigde aantal beveiligingskanalen
• ● Advies over elektrische aansluitingen en kanaalconfiguraties
• ● Integratie met stationaire gasdetectiecontrollers
• ● Technische ondersteuning bij intrinsiek veilige signalering