Введение

Промышленные предприятия предъявляют повышенные требования безопасности к автоматизированным системам управления. Неисправность электрических цепей (короткое замыкание, попадание высокого потенциала) в условиях возможного наличия взрывоопасных газовоздушных смесей может привести к возгоранию или взрыву. Для безопасного применения электрооборудования на взрывоопасных производствах реализуются искробезопасные цепи, в которых потенциал и ток настолько малы, что при возможном возникновении искры ее мощности будет недостаточно для воспламенения. Данный метод взрывозащиты основан на ограничении электроэнергии находящейся в потенциально взрывопожароопасной зоне.

Вид защиты "искробезопасная электрическая цепь" подразумевает также защиту от попадания в защищенную цепь высокого потенциала или высокого тока со стороны незащищенных цепей (со стороны системы управления, находящейся вне взрыво-пожароопасной зоны). Для реализации этих защит используются барьеры искробезопасности (искрозащиты).

Барьеры искробезопасности устанавливают между системой управления и устройствами, находящимися во взрывоопасной зоне (первичные преобразователи, исполнительные механизме). В большинстве случаев барьеры не являются взрывозащищенным оборудованием. Различают барьеры искробезопасности с использованием стабилитронов/предохранителей или с гальванической развязкой.

В барьерах на стабилитронах защита от превышения тока реализована за счет предохранителей, защита от высокого напряжения - за счет стабилитронов. Основной недостаток таких барьеров заложен в самом принципе защиты - при попадании высокого напряжения предохранитель выгорает и барьер выходит из строя. Кроме того, такие барьеры требуют наличия заземления. Из достоинств можно отметить низкую стоимость, отсутствие дополнительного источника питания для самого барьера и передачу сигнала без преобразования. Такой тип барьеров также называют шунт-диодными , барьерами Зенера или пассивными барьерами, так как они не запитывают саму цепь и не требуют собственного источника питания.

Гальваническая развязка служит для изоляции электрической цепи, находящейся во взрывоопасной зоне (в поле) от цепи, находящейся вне этой зоны. В барьерах с гальванической развязкой изоляцию цепей реализуют за счет использования оптрона или трансформатора. Барьеры с гальванической развязкой являются активными устройствами и требуют наличия внешнего источника питания.

Барьеры разделяются по типу сигнала: входные и выходные, аналоговые и дискретные. Производятся так же барьеры с функцией преобразования сигналов. Например, барьеры для подключения термометров сопротивления, с преобразованием сигнала в стандартные токовые 4…20 мА. Кроме того, барьеры искробезопасности разделяются по числу каналов.

В настоящем номере журнала "Автоматизация в промышленности" представлены барьеры искробезопасности, разрабатываемые компаниями G.M. International, MLT, Phoenix Contact Electronics, Pepperl+Fuchs, Стенли, Ленпромавтоматика.