БИ-005 барьер искробезопасности Шунт-диодный

Барьер искробезопасности БИ-005, предназначен для обеспечения искробезопасности электрических цепей дискретных датчиков типа «сухой контакт», а также некоторых активных дискретных датчиков.

Барьер с искробезопасными электрическими цепями уровня «ib» выполнен в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51330.10-99 (МЭК 60079-11-99), имеет маркировку взрывозащиты «[Exib]IIC» и предназначен для установки вне взрывоопасных зон.

При попадании высокого напряжения в искроопасную цепь барьер обеспечивает перегорание встроенного предохранителя и тем самым отключает защищаемую цепь от опасного напряжения. Дальнейшее использование «сработавшего» барьера невозможно.

Срабатывание барьера искрозащиты

«Срабатывание» барьера является штатной ситуацией обеспечения искробезопасности. Срабатывание барьера вызывается попаданием в искроопасную цепь, подключенную к барьеру, электрического сигнала, по своим параметрам превышающего допустимое напряжение питания барьера (12 В) и ток перегорания встроенного предохранителя (50 мА).

Как правило, с искроопасной стороны к барьеру подключены вторичные преобразователи. Параметры электрических сигналов, с которыми они работают, практически всегда не превышают значений, необходимых для «срабатывания» барьера. Поэтому, для избежания «срабатывания» барьеров необходимо исключить попадание электрических сигналов из других цепей (например, в результате коротких замыканий).

Внимание! Переполюсовка (неправильное подключение полярности) напряжения питания приводит к срабатыванию барьера, которое не является основанием для предъявления рекламаций

Барьер является невосстанавливаемым изделием и ремонту не подлежит (согласно п. 9.2.3 ГОСТ Р 51330.10-99 должна быть исключена возможность ремонта или замены элементов внутреннего монтажа барьеров)

Заземление

Согласно ГОСТ Р 51330.10-99 (МЭК 60079-11-99), цепи барьера, обозначенные «РА», необходимо заземлять. Это одно из условий обеспечения искробезопасности защищаемой цепи. Но данная тема имеет еще один аспект. При «висящей в воздухе» цепи «РА» барьера и неблагоприятной помеховой обстановке может сложиться следующая ситуация: энергии наведенной помехи может оказаться достаточно для открытия защитных шунтирующих диодов барьера. В результате измеряемый сигнал непредсказуемым образом искажается. Таким образом, заземление необходимо не толькодля обеспечения искрозащиты, но и для сохранения метрологических характеристик канала.

Технические характеристики барьера искробезопасности БИ-005

Низкие требования к вторичному преобразователю. Пассивные дискретные барьеры вносят заметное сопротивление в линию связи с датчиком. Это, в зависимости от применяемого вторичного преобразователя, может привести как к полной неработоспособности канала, так и к периодическим пропускам сигнала. В БИ-005 выходным сигналом является «открытый коллектор», что обеспечивает совместимость практически с любым вторичным преобразователем, рассчитанным на прием постоянного напряжения с номинальным значением 12 В.

Дополнительные схемы подключения. Кроме подключения датчиков типа «сухой контакт» к барьеру БИ-005 могут быть подключены и некоторые активные датчики с дискретным выходом. Выход датчика может быть как типа «сухой контакт», так и типа «открытый коллектор». При этом вне зависимости от типа выхода подключаемого датчика применение дополнительных элементов не требуется.

Подключение датчика типа «сухой контакт» к барьеру искробезопасности БИ-005

В данной схеме сигнал опроса датчика поступает с контакта «2» барьера и значение его напряжения практически равно значению напряжения питания барьера (12 В). При замыкании контактов датчика через них будет протекать ток (типовое значение 4,5 мА), который вызовет срабатывание выходного ключа барьера и через вторичный преобразователь потечет ток. Выходной ключ барьера представляет собой транзистор с открытым коллектором, включенный по схеме ограничения тока на уровне не менее 20 мА. Отметим, что вторичный преобразователь должен быть рассчитан на прием сигнала с номинальным значением напряжения 12 В.

Подключение активного датчика к барьеру искробезопасности БИ-005

Напомним, что подключаемый активный первичный преобразователь должен быть выполнен с видом взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь i», иметь
свидетельство о взрывозащищенности, маркировка взрывозащиты и максимальные параметры искробезопасных электрических цепей преобразователя должны соответствовать маркировке и параметрам барьера.
Здесь приведена схема подключения активного дискретного датчика, который имеет на выходе «сухой контакт». Положительный потенциал питания на датчик подается с контакта «1» барьера, отрицательный – «РА». При этом питание барьера (12 В) подается на датчик через схему ограничения напряжения и тока. Определить возможность питания датчика через барьер БИ-005 можно экспериментальным путем:

• Подключите датчик к источнику напряжения 12 В через резистор номиналом 450 Ом.
• Проверьте работоспособность датчика.
• Проведите измерение напряжения на контактах питания датчика в различных режимах работы датчика (например, при замкнутом и при разомкнутом выходном ключе). Если измеренные значения напряжения питания датчика не ниже минимально возможных значений указанных производителем датчика, то датчикможет быть запитан от барьера. Опрос контактов датчика и работа с вторичным преобразователем происходитполностью идентично схеме подключения датчика типа «сухой контакт».

Схема подключения активного датчика с выходом типа открытый коллектор

Все рассмотренное в первых двух схемах верно и для этого случая за исключением следующих моментов:

• Ток через выходной ключ датчика будет ограничен барьером на уровне не более 20 мА.
• Данная схема работоспособна только при остаточном (падение напряжения на ключе при его замкнутом состоянии) напряжении на выходном ключе датчика не более 0,6 В.
• Данная схема подключения производит инвертирование сигнала, т.е. замкнутому выходному ключу датчика соответствует разомкнутый выходной ключ барьера.

 БИ-005 и вторичные измерительные преобразователи

Несмотря на то, что выходом барьера искробезопасности БИ-005 является открытый коллектор, не следует допускать попадание на его выход (контакт «4») напряжения выше 12 В, а, следовательно, и пытаться применять вторичные преобразователи, рассчитанные на более высокое входное напряжение с соответствующим отдельным источником питания. Это может привести к неработоспособности приведенных в настоящем документе схем, а так же к «срабатыванию» барьера.