Inhaltsverzeichnis
Werbung
Z-System – Zenerbarrieren
Die Klemmen 7 und 8 werden normalerweise mit einem
Regelkreis im Nicht-Ex-Bereich verbunden. Die einzige
Bedingung, die der Regelkreis erfüllen muss, besteht darin,
dass er keine Quellen enthalten darf, deren Potenzial bezo-
gen auf Erde größer als 250 V AC oder 250 V DC ist.
Die Klemmen 1 und 2 werden mit den eigensicheren Strom-
kreisen (Feldgerät) im Ex-Bereich verbunden. Diese Geräte
werden auch als eigensichere Betriebsmittel bezeichnet und
müssen zertifiziert sein, es sei denn, die elektrischen Daten
überschreiten keinen der folgenden Werte: 1,5 V, 0,1 A,
25 mW. Pepperl+Fuchs-Zenerbarrieren sind gekennzeichnet
durch Spannung, Widerstand und Polarität, z. B. 10 V, 50 Ω,
positive Polarität.
Diese Angaben entsprechen der Zenerspannung U
Gesamtwiderstand aller Barrierekomponenten. Sie stellen
damit die Sicherheitskennwerte dar. Die auf dem Typenschild
angegebenen Werte entsprechen den bei der Zertifizierung
ermittelten „Worst Case"-Daten für U
I
ergibt sich aus der Division von U
k
Es sei noch einmal darauf hingewiesen, dass diese Werte
nicht dem Arbeitsbereich der Zenerbarriere entsprechen.
Zenerdioden lassen idealerweise solange keinen Strom in
Sperrrichtung zu, bis die Zenerspannung U
Tatsächlich lassen Zenerdioden einen kleinen Leckstrom zu,
der umso größer ist, je höher die angelegte Spannung ist. Der
Arbeitsbereich einer Zenerbarriere muss deshalb so festge-
legt werden, dass er unterhalb der Zenerspannung liegt und
den Leckstrom auf ein Minimum begrenzt. Die Zenerbarrieren
sind normalerweise so geprüft, dass bei der vorgegebenen
Spannung der Leckstrom kleiner als 10 μA ist.
Last
10 μA
Zone 0, 1, 2
Div. 1, 2
Abbildung 5
Leckstrom durch die Zenerdioden
Abbildung 5 zeigt den Fluss des Leckstroms durch die Zener-
dioden unter normalen Umständen. Die Zenerbarriere leitet
höchstens 10 μA (1 μA)-Leckströme, solange die Versor-
gungsspannung unter 25,5 V liegt. Das ist normal und hat
wenig Einfluss auf die Last. Wenn die Spannung 25,5 V über-
schreitet, beginnen die Zenerdioden mehr Strom zu leiten.
Das kann den Laststrom und die Genauigkeit beeinflussen.
Es wird empfohlen, eine geregelte Spannungsquelle einzu-
setzen, welche die Spannung unter dem Wert hält, bei dem
die Dioden zu leiten anfangen (Im Beispiel wird eine Barriere
mit 24 V, 300 Ω dargestellt.).
Zumutbare Änderungen aufgrund technischer Verbesserungen vorbehalten
Pepperl+Fuchs-Gruppe
USA: +1 330 486 0002
www.pepperl-fuchs.com
pa-info@us.pepperl-fuchs.com
und dem
z
(U
, V
) und I
(I
, I
);
z
o
oc
k
o
sc
durch den Widerstand R.
z
erreicht ist.
z
50 mA
(+)
Stromver-
24 V
≤ 25,5 V
sorgung
(-)
Germany: +49 621 776 2222
pa-info@de.pepperl-fuchs.com
Diese Spannungen sind im Datenblatt der entsprechenden
Barriere zusammen mit dem Leckstrom angegeben. Wenn
sich der Leckstrom bei der angegebenen Spannung von
10 μA unterscheidet, ist dies gesondert vermerkt.
Last
Zone 0, 1, 2
Div. 1, 2
Abbildung 6
Gesamtstromabfluss durch die Zenerdioden
Abbildung 6 zeigt, dass beim Überschreiten der maximal
zulässigen Eingangs-(Versorgungs-)Spannung der gesamte
Strom durch die Zenerdioden abfließt, ohne die explosionsge-
fährdete Umgebung zu erreichen.
Pepperl+Fuchs-Zenerbarrieren weisen einen niedrigen
Längswiderstand auf, der sich aus der Summe Widerstand R
und Widerstandswert der Sicherung F ergibt (siehe
Abbildung 4). Aufgrund des niedrigen Längswiderstandes
kann ein versehentliches Kurzschließen der Klemmen 1
und 2 ein Auslösen der Sicherung bewirken.
Sind die Zenerbarrieren mit einem Widerstand ausgerüstet,
so begrenzt dieser beim Kurzschluss der Anschlussleitungen
im explosionsgefährdeten Bereich oder beim Erdanschluss
der an Klemme 1 angeschlossenen Leitung den Kurz-
schlussstrom auf einen sicheren Wert.
Einige Barrieren sind mit einem Widerstand lieferbar, der zwi-
schen den Ausgangsklemmen angeschlossen ist. Sie werden
in 4 mA ... 20 mA-Transmitterstromkreisen eingesetzt. Der
Widerstand wandelt den Strom des eigensicheren Schaltkrei-
ses in eine Spannung um, die im sicheren Bereich gemessen
werden kann.
Pepperl+Fuchs-Zenerbarrieren sind in vielen Anwendungen
einsetzbar. Im einfachsten Fall wird eine einkanalige Barriere
mit einer Erdanbindung verwendet. In vielen Anwendungen ist
es nicht erwünscht, den eigensicheren Stromkreis direkt mit
Erde zu verbinden. Wenn der Stromkreis im Nicht-Ex-Bereich
geerdet ist, führt die Erdung des eigensicheren Stromkreises
u. U. zu Funktionsstörungen des Systems. In diesem Fall
können mit 2- oder mehrkanaligen Zenerbarrieren quasi erd-
freie (quasi floatend) eigensichere Stromkreise aufgebaut
werden. Pepperl+Fuchs bietet 2- und 3-kanalige Barrieren im
gleichen Gehäuse wie 1-kanalige Barrieren an.
Eine doppelte Erdung eigensicherer Stromkreise ist nicht
erlaubt. Die Isolationsspannung der Leitungen und Feldge-
räte, gemessen gegen Erde, muss größer als 500 V AC sein.
Die zulässige Umgebungstemperatur der Zenerbarriere liegt
zwischen -20 °C ... +60 °C (253 K ... 333 K).
Copyright Pepperl+Fuchs
Singapore: +65 6779 9091
pa-info@sg.pepperl-fuchs.com
Betriebsanleitung
50 mA
(+)
Stromver-
24 V
> 25,5 V
sorgung
(-)
2
Werbung
Inhaltsverzeichnis
