Zener Bariyer , güvenli alana monte edilen bir cihazdır. Patlama riski bulunan bölgeye gidecek enerjiyi limitleyerek risk oluşmasını engellemek için kullanılır.Bariyerde:

  • Akımı limitlemek için Dirençler
  • Gerilimi limitlemek için Zener Diyod
  • Komponentleri korumak için de sigorta bulunur

 

Herhangi bir kendinden güvenli ekipman gibi Zener bariyer , kabloların birbiri ile veya toprağa bağlı herhangi bir metal parça ile kısa devre olduğunda risk oluşmasını engeller.

Zener bariyerde galvanik izolasyon yoktur. Tehlikeli bölgeye geçen kablolar , güvenli alandakiler ile aynı özellikleri taşır. Bu da eşpotansiyel topraklama anlamına gelir.

Şekil (1) kendinden eminyetli ekipmanın (A) , (C) devresine akım , gerilim ve gücü limitleyen Zener Bariyer (B) üzerinden bağlantısını göstermektedir.

(m) ve (n) terminalleri arasında bir gerilim hatası oluşursa zener diyod ( direnç ile korunan) patlama riski olan bölgeye ulaştığı taktirde risk yaratabilecek gerilimi, direnç ise akımı kabul edilebilir bir seviyede tutar.

(m) veya (n) terminalleri ile toprak orasında bir gerilim hatası oluşursa, (e) ve (f) kablolarındaki  toprağa göre göreceli gerilim , (T1) ile düzgün şekilde  topraklanmış Zener bariyer sayesinde Vz değerini geçmeyecektir.

Normal çalışma esnasında akım yolu, U <= 9V
Aşırıgerilim oluştuğunda akım yolu, U <= 9V
Zener diyod iletmeye başlar. Sigorta zener bariyerin zarar görmesini engeller.

Zener bariyer ( e) ve (f) kablolarının tehlike yaratmadan kısa devre yapılmasına izin verir.

Bununla birlikte (n) noktası , kazara toprağa göre yüksek gerilim değerine ulaşırsa (f) deki bir topraklama hatası tehlikeli bir kıvılcım oluşmasına sebep olabilir.

Bu tür bir kablolamanın güvenliğinden emin olmak için T1 noktası toprağa Şekil (2) deki gibi bağlanmalıdır. Bu şekilde (m) ve (n) ‘de oluşan bir hatada (e) (f) arasındaki gerilim Vz’yi geçmeyecektir, akım ise Vz/R ‘yi geçmeyecektir. (f) için toprak akım hatası 0 olacak ve (e) noktasın için ise Vz/R olacaktır.

Not:
Aşağıdaki açıklamayı doğrulamak için T1 ve T2 toprakları aynı potansiyelde olmalıdır.

Aslında , Vt potansiyel farkı sadece toprak direnci ile limitlenebilecek ve bir loop akımı oluşacaktır.

Sonuç :  Sadece eşpotansiyel topraklama ağı ile referans toprak sisteminin güvenliğinden emin olabilirsiniz.

 

Bariyerler ve Fonksiyonları

Bariyerlerin üç adet temel fonksiyonu vardır:
Akım değerinin aktarılması fonkisyonu
Gerilim değerinin aktarılması fonkisyonu
Güç kaynağı fonksiyonu

Akım aktarımı fonksiyonunda ölçülen değer akımdır. Bariyer akım kaynağının devresine bağlanır.

Bariyer devreye ilave bir direnç getirir ve bu direncin loop’un kabul edilebilir direnç değerini aşmamasına dikkat etmek gerekir. Bariyer aşağıdaki şekilde belirlenir:

Tehlikeli bölgede ihtiyaç duyulan gerilim V (Şekil 4) ise : Ekipmanın doğru çalışması için aşağıdaki ilişkiler kontrol edilmelidir:

V + I × (Rs + Rc) < Ue
U < Ue

Bu ilişkiler kontrol edildiyse , kablonun maksimum ohmik değeri aşağıdaki şekilde belirlenir.:

Rc maks. = [Ue – V – (Rs × I)] / I

Sigorta direnci R Fu gözardı edilebilir.

Zener Bariyer iç direncinin etkileri:

V nedeni ile – tehlikeli bölgedeki ekipmanın ihtiyacı olan gerilim – loop direnci (Rc + RL)  bariyerin girişindeki besleme gerilimi ile uyumlu olmalıdır.
İlgili ekipmanın her zaman I.S. ekipmanın terminallerine seri bağlı olan bir iç direnci vardır (RL).

İlgili ekipmanın I.S. parametreleri Po ve Io değerlerini bu direnç belirler.

RL direnci , I.S. cihazın terminallerinde bir gerilim düşümüne sebep olarak çalışmasını etkiler:

^u = (RL + Rc) x I transmitter tarafından kullanılan

Örnek :
24 V beslemeli bir transmittere 200 Ohm iç direnci olan bir zener bariyer bağlanıyor. Kablo direnci gözardı edilebilir.

Transmitter tarafından kullanılan maksimum akım 21 mA’dir.
İç direncin sebep olduğu gerilim düşümü: 0.021 x 200 =4.2V
Transmittere ulaşan besleme gerilimi: 24-4.2= 19.8 V
Bu örnekte , RL transmitter üreticisi tarafından belirtilen maksimum yük direncinin hesaplamasına dahil edilir.

Etkili besleme gerilimi V belirtilen asgari besleme geriliminden daha düşük olmamalıdır.

Bariyer tarafından sınırlanan gerilim, akım ve güç değerleri de göz önüne alınmalıdır.

Tehlikeli bölgedeki ekipmanın çalışma gerilimi  bağlı ekipmanın Uo  değerinden daha düşük olmalıdır.

Tehlikeli bölgedeki ekipmanın çalışma akımı  bağlı ekipmanın Io  değerinden daha düşük olmalıdır.

Tehlikeli bölgedeki ekipman tarafından harcanan enerji  bağlı ekipmanın Po  değerinden daha düşük olmalıdır.

 

Kaynak : Sensorland

Bunlar da ilginizi çekebilir:

1 YORUM

  1. Sormak istedigim peki bu zener barrier ile ayrilan kisimlar acil durum beslemesinden muaf tutulabilirmi,yada acil durum beslemesi olan sistemlerde zener barriyer ile ayrilan bölüm voltaj düşüşünden etkilenirmi 24v sistemde 23v yada 22 v gibi

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu girin!
Lütfen isminizi giriniz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.