PL214891B1 - Bariera iskrobezpieczna - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest bariera iskrobezpieczna, zapewniająca przeciwwybuchowość kategorii „ia” obwodów elektrycznych funkcjonujących w przestrzeniach zagrożonych wybuchem, na przykład w obecności gazów lub aerozoli cieczy palnych, zwłaszcza w obiektach przemysłu węglowego i petrochemicznego.

Znane są, na przykład z polskich opisów patentowych nr nr PL 180 574, 203 051, 203 594, 202 522, 205594, z opisu polskiego zgłoszenia patentowego nr 388 049, bariery iskrobezpieczne w postaci czwórnika zaopatrzonego w zaciski wejściowe dla przyłączania nie iskrobezpiecznej części obwodu elektrycznego i zaciski wyjściowe dla przyłączania iskrobezpiecznego obwodu elektrycznego, w których jako element wykonawczy, dokonujący separacji energetycznej między nie iskrobezpieczną a iskrobezpieczną częścią obwodu elektrycznego drogą zwarcia dodatniego i ujemnego bieguna zasilania, stosowany jest klucz elektroniczny w postaci tyrystora. Anoda tyrystora związana jest z dodatnim biegunem zasilania, a katoda z biegunem ujemnym. Wspólną cechą charakterystyczną wymienionych rozwiązań jest to, że pomiędzy pierwszy zacisk wejściowy i pierwszy zacisk wyjściowy włączony jest rezystor pomiarowy. Spadek napięcia na rezystorze pomiarowym powyżej ustalonego progu powoduje wysterowanie jednego z tyrystorów.

Obecność rezystora pomiarowego w ujemnej szynie zasilania powoduje ujemne skutki pod względem kompatybilności elektromagnetycznej aparatury elektronicznej ze wspólnym ujemnym biegunem zasilania. Wadą tych rozwiązań jest również to, że wymienione bariery iskrobezpieczne są przeznaczone do pracy wyłącznie w obwodach prądu stałego.

W barierze iskrobezpiecznej, wykonanej w postaci czwórnika z zaciskami wejściowymi dla przyłączania nie iskrobezpiecznej części obwodu elektrycznego i zaciskami wyjściowymi dla przyłączenia iskrobezpiecznego obwodu elektrycznego, według wynalazku, pierwszy zacisk wejściowy, pierwszy zacisk wyjściowy oraz pierwsze elektrody trzech triaków są związane bezpośrednio, a pomiędzy drugim zaciskiem wejściowym i drugim zaciskiem wyjściowym są szeregowo włączone bezpiecznik termiczny, indukcyjność oraz element pomiarowy w postaci zintegrowanej indukcyjności i rezystancji. Wyjście indukcyjności jest wspólnie związane z drugimi elektrodami wymienionych triaków. Drugi zacisk wyjściowy poprzez pierwszą diodę prostowniczą jest związany z bramką pierwszego triaka, poprzez drugą diodę prostowniczą z bramką drugiego triaka i poprzez trzecią diodę prostowniczą z bramką trzeciego triaka. Pierwszy zacisk wejściowy jest związany z bramką pierwszego triaka poprzez pierwsze dwie szeregowo przeciwsobno połączone diody Zenera, z bramką drugiego triaka poprzez kolejne dwie szeregowo przeciwsobno połączone diody Zenera i z bramką trzeciego triaka poprzez następne dwie szeregowo przeciwsobno połączone diody Zenera.

Zastosowanie triaków, jako elementów wykonawczych dokonujących zwarcia biegunów zasilania, zapewnia możliwość umieszczenia elementu pomiarowego w szynie dodatniej lub ujemnej bariery iskrobezpiecznej według wynalazku. Natomiast szeregowo przeciwsobne połączenie dwóch diod Zenera zapewnia możliwość zastosowania tej bariery w obwodach elektrycznych prądu przemiennego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładowym wykonaniu na rysunku, przedstawiającym schemat wewnętrznych połączeń poszczególnych elementów bariery iskrobezpiecznej.

Bariera iskrobezpieczna jest wykonana w postaci czwórnika z zaciskami wejściowymi 1, 2 dla przyłączania nie iskrobezpiecznej części obwodu elektrycznego i zaciskami wyjściowymi 3, 4 dla przyłączania iskrobezpiecznej części chronionego obwodu elektrycznego. Pierwszy zacisk wejściowy 1, pierwszy zacisk wyjściowy 3 oraz pierwsze elektrody trzech triaków Tr1, Tr2 i Tr3 są związane bezpośrednio, a pomiędzy drugim zaciskiem wejściowym 2 i drugim zaciskiem wyjściowym 4 są szeregowo włączone bezpiecznik termiczny B, indukcyjność L1 oraz element pomiarowy LR w postaci zintegrowanej indukcyjności i rezystancji. Wyjście indukcyjności L1 jest wspólnie związane z drugimi elektrodami wymienionych triaków Tr1, Tr2 i Tr3. Drugi zacisk wyjściowy 4 poprzez pierwszą diodę prostowniczą D1 jest związany z bramką pierwszego triaka Tr1, poprzez drugą diodę prostowniczą D2 z bramką drugiego triaka Tr2 i poprzez trzecią diodę prostowniczą D3 z bramką trzeciego triaka Tr3. Pierwszy zacisk wejściowy 1 jest jednocześnie związany z bramką pierwszego triaka Tr1 poprzez pierwsze dwie szeregowo przeciwsobno połączone diody Zenera D4-D5, z bramką drugiego triaka Tr2 poprzez kolejne dwie szeregowo przeciwsobno połączone diody Zenera D6-D7 i z bramką trzeciego triaka Tr3 poprzez następne dwie szeregowo przeciwsobno połączone diody Zenera D8-D9.

W stanie normalnej pracy każdy z triaków Tr1, Tr2 i Tr3 jest rozwarty. Przy powstaniu komutacji awaryjnej w chronionym obwodzie elektrycznym, spadek napięcia na elemencie pomiarowym LR

PL 214 891 B1 przekracza ustaloną wartość, co powoduje szybkie wysterowanie jednego z wymienionych triaków. Załączenie jednego z triaków powoduje zwarcie zacisków wejściowych 1 i 2, a tym samym odcięcie dopływu prądu do części iskrobezpiecznej obwodu elektrycznego. Natomiast wzrost napięcia na wyjściu bariery iskrobezpiecznej powyżej ustalonej wartości wymusza przebicie jednej z diod Zenera D4, D6 lub D8, co z kolei powoduje szybkie wysterowanie odpowiedniego triaka. Diody prostownicze D1, D2 i D3 zapewniają przepływ odpowiedniego prądu sterowania przez bramkę jednego z trzech triaków Tr1, Tr2 i Tr3, w przypadku przebicia jednej z diod Zenera D4-D9.

Claims (1)

1. Bariera iskrobezpieczna, wykonana w postaci czwórnika z zaciskami wejściowymi dla przyłączania nie iskrobezpiecznej części obwodu elektrycznego i zaciskami wyjściowymi dla przyłączenia iskrobezpiecznego obwodu elektrycznego, znamienna tym, że pierwszy zacisk wejściowy (1), pierwszy zacisk wyjściowy (3) oraz pierwsze elektrody trzech triaków (Tr1, Tr2 i Tr3) są związane bezpośrednio, a pomiędzy drugim zaciskiem wejściowym (2) i drugim zaciskiem wyjściowym (4) są szeregowo włączone bezpiecznik termiczny (B), indukcyjność (L1) oraz element pomiarowy (LR) w postaci zintegrowanej indukcyjności i rezystancji, a wyjście indukcyjności (L1) jest wspólnie związane z drugimi elektrodami wymienionych triaków (Tr1, Tr2 i Tr3), natomiast drugi zacisk wyjściowy (4) poprzez pierwszą diodę prostowniczą (D1) jest związany z bramką pierwszego triaka (Tr1), poprzez drugą diodę prostowniczą (D2) z bramką drugiego triaka (Tr2) i poprzez trzecią diodę prostowniczą (D3) z bramką trzeciego triaka (Tr3), przy czym pierwszy zacisk wejściowy (1) jest jednocześnie związany z bramką pierwszego triaka (Tr1) poprzez pierwsze dwie szeregowo przeciwsobno połączone diody Zenera (D4-D5), z bramką drugiego triaka (Tr2), poprzez kolejne dwie szeregowo przeciwsobno połączone diody Zenera (D6-D7) i z bramką trzeciego triaka (Tr3) poprzez następne dwie szeregowo przeciwsobno połączone diody Zenera (D4-D9).