Che cos'è una barriera IS e come funziona?

Una barriera di sicurezza interna o barriera di protezione interna è un dispositivo di protezione elettronico (spesso di progettazione modulare) installato in serie in un circuito tra un'area a sicurezza intrinseca e un'area a sicurezza intrinseca di un'azienda, in altre parole, tra un'area a prova di esplosione e un'area a prova di esplosione.

È ovvio che questo dispositivo, prima di tutto, deve soddisfare esso stesso i requisiti della propria sicurezza, motivo per cui le barriere di sicurezza interne sono tradizionalmente riempite con un composto e tali dispositivi sono chiamati blocchi di protezione contro le scintille. Ovviamente, non è prevista la riparazione dei parascintille: questo è il prezzo della sicurezza.

In generale, questi blocchi presentano una serie di vantaggi: sono universali, economici, facili da installare, hanno dimensioni ridotte e un design modulare semplice, comodo per il montaggio stretto su guida DIN.

Dei relativi svantaggi: la necessità di una messa a terra affidabile del circuito, tensione operativa massima limitata, l'apparecchiatura protetta stessa deve essere isolata qualitativamente da terra.

A prescindere dall'apparente fantasia, la barriera protettiva contro le scintille è un ottimo strumento che permette, economico, poco ingombrante e allo stesso tempo affidabile, di proteggere apparecchiature da scintille di natura elettrica. Diventerà chiaro in seguito perché.

Osservando lo schema elettrico della barriera IS, è facile vedere che il dispositivo è abbastanza semplice. Contiene diodi zener shunt (o un singolo diodo zener) come elementi principali, ai quali è collegato in serie un resistore di zavorra da un lato e un fusibile convenzionale dall'altro. Questa è la cosiddetta barriera di scintille shunt-zener.

Il blocco funziona come segue. Durante il normale funzionamento dell'apparecchiatura Diodi Zener chiusi, la corrente non scorre attraverso di essi perché la tensione ai loro capi non ha ancora superato la tensione di rottura.

Ma al momento di una situazione di emergenza nel circuito, la tensione dei diodi zener inizia immediatamente a superare un certo limite - i diodi zener entrano improvvisamente in uno stato di conduzione (modalità di stabilizzazione) - iniziano a far passare attivamente corrente attraverso se stessi, bypassando il circuito, prevenendo la comparsa di una scintilla.

Un resistore collegato in serie limiterà la corrente nel circuito protetto e il fusibile impedirà una situazione estrema: lo sviluppo di troppa corrente.

Le barriere antiscintilla prodotte in conformità con GOST R 51330.10-99 sono ampiamente utilizzate oggi nelle imprese dell'industria chimica, petrolifera e del gas, dove l'assenza di scintille di qualsiasi tipo è estremamente importante.

I sistemi di controllo di processo automatizzati contengono per la maggior parte dispositivi di protezione dalle scintille collegati a elettrovalvole, sensori a due fili, trasduttori elettropneumatici, ecc., per non parlare di apparecchiature semplici come interruttori, condensatori, induttanze per tutti gli elementi dei circuiti elettrici, su cui per un motivo o per l'altro è possibile la comparsa di scintille.

Le barriere di stabilizzazione shunt sono state inventate alla fine degli anni '50 specificamente per l'uso nei controllori di processo per l'industria chimica.

Uno dei parametri principali delle barriere precedenti e attuali per la protezione contro le scintille era e rimane la resistenza al flusso dei blocchi.La bassa resistenza diretta consente l'uso di barriere in combinazione con sensori con una resistenza interna più elevata e una tensione di alimentazione minima più elevata .

I resistori ad alta potenza e i diodi zener utilizzati nei moderni parascintille consentono oggi di ridurre la resistenza delle barriere a 24 volt a meno di 290 ohm, con la tendenza a ridurre ulteriormente la resistenza in conduzione e ad aumentare la potenza dei diodi zener. La limitazione è imposta solo dalle dimensioni consentite e dal prezzo dei prodotti.