Barreras zener

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Barreras Zener

De acuerdo al concepto de seguridad intrínseca. Los equipos situados en area peligros deben estar certificados como intrinsicamente seguros o ser aparatos simples, es decir, no almacenadores de energía en cantidad suficiente para ser peligrosos.

Cuando los equipos están conectados por medio de cableado a una fuente de alimentación situada en area segura, deben serconsiderados los posibles fallos del sistema de alimentación al aevaluar la seguridad de los equipos de area segura, area peligrosa y su cableado.

Una de las técnicas para separar el area peligrosa de la segura es la utilzacion de barreras zener como la que aparece en la figura 7.2, de tal forma que estas determinen una línea de separación mas alla de la cual se deban tomar las precauciones en elcableado.

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Funcionamiento

Por medio de las barreras zener se elimina la necesidad de utilizar aparatos certificados en area segura, Este sistema de interase entre areas peligorsa y segura proporciona deos funciones de protección basicasÑ

Limita la corriente y voltaje que pasan al area peligrosa a niveles por debajo de los que pueda producirse la ignición de la atmosfera explosiva.Deriva cualquier fallo en el circuito a través de pasos que impiden la presencia de voltajes peligrosos en el area peligrosa.

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La figura 7.3 muestra la acción de una barrera zener ante un fallo en elcircuito eléctrico de alimentación. En ella pueded verse, en línea gruesa, el paso de la corriente cuando se aplica un voltaje que excede la tensión Zener del diodo. De esta forma lacorriente capaz de pasar el area peligrosa esta limitada por la resistencia final de la barrera y del cableado. Si el fallo de la corriente que fluye por el diodo persistiera durante un periodo de tiempo apreciable, los componentes no serian capaces de soportar el exceso de carga. Para ello se incorpora un fusible en la barrera de seguridad, con objeto de proteger al diodo Zener. El conjunto de fusible,diodos y resistencias constituye lo que se denomina habitualmente barrera zener.

Recordemos someramente el funcionamiento del diodo zener. Este diodo, cuando esta polarizado en sentido directo, se comporta como un diodo normal. Si se invierte la polaridad de la tensión aplicada, fluye a través del mismo una corriente de fuga de algunos microamperios. Esta corriente e independiente de latensión aplicada en un intervalo bastante amplio. Si se aumneta la tensión, se alcanzara un valor para el que la corriente aumenta bruscamente. La tensión a la cual se produce este cambio se denomina tensión de ruptura o efecto zener, por estar descrita en la teoría zener sobre fenómenos de ruptura en dieléctricos. La figura 7.4 muestra una curva característica de la tensión zener.

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MontajeLe técnica habitual para montar las barreras zener consiste en instalar una barra de cobre (bushar), sobre la que se soportan y conectan todas las barreras utilizadas. La barra de cobre se conecta a la tierra de referencia del sistema por medio de un cable de suficiente sección para conseguir que se ofrezca la menor resistencia posible al paso de la corriente, siendo aconsejable que dicharesistencia no sea mayor a 0.1 ohmio. Esta conexión aparece e la figura 7.5

A veces se instalan barreras zener en cajas a prueba de explosión situadas en zona peligrosa, para eliminar la necesidad de certificar los aparatos situados en zona segura, o para cambiar la clasificación de otros aparatos situados a su vez en area peligorsa, debiendo ser estudiado cada caso para cumplir con los coceptosde seguridad intrínseca.

En la figura 7.5 se puede ver el conjutno de barreras zener y el conexionado necesario para aislar las señales de un lazo de control típico conectado al sistema de control. Las conexiones de los extremos corresponden a la entrada y salida de señal, mientras que la conexión central esta unida a la paltina de cobre (busahar).

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Terminologia

Los parametros...
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