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In Arbeitsumgebungen mit Funkenflug oder hoher Hitze sorgen brennbare Gase, Dämpfe und Stäube für eine hohe Explosionsgefahr. Regulierungsbehörden auf der ganzen Welt haben daher Standards für die Eigensicherheit (Intrinsic Safety/IS) aufgestellt, um diese Explosionsgefahr zu minimieren. Ein IS-zertifiziertes Gerät oder Produkt darf demzufolge nicht so viel Wärme oder Funkenenergie erzeugen, dass dies eine Explosion auslösen könnte.

Für die Entwickler solcher Produkte hat Littelfuse einen Leitfaden mit Tipps für die Sicherstellung der Eigensicherheit veröffentlicht („Design Tips: Ten Recommendations to Help Ensure Design for Intrinsic Safety/Zehn Empfehlungen für ein sicheres IS-Design“).

Die Tipps geben Hilfestellung bei der Entwicklung der Schaltungen für elektrisch betriebene Produkte, die in potenziell gefährlichen Arbeitsumgebungen zum Einsatz kommen sollen. Dazu zählen die Bereiche Energieerzeugung (Öl-/Gaserzeugung/Raffination/Lagerung/Transport, Bergbau usw.), Materialbearbeitung (Herstellung von chemischen Erzeugnissen, Halbleiterfertigung, Tanklager usw.), Nahrungsmittelproduktion (Mahlen von Getreide, backen, brauen, destillieren usw.) und viele andere (Pharma- oder Kosmetikherstellung, Pumpstationen für Gas, Öl, Abwasser usw.).

Zusammengefasst lauten die zehn Tipps:

  • Wählen Sie die Batterien sorgfältig aus. (Lithium-Ionen-Batterien können eine sehr hohe Energiedichte aufweisen)
  • Achten Sie auf mehrere Stromquellen (die Auswirkungen von einem oder mehreren Anschlüssen zu anderen Geräten werden leicht übersehen)
  • Beachten sie sorgfältig die Datenblattangaben der Halbleiterkomponenten, welche sich häufig auf bestimmte Umgebungstemperaturen beziehen beziehungsweise die absoluten maximum ratings darstellen (häufig berücksichtigen die Werte auf dem Datenblatt nicht ausreichend die Bedingungen, denen die Komponenten in der Endanwendung ausgesetzt sind)
  • Beachten Sie die Wärmeanstiegseigenschaften von leistungsabführenden Komponenten (die maximale Oberflächentemperatur von Bauteilen unter Fehlerbedingungen muss für die Bestimmung der entsprechenden Temperaturklasse eines IS-Gerät geprüft werden)
  • Berücksichtigen Sie spannungserhöhende Schaltungen (diese Schaltungen sind problematisch, wenn sie nicht mit ausreichender Spannungsbegrenzung zur Verfügung gestellt werden)
  • Begrenzen Sie die Menge der energiespeichernden Komponenten (solche Komponenten können zum Problem werden, wenn es um Einhaltung der Anforderungen an die Funkenzündung geht)
  • Beschränken Sie die verfügbare Leistung in getrennten Stromkreisen (obwohl eines der Hauptziele des IS-Schutzes ist, die verfügbare Leistung in einem Gerät zu begrenzen, kann es ziemlich schwer werden, die Anforderungen der Industrie für die gleichen Produkte zu erfüllen)
  • Beachten Sie die Schutzabstände (das ist einer der wichtigsten Punkt beim IS-Schutz, vor allem im Hinblick auf Anwendungsfehler)
  • Planen sie entsprechende Reserven ihrer Schutzkomponenten ein (Komponenten, die als sicherheitskritisch oder „unfehlbar“ ausgewählt werden, müssen bestimmte Konstruktionsanforderungen erfüllen)
  • Wählen Sie Schutzkomponenten mit Bedacht aus (obwohl die IS-Standards nicht zwingend die Verwendung von spezifischen Komponenten fordern, gibt es einige weit verbreitete Komponenten, die entsprechende bekannte Betriebs- und Ausfallcharakteristika aufweisen)

Die Tipps (Englisch) können unter folgendem Link kostenfrei heruntergeladen werden: