Geräte für explosionsgefährdete Bereiche

Elektrische Geräte für den Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen

Elektrische Geräte für den Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen sind Produkte, deren Konstruktion die Möglichkeit der Zündung explosionsfähiger Gemische außerhalb des Geräts sowohl im Normalbetrieb als auch im Fehlerfall ausschließt oder erschwert.

Elektrische Geräte für den Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen werden gemäß den Anforderungen folgender Normen konstruiert, hergestellt, geprüft und gekennzeichnet:

• Richtlinie 94/9/EG ATEX vom 23. März 1994;
• Verordnung des Wirtschaftsministers vom 22. Dezember 2005 über die grundlegenden Anforderungen an Geräte und Schutzsysteme für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen;
• Mehrteilige Norm EN 60079 über spezifische Bauarten explosionsgeschützter Geräte.

Per Definition ist jedes elektrisch betriebene Gerät – unabhängig davon, ob es AA/AAA verwendet – explosionsgefährdet. Batterien, 12/24-V-Netzteile, Netzstrom oder andere Stromquellen können im Normalbetrieb Funken erzeugen, die als Zündquellen wirken können. Daher ist für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen ein geeigneter Schutz oder sogar eine Konstruktion mit entsprechender Technologie erforderlich.

Konstruktion explosionsgeschützter Geräte

Die Konstruktion explosionsgeschützter Geräte muss sicherstellen, dass die Oberflächentemperatur des Gehäuses und der externen Komponenten niedriger ist als die Temperatur des explosionsfähigen Gemisches im umgebenden Raum. Unabhängig davon muss die Bildung eines explosionsfähigen Gemisches im Inneren des Geräts verhindert werden. Explosionssicherheit in elektrischen Betriebsmitteln, die für den Betrieb in Gasgemischen ausgelegt sind, kann erreicht werden durch:

• Schutz vor Funkenbildung
• Begrenzung der Energie im Stromkreis
• Trennung der Zündquelle vom explosionsgefährdeten Bereich
• Vermeidung der Entzündung einer Flamme
• Verwendung nicht brennbarer Materialien
• Temperaturbegrenzung

Soll ein elektrisches Betriebsmittel oder eine Ex-Komponente besonders ungünstigen Betriebsbedingungen standhalten – z. B. rauer Behandlung, Feuchtigkeit, Schwankungen der Umgebungstemperatur, Einwirkung chemischer Stoffe, Korrosion –, wird empfohlen, dass der Anwender diese dem Hersteller mitteilt.

Besondere Vorsichtsmaßnahmen sind zu treffen, wenn die Auswirkungen von Vibrationen auf Klemmen, Sicherungen, Lampenfassungen und elektrische Verbindungen die Sicherheit beeinträchtigen können, selbst wenn diese die Anforderungen spezifischer Normen erfüllen.

Elektrische Betriebsmittel können Geräte dürfen nur dann in explosionsgefährdeten Bereichen verwendet werden, wenn sie die Anforderungen von Anhang II der Richtlinie 1999/92/EG erfüllen. In allen Zonen müssen neue Geräte gemäß den in der Richtlinie 94/9/EG festgelegten Kategorien ausgewählt werden. Arbeitsmittel, einschließlich Warneinrichtungen, müssen gemäß dem Explosionsschutzdokument unter Berücksichtigung der Sicherheitsgrundsätze konstruiert, verwendet und instand gehalten werden.

Gerätegruppen für Ex-Zonen gemäß der ATEX-Richtlinie

I – Geräte für den Einsatz in Bergwerken mit Methan- oder Kohlenstaubexplosionsgefahr.
II – Geräte für den Einsatz in Bereichen mit explosionsgefährdeten Atmosphären außerhalb von Bergwerken.

Gerätekategorie

1 – Geräte, die für einen sehr hohen Schutz in Atmosphären ausgelegt sind, in denen die Explosionsgefahr kontinuierlich oder häufig über lange Zeiträume besteht. In den Explosionsgefahrenzonen 0 (Gase, Dämpfe, Nebel) und 20 (Stäube)

2 – Gerät für hohen Schutz in Atmosphären, in denen Explosionsgefahr sporadisch im Normalbetrieb auftritt. In den Explosionsgefahrenzonen 1 (Gase, Dämpfe, Nebel) und 21 (Stäube)

3 – Gerät für normalen Schutz in Atmosphären, in denen Explosionsgefahr unwahrscheinlich ist und falls doch, diese nur selten und von kurzer Dauer auftritt. In explosionsgefährdeten Zonen 2 (Gase, Dämpfe, Nebel) und 22 (Stäube).

Arbeitsatmosphäre

G – Gerät zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen, die durch brennbare Gase, Dämpfe und Nebel erzeugt werden
D – Gerät zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen, die durch brennbaren Staub erzeugt werden

Der Einsatz explosionsgeschützter Geräte in explosionsgefährdeten Bereichen ist so wichtig, dass deren unsachgemäße Konstruktion oder Bedienung in der Norm PN-EN 1127-1:2011 als eine der potenziellen Zündquellen aufgeführt ist. Angesichts ihres weit verbreiteten Vorkommens muss dieser Faktor unbedingt berücksichtigt werden.

Praktische Beispiele für die Auswahl von Ex-Geräten

Für einen Antriebsmotor, der in einem Silo für brennbaren Staub der Zone 20 betrieben wird, ist ein Gerät mit höchstem Explosionsschutz erforderlich. Eine Ex-Kennzeichnung mit der Schutzart EPL Da ist erforderlich, was der Kategorie 1D gemäß der ATEX-Geräteklassifizierung entspricht.

Für Beleuchtungskörper in einer Lösungsmittelabfüllhalle mit explosionsgefährdeter Zone (Zone 1) sollten Geräte mit der Schutzart EPL Gb (Kategorie 2G) ausgewählt werden. Diese Auswahl gewährleistet die Einhaltung der Anforderungen der Zonenklassifizierung und ein ausreichendes Schutzniveau für Ex-Geräte.

Im Betriebsbereich der Rauchabzugsanlage (Zone 22) ist die Verwendung von Komponenten mit normalem Explosionsschutz (EPL Dc) ausreichend. Gemäß der ATEX-Geräteklassifizierung entspricht dies der Kategorie 3D für den Betrieb unter Bedingungen mit gelegentlichem Auftreten explosionsfähiger Atmosphären (z. B. Staub).

Wie sieht es in Bergwerksanlagen aus? Gruppe I – M1 und M2Im Kontext der ATEX-Klassifizierung explosionsgeschützter Geräte ist eine klare Unterscheidung zwischen Gruppe I, die Anlagen im Bergbau umfasst, und der bekannteren Gruppe II, die in der Chemie-, Energie-, Lebensmittel- und anderen Industrien der klassischen Ex-Zonen (0, 1, 2 / 20, 21, 22) Anwendung findet, erforderlich. Gruppe I bezieht sich auf Geräte, die unter Tage, z. B. in Steinkohlebergwerken, betrieben werden, wo eine explosionsfähige Atmosphäre aus Methan und/oder Kohlenstaub herrscht – eine extrem gefährliche Umgebung, die ein besonders hohes Sicherheitsniveau der Geräte erfordert. Gemäß der ATEX-Richtlinie 2014/34/EU und der entsprechenden Klassifizierung werden diese Geräte in zwei Kategorien unterteilt: M1 und M2. Ihnen werden EPL Ma- und Mb-Stufen zugewiesen.

Sie müssen auch wissen, was Zündquellen und Vorschriften EX-Zonen sind. Mehr darüber erfahren Sie in unserem Blog.