Ex- Grundlagen · 2017. 8. 2. · Grundlegende Methodologie u. Anforderungen DIN EN ISO 80079-36...

Ex- Grundlagen

Dort wird überall Explosionsschutz benötigt

Beispiele für Gas, Nebel und Dämpfe:

Chemieanlagen

Raffinerien

Ölplattformen

Schiffe zur Ölförderung

Pharmazie

Usw. …

Beispiele für Stäube:

Getreidemühlen

Anlagen zur Herstellung von Chemiefasern

Mischbetriebe

Futtermittelwerke

Schleifereinen

Siloanlagen

Sägewerke

Usw. …

Grundlagen Explosionsschutz

Beispiele

© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 2


Beispiele


Im Vergleich zu Gasexplosionen zeigen Staubexplosionen einen anderen Verlauf,

der unter Umständen noch weitaus verheerendere Folgen hat.


Unterscheidung Gas- und Staubexplosion




Explosions-

fähige

Atmosphäre

Sauerstoff

Zündfähiges Luft-

Gasgemisch

Explosion stoppt,

Gemisch zu mager


Luftzug

Staubschicht

Staubwolke Zündquelle Explosion Druckwelle wirbelt mehr Staub auf Explosion setzt sich fort



Verlauf einer Staubexplosion

Kettenreaktion



Auswirkungen einer Explosion




Blaye (Frankreich) 1997, Getreidesilo (Originalzustand):


Getreidesilo Blaye, 11 Tote nach einer Staubexplosion




Getreidesilo Kupferzell 1972





Prozentanteil an Staubexplosionen


Physikalische Grundlagen

Sicherheitstechnische Grundlage

Gase, Dämpfe und Nebel

Stäube



Grundprinzip

Unter einer Explosion versteht man die plötzliche chemische Reaktion eines brennbaren

Stoffes mit Sauerstoff unter Freisetzung hoher Energie.

Brennbare Stoffe können in Form von Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben vorliegen.


Untere und obere Explosionsgrenze:

100 Vol % Luft Konzentration 0 Vol %

0 Vol % Konzentration des brennbaren Stoffes 100 Vol %

Gemisch zu

mager, keine

Verbrennung

Gemisch zu

fett, teilweise

Verbrennung,

keine Explosion

Explosionsbereich

untere Explosionsgrenze obere




Stoffe Explosionsgrenze

untere / obere

% %

Acetylene 2.3 100

Ethylene 2.4 32.6

Petrol 0.8 8.0

Diesel fuel 0.6 6.5

Benzene 1.2 8.0

Methane 4.4 17.0

Propane 1.7 10.8

Carbon disulfide 0.6 60.0

Hydrogen 4.0 77.0






Flammpunkt

Der Flammpunkt ist die niedrigste Temperatur in Grad Celsius, bei der sich unter

festgelegten Versuchsbedingungen bei einem Druck von 1013 mbar Dämpfe in solcher

Menge bilden, dass sie mit Luft über der Flüssigkeit ein entflammbares Gemisch bilden.

Beispiele für Flammpunkte:

Benzin < -20°

Diesel > 55°

Biodiesel 180°

Rapsöl 230°

Aceton -18°


Korngröße des Staubes

Staub mit einer Korngröße von >400µm ist nicht zündfähig

Untere und obere Explosionsgrenze:

Untere Explosionsgrenze ca.20g/m³ … 60g/m³

Obere Explosionsgrenze ca. 2kg/m³ … 6kg/m³

Abhängig von:

- Korngröße

- Ausgangstemperatur

- Ausgangsdruck

- Feuchtigkeit


Stäube


1

• Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verhindern

2

• Zündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verhindern

3• Auswirkung einer Explosion auf ein

unbedenkliches Maß begrenzen

Das Prinzip des

integrierten

Explosionsschutzes

fordert, dass die

Explosionsschutzmaßn

ahmen in einer

bestimmten Reihenfolge

zu treffen sind.

Integrierter Explosionsschutz

Prinzip des integrierten Explosionsschutzes

02.08.2017 I 19© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre

Dies kann erfolgen durch:

Vermeidung brennbarer Stoffe (Ersatztechnologien)

z.B. Farben sind heute meistens wasserlöslich, oder Stoffe mit möglichst hohem

Flammpunkt verwenden

Begrenzung der Konzentration

z.B. Aceton, nur in geringen Mengen am Arbeitsplatz (Tagesbedarf)


Primärer Explosionsschutz

Unter primärem Explosionsschutz versteht man alle Maßnahmen, die verhindern,

dass eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre entsteht 1


Inertisierung

bei Stäuben z.B. Wasserdampf

bei Gase mit Zugabe von z.B. Argon, Stickstoff, Kohlenstoffdioxid usw.

Natürliche oder technische Belüftung

z.B. gewisse Tätigkeiten im freien erledigen, oder Lüfter einbauen

Überwachung

z.B. Gaswarngeräte, oder Beseitigung von Staubablagerungen


Primärer Explosionsschutz


Sekundärer Explosionsschutz

Bei Gasen, Nebeln und Dämpfen

Stäuben

Dies wird erreicht durch:

- Zoneneinteilung: Wahrscheinlichkeit des Auftretens explosionsfähiger Atmosphäre

- Umfang der Schutzmaßnahmen

Bei dem sekundären Explosionsschutz versucht man die Zündung der

explosionsfähigen Atmosphäre zu vermeiden 2


Heiße Oberflächen

Flammen und heiße Gase

Mechanisch erzeugte Funken

Elektrische Anlagen

Elektrische Ausgleichsströme

Statische Elektrizität

Blitzschlag

Elektromagnetische Felder (Funksender, Hochfrequenzgeneratoren und Anlagen)

Optische Strahlung (Laserstrahlung, fokussiertes Licht, Strahlung von Blitzlichtquellen auf Staub)

Ionisierende Strahlung (UV-Strahler, Röntgenröhren, Laser, radioaktive Stoffe)

Ultraschall (erwärmt feste und flüssige Stoffe)

Adiabatische Kompression (strömende Gase, Stoßwellen, gebrochene Leuchtstofflampen)

Chemische Reaktion (Selbsterhitzung, Zersetzungen)


Verschiedene Zündquellen


Beispiele:


Verschiedene Zündquellen



Zoneneinteilung


Vorhandensein gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre Keine wirksamen Zündquellen bei

Zone 0 Ständig, langzeitig oder häufig Normalbetrieb und seltenen Betriebsstörungen und beim Auftreten zweier

unabhängiger Fehler

Zone 1 gelegentlich Normalbetrieb und häufig auftretende Störungen

Zone 2 Selten und kurzzeitig Normalbetrieb

Stäube

Vorhandensein gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre Keine wirksamen Zündquellen bei

Zone 20 Ständig, langzeitig oder häufig Normalbetrieb und seltenen Betriebsstörungen und beim Auftreten zweier

unabhängiger Fehler

Zone 21 gelegentlich Normalbetrieb und häufig auftretende Störungen

Zone 22 Selten und kurzzeitig Normalbetrieb



Zoneneinteilung

Dauer eines

Auftretens

über 1000 malpro Jahr

10 bis 1000 mal 1 mal monatlich

pro Jahr 3 mal täglich

1 bis 10 mal 1 mal pro Jahr bispro Jahr 1 mal monatlich

Zone 2

Zone22 oder oder bis 1/2 Stunde

oder

länger als 10

Stunden

Zone 1

Zone 21 oder oder1/2 bis 10

Stunden

Häufigkeit des Auftretens

Zone 0

Zone 20



Zoneneinteilung bei Gas, Nebel oder Dämpfen

Explosionsgefährdete

Räume werden nach der

Wahrscheinlichkeit des

Auftretens gefährlicher

explosionsfähiger

Atmosphäre in Zonen

(0,1, und 2) eingeteilt.



Zoneneinteilung bei Stäuben



Zonenkonzept zusammengefasst

Vorhandensein

gefährlicher

explosionsfähiger

Atmosphäre

Keine wirksame Zündquelle

bei

Gerätekategorie

Richtlinie 2014/34/EU

Zone 0

Zone 20

ständig,

langzeitig

oder

häufig

Normalbetrieb und seltenen

Betriebsstörung beim Auftreten

zweier unabhängiger Fehler

Kategorie 1

Zone 1

Zone 21gelegentlich

Normalbetrieb und häufig

auftretenden StörungenKategorie 2

Zone 2

Zone22

selten

oder

kurzzeitig

Normalbetrieb Kategorie 3


Tertiärer Explosionsschutz

Explosionsfeste Bauweise

Explosionsdruckentlastung

Explosionsunterdrückung

Verhinderung von Explosionsübertragung

Auswirkung einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken

3


Tertiär

Auswirkung einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß begrenzen

Wird auch konstruktiver Explosionsschutz genannt

Sekundär

Zündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verhindern

Zündschutzarten, d.h. Vermeidung von Zündquellen und kritischen Temperaturen

Primär

Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verhindern

Vermeidung brennbarer Stoffe


ATEX

Europäische Regelungen

Europäische Regelungen zum Explosionsschutz

Europäischer Vertrag

und

Normen


ATEX



Artikel 95 Artikel 137

Richtlinien Freier Warenverkehr Richtlinien Sozialvorschriften

RL 94/9/EG Geräte RL99/92/EG Anlagen

Harmonisierte Normen Mindestanforderungen

Richtlinie 94/9/EG = ATEX 95 = ATEX 100a

Richtlinie 99/92/EG = ATEX 137 = ATEX 118

April 2016 --- Richtlinie 94/9/EG wird zur Richtlinie 2014/34/EU


Artikel 95 ( 100a )Ziel: Totale Harmonisierung, der Beschaffenheitsanforderungen zum Abbau von Handelshemmnissen.Alle Anforderungen müssen von den Mitgliedstaaten identisch übernommen werden.Die nationale Umsetzung in den Mitgliedstaaten ist einheitlich.

Umsetzung ins deutsches Recht: ExVO (Explosionsschutzverordnung)

Artikel 137 ( 118 )Ziel: Mindestanforderungen, für das sichere Arbeiten/ den sicheren Betrieb zur Verbesserung von Gesundheitsschutz/ Sicherheit.Mitgliedstaaten können über die Anforderungen der Richtlinien hinausgehen.Die nationale Umsetzung in den Mitgliedsstaaten ist unterschiedlich.

Umsetzung ins deutsche Recht: BetrSichV (Betriebssicherheitsverordnung)

ATEX




Nicht elektrische Betriebsmittel

Normen

Normenorganisation

Elektrische Betriebsmittel

International

IEC ISO

Regional (europäisch)

CENELEC CEN

National (deutsch)

VDE DIN

ExEx


Normen

Elektrotechnische Normen

Geräte für gasexplosionsgefährdete Bereiche

Zündschutzarten

Allgemeine Bestimmungen VDE 0170/0171 Teil 1 EN 60079-0 IEC 60079-0

Ölkapselung Ex o VDE 0170/0171 Teil 2 EN 60079-6 IEC 60079-6

Sandkapselung Ex q VDE 0170/0171 Teil 4 EN 60079-5 IEC 60079-5

Vergusskapselung Ex m VDE 0170/0171 Teil 9 EN 60079-18 IEC 60079-18

Überdruckkapselung Ex p VDE 0170/0171 Teil 301 EN 60079-2 IEC 60079-2

Erhöhte Sicherheit Ex e VDE 0170/0171 Teil 6 EN 60079-7 IEC 60079-7

Druckfeste Kapselung Ex d VDE 0170/0171 Teil 5 EN 60079-1 IEC 60079-1

Eigensicherheit Ex i VDE 0170/0171 Teil 7 EN 60079-11 IEC 60079-11

Zündschutzart „n“ Ex n VDE 0170/0171 Teil 16 EN 60079-15 IEC 60079-15

Geräte Kategorie 1 G VDE 0170/0171 EN 60079-26 IEC 60079-26


Normen

Elektrotechnische Normen

Geräte für staubexplosionsgefährdete Bereiche

Zündschutzarten

Allgemeine Bestimmungen VDE 0170/0171 Teil 15-0 EN 60079-0 IEC 60079-0

Schutz durch Gehäuse t VDE 0170/0171 Teil 15-1 EN 60079-31 IEC 60079-31

Zündschutzart p VDE 0170/0171 Teil 15-4 EN 60079-2 IEC 60079-2

Zündschutzart i VDE 0170/0171 Teil 15-5 EN 60079-11 IEC 60079-11

Zündschutzart m VDE 0170/0171 Teil 15-8 EN 60079-18 IEC 60079-18


Normen

Normen nichtelektrischer Betriebsmittel

Grundlegende Methodologie u. Anforderungen DIN EN ISO 80079-36

Schwadenhemmende Kapselung fr DIN EN ISO 13463-2

Druckfeste Kapselung d DIN EN ISO 13463-3

Sichere Bauweise (konstruktive Sicherheit) c DIN EN ISO 80079-37

Überwachung von Zündquellen b DIN EN ISO 80079-37

Überdruckkapselung p DIN EN ISO 13463-7

Flüssigkeitskapselung k DIN EN ISO 80079-37


Zündschutzarten für elektrische Betriebsmittel im Bereich:

Gasexplosionsgefährdete Bereiche

Staubexplosionsgefährdete Bereiche

Normen

Zündschutzarten


Zündschutzarten für die Zone 1:

Ölkapselung Ex o EN 60079-6 IEC 60079-6

Sandkapselung Ex q EN 60079-5 IEC 60079-5

Vergusskapselung Ex m EN 60079-18 IEC 60079-18

Überdruckkapselung Ex p EN 60079-2 IEC 60079-2

Erhöhte Sicherheit Ex e EN 60079-7 IEC 60079-7

Druckfeste Kapselung Ex d EN 60079-1 IEC 60079-1

Eigensicherheit Typ ib Ex ib EN 60079-11 IEC 60079-11

Zündschutzarten

Gasexplosionsgefährdete

Bereiche


Zündschutzart erhöhte Sicherheit :

Grundprinzip:

Hier sind Maßnahmen getroffen, um mit einem erhöhten Grad an Sicherheit die Möglichkeit

unzulässig hoher Temperaturen und das Entstehen von Funken und Lichtbögen im Inneren

oder an äußeren Teilen elektrischer Betriebsmittel, bei denen diese im normalen Betrieb

nicht auftreten, zu verhindern.

Zündschutzarten



Zündschutzart Symbol Zone Hauptanwendungen Standard

Erhöhte Sicherheit e, eb, ec 1, 2 Klemmen/ Anschlußräume,

Komponenten mit anderen

Zündschutzarten

IEC 60079-7

EN 60079-7

UL 60079-7

Ex ‘e’

Zündschutzart erhöhte Sicherheit Anforderungen:

- Temperaturbegrenzung

- Schlagfest bis 7Nm

- Schutz vor elektrostatischer Aufladung

- Selbstlockerungsschutz von Leiterverbindungen

- Schutz vor Eindringen von Wasser und Schmutz min. IP 54

Zündschutzarten



Zündschutzart erhöhte Sicherheit

Hauptanwendung:

Klemmen und Anschlusskästen

Zündschutzarten



Zündschutzarten



Zündschutzart druckfeste Kapselung:

Grundprinzip:

Teile, die eine explosionsfähige Atmosphäre zünden können, sind in ein Gehäuse

eingeschlossen, das bei der Explosion eines explosionsfähigen Gemisches im Inneren den

Druck aushält und eine Übertragung der Explosion auf die das Gehäuse umgebende

Atmosphäre verhindert.

Zündschutzarten




Druckfeste Kapselung da, d, db, dc 0,1, 2 Schaltgeräte, Schaltanlagen,

Steuerungen, Heizgeräte,

usw.

IEC 60079-1

EN 60079-1

UL 60079-1

Ex ‘d’

Schutzprinzip Ex d:

Zündschutzarten



Wirkungsweise des zünddurchschlagsicheren Spaltes:

Energieverlust

Innere Explosion

Äußere explosionsfähige Atmosphäre

Zündschutzarten



Unterschiedliche Variationen zünddurchschlagssicherer Spalt:


Zündschutzarten


Druckfeste Kapselung Hauptanwendung:

Schaltgeräte und Schaltanlagen, Befehls- und Anzeigegeräte, Steuerungen,

Motoren, Transformatoren, Heizgeräte, Leuchten:

Zündschutzarten



Zündschutzarten



Beispiel für Kombination von Ex e und Ex d:

Zündschutzarten



Ex Fläche, Zünddurchschlagsicherer Spalt

Zündschutzarten



Beispiel:

Schalteinsatz

Zündschutzarten



Zündspalt/Stößel

Druckfester

Raum

Anschlussklemme Ex e

Beispiel:

Schalteinsatz

Zündschutzarten



Zündschutzart Eigensicherheit :

Grundprinzip:

Die im explosionsgefährdeten Bereich eingesetzten Betriebsmittel enthalten nur

eigensichere Stromkreise. Ein Stromkreis ist eigensicher, wenn kein Funke und kein

thermischer Effekt, die unter festgelegten Prüfungsbedingungen (welche den normalen

Betrieb und bestimmte Fehlerbedingungen umfassen) auftreten, die Zündung einer

bestimmten explosionsfähigen Atmosphäre verursachen kann.

Zündschutzarten



Zündschutzart Symbol Zone Hauptanwendung Standard

Eigensicherheit ia, ib, ic 0, 20

1, 21

2, 22

Sensoren, Mess-

Regeltechnik

IEC 60079-11

EN 60079-11

UL 60079-11

Ex ‘i’

Zündschutzarten für die Zone 2:

Zündschutzart „n“ Ex n EN 60 079-15 / IEC 60 079-15

Ex n A Nicht funkende elektrische Betriebsmittel

Ex n C Betriebsmittel mit geschützten Kontakte

Umschlossene Einrichtung

Nicht zündfähiges Bauteil

Hermetisch dichte Einrichtung

Abgedichtete Einrichtung

Gekapselte Einrichtung

Ex n R Schwadensicherheit

Ex n L energiebegrenzte Betriebsmittel (soll bald abgelöst werden als „ic“)

Ex n Z vereinfachte Überdruckkapselung

Zündschutzarten



Zündschutzart „n“ :

Grundprinzip:

Elektrische Betriebsmittel sind nicht in der Lage, eine umgebende explosionsfähige

Atmosphäre zu zünden (im Normalbetrieb und unter definierten anomalen

Betriebsbedingungen)

Zündschutzarten



Zündschutzart Symbol Zone Hautpanwendungen Standard

Zündschutzart

‘n’

nA, nAc,

nC, nCc

nR, nRc

2

2

2

Alle elektrischen

Betriebsmittel für Zone 2

IEC 60079-15

EN 60079-15

UL 60079-15

Ex ‘n’

Zündschutzarten


Zündschutzarten für Bereiche mit brennbarem Staub:

Allgemeine Bestimmungen EN 60079-0 IEC 60079-0

Schutz durch Gehäuse t EN 60079-31 IEC 60079-31

Überdruckkapselung p EN 60079-2 IEC 60079-2

Eigensicherheit i EN 60079-11 IEC 60079-11

Vergusskapselung m EN 60079-18 IEC 60079-18


Zündschutzart Schutz durch Gehäuse :

Grundprinzip:

Staubdichtes Gehäuse, welches das Eindringen von sichtbaren Staubteilchen verhindert, oder ein

staubgeschütztes Gehäuse, bei dem das Eindringen von Staub nicht vollständig ausgeschlossen werden

kann, jedoch nicht in solcher Menge eindringen kann, dass der sichere Betrieb des Betriebsmittels

beeinträchtigt wird.

Die Oberflächentemperatur des Betriebsmittels muss begrenzt sein, so dass sich die Staubatmosphäre nicht

an die Oberfläche des Betriebsmittels entzünden kann

Zündschutzarten




Schutz durch

Gehäuse

ta

tb

tc

20, 21,

22

Schaltgeräte,Steuer-,

Anschluss,-

Klemmenkästen

IEC 60079-31

EN 60079-31

UL 60079-31

Ex ‘t’

Elektrische Betriebsmittel der Kategorie 2 :

Schutz durch Gehäuse tb

Staubdichte Betriebsmittel IP 6X

Oberflächentemperatur

Schlagfestigkeit (nach künstlicher Alterung)

Elektrostatik

Thermische Beständigkeit (nach künstlicher Alterung)

Sicherheit bei häufigen Störungen oder Fehlern

Zündschutzarten



Elektrische Betriebsmittel der Kategorie 3 :

Schutz durch Gehäuse tc

Staubgeschützt Betriebsmittel IP 5X (SCS Standard IP 66)

Oberflächentemperatur

Schlagfestigkeit

Elektrostatik

Thermische Beständigkeit

Sicherheit bei häufigen Störungen oder Fehlern

Zündschutzarten



Zündschutzarten für nicht-elektrische Betriebsmittel (mechanische Geräte):

Konstruktive Sicherheit „c“ Schutzmaßnahmen, die sicherstellen,

dass die Zündquelle nicht auftritt

DIN EN ISO 80079-37

Zündquellenüberwachung „b“ Schutzmaßnahmen, die sicherstellen,

dass die Zündquelle nicht wirksam wird

DIN EN ISO 80079-37

Schwadenhemmende Kapselung „fr“ Schutzmaßnahmen, die verhindern,

dass die Ex-Atmosphäre die Zündquelle

erreicht

DIN EN ISO 13463-7

Flüssigkeitskapselung „k“ Schutzmaßnahmen, die verhindern,

dass die Ex-Atmosphäre die

Zündquelle erreicht

DIN EN ISO 80079-37

Druckfeste Kapselung „d“ Schutzmaßnahmen die, die Explosion

einschließen und den Zünddurchschlag

verhindern

DIN EN ISO 13463-3

Zündschutzarten

Nicht-elektrischer Bereich


Zündschutzart konstruktive Sicherheit:

Grundprinzip:

Eine Explosionsschutzart, bei der bauliche Maßnahmen angewendet werden, um Schutz

gegen eine mögliche Entzündung durch bewegte Teile erzeugte heiße Oberflächen,

Funken und Kompressionen sicherzustellen

Zündschutzarten



Zündschutzart Symbol Hauptanwendung Standard

Konstruktive

Sicherheit “c”

h Kupplungen, Pumpen,

Zahnradantriebe,

Kettenantriebe,

Förderbänder

ISO 80079-37

EN ISO 80079-37

Ex ‘c’

Am Beispiel unserer Hebezeuge:

Bremsscheibe

Laufrollen

Hakenflasche

Kette bzw. Seil

Zündschutzarten



Hakenflasche SH ex:

bronzierter Lasthaken

Abhängig von Fahrgeschwindigkeit

und Größe

VA-Schilder

Kupfernieten

Bronzierte Profile

Zündschutzarten



Hakengeschirr/ -flasche ST ex:

bronzierte Tragschalen

Standard ST 20 ex

Kupfernieten

VA-Schilder

Bronzierter Lasthaken

Abhängig von Fahrgeschwindigkeit

und Größe

Zündschutzarten



Fahrwerke:

Messing Laufräder

Fahrgeschwindigkeit > 60 m/min

Zündschutzarten



Zündschutzart Flüssigkeitskapselung :

Grundprinzip:

Potenzielle Zündquellen werden durch Eintauchen in eine Schutzflüssigkeit oder

durch ständiges Benetzen mit einem Flüssigkeitsfilm einer Schutzflüssigkeit

unwirksam gemacht.

Zündschutzarten



Zündschutzart Symbol Hauptanwendung Standard

Flüssigkeitskapselung

“k”

h Tauchpumpen, Getriebe ISO 80079-37

EN ISO 80079-37

Ex ‘k’

Ziel der Schutzflüssigkeit („k“) :

Verhinderung des wirksam Werdens der potentiellen Zündquellen

Evtl. zusätzliches Schmieren und/oder Kühlen sich bewegender Teile

In manchen Geräten kann die Schutzflüssigkeit die vorgesehene

Prozessflüssigkeit selbst sein.

Beispiele:

- Ölgefüllte Getriebe

- Flüssigkeitskupplungen

- In öl eingetauchte Scheibenbremse

Zündschutzarten



Installationsmethoden

Steuerung/ Kabeleinführung

Installationsmethoden in

explosionsgefährdeten

Bereichen.

Rohrleitungssystem Direkte KabeleinführungIndirekte Kabeleinführung



Conduit System (Rohrleitungssystem)

Bei Installationen nach dem Rohrleitungssystem

werden die elektrischen Leitungen als Einzeladern in

geschlossene Metallrohre eingezogen.

Die Rohre werden über Verschraubungen mit den

Gehäusen verbunden und an jeder Einführungsstelle

mit einer Zündsperre (seal) versehen.

Das gesamte Rohrleitungssystem ist druckfest

ausgeführt.

An tiefen Punkten, an denen sich Kondenswasser

sammeln kann, müssen Entwässerungsstutzen

eingebaut werden.



Kabelsysteme

In Europa sind Kabelsysteme

gebräuchlich.

Dabei werden hochwertige Kabel und

Leitungen freiliegend installiert.

Nur in Bereichen, in denen mit

mechanischer Beschädigung zu

rechnen ist, werden die in beidseitig

offenen Schutzrohren verlegt.



Direkte Kabeleinführung

Bei der direkten Einführung der Kabel werden die

Anschluss Leitungen direkt in den druckfest

gekapselten Geräteeinbauraum eingeführt.

Für diese Art der Einführung dürfen nur speziell

hierfür zertifizierte Kabelverschraubungen

verwendet werden.

Die druckfeste Kapselung hängt hier maßgeblich

von der Sorgfalt des Installateurs der Kabel und

Leitungen ab.


druckfester Raum


Indirekte Kabeleinführung

Bei der indirekten Einführung werden die Kabel und

Leitungen über Kabeleinführungen in einen

Anschlussraum der Zündschutzart „Erhöhte Sicherheit“

eingeführt und an den ebenfalls in der Zündschutzart

„Erhöhte Sicherheit“ ausgebildeten Klemmen

angeschlossen.

Von hier aus werden die Einzeladern über druckfeste

Leitungsdurchführungen in den druckfest gekapselten

Geräteeinbauraum geführt.

Die Leitungsdurchführungen werden vom Hersteller

eingebaut, so dass im Gegensatz zur direkten Einführung

eine Stückprüfung des kompletten, druckfest gekapselten

Gehäuses im Werk erfolgen kann.

Erhöhte Sicherheit

Druckfeste Kapselung


Geräteauswahl

Explosionsgruppen bei Gasen, Nebeln und Dämpfen

Gruppe I (Methan)

Für elektrische Betriebsmittel der Gruppe II erfolgt eine weitere Unterteilung in

Explosionsgruppen:

Gruppe IIC (z.B. Acetylen und Wasserstoff)

IIB (z.B. Ethylen)

IIA (z.B. Propan)

Gefährlichkeit der Gase


Temperaturklasse Zündtemperatur des Gases Max. Oberflächentemperatur des

Betriebsmittels

T 1 > 450°C 450°C

T 2 > 300°C ≤ 450°C 300°C

T 3 > 200°C ≤ 300°C 200°C

T 4 > 135°C ≤ 200°C 135°C

T 5 > 100°C ≤ 135°C 100°C

T 6 > 85°C ≤ 100°C 85°C

Geräteauswahl

Temperaturklassen bei Gasen, Dämpfen und Nebeln

Gas Staub

Zündenergie Explosionsgruppen Max. Energie

Zündtemperatur Temperaturklassen Max. Oberflächentemperatur

(bei Staubwolken)

Glimmtemperatur Max. Oberflächentemperatur

(bei Staubschichten)

Zoneneinteilung Gerätekategorie mit Zusatzbuchstabe „G“ Gerätekategorie mit Zusatzbuchstabe „D“


Gas Staub

Zündenergie Explosionsgruppen Max. Energie

Zündtemperatur Temperaturklassen Max. Oberflächentemperatur

(bei Staubwolken)

Glimmtemperatur Max. Oberflächentemperatur

(bei Staubschichten)

Zoneneinteilung Gerätekategorie mit Zusatzbuchstabe „G“ Gerätekategorie mit Zusatzbuchstabe „D“

Substanz Tzünd(°C)

Holz >410

Steinkohle >500

Schwefel >240

Aluminium >560

Substanz Tglimm (°C)

Holz >200

Steinkohle >240

Schwefel >250

Aluminium >270

Die Angabe der Mindestzündtemperatur, Beispiele: Die Angabe der Glimmtemperatur, Beispiele:

Maximale zulässige Oberflächentemperatur bei Staubwolken Tmax = 2/3 Tzünd

Maximale zulässige Oberflächentemperatur bei Staubschichten (5mm Dicke) Tmax =Tglimm-75K

Die maximale zulässige Oberflächentemperatur des Betriebsmittels = niedrigste der beiden Temperaturen Tmax

Geräteauswahl

Zündtemperatur, Glimmtemperatur bei Stäuben


T 1 T2 T 3 T 4 T 5 T 6

I Methan

II A

Aceton

Ammoniak

Benzol (rein)

Essigsäure

Ethan

Ethylacetat

Kohlenoxid

Methanol

Propan

Toluol

Ethylalkohol

n-Butan

n-Butyl-

alkohol

Benzine

Diesel-

kraftstoff

Flugzeug-

kraftstoff

Heizöle

n-Hexan

Acetal-dehyd

II BStadtgas

(Leuchtgas)

Ethylen Ethylether

II CWasserstoff Acetylen Schwefel-

kohlenstoff

Geräteauswahl

Zusammenfassung

Einordnung von Gasen, Dämpfen und Nebeln in Explosionsgruppen und

Temperaturklassen


Geräteauswahl

Zusammenfassung

Beispiele von Zündtemperatur, Glimmtemperatur und Mindestzündenergie

anhand ein paar unterschiedlicher Stoffe.

Substanz Tzünd (°C) Tglimm (°C) Emin (mJ)

Holz >410 >200 >100

Steinkohle >500 >240 >1000

Aluminium >560 >270 >5

Schwefel >240 >250 10



Kategorie 1 Kategorie 2 Kategorie 3

Elek Betriebsmittel

Verbrenn. Motor

Sonstige

Betriebsmittel

EG Bau-

Musterprüfung

Qau

lität

ssic

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g

Pro

du

ktio

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Ko

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Bau

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lleKonformitätserklärung

z.B. [PTB]

EG Bau-

Musterprüfung

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Ein

zelp

rüfu

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Konformitätserklärung

z.B. [PTB]

Ein

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ng

Inte

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Fer

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un

gsk

on

tro

lle

Konformitätserklärung vom Hersteller

z.B. STAHL CraneSystems

Kennzeichnung

Zulassung

Kennzeichnung

Zulassung


Benannte Stellen (Auszug)

Baumusterprüfbescheinigung:

PTB 97 ATEX 2119 : vollständiges Betriebsmittel

PTB 97 ATEX 2119 U: unvollständiges Betriebsmittel

PTB 97 ATEX 2119 X: Betriebsmittel mit besonderen Bedingungen

Kennzeichnung

Zulassung


Gruppe I

schlagwettergefährdete

Grubenbaue

Kennzeichnung

Gruppen


Gruppe II, III

andere explosionsgefährdete

Gas und Staub Bereiche

Beispiel:

Gerätegruppe II:

Übertage

Kennzeichnung nach Atex

Explosionsschutzkennzeichnung

Gerätekategorie

II 2 GG: Gas

oder

D: Staub (dust)

Kennzeichnung

Atex


Beispiel:

Zündschutzarten + EPL

db = druckfeste Kapselung, Zone 1

eb = erhöhte Sicherheit, Zone 1


(Gase, Nebel, Dämpfe)

Explosionsschutzkennzeichnung

Explosionsgruppe

Ex db eb IIB T4 Gb

Temperaturklasse

Kennzeichnung


Geräteschutzniveau (EPL)

Gb = ausgelegt für Zone 1


Beispiel:

Zündschutzart + EPL: (Equipment protection level)

Schutz durch Gehäuse, Zone 21


(Stäube)

Explosionsschutzkennzeichnung Gruppe

IIIA = brennbare Flusen

IIIB = nicht leitfähiger Staub

IIIC = leitfähige Stäube

Ex tb IIIC T120°C Db

Maximale Oberflächentemperatur

Kennzeichnung



Db = ausgelegt für Zone 21


Beispiel:

Zündschutzarten

c = konstruktive Sicherheit

k = Flüssigkeitskapselung

Nicht - elektrische Betriebsmittel

c k IIB T4 Temperaturklasse (bei Gasen) bzw.Oberflächentemperatur (bei Staub)

Kennzeichnung

Nicht-elektrische Betriebsmittel

Explosionsgruppe

EN 13463-1:

(Übergangsfrist 31.10.2019)

Buchstabe „h“

Eine Zündschutzart wird für

den Buchstaben „h“ nicht

angewendet!

Ex h IIB T4 Gb

Temperaturklasse (bei Gasen) bzw.

Oberflächentemperatur (bei Staub)

Explosionsgruppe

IIA, IIB, IIC für Gas

IIIA, IIIB, IIIC für Staub

EN ISO 80079-36:

(Ersatz für EN 13463-1)


Gb = ausgelegt für Zone 1

Db = ausgelegt für Zone 21


Nach EN Norm (Beispiele):

II 2 G Ex db eb IIB T4 Gb

II 2 G Ex h IIB T4 Gb

II 3 D Ex tc IIIC T120°C Dc

II 3 D Ex h IIIC T120° C Dc

Kennzeichnung

Komplett Kennzeichnung



Hubmotor

Fahrmotor

Kennzeichnung

Typenschilder


Kennzeichnung

Typenschilder

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Ex- Grundlagen · 2017. 8. 2. · Grundlegende Methodologie u. Anforderungen DIN EN ISO 80079-36...

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