Explosionsgeschützte Antriebe Ausgabe gemäß EU … · Der Explosionsschutz in gewerblichen Anl agen hat die Aufgabe, die Sicherheit dort be- ... die außerhalb der EU herge-stellt

Explosionsgeschützte Antriebegemäß EU-Richtlinie 94/9/EG

Ausgabe

02/2003

Praxis der Antriebstechnik1056 0203 / DE

Praxis der Antriebstechnik - Explosionsgeschützte Antriebe gemäß EU-Richtlinie 94/9/EG 3

Inhaltsverzeichnis

1 Aufgabe des Explosionsschutzes ................................................................... 4

2 Aufgabe dieser Dokumentation ....................................................................... 5

3 Explosionsschutz in Europa heute und in Zukunft........................................ 63.1 Nützliche Internetadressen ....................................................................... 7

4 Das neue Schutzkonzept .................................................................................. 84.1 Übersicht EU-Richtlinie 94/9/EG............................................................... 84.2 Übersicht EU-Richtlinie 1999/92/EG....................................................... 11

5 Antriebe nach EU-Richtlinie 94/9/EG............................................................. 135.1 Konformitätsbewertung ........................................................................... 135.2 EG-Baumusterprüfung ............................................................................ 135.3 Qualitätssicherung der Produktion.......................................................... 145.4 Interne Fertigungskontrolle ..................................................................... 145.5 Konformitätserklärung und CE-Zeichen.................................................. 145.6 Bezeichnungsschlüssel für explosionsgeschützte Geräte ...................... 155.7 Mechanische Geräte gemäß EU-Richtlinie 94/9/EG............................... 175.8 Obligatorische Begleitdokumentation...................................................... 18

6 Gas-Explosionsschutz.................................................................................... 196.1 Einteilung ................................................................................................ 196.2 Zündschutzarten ..................................................................................... 206.3 Zündschutzart “e“ - Standard für Netz-Drehstrommotoren in Zone 1 ..... 236.4 Besonderheiten bei drehzahlgeregelten Drehstrommotoren .................. 26

7 Staub-Explosionsschutz................................................................................. 287.1 Kenngrößen zum Staubexplosionsschutz nach EN50281-1-1:1998....... 297.2 Neue Zoneneinteilung nach EU-Richtlinie 1999/92/EG .......................... 327.3 Normen / Ausführungsbestimmungen zum Staubexplosionsschutz ....... 33

8 Einsatzbeispiele .............................................................................................. 348.1 Transport von Säcken / normale Umgebung .......................................... 348.2 Transport von Säcken / Zone 22............................................................. 368.3 Transport von Säcken / Zone 1............................................................... 38

9 Wartung und Instandhaltung ......................................................................... 399.1 Allgemeine Instandhaltung...................................................................... 409.2 Besondere Instandsetzung ..................................................................... 40

10 Ausländische Vorschriften im Vergleich ...................................................... 4110.1 Nordamerikanische Vorschriften............................................................. 41

11 Normenübersicht............................................................................................. 4311.1 Bildnachweis ........................................................................................... 43

12 Literaturverzeichnis ........................................................................................ 44

13 Glossar............................................................................................................. 45

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ufgabe des Explosionsschutzes

1 Aufgabe des ExplosionsschutzesDer Explosionsschutz in gewerblichen Anlagen hat die Aufgabe, die Sicherheit dort be-schäftigter Personen und der betroffenen Produktions-, Lager- und Distributionseinrich-tungen zu gewährleisten. Während des Betriebs ist dabei das Auftreten von explosions-fähiger Atmosphäre nicht vollständig vermeidbar. In der Mehrzahl der Fälle darf bei Auf-treten der explosionsfähigen Atmosphäre der Arbeitsprozess nicht unterbrochen wer-den.

Als explosionsfähige Atmosphäre gilt ein Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen,Dämpfen, Nebeln oder Stäuben unter atmosphärischen Bedingungen. Nach einer er-folgten Zündung kann sich ein Verbrennungsvorgang auf das gesamte Gemisch über-tragen und zusätzlich durch den entstandenen Explosionsdruck Staubwolken aufwir-beln. Der Verbrennungsvorgang kann sich dabei nach erfolgter Entzündung auf das ge-samte unverbrannte Gemisch übertragen.

In explosionsgefährdeten Bereichen können explosionsgeschützte Betriebsmittel ein-gesetzt werden, die Zündquellen vermeiden oder eine Ausbreitung einer Explosion aufdas gesamte Gemisch verhindern.

51299AXXBild 1: Schwere Zerstörungen nach einer Aluminium-Staubexplosion [1]

51300AXXBild 2: Gasexplosion in einem Silo [2]

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Praxis der Antriebstechnik – Explosionsgeschützte Antriebe gemäß EU-Richtlinie 94/9/EG

2Aufgabe dieser Dokumentation

2 Aufgabe dieser DokumentationDieser Band der Reihe “Praxis der Antriebstechnik“ soll über die europäischen Bestim-mungen gemäß EU-Richtlinie 94/9/EG zur Ausführung von explosionsgeschützten Ge-räten und ihre Umsetzung im Bereich der Antriebstechnik informieren. Geräte sind hierelektrische Motoren, Motoren mit integriertem Frequenzumrichter, Untersetzungsgetrie-be, mechanische Verstellgetriebe und Kombinationen aus Motoren, Getrieben und elek-trischen Einrichtungen, die direkt im explosionsgefährdeten Bereich arbeiten.

Zusatzinformation In Ergänzung zur SEW-EURODRIVE Produktdokumentation über explosionsgeschütz-te Antriebe (Bild 3) sollen nützliche Zusatzinformationen gegeben und Hintergründe auf-gehellt werden.

Dabei soll ergänzend aus den Richtlinien- und Normenwerken berichtet werden. Weiterwerden grundsätzliche Unterschiede zur bisherigen Praxis verdeutlicht.

Ohne auf Einzelheiten der Produkte selbst einzugehen, werden die neuen Prinzipiender Zertifizierung, der Zoneneinteilung und der Projektierung dabei ebenso erläutert wiedie typischen Einsatzbeispiele und wichtige Regeln für den Betrieb der Anlagen.

Hinweise auf die abweichenden Vorschriften zum Explosionsschutz im außereuropäi-schen Ausland ergänzen dieses Werk.

51292AXXBild 3: Katalog "Explosionsgeschützte Antriebe"

Explosionsgeschützte AntriebeAusgabe

11/2002

Preiskatalog1055 3703 / DE

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xplosionsschutz in Europa heute und in Zukunft

3 Explosionsschutz in Europa heute und in ZukunftGesetzliche Vorschriften für Geräte und Anlagen

Seit Beginn der industriellen Fertigung gibt es gesetzliche Vorschriften zum Betrieb vonProduktionsanlagen in explosionsgefährdeter Umgebung. Sie gliedern sich grob in Vor-schriften zur Beschaffenheit von Geräten und Einrichtungen, die in explosionsgefährde-ter Atmosphäre betrieben werden, und Vorschriften zu Errichtung, Betrieb und Wartungkompletter Anlagen unter dem besonderen Gesichtspunkt des Schutzes der dort Be-schäftigten.

Sie sind bis heute teilweise von Land zu Land unterschiedlich, behindern trotz verein-bartem freien Warenverkehr innerhalb der EU (EG-Vertrag, Artikel 28) und schließennicht alle theoretisch explosionsgefährdenden Geräte und Anlagen ein.

Einheitliche europäische Lösung

Mit dem Ziel, eine einheitliche Lösung für die gesamte Europäische Union (EU) zu er-reichen und die Sicherheit von Personen und Anlagen zu erhöhen, wurde die neueRichtlinie 94/9/EG für die Beschaffenheit von explosionsgeschützten Geräten erlassen.Sie wurde bis zum 01.09.1995 in einzelstaatliches Recht umgesetzt und gilt seit01.03.1996 während einer Übergangszeit parallel zu den bereits geltenden individuellenBestimmungen. Inzwischen wurde sie durch die EU-Richtlinie 1999/92/EG für die Er-richtung und den Betrieb von explosionsgeschützten Anlagen ergänzt.

Bezeichnungen Eingebürgert hat sich die Bezeichnung ATEX (Atmosphères Explosibles) für die neuenRichtlinien. Die EU-Richtlinie 94/9/EG (ATEX 100a) regelt dabei alle Vorschriften zurBeschaffenheit explosionsgeschützter Geräte, die EU-Richtlinie 1999/92/EG (ATEX137) ist zuständig für die Sicherheit der Personen bei Installation, Betrieb und Wartungexplosionsgefährdeter Anlagen.

Übergangsfristen Ab dem 01.07.2003 gelten in der EU nur noch die Richtlinien 94/9/EG und 19999/92/EG. Mit dieser umfassenden Harmonisierung des Explosionsschutzes in der EU sindendgültig auch alle noch bestehenden Handelshemmnisse auf diesem Gebiet zwischenden europäischen Staaten beseitigt.

Eine Übergangsfrist bis 30.06.2006 wird für alle Anlagen eingeräumt, deren Nutzung vordem 30.06.2003 begann und die noch nicht der neuen Vorschrift 99/92/EG entspra-chen.

Übergangsfristen der EU-Richtlinien 94/9/EG und 1999/92/EGEinführung von

94/9/EGEinführung von

1999/92/EGVerbindlichkeit

von 94/9/EG und 1999/92/EG

Ende Übergangs-frist auf 1999/92/EG

1.3.1996 28.1.2000 1.7.2003 1.7.2006

In Verkehr bringen von Geräten

nach "alter" Vorschrift

nach 94/9/EG

Bau von Anlagen

nach "alter" Vorschrift

nach 1999/92/EG

Anpassen von bestehenden Anlagen

an Mindestanforderungen 1999/92/EG

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3Explosionsschutz in Europa heute und in Zukunft

Die Richtlinie 94/9/EG gilt natürlich auch für alle Produkte, die außerhalb der EU herge-stellt und in die EU eingeführt werden. Als äußeres Zeichen der Konformität mit derRichtlinie 94/9/EG tragen nun auch explosionsgeschützte Geräte das CE-Zeichen aufdem Leistungsschild.

Im Gegensatz zu den während der Übergangszeit noch parallel geltenden Vorschriftenerfasst der Explosionsschutz nach 94/9/EG neben elektrischen auch mechanische Ge-räte und definiert erstmals Gerätekategorien.

Die Zuordnung der Gerätekategorien zu den Gefährdungszonen ist in der Richtlinie1999/92/EG neu geregelt.

3.1 Nützliche Internetadressen

Weitere Information zum Thema Explosionsschutz erhalten Sie unter den folgenden In-ternetadressen:

• Europäische Union online:

http://europa.eu.int/comm/enterprise/atex/index.htm

• Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig:

http://www.explosionsschutz.ptb.de

• Deutsche Montan Technologie GmbH:

http://www.dmt.de/gf/gf%5Fsa%5F02.html

• Bundesarbeitsministerium:

http://www.bam.de/index4.htm

• Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften:

http://www.hvbg.de

• Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung:

http://www.bma.bund.de/index.cfm?F0D98AC704AB7AB1BD5BCCCE467E1

• Laboratoire Central des Industries Electriques (LCIE):

http://www.lcie.fr/FR/home.cfm

• SEW-EURODRIVE GmbH & Co:

http://www.sew-eurodrive.de/deutsch05_dokumentation/index_doku.htm

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as neue Schutzkonzept

4 Das neue SchutzkonzeptDie EU-Richtlinien 94/9/EG und 1999/92/EG bilden die Grundlage des neuen Konzep-tes. Die EU-Richtlinie 94/9/EG ist die harmonisierte europäische Vorschrift zur Ausfüh-rung der explosionsgeschützten Geräte, 1999/92/EG regelt den im Sinne der Beschäf-tigten sicheren Betrieb dieser Geräte.

Dieser Band widmet sich in erster Linie der Ausführung der Geräte, geht aber auch aufderen Anwendung ein, wenn es aus Verständnisgründen notwendig wird.

4.1 Übersicht EU-Richtlinie 94/9/EG

Die EU-Richtlinie 94/9/EG wendet sich in erster Linie an den Hersteller von Geräten undSchutzsystemen.

Eine der grundlegenden Änderungen in 94/9/EG gegenüber den vorhergehenden Re-gelungen ist, dass die Richtlinie 94/9/EG nicht direkt auf europäische Normen verweist.

Mindest-anforderungen

In der Richtlinie 94/9/EG werden Mindestanforderungen an Geräte und Schutzsystemezum Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen definiert.

Hierdurch ist es erstmals möglich, auch Geräte und Schutzsysteme zu bauen und zubescheinigen, die nicht oder nur teilweise einer gültigen Explosionsschutz-Norm ent-sprechen, solange sie die Anforderungen gemäß 94/9/EG einhalten. Dies ist ein wichti-ger Aspekt, um zukünftig auch Lösungen zu ermöglichen, die noch nicht in einer Normdefiniert sind.

Mechanische Geräte

Eine weitere tief greifende Änderung im Zuge der Einführung der Richtlinie 94/9/EG istdie Integration mechanischer (nichtelektrischer) Geräte in den Explosionsschutz. Fürdie praktische Umsetzung ergeben sich hierbei besondere Erschwernisse, da die ent-sprechenden Normen der Reihe EN 13 463 (nichtelektrische Geräte) zurzeit im Entste-hen sind.

Einteilung Nach 94/9/EG werden die Geräte neu in Gruppen, Kategorien und Zündschutzarten ein-geteilt.

Die Gruppe I, Kategorie M1 und M2 für Bergwerke unter Tage sowie Gruppe II, Katego-rie 1 für besonders hohe Sicherheitsanforderungen (Zone 0 und 20) werden dabei alsSpezialgebiete hier nicht weiter behandelt.

Dieser Band konzentriert sich auf die für Getriebe, Motoren, elektrische und elektroni-sche Einrichtungen und Sensoren in Frage kommenden Gerätegruppen, Kategorienund Zündschutzarten (in den Tabellen grau hinterlegt).

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4Das neue Schutzkonzept

Kategorien Nach der EU-Richtlinie 94/9/EG (auch ATEX 100a genannt) werden die explosionsge-schützten Betriebsmittel in Kategorien eingeteilt. Die Kategorie gibt den Schutzgrad desBetriebsmittels sowie die Betriebsbedingungen an.

Zusätzlich müssen Geräte für den Einsatz in Bereichen

• mit explosionsfähigen Gas-Luft-.Gemischen mit einem G

• mit explosionsfähigen Staub-Luft-Gemischen mit einem D

gekennzeichnet werden.

Kategorie1)

1) Nur die grau hinterlegten Felder sind für Antriebe von SEW-EURODRIVE relevant.

Schutzgrad Gewährleistung des Schutzes Betriebsbedingungen

M1 sehr hoch durch zwei unabhängige Schutz-maßnahmen, zwei Fehler dürfen unabhängig voneinander auftreten

Geräte bleiben bei vorhandener explosionsfähiger Atmosphäre wei-ter in Betrieb

1 sehr hoch durch zwei unabhängige Schutz-maßnahmen, zwei Fehler dürfen unabhängig voneinander auftreten


M2 hoch für normalen Betrieb und erschwerte Betriebsbedingungen geeignet

Geräte werden bei vorhandener explosionsfähiger Atmosphäre abgeschaltet

2 hoch durch eine Schutzmaßnahme, für normalen Betrieb und häufig zu erwartende Störungen geeignet, ein Fehler darf auftreten


3 normal für normalen Betrieb geeignet Geräte bleiben bei vorhandener explosionsfähiger Atmosphäre wei-ter in Betrieb

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Zündschutzarten Die Zündschutzart gibt an, nach welcher Methode der Explosionsschutz ausgeführtwird.

Geräteart Zündschutzart1)


Norm Beschreibung

Motoren (elektrische Geräte)

d EN 50014 + EN 50018 Druckfeste Kapselung

e EN 50014 + EN 50019 Erhöhte Sicherheit

i EN 50014 + EN 50020 Eigensicherheit

n / nA EN 50014 + EN 50021 Nicht funkend

m EN 50014 + EN 50028 Vergusskapselung

o EN 50014 + EN 50015 Ölkapselung

q EN 50014 + EN 50017 Sandkapselung2)

2) Für Staubexplosionsschutz sind keine expliziten Zündschutzarten festgelegt.

EN 50014 + EN 50281 Staubexplosionsschutz

Getriebe (mechani-sche Geräte)3)

3) Die Normung der Zündschutzarten für Getriebe (mechanische Geräte) ist noch nicht abgeschlossen.

b EN 13463 T.1 und 6 Schutz durch Überwachung von Zündquellen

c EN 13463 T. 1 und 5 Konstruktive Sicherheit

d EN 13463 T. 1 und 3 Druckfeste Kapselung

fr EN 13463 T. 1 und 2 Schwadensicher

g EN 13463 T. 1 und 4 Eigensicherheit (Inhärente Sicherheit)

k EN 13463 T. 1 und 8 Flüssigkeitskapselung

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4Das neue Schutzkonzept

4.2 Übersicht EU-Richtlinie 1999/92/EG

Im Gegensatz zur EU-Richtlinie 94/9/EG, die die Geräteeigenschaften für den Herstellerfestlegt, wendet sich die EU-Richtlinie 1999/92/EG an den Anlagenbetreiber. Nebenverschiedenen Anforderungen an die Errichtung und den Betrieb von Anlagen wird hierauch die Zuordnung der Geräte-Kategorie zu den unterschiedlichen Gefährdungsberei-chen (Zonen) definiert.

Anlagen-sicherheit

Die EU-Richtlinie 1999/92/EG behandelt “Mindestvorschriften zur Verbesserung desGesundheitsschutzes und der Sicherheit der Arbeitnehmer, die durch explosionsfähigeAtmosphären gefährdet werden können“.

Der Anlagenbetreiber ist verpflichtet,

• die Sicherheit der Anlage während ihrer Betriebszeit zu gewährleisten

• entweder die Bildung explosionsfähiger Gemische in der Anlage zu vermeiden

• oder die Zündung der explosionsfähigen Gemische zu verhindern und

• schlimmstenfalls die schädlichen Auswirkungen einer Explosion so weit zu mindern,dass Gesundheit und Sicherheit der Arbeitnehmer gewährleistet sind.

• ein Explosionsschutzdokument zu erstellen und es auf dem neuesten Stand zu hal-ten:

Risikobeurteilung Im Rahmen einer generellen und speziellen Beurteilung der Explosionsrisiken teilt derverantwortliche Betreiber die Produktionsanlagen in Zonen ein, die den Gefährdungs-grad durch Häufigkeit und Dauer des Auftretens explosionsfähiger Atmosphären wie-dergeben.

Die wichtigsten Kriterien bei der Zoneneinteilung sind:

• die Wahrscheinlichkeit und Dauer des Auftretens explosionsfähiger Atmosphären

• die möglichen Zündquellen

• die Wechselwirkungen zwischen Anlage, Verfahren und Produkt

• das Ausmaß der zu erwartenden Auswirkungen

Ergänzend zur Zoneneinteilung ist die Zündtemperatur für gas- und staubförmige At-mosphäre und - zusätzlich für Staub - die Glimmtemperatur für die Risikobeurteilungvon Wichtigkeit.

Auszug aus der Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV, gültig ab 03.10.2002)

Explosions-schutzdokument

(1) Der Arbeitgeber hat unabhängig von der Zahl der Beschäftigten im Rahmen seiner Pflichten nach §3 sicher zu stellen, dass ein Dokument (Explosionsschutzdokument) erstellt und auf dem letzten Stand gehalten wird.(2) Aus dem Explosionsschutzdokument muss insbesondere hervorgehen,• dass die Explosionsgefährdungen ermittelt und einer Bewertung unterzogen wor-

den sind• dass angemessene Vorkehrungen getroffen werden, um die Ziele des Explosions-

schutzes zu erreichen• welche Bereiche entsprechend Anhang 3 in Zonen eingeteilt wurden und• für welche Bereiche die Mindestvorschriften gemäß Anhang 4 gelten

(3) Das Explosionsschutzdokument ist vor Aufnahme der Arbeit zu erstellen. Es ist zu überarbeiten, wenn Veränderungen, Erweiterungen oder Umgestaltungen der Arbeits-mittel oder des Arbeitsablaufes vorgenommen werden.

Zone1)


Wahrscheinlichkeit des Auftretens explosionsfähiger AtmosphäreGas Staub

02)

2) Nicht für elektrische Antriebe relevant

202) Ständig, langzeitig, häufig, zeitlich überwiegend

1 21 Gelegentlich, bei Normalbetrieb

2 22 Selten, kurzzeitig

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Zuordnung Kategorie - Zone

Die Verwendbarkeit von Geräten bestimmter Kategorien in den jeweiligen Zonen zeigtdie folgende Übersicht.

Ex-Atmosphäre Gas (G) Ex-Atmosphäre Staub (D)

Kategorie1)


zum Einsatz in Zone Kategorie 1) zum Einsatz in Zone

1G 0, 1 und 2 1D 20, 21 und 22

2G 1 und 2 2D 21 und 2222 + leitfähige Stäube

3G 2 3D 22

05990AXX

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5Antriebe nach EU-Richtlinie 94/9/EG

5 Antriebe nach EU-Richtlinie 94/9/EGDie EU-Richtlinie 94/9/EG definiert für explosionsgeschützte Geräte

• welche Geräte unter die Richtlinie fallen

• die Anforderungen an die Geräte und ihre Zuordnung zu den Kategorien

• die Zertifizierung der Geräte und der Herstellungseinrichtung

• die Verantwortung des Herstellers bzw. dessen, der sie in Verkehr bringt

5.1 Konformitätsbewertung

Zur Konformitätsbewertung muss der Hersteller zunächst entscheiden, zu welcherGruppe und Kategorie seine Erzeugnisse gehören.

Dieser Band behandelt ausschließlich Geräte der Gruppe II für den Einsatz in Berei-chen, die nicht zum Bergwerksbetrieb unter Tage gehören. Eine weitere Einschränkungist, dass nur die für Antriebe üblichen Kategorien 2 und 3 betrachtet werden.

5.2 EG-Baumusterprüfung

Elektrische Geräte

Elektrische Geräte der Kategorie 2 - hier natürlich auch Motoren, Motoren mit Frequenz-umrichter und Sensoren der Antriebstechnik - müssen eine EG-Baumusterprüfung beieiner benannten Stelle durchlaufen. Entspricht das eingereichte Baumuster den Bestim-mungen, stellt die benannte Stelle eine EG-Baumusterprüfbescheinigung aus. Die Be-scheinigung enthält Namen und Anschrift des Herstellers, Ergebnisse der Prüfung unddie zur Identifizierung des zugelassenen Baumusters erforderlichen Angaben. Zusam-men mit einer Liste der wichtigen technischen Unterlagen wird die Kopie der Bescheini-gung von der benannten Stelle aufbewahrt.

Alle benannten Stellen tauschen untereinander die erteilten Baumusterprüfbescheini-gungen aus.

Der Hersteller bewahrt eine Kopie der Baumusterprüfbescheinigungen und ihrer even-tuellen Ergänzungen zusammen mit den technischen Unterlagen mindestens 10 Jahrenach Produktion des letzten Gerätes auf.

Kategorie Art Konformität durch

2elektrische Geräte

EG-Baumusterprüfung und • Konformität nach Bauart oder• Qualitätssicherung Produktion

nichtelektrische Geräte Technische Dokumentation an benannte Stelle und interne Fertigungskontrolle

3 alle Interne Fertigungskontrolle

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ntriebe nach EU-Richtlinie 94/9/EG

5.3 Qualitätssicherung der Produktion

Ergänzend zur EG-Baumusterprüfung ist die Voraussetzung für die Zulassung der ex-plosionsgeschützten elektrischen Geräte der Kategorie 2, dass die Qualitätssicherungder Produktion von einer benannten Stelle zertifiziert ist und permanent überwacht wird.

5.4 Interne Fertigungskontrolle

Mechanische Geräte

Mechanische Geräte der Kategorie 2 und alle Geräte der Kategorie 3 unterliegen derInternen Fertigungskontrolle. Das bedeutet, dass der Hersteller eine festgelegte Aus-wahl von Konstruktions-, Fertigungs- und Prüfunterlagen zusammenstellt und mindes-tens 10 Jahre nach der Produktion des letzten Gerätes aufbewahrt. Der Hersteller istdafür verantwortlich, dass sein Fertigungsverfahren die technische Übereinstimmungder produzierten Geräte mit den vorgenannten Unterlagen garantiert.

5.5 Konformitätserklärung und CE-Zeichen

In allen Fällen stellt der Hersteller eine Konformitätserklärung aus, die die Konformitätdes Gerätes mit den entsprechenden Normen und Vorschriften bekundet.

Als äußeres Zeichen der Konformität zu europäischen Richtlinien erhält das Gerät einCE-Zeichen. Damit wird ausgedrückt, dass neben der Konformität zu 94/9/EG auchKonformität zu allen parallel geltenden Richtlinien wie z. B. zur Richtlinie 89/336/EWG(Elektromagnetische Verträglichkeit) besteht.

Nieder-spannungs-richtlinie gilt nicht für Geräte gemäß 94/9/EG

Die so genannte Niederspannungsrichtlinie 73/23/EWG dagegen gilt ausdrücklich nichtfür die Geräte, die der EU-Richtlinie 94/9/EG unterworfen sind.

Der Niederspannungsrichtlinie sind allerdings alle mit dem explosionsgeschützten Ge-rät gemeinsam betriebenen elektrischen Geräte unterworfen, die außerhalb der explo-sionsgefährdeten Atmosphäre untergebracht werden. Dies trifft auf alle im Schalt-schrank eingebauten Schutz-, Steuer- und Überwachungsgeräte und natürlich auf se-parate Frequenzumrichter zur Drehzahlregelung der Motoren zu.

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5.6 Bezeichnungsschlüssel für explosionsgeschützte Geräte

Alle explosionsgeschützten elektrischen Geräte werden wie bisher auch nach einemeinheitlichen Schlüssel bezeichnet. Durch die Ergänzung um die Gerätegruppe, die Ka-tegorie, das Unterscheidungsmerkmal Ex-Atmosphäre Gas oder Staub und die Listungder für die Zulassung verantwortlichen benannten Stelle ist die vollständige Bezeich-nung länger geworden.

Ein explosionsgeschützter Drehstrommotor, der mit Zündschutzart “Erhöhte Sicherheit“für den Einsatz in Zone 1 bestimmt ist, trägt z. B. bisher neben der Typenbezeichnungfolgende Kennung:

EEx e II T3

Nach EU-Richtlinie 94/9/EG lautet nun die Bezeichnung:

0102 II 2G EEx e II T3

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Gemäß EU-Richtlinie 94/9/EG werden die Zündschutzarten mit den Gerätegruppen, Ka-tegorien, Ex-Atmosphären sowie den Mindest-Schutzarten und Temperaturklassen ver-knüpft. Das CE-Zeichen darf geführt werden.

Beispiel: Betriebsmittel in der Schutzart "druckfeste Kapselung".

0102 II 2 G E Ex d II C T3

CE-Kennzeichnung

Kennnummer der benannten Stelle0102: PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig)

Kennzeichen zur Verhütung von Explosionen (gemäß 94/9/EG)

Gerätegruppe

II: Über Tage-Einsatz

Kategorie

2: für Zonen 1, 2, 21, 223: für Zonen 2, 22

Ex-Atmosphäre

G: GasD: Brennbarer Staub

Europäische Normen EN

Explosionsschutz

Zündschutzart

d: druckfeste Kapselunge: erhöhte SicherheitnA: Zündschutzart n; A: nichtfun-kendes Betriebsmittelc: konstruktive Sicherheitk: Flüssigkeitskapselung

Explosionsgruppe II

GrenzspaltweiteA: d ≥ 0.9 mmB: 0.9 mm > d ≥ 0.5 mmC: 0.5 mm > d

Oberflächentemperatur (°C bei Staub)Temperaturklasse (bei Gas)

GrenztemperaturT1: max. 450 °CT2: max. 300 °CT3: max. 200 °CT4: max. 135 °CT5: max. 100 °CT6: max. 85 °C

Die Kennzeichnung IIA, IIB und IIC gilt in Zusammenhang mit der Zündschutzart"d". Bei allen anderen Zündschutzarten steht an dieser Stelle lediglich II.

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5.7 Mechanische Geräte gemäß EU-Richtlinie 94/9/EG

Gegenüber elektrischen Geräten weisen mechanische Geräte für den Einsatz in explo-sionsgefährdeter Umgebung bedeutende Unterschiede auf:

Im Gegensatz zu den elektrischen Geräten wird der Gas- und Staubexplosions-schutz in der gleichen Normenreihe behandelt.

Eigenverant-wortung des Herstellers

Wenn zukünftig die Normenreihe EN13463 vorliegt, ist jeder Hersteller in der Lage, diemechanischen Geräte für den Einsatz als Gerätekategorie 2 oder 3 in Eigenverantwor-tung als explosionsgeschützte Geräte für den Gas- und Staubbereich zu deklarieren.Hierbei ist auch wesentlich, dass der Hersteller die Geräte der Kategorie 2 in Eigenver-antwortung für den Einsatz in den Zonen 1 bzw. 21 zulässt. Bei elektrischen Betriebs-mitteln ist hierfür eine EG-Baumusterprüfung notwendig.

Neue Zünd-schutzarten

Mit der gleichen Norm werden neue Zündschutzarten definiert. Verschiedene Zünd-schutzarten für mechanische Geräte werden zukünftig anwendbar sein.

Kategorie 3 Um Getriebe als Geräte der Kategorie 3 kennzeichnen zu dürfen, muss der Herstellerdie Erfüllung der EN13463-1 nachweisen. Die EN13463-1 hat den Titel “GrundlegendeMethodik und Anforderungen“. Die Kennzeichnung für diese Kategorie beinhaltet keineZündschutzart.

Kategorie 2 Sollen nun Getriebe als Geräte der Kategorie 2 gekennzeichnet werden, müssen zweiTeile der Normenreihe EN13463 erfüllt werden. Dem Hersteller ist es überlassen, wel-chem weiteren Teil (2 - 8) neben Teil 1 noch entsprochen wird. In Abhängigkeit des aus-gewählten Teiles ist die Zündschutzart definiert. Von größter Bedeutung für die Getrie-betechnik sind die EN13463-5 und EN13463-8. Die EN13463-5 hat den Titel “Konstruk-tive Sicherheit“ und entspricht der Zündschutzart “c“. Die EN13463-8 hat den Titel “Flüs-sigkeitskapselung“ und entspricht der Zündschutzart “k“.

Da die Normenreihe EN13463 noch in der Entwicklung ist, kann an dieser Stelle nochkeine detaillierte Information über den Inhalt der Zündschutzarten gegeben werden bzw.welche charakteristischen Eigenschaften diese Zündschutzarten haben.

Zündschutzart Beschreibung Anwendung

“c“Konstruktive Sicher-heit nach EN13463-5

Eine Explosionsschutzart, bei der bauliche Maßnah-men angewendet werden, um Schutz gegen eine mögliche Entzündung durch bewegte Teile, erzeugte heiße Oberflächen, Funken und adiabatische Kom-pressionen zu gewährleisten.

Für alle nichtelektrischen Geräte der Kategorie 2G und 2D, sofern sie keine Zündquellen enthalten, die durch zu erwartende Störungen ent-stehen können.

“k“Flüssigkeitskapselung

nach EN13463-8

Eine Schutzart, bei der potenzielle Zündquellen nicht aktiv werden können oder von der zündfähigen Atmos-phäre getrennt werden, entweder durch vollständiges Eintauchen in eine Schutzflüssigkeit oder durch teil-weises Eintauchen und ständiges Benetzen ihrer akti-ven Oberflächen mit einer Schutzflüssigkeit, so dass eine explosionsfähige Atmosphäre, die sich über der Flüssigkeit oder außerhalb des Gerätegehäuses befin-den kann, nicht entzündet wird.

Für alle nichtelektrischen Geräte der Kategorien 2G, 2D, 3G und 3D.

ok!

Die explosionsgeschützten Getriebe von SEW-EURODRIVE sind immer für Anwendun-gen in den Kategorien II2G/II2D ausgeführt. Sie erfüllen damit automatisch die Anforde-rungen der Kategorien II3G/II3D, d. h. explosionsgeschützte Getriebe der KategorienII2G/II2D können auch für Anwendungen in den Kategorien II3G/II3D eingesetzt wer-den.

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5.8 Obligatorische Begleitdokumentation

Betriebsanleitung Zu jedem Gerät muss eine Betriebsanleitung mit mindestens folgendem Inhalt vorhan-den sein:

• generelle und spezielle Sicherheitshinweise

• eindeutige Angaben zur Identifikation des Gerätes analog zum Leistungsschild

• eindeutige Angaben zur bestimmungsgemäßen Verwendung

• Warnung vor den Folgen nicht bestimmungsgemäßen Einsatzes, der erfahrungsge-mäß vorkommt

• wichtige technische Daten und Pläne / Schemata für Montage, Installation, Inbetrieb-nahme und Wartung

• ausführliche Anweisungen zur sicheren Montage, ggf. Demontage, Installation, Inbe-triebnahme und Betrieb

• ausführliche Angaben zur sicheren Störungsbeseitigung und Wartung

einschließlich aller hierzu notwendigen Pläne und Zeichnungen.

Sprache des Verwenderlandes

Die Betriebsanleitung muss in der Sprache des Verwenderlandes und in der Ursprungs-sprache vorliegen.

Verfügbarkeit am Installationsort

Die Betriebsanleitung gilt als wichtiges Dokument, das die Installation, Inbetriebnahmeund Wartung bzw. Störungsbeseitigung oder Reparatur mit verpflichtenden und sicher-heitsrelevanten Anweisungen und Informationen begleitet. Sie gehört zum Gerät undmuss jederzeit für Arbeiten mit und am Gerät zur Verfügung stehen.

Der Lieferant des Gerätes stellt sie bei Lieferung des Antriebs an den Maschinen- undAnlagenbauer dem Gerät bei. Der Anlagenbauer ist verpflichtet, dem Betreiber der An-lage die Anleitung weiterzureichen.

Konformitäts-erklärung

Jedem Gerät ist außerdem die Konformitätserklärung des Herstellers, ggf. auch eineKopie der EG-Baumusterprüfbescheinigung beizustellen.

51294AXXBild 4: Betriebsanleitungen als obligatorische Begleitdokumentation

Explosionsgeschützte Verstellgetriebe

VARIMOT ® und Zubehör

Ausgabe09/2000

Betriebsanleitung1050 6802 / DE

Explosionsgeschützte Verstellgetriebe

VARIBLOC® und Zubehör Ausgabe

09/2000

Betriebsanleitung1050 6004 / DE

04/2000Explosionsgeschützte Getriebe

Typenreihen R..7, F..7, K..7, S..7, Spiroplan® W

Ausgabe

11/2002

Betriebsanleitung1055 520x / DE

Explosionsgeschützte Drehstrommotoren,

Drehstrombremsmotoren

Ausgabe

03/2002

Betriebsanleitung

1053 3605 / DE

MOVI-SWITCHÆ in Kategorie 3D

(Staub-Explosionsschutz)

Ausgabe

07/2000

Betriebsanleitung

10504400 / DE

A


6Gas-Explosionsschutz

6 Gas-Explosionsschutz6.1 Einteilung

Die EU-Richtlinie 94/9/EG übernimmt im Wesentlichen die schon bisher bestehendenRegelwerke für elektrische Geräte und ergänzt sie durch die Einteilung in Kategorien.

Zündtemperatur Nach Feststellung des Gefährdungsgrads und damit der Zone durch den Anlagenbetrei-ber ermittelt der Anlagenbetreiber für das in Frage kommende Gasgemisch die Zünd-temperatur.

Temperaturklasse / Explosionsgruppe

Aus der Zündtemperatur wird die Temperaturklasse T.. abgeleitet. Eine weitere Kenn-größe der Gas-Luft-Gemische ist die Explosionsgruppe, d. h. die Fähigkeit zum Zünd-durchschlag (relevant für Zündschutzart d). Die Gefährlichkeit nimmt dabei von Explo-sionsgruppe IIA bis IIC zu. Gase der Explosionsgruppe IIC sind die gefährlichsten.

Gase und Dämpfe Zündtempe-ratur °C1)

Temperaturklasse1) Explosionsgruppe1)

T1 [°C] T2 [°C] T3 [°C] T4 [°C] T5 [°C] T6 [°C]IIA IIB IIC

> 450 300 ... 450 200 ... 300 135 ... 200 100 ... 135 85 ... 100

Acetaldehyd 140

Aceton 540

Acetylen 305

Ammoniak 630

Benzine 220 - 300

Benzol (rein) 555

Cyclohexanon 430

Dieselkraftstoffe 220 - 300

Essigsäure 485

Essigsäureanhydrid 330

Ethan 515

Ethylacetat 460

Ethylalkohol 425

Ethylchlorid 510

Ethylen 425

Ethylether 170

Ethylglykol 235

Heizöle 220 - 300

Kohlenoxid 605

Methan 595

Methanol 455

Methylchlorid 625

Naphthalin 540

n-Butan 365

n-Butylalkohol 340

n-Hexan 240

Phenol 595

Propan 470

Schwefelkohlenstoff 95

Schwefelwasserstoff 270

Stadtgas 560

Toluol 535

Wasserstoff 560

1) Angaben sind ohne Gewähr - bitte im Einzelfall an geeigneter Stelle nachprüfen!

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6

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as-Explosionsschutz

Gerätekategorie Der nächste Schritt ist die Festlegung der Gerätekategorie. Wesentliche Kriterien hier-zu sind:

• die Zone

• Bedingungen am Einsatzort, die ggf. einheitliche Geräteausrüstung erforderlich ma-chen

6.2 Zündschutzarten

Die Festlegung der Zündschutzart wird im Falle von mehreren Möglichkeiten von fol-genden Gesichtspunkten beeinflusst:

• den Kosten

• typischen landesspezifischen Gepflogenheiten

• Bedingungen am Einsatzort, die ggf. einheitliche Geräteausrüstung erforderlich ma-chen

• der Betriebsart

51291AXXBild 5: Motor in der Zündschutzart "Erhöhte Sicherheit", Ausführung II2GEExe

G




“d“Druckfeste Kapselung

nach EN 50018

Potenzielle Zündquellen werden in einem druckfesten Gehäuse so eingeschlossen, dass zwar das explosive Gasgemisch eindringen kann und sich auch ggf. ent-zündet. Durch definierte “Zündspalte“ wird aber die Abkühlung des im Innern verbrannten Gemisches auf dem Weg nach außen erzwungen. Die jetzt ungefähr-lich niedrige Temperatur verhindert eine Entzündung der äußeren Atmosphäre. Je nach Zündfähigkeit und Explosivkraft der in Betracht zu ziehenden Gas-Luft-Gemische werden sie nach Explosionsgruppen unter-teilt. Die Konstruktion der druckfesten Gehäuse ist abhängig von den damit verbundenen experimentell ermittelten “Grenzspaltwerten“ der Zündspalte. Zur Bezeichnung des druckfest gekapselten Gerätes gehört deshalb grundsätzlich auch die Explosions-gruppe.

Im Bereich der elektrischen Antriebs-technik hauptsächlich für Geräte, bei denen betriebsmäßig auch Funken entstehen: Kollektor-, Kommutator-, Schleifringläufermaschinen, mechani-sche Bremsen. Auch für Kurzschluss-läufermaschinen üblich, wenn besonders hohe Gefährdungspoten-ziale vorliegen, der Taktbetrieb aus der vorher ständerkritischen eine läu-ferkritische Maschine macht, die nicht mehr über Kaltleiter geschützt wer-den kann, oder wenn elektronische Drehzahlregelung in Zone1-Anwen-dungen gefordert ist.

“e“Erhöhte Sicherheit

nach EN 50019

Um das Risiko von Funkenbildung während des Betriebs zu verringern, werden besondere konstruk-tive Maßnahmen, wie z. B.• Einhaltung von Mindestluftspalten,• Beachtung der Luft- und Kriechstrecken, • spezielle Auswahl der Lackdrähte,• sorgfältige Auswahl der eingesetzten Kunst- und

Isolierstoffe

ergriffen. Zur Vermeidung unzulässig hoher Oberflä-chentemperaturen werden bei der elektrischen Ausle-gung die kritischen Teile berücksichtigt. Der Nachweis, dass die zulässigen Oberflächentemperaturen einge-halten werden, muss durch aufwändige Messungen erbracht werden. Bei der Auslegung der Geräte und der anschließenden Prüfung muss ein Fehler betrach-tet werden. Durch die Summe dieser Maßnahmen ist die Zündung von Luft-Gasgemischen praktisch ausgeschlossen.Durch spezielle Überwachung der potenziellen Zünd-quelle mit Motorschutzschalter oder Kaltleitertempera-turfühler wird sichergestellt, dass es nicht zur Erwärmung auf zündgefährliche Temperaturen kom-men kann. Bei Blockade des Motors aus betriebswarmem Zustand muss der Motorschutzschalter bei dem angegebenen Ia/In innerhalb der tE -Zeit den Motor abschalten.Bei der Verwendung von Kaltleitertemperaturfühlern (TF) als alleiniger Überwachung wird eine tA-Zeit ermittelt und angegeben. Innerhalb dieser Zeit muss bei Blockade des Rotors aus kaltem Zustand der TF auslösen.

Diese Zündschutzart ist nur für Geräte geeignet, bei denen typisch keine Zündfunken zu erwarten sind. Im Bereich der elektrischen Antriebs-technik wird die Zündschutzart “e“ im Leistungsbereich bis ca. 50 kW hauptsächlich bei Kurzschlussläufer-motoren für den Dauerbetrieb in Zone 1 mit fester Netzspannung und Fre-quenz angewendet. In Ausnahmefäl-len (Einzelzulassung) können auch elektronisch drehzahlgeregelte Kurz-schlussläufermotoren in “e“ ausge-führt werden. Auch Einzelzulassungen für Betriebsarten S2, S3, S4 sind bis zu gewissen Grenzen möglich.Weiter wird “e“ häu-fig in Kombinationen z. B. mit “d“ ver-wendet: z. B. druckfeste Maschine mit Klemmenkasten in “e“.

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as-Explosionsschutz


“i“Eigensicherheit nach

EN 50020

Eigensichere Stromkreise zeichnen sich dadurch aus, dass durch Energiebegrenzung im Fehlerfall weder ein Funke noch ein thermischer Effekt in der Lage sind, die Entzündung einer explosionsfähigen Atmosphäre auszulösen.

Eigensichere Geräte in der elektri-schen Antriebstechnik sind z. B. Sen-soren aller Art.

“nA“nicht funkend nach

EN 50021

Die konstruktiven und auslegungstechnischen Anfor-derungen der Zündschutzart “nA“ entsprechen weitge-hend denen der Zündschutzart “e“. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass bei der Zündschutzart “nA“ nur der ungestörte Betrieb (keine Fehler) betrach-tet werden muss.

Zündschutzart nA wird vornehmlich für Geräte der Kategorie 3G genutzt.

nA

G



6.3 Zündschutzart “e“ - Standard für Netz-Drehstrommotoren in Zone 1

Die Zündschutzart “e“ ist vor vielen Jahrzehnten in Deutschland entwickelt worden undseither in der Praxis erprobt. Mit IEC60079-7 fand diese Zündschutzart Eingang in dieinternationale Normung und wurde folgerichtig auch in die Reihe der europäischen har-monisierten Normen als EN50019 aufgenommen.

"e": besonders ökonomisch

Im Gegensatz zur Zündschutzart “d“ ist die “erhöhte Sicherheit“ eine sehr kostengüns-tige und Platz und Gewicht sparende Zündschutzart, die inzwischen in Europa weiteVerbreitung findet.

Die Anwendung von Zündschutzart “e“ in Zone 1 steht heute in Europa für den Bereichder Kurzschlussläufermotoren bis ca. 50 kW im Vordergrund. In Deutschland sind ca.75 bis 80 % der Motoren in Zone 1 nach “e“ geschützt.

Prinzip Das Prinzip der Zündschutzart “e“ ist die Vermeidung von Zündquellen. Das Funktions-prinzip des Asynchronmotors lässt keine betriebsmäßig zu erwartenden Funken zu.Konstruktive Maßnahmen sorgen dafür, dass die dennoch möglichen Risikofaktorendurch Betriebsstörungen und Gerätefehler auf ein Mindestmaß reduziert werden.

Dauerbetrieb Bei allen Motoren für die Anwendung überwiegend im Dauerbetrieb wird das verblei-bende Hauptrisiko - die Überlastung und damit die erhöhte Oberflächentemperatur -durch bewährte Überwachungseinrichtungen beherrscht.

Alleiniger Schutz durch Motor-schutzschalter

Von einer benannten Stelle zugelassene Motorschutzschalter sind auf den Nennstromdes Motors einzustellen. Aus der Kennlinie des Schutzschalters und des Anlaufstrom-verhältnisses IA/IN des Motors kann die Auslösezeit des Schutzschalters bestimmt wer-den. Diese muss kleiner sein als die tE-Zeit des Motors.

Alleiniger Schutz durch Kaltleiter

In die Motorwicklung sind Kaltleitertemperaturfühler eingebaut. Diese werden an ein zu-gelassenes Kaltleiter-Auslösegerät angeschlossen. Wird der Motor, ausgehend vondem kalten Zustand, im blockierten Zustand an das speisende Netz geschaltet, so ver-streicht bis zum Ansprechen des Kaltleiter-Auslösegeräts die Zeit tA. Voraussetzung ist,dass es sich hierbei um einen ständerkritischen Motor handelt, d. h. die höchste Tem-peraturerhöhung findet im Stator statt. Das Anlaufstromverhältnis IA/IN hat hierbei diegleiche Bedeutung wie bei einem Motor, der mittels Motorschutzschalter geschützt ist.

Schutz durch Motorschutz-schalter und Kaltleiter

Die Sicherheit wird beträchtlich erhöht. Nur das Überwachungsprinzip mit Motorschutz-schalter wird bescheinigt.

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as-Explosionsschutz

Baumuster-Prüf-bescheinigung

Die unter definierten Spannungs- und Frequenzbedingungen im Rahmen der EG-Bau-musterprüfung nachgewiesenen Eigenschaften der Motoren in Verbindung mit demÜberwachungssystem werden in der Prüfbescheinigung der benannten Stelle festge-halten.

Einschränkungen für "e"

Mit Ausnahme aufwändiger Einzelzulassungen ist die Zündschutzart “e“ in folgendenFällen nicht möglich:

• Drehstrom-Kurzschlussläufermotoren für Aussetzbetrieb, Schaltbetrieb, Kurzzeitbe-trieb und andere, die nicht zuverlässig gegen Überlast zu schützen sind

• elektrische Maschinen mit Schleifringen, Kommutatoren und Kollektoren (Funkenbil-dung)

• Betrieb am Frequenzumrichter

Die typische Zündschutzart ist hier die druckfeste Kapselung "d".

Die folgende Grafik zeigt den beispielhaften Temperaturverlauf an einem Motor mit blo-ckierter Welle. Durch die Störung erwärmt sich der Motor sehr schnell und kann inner-halb kurzer Zeit kritische Temperaturen erreichen. Die Temperatur steigt von der Nenn-temperatur ϑN in der Erwärmungszeit tE auf die maximal zulässige Oberflächentempe-ratur T3 = 200°C an.

Um den Motor wirksam vor unzuzlässig hohen Temperaturen zu schützen, muss dieTrennung des Motors vom speisenden Netz in einer Zeit erfolgen, die kleiner als die Er-wärmungszeit tE ist.

51015AXX

ϑW = Maximal zulässige Temperatur der WicklungϑN = Beharrungstemperatur des Motors im ungestörten Betriebϑamb = Umgebungstemperatur

200

175

150

125

100

75

50

25

0

ϑ [°C]

ϑamb

ϑN

ϑW

tE

t

T3

G



Zu diesem Zweck werden spezielle Motorschutzschalter mit einer Auslösekennlinie ge-mäß EN50019 eingesetzt (→ folgende Grafik).

In der Praxis bedeutet dies für Motoren mit Zündschutzart "e", dass abhängig vom Ver-hältnis Anlauf- zu Nennstrom (IA/IN), die Erwärmungszeit tE oberhalb der Auslöse-kennlinie (M) liegen muss. Die Abschaltzeit des Motorschutzschalters muss unter-halb der Auslösekennlinie (S) liegen.

Beispiel Antrieb nach II 2G EEx e II T3: eDT80N4 / tE = 22 s / IA/IN = 4,4

51016AXX

S = Bereich der SchutzeinrichtungM = Bereich der Motoren

5

10

20

40

60

120

1 1.5 2 43 5 6 7 8 9 10

EN 50019

tE

[s]

IA/IN

M

S

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as-Explosionsschutz

6.4 Besonderheiten bei drehzahlgeregelten Drehstrommotoren

Kurzschlussläufermotoren werden heute, abgesehen von mechanischen Verstellgetrie-ben, typisch in Verbindung mit Frequenzumrichtern in der Drehzahl geregelt.

Der Explosionsschutz solcher Antriebe ist anders zu lösen als bei Netzbetrieb, weil

• Spannung und Frequenz variabel sind

• die variable Drehzahl infolge der unterschiedlichen Kühlwirkung der Lüfter die ther-mische Entwicklung zusätzlich beeinflusst

Man unterscheidet in explosionsgeschützte Motoren mit Umrichtern außerhalb des ge-fährdeten Bereiches und Motoren mit integriertem Frequenzumrichter.

Einsatz von Kategorie 2G in Zone 1

Die erstgenannten umrichtergespeisten Antriebe der Kategorie 2G für Zone 1 könnenentweder in Zündschutzart “d“ oder in “e“ ausgeführt werden.

Die Ausführung in “e“ ist aufwändig, für einzelne Antriebe im Allgemeinen zu teuer undwegen der obligatorischen Konformitätsbescheinigung jeder einzelnen Kombinationaus Umrichter, Motor und Überwachungssystem mit der beabsichtigten Funktion auchoft von der Lieferzeit her nicht akzeptabel.

Der druckfeste Motor dagegen kann unabhängig vom einzelnen Umrichterfabrikat unterBerücksichtigung des maximalen Drehzahlstellbereichs für den Umrichterbetrieb alsBaumuster geprüft werden.

Die thermische Überwachung des druckfesten Motors erfolgt durch Kaltleiter als alleini-gen Schutz. Der Umrichterstrom muss auf einen festen Maximalwert bis 2 x IN begrenztwerden. Die Frequenz darf 110 % der geprüften Frequenz nicht überschreiten.

Explosionsgeschützte Umrichtermotoren für Zone 1 werden ausschließlich in druckfes-ter Kapselung geliefert.

Einsatz von Kategorie 3 in Zone 2 oder 22

Drehzahlgeregelte Anwendungen in Zone 2 und 22 werden bevorzugt mit Drehstrom-Kurzschlussläufermotoren der Kategorie 3 und laut technischer Spezifikation zugelas-senen Frequenzumrichtern im Schaltschrank außerhalb der explosionsgefährdetenZone projektiert. Dabei ist Voraussetzung, dass der Motor mit eingeschränktem Dreh-moment betrieben wird. Die thermische Überwachung erfolgt ausschließlich mit Kaltlei-tern und zugelassenem Auslösegerät.

G



Für den Betrieb in Zone 22 empfehlen sich auch Umrichtermotoren MOVIMOT® der Ka-tegorie 3D.

51283AXXBild 6: Getriebemotor mit integriertem Frequenzumrichter MOVIMOT® in der Ausführung II3D

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7

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taub-Explosionsschutz

7 Staub-ExplosionsschutzDem Staubexplosionsschutz kommt mit der neuen Zoneneinteilung nach EU-Richtlinie1999/92/EG inzwischen eine angemessenere Bedeutung zu. Staubexplosionen tretenhäufiger auf als man vermuten sollte. Dabei stehen Stäube von Nahrungs- und Futter-mitteln im Vordergrund.

Der Staub-Explosionsschutz war bisher nur unvollkommen geregelt. Ein Großteil der inder Zone 11 zum Einsatz gekommenen elektrischen Geräte war bisher nicht zertifiziert.

51284AXXBild 7: Bremsmotor in der Ausführung II3D (Staub-Explosionsschutz)

S


7Staub-Explosionsschutz

Unterschied zu Gas

Im Gegensatz zum Explosionsschutz bei gasförmiger Atmosphäre muss bei Staub be-achtet werden, dass

• sich Staub nicht verflüchtigt, sondern in immer dicker werdender Schicht ablagert

• der Staub-Explosionsschutz sehr stark von den Betriebsbedingungen abhängt

Eine zündfähige Gasatmosphäre kann durch kräftiges Lüften so weit verdünnt werden,dass keine Explosionsgefahr mehr besteht. Wendet man das gleiche Verfahren beiStaubablagerungen an, so werden diese aufgewirbelt, verteilen sich und bilden ihrer-seits wieder zusätzliche Gefahrenquellen. Die Staubschichten behindern die Kühlungder Geräte und bilden somit ein zusätzliches Zündrisiko. Das bedeutet, dass mit demStaub-Explosionsschutz die regelmäßige Reinigung der entsprechenden Geräte zwin-gend verbunden ist.

Aus diesen Gründen werden für den Bereich zündfähiger Stäube drei Kenngrößen:

• Zündtemperatur

• Glimmtemperatur

• maximale Oberflächentemperatur

verwendet.

7.1 Kenngrößen zum Staubexplosionsschutz nach EN50281-1-1:1998

Glimmtemperatur Die niedrigste Temperatur einer heißen Oberfläche, bei der sich eine abgelagerteSchicht brennbaren Staubes von 5 mm Dicke gerade entzündet, heißt Glimmtempe-ratur T5mm.

Zündtemperatur Die niedrigste Temperatur, bei der sich eine Staubwolke (Staub-Luft-Gemisch) mitbrennbarem Staub einer Korngröße zwischen ca. 0,02 und 0,4 mm und einer Konzen-tration zwischen 20 g/m3 und 2 kg/m3 gerade entzündet, heißt Zündtemperatur TCI .

Maximale Ober-flächentemperatur

Die maximale Temperatur, die ein Gerät während des Nennbetriebs und im gestörtenBetrieb erreicht, heißt Maximale Oberflächentemperatur Tmax und ist Bestandteil derGerätekennzeichnung.

Bezugstemperatur Diese Temperaturangaben beziehen sich, falls nicht anders gekennzeichnet, auf einemaximale Umgebungstemperatur von 40 °C.

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7

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Wechselwirkung Tückisch ist der mögliche Wechsel zwischen aufgewirbeltem und abgelagertem Staub:die erhöhte Staubkonzentration in der Staubwolke verringert tendenziell die Explosions-gefahr, die größere Dicke der abgelagerten Schicht erhöht sie.

Aus diesem Grund muss ein ausreichender Sicherheitsabstand zwischen der zulässi-gen Oberflächentemperatur der Geräte und der Zünd- bzw. Glimmtemperatur des Stau-bes eingehalten werden.

Zusammenhänge zwischen der maximalen Oberflächentemperatur und der Glimm-bzw. Zündtemperatur:

• Tmax = T5mm - 75K

• Tmax = 2/3 × TCI

Bei der Festlegung der maximal zulässigen Oberflächentemperatur der Geräte ist derkleinere der beiden Werte Tmax zu berücksichtigen.

Beispiel Antriebe für ein Getreidesilo sollen beschafft werden. Die Werte für Tmax aus der Tabel-le "Temperatur-Kennzahlen ausgewählter Stäube" betragen 215 °C aus der Glimmtem-peratur und 280 °C aus der Zündtemperatur. Die maximal zulässige Oberflächentempe-ratur darf 215 °C nicht überschreiten.

Wenn Staubablagerungen über 5 mm zu erwarten sind, muss die maximal zulässigeOberflächentemperatur des Gerätes entsprechend vermindert werden. Folgende Kur-venschar gibt hierzu Anhaltswerte.

50267AXXBild 8: Glimmtemperatur in Abhängigkeit von der Schichtdicke

400

400°C � T5mm

320°C � T5mm � 400°C

250°C � T5mm � 320°C

300

200

100

00 10 20 30 40

a [mm]50

Tmax [°C]

T5mm

S



Eine Übersicht über Feststoffe, die in Staubform durch Wolken oder Ablagerungen Ex-plosionsgefahr hervorrufen können, bietet die folgende Tabelle.

Stoffbezeichnung

Staubwolke Staubablagerung

Zündtemperatur1)

[°C]

1) Angaben sind ohne Gewähr - bitte im Einzelfall an geeigneter Stelle nachprüfen!

Tmax1)

[°C]Glimmtemperatur1)

[°C]Tmax

1)

[°C]

Aluminium 530 353 280 205

Baumwolle 560 373 350 275

Braunkohle 380 253 225 150

Eisen 310 207 300 225

Getreide 420 280 290 215

Holzmehl 400 267 300 225

Kakao 580 387 460 385

Kautschuk 460 307 220 145

Kork 470 313 300 225

Magnesium 610 407 410 335

Milchpulver 440 293 340 265

Papier 540 360 300 225

Polyvinylacetat 500 333 340 265

PVC 530 353 380 305

Ruß 620 413 385 310

Schwefel 280 187 280 205

Soja 500 333 245 170

Stärke 440 293 290 215

Steinkohle 590 393 245 170

Tabak 450 300 300 225

Tee 510 340 300 225

Torf 360 240 295 220

Weizenmehl 480 320 450 375

Zink 570 380 440 365

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7

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7.2 Neue Zoneneinteilung nach EU-Richtlinie 1999/92/EG

Mit Einführung der Richtlinie 1999/92/EG ergeben sich grundlegende Änderungen fürden Bereich brennbarer Stäube.

Neu ist die Übernahme der IEC-Einteilung der explosionsgefährdeten Atmosphäre mitzündfähigen Staub-Luft-Gemischen in 3 Zonen (Bild 9):

• Zone 20 (bisher Zone 10),

• Zone 21 (bisher Zone 10 bzw.11) und

• Zone 22 (bisher Zone 11).

Vergleich: "alte" und "neue" Zonen

Hierbei muss beachtet werden, dass Bereiche der “alten“ Zonen 10 und 11 nicht auto-matisch in die Zonen 20, 21 bzw. 22 übergehen. Die Zoneneinteilung muss anhand derneuen Forderungen überprüft werden. Diese Situation wird sich nach dem 01.07.2003(Ablauf der Übergangsfrist) noch verschärfen, da spätestens ab diesem Zeitpunkt nurnoch Geräte verkauft werden dürfen, die für die neue Zonen-Einteilung zugelassen sind.

Aus diesem Grund sollten sich die Betreiber von Anlagen schon frühzeitig über die neueZoneneinteilung informieren.

Hilfe Sind auf Seiten des Anlagenbetreibers hier Unsicherheiten vorhanden, wird dringendempfohlen, die Hilfe der zuständigen Überwachungsstelle (z.B. TÜV) oder der Berufs-genossenschaft in Anspruch zu nehmen.

05992ADEBild 9: Veränderung der Zoneneinteilung

Zone 10

Zone 11

Zone 20

Zone 21

Zone 22

Normung 1999/92/EGBisherige EU-Richtlinie

S



7.3 Normen / Ausführungsbestimmungen zum Staubexplosionsschutz

Die Forderungen der EU-Richtlinie 1999/92/EG wurden für den Bereich elektrischer An-lagen mit Einführung der EN60079-14 (Errichtungsbestimmungen) sowie EN50281-1-2(Gerätebestimmungen) umgesetzt.

Im Unterschied zum Gasexplosionsschutz für elektrische Geräte mit mehreren Zünd-schutzarten sind beim Staubexplosionsschutz keine unterschiedlichen Zündschutzartenbekannt.

IP-Schutzarten Ein maßgebendes Konstruktionskriterium für Geräte, die in Bereichen mit Staubexplo-sionsgefährdung eingesetzt werden, ist u. a. die Erfüllung bestimmter IP-Schutzarten(Schutz gegen Eindringen von Fremdkörpern gem. EN60529).

Für elektrische Geräte der Kategorie 3 wird die Einhaltung von mindestens IP54 gefor-dert, für Kategorie 2 ist mindestens IP6X erforderlich. Bild 10 zeigt einen Prüfling in derStaubschutzprüfkammer.

IP-Schutzart Beschreibung Anwendung

“IP65“Staubdichte Gehäuse

nach EN50281-1-1

Die Bauart der Gehäuse ist so, dass Staub nicht in das Gehäuse eindringen kann. Somit müssen Zündquellen im Inneren des Gehäuses nicht weiter betrachtet wer-den. Lediglich das Gehäuse selbst kann eine Zünd-quelle darstellen (Oberflächentemperatur). Durch eine permanente Temperaturüberwachung des Gehäuses kann ein effektiver Schutz realisiert werden.

Für alle elektrischen Geräte mit einem geschlossenem Gehäuse und Überwachung der Öberflächentempe-ratur.

“IP54“Staubgeschützte Gehäuse nach EN50281-1-1

Die Bauart der Gehäuse ist so, dass Staub nicht in gefährlichen Mengen in das Gehäuse eindringen kann. Somit müssen Zündquellen im Inneren des Gehäuses nicht weiter betrachtet werden. Lediglich das Gehäuse selbst kann eine Zündquelle darstellen (Oberflächentemperatur). Durch eine permanente Temperaturüberwachung des Gehäuses kann ein effektiver Schutz realisiert werden.

Für alle elektrischen Geräte der Kate-gorie 3D mit einem geschlossenen Gehäuse und Überwachung der Oberflächentemperatur.

IP65

IP54

51293AXXBild 10: Verstellgetriebemotor in der Staubschutzprüfkammer

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8

34

insatzbeispiele

8 Einsatzbeispiele8.1 Transport von Säcken / normale Umgebung

Abschieber Ein Abschieber am Ende des Bandes schiebt die Säcke in den Palettierer. Der Abschie-ber wird 900mal / h geschaltet und über eine Zahnstange mit einem 4-poligen Kegelrad-getriebemotor mit Bremse angetrieben. Die Bremse setzt den Abschieber jeweils in denEndlagen still.

Aufgrund von Reibkräften, Massenträgheitsmomenten und Ritzeldurchmesser an derAbtriebswelle ergeben sich rechnerisch folgende Daten:

– Mab = 70 Nm– nab = 130 min-1

Eingesetzt wird deshalb in der Anlage ein Kegelradgetriebemotor KA37 DT90S4/BMG

50194AXXBild 11: Abschieber-Antrieb

mit den folgenden Daten:

– Pmot = 1,1 kW

– Mab 0 79 Nm

– Betriebsfaktor SEW-fB = 2

– nab = 133 min–1

– i = 10,49

51285AXX

E


8Einsatzbeispiele

Palettierer Der Palettierer arbeitet als Hubwerk ohne Gegengewicht und wird mit einem 8/2-poligenGetriebemotor mit Bremse angetrieben.

Hubwerksdaten

– vhub = 0,6 ms-1

– mmax = 400 kg– 50 Zyklen / Stunde

Daraus wird berechnet

– Pmax = ca. 2,7 kW– Mstat = ca. 200 Nm

Gewählt wird ein Flachgetriebemotor

FA57 SDV112M8/2/BMG

mit den Daten

– P = 0,8 / 3 kW– nab = 32 /129 min-1

– i = 21,17– Wbr_max= 55,81 Ws

50223AXXBild 12: Palettierer-Antrieb

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8

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insatzbeispiele

8.2 Transport von Säcken / Zone 22

Die gleiche Maschinenkombination soll für das Abschieben von Mehlsäcken an einenPalettierer geliefert werden. Der Betreiber schreibt für diesen Bereich Explosionsgefähr-dung gemäß Zone 22 vor. Mit explosivem Mehlstaub ist selten und nur kurzzeitig zurechnen. Die für den Betrieb in Zone 22 zugelassenen Geräte der Kategorie 3D müssenmit ihrer maximalen Oberflächentemperatur unter den folgenden Werten der Grenztem-peratur liegen:

aus Zündtemperatur: 480 °C ⇒ Grenztemperatur = 2/3 × 480 °C = 320 °C

aus Glimmtemperatur: 450 °C⇒ Grenztemperatur = 450 °C - 75 K = 375 °C

Abschieber Für den Abschieberantrieb muss zusätzlich sichergestellt werden, dass die maximal zu-lässige einmalige Bremsarbeit für die entsprechende Bremse nicht überschritten wird.Da die maximale Bremsarbeit der Bremse BMG in der Kategorie 3D nicht reduziert ist,kann auf die Berechnung des Ausgangsantriebs zurückgegriffen werden.

Die thermische Ausnutzung des Motors durch den Schaltbetrieb darf den Bereich derWärmeklasse “B“ nicht überschreiten. Die Verwendung eines Motorschutzschalters zurÜberwachung ist nicht möglich. Das Bimetall hat eine kleine Zeitkonstante und neigtschon bei wenigen Schaltungen zum Auslösen.

Bei den geforderten 900 Schaltungen/h kann der Antrieb sinnvoll nur mit Kaltleitertem-peraturfühlern TF geschützt werden. Die Berechnung in diesem Antriebsfall ergibt:

– Zzul = Z0 × KJ × KM × KP ≥ 900 Schaltungen/h– Zzul = 2200 × 0,8 × 1 × 0,6 = 1050 Schaltungen/h

Als Antrieb wird ein Kegelradgetriebemotor KA37/II2D DT90S4/BMG/II3D 120° einge-setzt.

51287AXX

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8Einsatzbeispiele

Palettierer Explosionsgeschützte polumschaltbare Antriebe sind in ihrer Anpassungsfähigkeit anveränderte Arbeitsbedingungen eingeschränkt. Deshalb wurde beschlossen, den Palet-tierer - auch im Hinblick auf die zukünftige Anpassung an andere Abläufe - mit einemzertifizierten Umrichterantrieb, bestehend aus 4-poligem Getriebemotor und Frequenz-umrichter MOVITRAC® 31C, anzutreiben.

Die Rechnung ergibt einen Flachgetriebemotor des

Typs FA57/II2D DV112M4/BMG/II3D T120°, der mit einem Frequenzumrichter

MOVITRAC® 31C des Typs MC31C 030-503-4-00 betrieben wird.

51317AXX

Flachgetriebemotor in Aufsteckausführung, Ausführung Staubexplosionsschutz II3D120°, und Frequenzumrichter MOVITRAC® 31C

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insatzbeispiele

8.3 Transport von Säcken / Zone 1

Für die Anwendung in einem chemischen Betrieb ist der Einsatzbereich als Zone 1 de-finiert. Explosives Gas tritt gelegentlich bei Normalbetrieb auf.

Abschieber Für den getakteten Abschieber wird ein Bremsmotor der Ausführung II2G Eex ed IIB T3gewählt: Typ eDT90S4/BC2/HR/TF mit 1,1 kW

Die Schalthäufigkeitsüberprüfung ist identisch zu der des Falles 8.2.:

Zzul = 2200 × 0,8 × 1 × 0,6 = 1050 Schaltungen/h ≥ 900 Schaltungen/h

Der vollständige Getriebemotor heißt KA37/II2G eDT90S4/BC2/HR/TF mit i = 10,49.

Es muss zusätzlich geprüft werden, ob die einmalige maximale Bremsarbeit für dieBremse BC2 nicht überschritten wird. Die Berechnung ergibt als Bremsarbeit 70 Ws.Die maximale Bremsarbeit der Bremse BC2 liegt mit ca. 500 Ws bei den geforderten900 Schaltungen/h weit höher.

Palettierer Beim Einsatz eines Frequenzumrichters zur genauen Positionierung des Hubantriebsdes Palettierers ist ein druckfest gekapselter Bremsmotor erforderlich, der mit einemFrequenzumrichter MOVITRAC® oder MOVIDRIVE® betrieben wird.

Die Getriebe und druckfesten Motoren sind aufgrund ihrer Baumusterprüfung für denUmrichterbetrieb mit einem bestimmten maximalen Drehzahlstellbereich zugelassenund nicht wie bei der Zündschutzart “Erhöhte Sicherheit“ an bestimmte Frequenzum-richter gebunden. Die thermische Überwachung des druckfesten Motors erfolgt durchKaltleiter als alleinigen Schutz. Der Umrichterstrom muss auf einen festen Maximalwertbis 2 x IN begrenzt werden. Die Frequenz darf 110 % der geprüften Frequenz nicht über-schreiten.

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9Wartung und Instandhaltung

9 Wartung und Instandhaltung

Sämtliche Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten sind gemäß EU-Richtlinie 1999/92/EG von entsprechend qualifiziertem Personal durchzuführen. Es muss sichergestelltwerden, dass während der Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten keine zusätzlicheExplosionsgefahr entsteht.

Die Umsetzung der EU-Richtlinie 1999/92/EG in nationales Recht erfolgte in Deutsch-land durch die neue Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) vom 03.10.2002. Durchdie neue Betriebssicherheitsverordnung werden in Deutschland bis zum 30.06.2003,dem Ende der Übergangszeit zur Einführung der EU-Richtlinie 1999/92/EG, eine Reihevon Verordnungen ungültig, z. B.:

• ElexV

• Azetylenverordnung

Betriebssicher-heitsverordnung

Äußerste Sorgfalt Sämtliche Arbeiten in diesem Zusammenhang sind sorgfältig zu dokumentieren.

Provisorische Instandsetzung aus Zeitgründen zur Aufrechterhaltung der Produktion wi-derspricht dem Schutzgedanken und ist nicht erlaubt.

Bei sämtlichen Montage- und Demontagearbeiten muss auf jeden Fall die entsprechen-de Dokumentation des Herstellers beachtet werden.

Bei der Wartung und Instandhaltung muss zwischen allgemeiner Instandhaltung undbesonderer Instandsetzung unterschieden werden.

Gültige Richtlinie in der Europäischen Union

Umsetzung in deutsches Recht

94/9/EG: In Verkehr bringen (Pro-duktion) von explosionsgeschütz-ten Geräten

Gerätesicherheitsgesetz• Explosionsschutzverordnung

1999/92/EG: Betrieb (Instandhal-tung) von explosionsgeschützten Anlagen.

Arbeitsschutzgesetz• Gerätesicherheitsverordnung

Originaltext Betriebssicherheitsverordnung

Qualifizierung des Personals (7) Befähigte Person im Sinne dieser Verordnung ist eine Person, die durch ihre Berufsausbildung und ihre zeitnahe berufliche Tätigkeit über die erforderlichen Fachkennt-nisse zur Prüfung der Arbeitsmittel verfügt.

Prüfung nach Instandsetzung (3) Der Arbeitgeber hat sicherzustellen, dass Arbeitsmittel nach Instandsetzungsarbeiten, welche die Sicherheit der Arbeitsmittel beeinträchtigen können, durch befähigte Per-sonen auf ihren sicheren Betrieb geprüft werden.

Aufzeichnung der Prüfergebnisse Der Arbeitgeber hat die Ergebnisse der Prüfungen nach §10 aufzuzeichnen. Die zuständige Behörde kann verlan-gen, dass ihr diese Aufzeichnungen auch am Betriebsort zur Verfügung gestellt werden. Die Aufzeichnungen sind über einen angemessenen Zeitraum aufzubewahren, min-destens bis zur nächsten Prüfung. Werden Arbeitsmittel, die §10 Abs. 1 und 2 unterliegen, außerhalb des Unter-nehmens verwendet, ist ihnen ein Nachweis über die Durchführung der letzten Prüfung beizufügen..

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artung und Instandhaltung

9.1 Allgemeine Instandhaltung

Unter allgemeine Instandhaltung fallen alle Arbeiten, die den Explosionsschutz nicht be-rühren. Dies sind z.B. Austausch von Lagern, Erneuern von Dichtungen, usw. Bei die-sen Arbeiten sind auf jeden Fall entweder Original-Ersatzteile des Herstellers oder vomHersteller zugelassene Teile zu verwenden.

Qualifizierung des Personals

Die Arbeiten werden von qualifiziertem Personal gemäß Betriebssicherheitsverordnungdurchgeführt. Hierzu zählen auch Arbeiten, bei denen der druckfeste Raum eines Ge-rätes geöffnet werden muss. Bei diesen Arbeiten ist ein besonderes Augenmerk auf dieZündspalte zu legen. Werden die beschädigten Teile durch Originalteile des Herstellersersetzt, muss kein Sachverständiger hinzugezogen werden.

Bei allgemeiner Instandhaltung gilt:

Die Ausstellung einer Bescheinigung über die weitere Verwendbarkeit bezüglich desExplosionsschutzes ist nicht erforderlich. Es ist aber trotzdem angeraten, die durchge-führten Arbeiten zu dokumentieren.

9.2 Besondere Instandsetzung

Unter besondere Instandsetzung fallen alle Arbeiten, die den Explosionsschutz des Ge-rätes betreffen. Dies sind z.B. die Instandsetzung der Wicklung eines Motors der Zünd-schutzart “Erhöhte Sicherheit“ oder Arbeiten an den Zündspalten eines druckfest gekap-selten Gerätes.

Um diese Arbeiten durchführen zu können, ist eine entsprechende technische Ausstat-tung der Reparaturwerkstatt und Qualifikation des Reparaturpersonals erforderlich.

Einzelprüfung Nach der Instandsetzung ist das Gerät zu prüfen. Diese Prüfungen umfassen z.B. beider Neuwicklung eines Motors der Zündschutzart “e“ auch die Prüfung der Motorerwär-mung mit festgebremstem Läufer.

Bescheinigung Sind bei druckfest gekapselten Geräten z. B. die Zündspalte durch Kratzer beschädigt,so sind diese Teile durch Originalteile des Herstellers zu ersetzen. Qualifiziertes Perso-nal kann aber die Teile auch auf ihre weitere Verwendbarkeit prüfen und bei positivemUrteil eine entsprechende Bescheinigung ausstellen.

Werden die beschädigten Teile durch entsprechende Elemente ersetzt, die nicht vomHersteller stammen, ist ebenfalls eine Prüfung durch qualifiziertes Personal vorzuneh-men. Gemeint sind hier z.B. Teile, die von der Reparaturwerkstatt selbst angefertigtwerden.

Bei besonderer Instandsetzung gilt:

Die Durchführung von Instandsetzungsarbeiten erfolgt ausschließlich durch qualifizier-tes Personal. Die durchgeführten Maßnahmen sind zu dokumentieren. Zusätzlich wer-den auf dem Gerät die durchgeführten Arbeiten vermerkt. Wird ein Gerät beim Herstel-ler instandgesetzt oder nach der Instandsetzung durch den Hersteller geprüft, ist keineÜberprüfung erforderlich. In diesem Fall bescheinigt der Hersteller, dass das Gerät denAnforderungen des Explosionsschutzes entspricht.

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10Ausländische Vorschriften im Vergleich

10 Ausländische Vorschriften im Vergleich

IEC vs. Nord-amerikanische Vorschriften

Die meisten international anzutreffenden Regeln und Vorschriften zum Explosions-schutz ähneln sich insofern, als sie alle auf den zentralen Reglements des IEC (Interna-tional Electrotechnical Commission) aufsetzen. Hier werden, z. Z. nur für elektrischeGeräte, die Grundlagen für den Explosionsschutz, die Zoneneinteilung und die Baube-stimmungen definiert. Alle asiatischen, afrikanischen, mittel- und südamerikanischenLänder sowie Australien und Neuseeland sind ebenso von IEC beeinflusst wie die Län-der der Europäischen Union und alle anderen europäischen Länder. Nur der nordame-rikanische Kontinent mit den USA und Kanada macht hier eine Ausnahme, die sichdurchaus für alle anderen als Zugangsbeschränkung zu diesem Markt auswirkt.

Bei genauer Betrachtung gibt es in bestimmten, sehr stark von amerikanischen Firmenbeeinflussten Ländern Asiens oder Mittel- und Südamerikas punktuell auch Vorschrif-ten, meist in Form von Werksvorschriften, die aus den amerikanischen Regeln abgelei-tet sind. Grundsätzlich ist bei Aufträgen aus dem Nicht-EU-Ausland zu prüfen, welcheRegeln für Anwendungen in explosionsgefährdeter Umgebung gelten.

10.1 Nordamerikanische Vorschriften

Traditionell Class und Division

In USA und Kanada werden explosionsgefährdete Bereiche als

• Class I für brennbare Gase, Dämpfe, Nebel,

• Class II für brennbare Stäube und

• Class III für Fasern und Flusen aus dem textilen Umfeld

definiert. Je nach Häufigkeit und Dauer des Auftretens gefährlicher Konzentrationenwerden die Bereiche noch in

• Division I und

• Division II

unterteilt.

Dies ist die bisherige traditionelle Einteilung.

IEC-Einfluss Seit 1988 gilt in Kanada und seit 1996 auch in USA die Zoneneinteilung nach IEC füralle Class I - Bereiche. In Kanada ist die Zoneneinteilung seither für alle neu errichtetenAnlagen obligatorisch, in USA kann sich der Anwender für das für ihn geeignete Systementscheiden.

Weiter werden explosionsfähige Gase, Dämpfe und Nebel der Class I in Groups A, B,C und D eingeteilt. Bei brennbaren Stäuben der Class II unterscheidet man in GroupsE, F und G.

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usländische Vorschriften im Vergleich

Im Unterschied zu den auf IEC basierenden europäischen Vorschriften ist Group A diegefährlichste Gasgruppe, die Gefahr nimmt bis Group D ab.

Verwirrend ist, dass in Kanada im Zusammenhang mit der verbindlichen Einführung derZoneneinteilung nach IEC für alle Neuanlagen ab 1988 auch die Einstufung der Explo-sionsgefährlichkeit der Gase nach IEC vorgenommen wird: dabei ist die Group C dieGefährlichste.

Die Oberflächentemperaturen der Geräte werden entsprechend IEC in Temperaturklas-sen T1 (≤ 450 °C) bis T6 (≤ 85 °C) eingeteilt. Bei der (älteren) Einteilung in Divisions gibtes feine Zwischenstufen wie z. B. T2A, T2B, T2C und T2D usw., während bei der Zo-neneinteilung die Stufung gemäß IEC Anwendung findet. Auch beim Staubschutz wer-den bei der Divisions-Einteilung Temperaturklassen benutzt.

Normen und Vorschriften für explosionsge-schützte Anlagen

Die Einteilung von explosionsgefährdeten Bereichen, die Errichtung von elektrischenAnlagen in diesen Bereichen und die Bauvorschriften für entsprechende elektrische Ge-räte ist für die USA im National Electrical Code (NEC) und für Kanada im Canadian Elec-trical Code (CEC) geregelt.

Für Bau und Prüfung explosionsgeschützter Anlagen und Geräte gelten in den USA er-gänzende Vorschriften verschiedener Prüfungsgesellschaften wie insbesondere Under-writer's Laboratories (UL) und Factory Mutual (FM). Ohne Prüfzertifikate dieser Gesell-schaften wird der Betrieb explosionsgeschützter Anlagen in den USA erfahrungsgemäßdurch die Zulassungsbehörde nicht genehmigt.

In Kanada ist für die Prüfung und Zertifizierung die Canadian Standards Association(CSA) zuständig. Die Genehmigungsverfahren für den Betrieb explosionsgeschützterelektrischer Anlagen ähneln denen in den USA.

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11Normenübersicht

11 Normenübersicht

EN 60079-10 Elektrische Betriebsmittel für gasexplosionsgefährdete Bereiche(Teil 10: Einteilung der explosionsgefährdeten Bereiche)

EN 60079-14 Elektrische Betriebsmittel für gasexplosionsgefährdete Bereiche(Teil 14: Elektrische Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen (ausgenommenGrubenbaue))

EN 50014 Elektrische Betriebsmittel für explosionsgefährdete Bereiche (Allgemei-ne Bestimmungen)

EN 50018 Elektrische Betriebsmittel für explosionsgefährdete Bereiche: Druck-feste Kapselung "d"

EN 50019 Elektrische Betriebsmittel für explosionsgefährdete Bereiche: ErhöhteSicherheit "e"

EN 50020 Elektrische Betriebsmittel für explosionsgefährdete Bereiche:Eigensicherheit "i"

EN 50021 Elektrische Betriebsmittel für explosionsgefährdete Bereiche: Zünd-schutzart "n"

EN 50281-1-1 Elektrische Betriebsmittel zur Verwendung in Bereichen mit brenn-barem Staub (Teil 1-1: Elektrische Betriebsmittel mit Schutz durch Gehäuse - Kon-struktion und Prüfung)

EN 50281-1-2 Elektrische Betriebsmittel zur Verwendung in Bereichen mit brenn-barem Staub (Teil 1-2: Auswahl, Errichten und Instandhaltung)

EN 13237-1 Explosionsfähige Atmosphären: Explosionsschutz (Teil 1: Benennun-gen und Definitionen für Geräte, Schutzsysteme und Komponenten zur Verwendungin explosionsfähigen Atmosphären)

EN 13463-1 Nichtelektrische Geräte für den Einsatz in explosionsgefährdeten Be-reichen; Grundlegende Methodik und Anforderungen

EN 13463-5 Nichtelektrische Geräte für den Einsatz in explosionsgefährdeten Be-reichen; Grundlegende Methodik und Anforderungen (Teil 5: Zündschutzart"Schutz durch sichere Bauweise (konstruktive Sicherheit))"

EN 13463-8 Nichtelektrische Geräte für den Einsatz in explosionsgefährdeten Be-reichen; Grundlegende Methodik und Anforderungen (Teil 8: Zündschutzart"Schutz durch Flüssigkeitskapselung"

11.1 Bildnachweis

[1] Bild 1: Berufsgenossenschaftliches Institut für Arbeitsschutz - BIA (im Haupt-verband der gewerblichen Berufsgenossenschaften HVBG), St. Augustin

[2] Bild 2: Ex-Zeitschrift, Heft Nr. 7 vom 27.09.1995; Herausgeber: R. Stahl Schalt-geräte GmbH, Künzelsau

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iteraturverzeichnis

12 Literaturverzeichnis

Brenn- und Explosionsgrößen von Stäuben (BIA-Report), Hauptverband der ge-werblichen Berufsgenossenschaften, 12/97

Elektrischer Explosionsschutz nach DIN VDE 0165 (eine praxisnahe Einführung indie zu beachtenden Verordnungen, Normen und Richtlinien), E. Linienklaus, VDE-Verlag

Explosionsgeschützte Elektromotoren (Erläuterungen zu DIN VDE 0165, 0170/1und 0530 sowie einschlägigen Normen mit Hinweisen für die technisch-wirtschaftli-che Antriebsoptimierung), K. Falk, VDE-Verlag

Sicherheitstechnische Kennzahlen brennbarer Gase und Dämpfe; K. Nabert, G.Schön; Deutscher Eichverlag; 2. erw. Aufl. Braunschweig 1963, mit 5. Nachtrag 1980

Explosionsschutz, Explosionsschutzverordnung (ExVO), Verordnung über elek-trische Anlagen in explosionsgefährdeten Räumen (ElexV) (Kommentar undTextsammlung); W. Jeiter, M. Nöthlichs; Erich Schmidt Verlag, Bielefeld 1968

Explosionsgeschützte Maschinen der Schutzart "Erhöhte Sicherheit" (Ex)e (Band3 der PTB-Prüfregeln); H. Dreier, H. Stadler, U. Engel, H. Wickboldt; Deutscher Eich-verlag; Braunschweig 1969, Nachdruck 1978

Umrichtergespeiste Drehstromantriebe; U. Engel, H. Wickboldt; PTB-Mitteilungen98, Heft 1; 1988

Explosionsgeschützte Drehstrommotoren und die neuen Normspannungen; U.Engel, H. Wickboldt; ETZ Band 112, Heft 20; 1991

Grundsatzuntersuchungen für explosionsgeschützte elektrische Betriebsmittelzum Einsatz in Zone 2 (Abschlussbericht der PTB)

Explosionsgeschützte Drehstrommotoren in Zündschutzart "Druckfeste Kapse-lung" / Sichere Komponenten auch im Umrichterbetrieb; H. Grass

Installationstechnik in der Zone 2; K. de Haas; 11. Ex-Sachverständigen-Seminar;1991

Explosionsschutz bei Umrichterantrieben; U. Engel, H. Wickboldt; Tagungsunterla-gen zum ZVEI/FV1 Erfahrungsaustausch Umrichterspeisung; 1993

Neue Normspannung 400 V nach IEC38: Weiterbetrieb oder Umwicklung vonDrehstrommotoren; H. Greiner; ema, Elektrische Maschinen, Heft 4; 1993

Explosionsgeschützte Industriemotoren entsprechend Europanorm; H. Grass;Technische Information der Firma Felten & Guillaume

Explosionsgeschützte Elektromotoren; K. Falk; VDE-Schriftenreihe 64; VDE-Verlag;Berlin 1997

Veränderungen in den Rechtsgrundlagen des Explosionsschutzes; H. Wehinger;STAHL-Ex-Zeitschrift; 1996

Elektrische Betriebsmittel der Zündschutzart "n" für explosionsgefährdete Berei-che der Zone 2; B. Limbacher, W. Berner; STAHL-Ex-Zeitschrift; 1998

Elektroinstallation und Betriebsmittel in explosionsgefährdeten Bereichen; H.Olenik, H. Greiner u. A.; Verlag Hüthig & Pflaum; München 1999

Normung im Bereich des nichtelektrischen Explosionsschutzes; M. Kloska;STAHL-Ex-Zeitschrift; 1999

Explosionsschutz bei Getriebemotoren; H. Greiner; Danfoss Bauer SD 300

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13Glossar

13 Glossar

Baumusterprüfbescheinigung Die Bescheinigung einer benannten Stelle zur erfolgreichen Explosions-schutz-Prüfung eines Baumusters einer bestimmten Produktserie.

Bemessungswert Ein üblicherweise vom Hersteller angegebener qualitativer Wert für eine festgelegte Betriebsbedingung eines Geräts, Schutzsystems oder einer Komponente.

Benannte Stelle Gesetzlich autorisierte Stelle, die sachverständig Explosionsschutz-Prü-fungen durchführt und darüber Bescheinigungen erstellt.

Bestimmungsgemäße Verwendung Verwendung von Geräten, Schutzsystemen und Vorrichtungen entspre-chend der Gerätegruppe und -kategorie und unter Beachtung aller Her-stellerangaben, die für den sicheren Betrieb des Geräts notwendig sind. Die angegebenen Vorrichtungen sind: Sicherheits-, Kontroll- und Regel-vorrichtungen für den Einsatz außerhalb von explosionsgefährdeten Bereichen, die im Hinblick auf Explosionsgefahren jedoch für den siche-ren Betrieb von Geräten und Schutzsystemen erforderlich sind oder dazu beitragen.

CE-Zeichen In der Europäischen Union vorgeschriebenes Warenverkehrszeichen, das die Konformität des gekennzeichneten Produktes mit den zutreffenden Richtlinien des Rates der EU ausdrückt.

Druckfeste Kapselung Eine Zündschutzart, bei der alle Teile, die eine explosionsfähige Atmos-phäre zünden könnten, in einem Gehäuse angeordnet sind, das bei der Explosion eines explosionsfähigen Gemisches im Innern den Druck der Explosion aushält und eine Übertragung der Explosion auf die das Gehäuse umgebende explosionsfähige Atmosphäre verhindert.

Erhöhte Sicherheit Das Prinzip der Zündschutzart "e" ist die Vermeidung von Zündquellen. Konstruktive Maßnahmen sorgen dafür, dass die dennoch möglichen Risikofaktoren durch Betriebsstörungen und Gerätefehler auf ein Mindest-maß reduziert werden.

Explosion Verbrennungsvorgang, bei dem kurzfristig gefährlich hohe Energie freige-setzt wird.

Explosionsfähige Atmosphäre Gemisch aus Luftsauerstoff und brennbarem Gas oder Staub.

Explosionsgruppe Grad der Zündwilligkeit (Gefährlichkeit) explosionsfähiger Gase.

Explosionsschutz Maßnahme zur Verhinderung der Explosionsursache oder zur Vermei-dung schädlicher Folgen.

Gerätegruppe Die Geräte werden entsprechend der explosionsfähigen Atmosphäre, in der sie verwendet werden sollen, eingeteilt.

Gerätekategorie Innerhalb einer Gerätegruppe sind die Geräte entsprechend dem Schutz-niveau in Kategorien eingeteilt.

Glimmtemperatur (einer Staubschicht) Die niedrigste Temperatur einer heißen Oberfläche, bei der sich eine Staubschicht von festgelegter Dicke auf dieser heißen Oberfläche entzün-det (EN 50281-2-1).

IP-Schutzart In EN 60529 definierte Schutzart eines elektrischen Geräts gegen Eindrin-gen von Festkörpern und Wasser.

Konformitätserklärung Schriftliche Erklärung vom Hersteller oder demjenigen, der das Produkt in den Verkehr bringt, zur Konformität des Produktes mit den zutreffenden EU-Richtlinien.

Maximale Betriebstemperatur Die höchste Temperatur, die erreicht wird, wenn ein Gerät oder ein Schutzsystem unter seinen vorhersehbaren Betriebsbedingungen betrie-ben wird.

Maximale Oberflächentemperatur Die höchste Temperatur, die im Betrieb unter ungünstigsten Bedingungen (aber innerhalb der anerkannten Toleranzen) von einem Teil oder der Oberfläche eines Geräts, Schutzsystems oder einer Komponente erreicht wird.

Mindestzündenergie Die unter vorgeschriebenen Versuchsbedingungen ermittelte kleinste Energie, die das zündwilligste Gemisch gerade noch entzündet.

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Normaler Betrieb Die Situation, in der die Geräte, Schutzsysteme und Komponenten die vorhergesehene Funktion innerhalb ihrer Konstruktionsparameter erfüllen.

Staubdichtes Gehäuse Ein Gehäuse, das den Eintritt von Staubteilchen in sichtbarer Menge ver-hindert.

Staubgeschütztes Gehäuse Ein Gehäuse, bei dem der Eintritt von Staub nicht vollständig unterbunden ist, aber Staub nicht in ausreichender Menge eintritt, um das sichere Arbeiten des Betriebsmittels zu beeinträchtigen. Staub darf sich nicht an solchen Stellen innerhalb des Gehäuses ansammeln, wo er eine Explosi-onsgefahr verursachen könnte.

tA-Zeit Auslösezeit = Erwärmungszeit der Motorwicklung bei festgebremstem Läufer bis zum Ansprechen des Kaltleiters ausgehend von der Wicklungs-temperatur 20 °C.

Temperaturklasse Einteilung von Geräten, Schutzsystemen oder Komponenten für den Gebrauch in explosionsfähiger Atmosphäre entsprechend ihrer maxima-len Oberflächentemperatur.

tE-Zeit Erwärmungszeit, die bei Blockierung vergeht, bis sich die Motorwicklung von betriebswarm auf die untere Grenztemperatur der Temperaturklasse erwärmt hat (für Schutz mit Motorschutzschalter bei Zündschutzart EEx e).

Zünddurchschlagsicherer Spalt Wenn zwei Gehäuseteile so miteinander verbunden sind, dass durch Länge und Weite des entstehenden Spalts ein Zünddurchschlag gerade nicht mehr möglich ist, so ist dies ein zünddurchschlagsicherer Spalt.

Zündfähiger Funken Jeder Funken (mechanisch, elektrisch oder elektrostatisch), der als Zünd-quelle für die Zündung einer gegebenen explosionsfähigen Atmosphäre wirken kann.

Zündschutzart Die besonderen Maßnahmen, die an Geräten angewendet werden um die Zündung einer umgebenden explosionsfähigen Atmosphäre zu verhin-dern.

Zündtemperatur (einer Staubwolke) Die niedrigste Temperatur der heißen inneren Wand eines Ofens, bei der sich eine Staubwolke in Luft im Ofen entzündet (EN 50281-2-1).

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SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG · P.O.Box 3023 · D-76642 Bruchsal/Germany · Phone +49 7251 75-0Fax +49 7251 75-1970 · http://www.sew-eurodrive.com · [email protected]

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Explosionsgeschützte Antriebe Ausgabe gemäß EU … · Der Explosionsschutz in gewerblichen Anl agen hat die Aufgabe, die Sicherheit dort be- ... die außerhalb der EU herge-stellt