Elektrische Explosionsschutzmaßnahmen und Zonierung von explosionsgeschützten Bereichen – diesmal klar erklärt!

Thread Content

1 Explosive Gase, Dampfe von Flüssigkeiten und Stäube Es ist allgemein bekannt, dass brennbare und explosive Gase, Flüssigkeiten sowie Stäube bei einer bestimmten Konzentration in Verbindung mit Luft (Oxidationsmittel) bei bestimmten Temperaturen oder unter Einwirkung ausreichender Zündenergie zu heftigem Verbrennen und Explosionen führen können. Daher müssen in Bereichen mit Explosionsgefahr alle elektrischen Geräte explosionssicher sein. Explosive Stoffe: Explosive Gase, brennbare Flüssigkeiten sowie brennbare Flüssigkeiten mit einem Flammpunkt, der gleich oder niedriger als die Umgebungstemperatur ist. Ebenso zählen dazu explosive Stäube oder brennbare Fasern. Explosive Mischungen: Unter atmosphärischen Bedingungen entsteht eine explosive Mischung, wenn brennbare Stoffe in Form von Gasen, Dämpfen, Nebeln, Stäuben oder Fasern mit Luft vermischt werden. Wenn diese Mischung entzündet wird, breitet sich das Feuer schnell in der gesamten Mischung aus. 2 Was ist elektrische Explosionsschutz? Elektrischer Explosionsschutz bedeutet, dass die Komponenten eines Geräts, bei denen im Normalbetrieb Funken oder Blitze entstehen können, in einen explosionsgeschützten Gehäusebereich untergebracht werden. Alternativ können auch andere Explosionsschutzmethoden wie Abdichtung, Befüllung mit Sand, Öl oder Druckausgleich eingesetzt werden, um ein Ausbrechen von Explosionen zu verhindern. Der Explosionsgrenzbereich wird im Allgemeinen als der Konzentrations- oder Temperaturbereich angesehen, den eine Substanz haben muss, damit sie explodieren kann. Je nach Form der Substanz und den jeweiligen Anforderungen wird der Explosionsgrenzbereich in einen Explosionskonzentrationsgrenzbereich und einen Explosionstemperaturgrenzbereich unterteilt. Explosionskonzentrationsgrenze. Es handelt sich um den höchsten oder niedrigsten Konzentrationsbereich von explosiven Stoffen – kurz: der Explosionsgrenze. Die höchste Konzentration, bei der eine Explosion auftreten kann, wird als Explosionsobergrenze bezeichnet. Die niedrigste Konzentration, bei der eine Explosion möglich ist, wird als Explosionsuntergrenze bezeichnet. Der Bereich der Temperaturen, bei denen eine Explosion eintreten kann, wird als Explosionstemperaturbereich bezeichnet. Da die Dampfkonzentration eines Flüssigkeits mit den Temperaturänderungen variiert, hat das Flüssigkeit nicht nur eine Explosionskonzentrationsgrenze, sondern auch eine Explosionstemperaturgrenze. Der Explosionstemperaturgrenzwert ist der Temperaturbereich, in dem die Konzentration der vom erhitzten brennbaren Flüssigkeit abgegebenen Dämpfe der Explosionskonzentrationsgrenze entspricht. Die untere Explosionstemperatur bezeichnet die Temperatur, bei der eine Flüssigkeit eine Dampfkonzentration entwickelt, die der unteren Explosionskonzentration entspricht. Die untere Explosionstemperatur eines Flüssigkeits ist deren Flammpunkt. Die obere Explosionstemperatur bezeichnet die Temperatur, bei der aus dem Flüssigkeit eine Dampfkonzentration entsteht, die der oberen Explosionskonzentration entspricht. 4 Klassifizierung von explosiven Stoffen Explosive Stoffe können in drei Kategorien eingeteilt werden: Kategorie I: Bergmethan ； Klasse II: Explosive Gasgemische (einschließlich Dämpfe, Nebel) ； Klasse III: Explosive Stäube (mit Fasern). 5 Grundsätze zur Klassifizierung und Gruppierung explosiver Gemische Die Gefährlichkeit explosiver Gemische wird durch ihre Explosionsgrenzen, ihre Zündfähigkeit, die Zündtemperatur sowie den minimalen Zündstrom bestimmt. Verschiedene explosive Gemische werden nach dem maximalen Prüfsicherheitsabstand und der minimalen Zündstromstärke klassifiziert sowie nach der Zündtemperatur gruppiert. Hauptsächlich dient es dazu, die entsprechenden Elektrogeräte einzurichten, um ein sicheres Arbeiten zu gewährleisten. 6 Einstufung von explosionsgefährlichen Gasgemischen (1) Einstufung nach dem maximalen Sicherheitsabstand beim Test (MESG). Der maximale Sicherheitsabstand bei Tests ist der größte Abstand zwischen den beiden Teilen der Hülle – also zwischen dem Inneren der Hülle und dem Außenraum – unter Standardtestbedingungen. Dabei wird eine Mischung aus dem zu testenden Gas oder Dampf sowie Luft in allen Konzentrationen im Inneren der Hülle entzündet. Es darf dabei nicht zu einer Entzündung der explosiven Gasgemische außerhalb der Hülle kommen. Dieser Abstand beträgt 25 mm. Explosive Gasgemische werden je nach Größe des maximal zulässigen Sicherheitsabstands in die Klassen IIA, IIB und IIC eingeteilt. Bei IIA ist der Sicherheitsabstand am größten, die Gefahr am geringsten. Bei IIC ist der Sicherheitsabstand am kleinsten, die Gefahr am größten. (2) Einteilung nach der minimalen Zündstromstärke (MIC). Die minimale Zündstromstärke ist der kleinste Strom, mit dem bei den Prüfungskonditionen einer Temperatur von 20–40 °C, einer Spannung von 24 V sowie einer Induktivität von 95 mH eine Leitung mit hohler Induktivität durch einen nach IEC-Standards hergestellten Funken erzeugenden Apparat 3000 Mal geprüft werden kann – wobei dabei die leicht entzündlichsten Gemische gezündet werden können. Explosive Gasgemische der Klasse II werden je nach Größe der minimalen Zündstromstärke in die Kategorien IIA, IIB und IIC eingeteilt. Je kleiner der minimale Zündstrom ist, desto größer ist die Gefahr. (3) Einteilung nach der Zündtemperatur. Die niedrigste Temperatur, bei der eine explosive Mischung ohne Einsatz von offener Flamme entzündet werden kann, wird als Entzündungstemperatur bezeichnet. Je niedriger die Entzündungstemperatur eines Stoffes ist, desto leichter entzündet er sich. Explosive Gasgemische werden je nach ihrer Zündtemperatur in die sechs Gruppen T1, T2, T3, T4, T5 und T6 eingeteilt. Die Zündtemperatur von T6 ist am höchsten, die von T1 am niedrigsten. 7 Einstufung von explosionsgefährlichen Staubgemischen Die Einstufung der explosionsgefährlichen Staubgemische erfolgt anhand der Eigenschaften des Staubs (leitend oder nicht leitend) sowie der Zündtemperatur in die Kategorien IIA und IIB sowie in die Gruppen T11, T12 und T13. 8 Zoneneinteilung bezüglich der Explosionsgefahr am Arbeitsplatz: Umgebungen mit Explosionsgefahr werden je nach Aggregatzustand der dort vorhandenen Stoffe in explosionsfähige Gasumgebungen und umgebungen mit brennbarem Staub eingeteilt. Eine explosionsgefährdete Gasumgebung ist eine Umgebung, in der eine Mischung aus brennbaren Stoffen in Form von Gasen, Dämpfen oder Nebeln mit Luft unter atmosphärischen Bedingungen entzündet wird, wodurch die Verbrennung auf die gesamte noch unverbrannte Mischung übergeht. Eine Umgebung mit brennbaren Stäuben ist eine solche, in der eine Mischung aus Stäuben oder faserartigen brennbaren Stoffen mit Luft unter atmosphärischen Bedingungen entzündet wird und die Flamme sich anschließend auf die gesamte noch unverbrannte Mischung ausbreitet. Tabelle der Kategorien und Risikostufen in explosionsgefährdeten Umgebungen: http://www.isofans.com/data/attachment/forum/201610/23/085831qf9zf9z1jkg149mr.jpg 9 Prinzipien der elektrischen Explosionsschutztechnik: Bei elektrischen Geräten, die in explosionsgefährdeten Umgebungen eingesetzt werden, müssen zur Verhinderung und Verringerung von Auslösefaktoren notwendige Maßnahmen sowohl hinsichtlich des Explosionsschutzes des Geräts selbst als auch hinsichtlich seines Betriebs ergriffen werden. Es gibt zwei Gründe dafür, dass elektrische Geräte brennbare Stoffe entzünden können: Erstens die Funken und Bogenströme, die von den elektrischen Geräten erzeugt werden, und zweitens die Erwärmung der Oberfläche der elektrischen Geräte – also der Oberfläche, die in Berührung mit den brennbaren Stoffen kommt. 10 Elektrische Explosionsschutzmaßnahmen 1. Halten Sie sich von Gebieten mit Explosionsgefahr fern. Elektrische Geräte und Leitungen, die bei normaler Betriebsweise Funken, Bogenströme sowie gefährliche Temperaturen erzeugen, sollten in Umgebungen mit geringem oder keinem Explosionsrisiko untergebracht werden. 2. Verwenden Sie explosionsgeschützte Elektrogeräte. Unter Berücksichtigung der Anforderungen an die Produktionsprozesse sowie an die Sicherheit sollte die Anzahl der explosionsgeschützten Elektrogeräte reduziert werden. 3. Elektrische Erdung. Teile, die gemäß den allgemeinen Vorschriften für die Auslegung der Erdung von Elektroanlagen nicht geerdet werden müssen, müssen in Bereichen mit Explosionsgefahr dennoch geerdet werden. Die metallischen Gehäuse der Elektroanlagen müssen zuverlässig geerdet sein. 4. Installieren Sie einen Alarm für Leckströme sowie eine Notabschaltung. Bevor bei elektrischen Geräten Störungen auftreten können, sollten entsprechende Gegenmaßnahmen ergriffen werden oder die Stromversorgung in den explosionsgefährdeten Bereichen automatisch unterbrochen werden. 5. Sichere Verwendung von explosionsgeschützten elektrischen Geräten. Das bedeutet, die Kategorien von explosionsgefährdeten Umgebungen richtig einzustufen, die geeigneten explosionssicheren Elektrogeräte auszuwählen und zu installieren sowie diese Geräte ordnungsgemäß zu warten und zu überprüfen. 6. Funkenresistenter Boden. In Gebäuden der Klasse A, in denen brennbare Gase oder Dämpfe vorhanden sind, die schwerer als Luft sind, sowie in Gebäuden der Klasse B, in denen ein Explosionsrisiko durch Staub oder Fasern besteht, müssen bodenbezogene Konstruktionen verwendet werden, die keine Funken erzeugen. 11 Modelle von explosionsgeschützten Elektrogeräten 1. Explosionsgeschützte Bauart (d): Die Komponenten des Geräts, die dazu in der Lage wären, explosive Gasgemische zu entzünden, werden vollständig in einem Gehäuse eingebettet. Dieses Gehäuse ist in der Lage, einen inneren Brand durch brennbare Gemische, die durch irgendwelche Verbindungsstellen oder Strukturlücken in das Gehäuse eindringen könnten, abzuwehren – ohne selbst beschädigt zu werden. Zudem wird dadurch verhindert, dass eine explosive Atmosphäre, die aus einem oder mehreren Gasen oder Dämpfen entsteht, außerhalb des Gehäuses entsteht. Diese Art von Geräten eignet sich für gefährliche Umgebungen in Zone 1 und Zone 2. 2. Sicherheitsausführung (e): Bei elektrischen Geräten, bei denen unter normalen Betriebsbedingungen weder Bogen noch Funken entstehen, werden zusätzliche Maßnahmen ergriffen, um deren Sicherheit zu erhöhen und das Risiko von gefährlichen Temperaturen sowie Bogen- und Funkenentstehungen zu verringern. Es umfasst keine Geräte, die unter normalen Betriebsbedingungen Funken oder Bogen erzeugen. Diese Art von Geräten wird hauptsächlich in gefährlichen Umgebungen der Zone 2 eingesetzt; einige Typen können auch in Zone 1 verwendet werden. 3. Intrinsisch sichere Bauweise (i): Alle Schaltungen im Inneren der Anlage sind so konzipiert, dass keine elektrischen Funken oder Wärmeeffekte, die unter den geltenden Standards unter normalen Betriebsbedingungen oder bei defekten Bedingungen entstehen können, in der explosionsgefährdeten Umgebung zu Entzündungen führen können. Diese explosionsgeschützte Ausführung ist in die Klassen ia und ib unterteilt. Diese Art von Geräten kann nur in Geräten für Niederspannungsanwendungen verwendet werden. ia eignet sich für gefährliche Umgebungen in Zone 0, Zone 1 und Zone 2, während ib für gefährliche Umgebungen in Zone 1 und Zone 2 geeignet ist. 4. Drucktyp (p): Verfügt über eine Hülle mit positivem Druck, wodurch der Druck des Schutzgases im Inneren höher bleibt als der Druck in der umgebenden explosionsgefährdeten Umgebung. Dadurch wird verhindert, dass externe Stoffe in die Hülle eindringen können. Geräte dieser Art können je nach Schutzmethode in gefährlichen Umgebungen der Zone 1 und Zone 2 eingesetzt werden. 5. Ölgetränkte Variante (O): Das gesamte Gerät oder seine Komponenten werden in Öl (Schutzflüssigkeit) getaucht, damit keine explosionsfähigen Gase über der Öloberfläche oder außerhalb des Gehäuses entstehen können. Diese Art von Geräten eignet sich für gefährliche Umgebungen in Zone 1 und Zone 2. 6. Sandgefüllte Formen (q): In der Hülle werden Sandkörner oder andere Pulvermaterialien mit bestimmten Eigenschaften eingefüllt. Dadurch wird sichergestellt, dass unter den vorgeschriebenen Betriebsbedingungen weder der entstehende Bogenstrom noch die hohe Temperatur dazu führen können, dass die umgebende explosionsfähige Gasatmosphäre entzündet wird. Diese Art von Geräten eignet sich für gefährliche Umgebungen in Zone 1 und Zone 2. 7. Funkenfreier Typ (n): Unter normalen Betriebsbedingungen kann er keine explosionsfähigen Gase in der Umgebung entzünden. Auch ist es unwahrscheinlich, dass Fehler auftreten, die eine Entzündung verursachen könnten. Diese Art von Geräten eignet sich nur für gefährliche Umgebungen in Zone 2. 8. Abdichtungsart (m): Elektrische Komponenten, bei denen es zu Funken, Bogenströmen oder zu gefährlichen Temperaturen kommen kann, die eine Explosion in einer explosionsgefährdeten Gasumgebung auslösen könnten, werden in ein Abdichtungsmaterial (Komposit) eingebettet. Dadurch kann es nicht mehr zu einer Entzündung der umliegenden explosionsgefährdeten Gasumgebung kommen. Diese Art von Geräten eignet sich für gefährliche Umgebungen in Zone 1 und Zone 2. 9. Spezielle Typen (S): Bezeichnen **Explosionsgeschützte Ausführungen, die nicht im Standard enthalten sind.** Bei der Verwendung dieser Art von elektrischen Geräten müssen vom zuständigen Amt vorläufige Vorschriften erlassen werden; erst nach Prüfung und Genehmigung durch eine beauftragte explosionsgeschützte Prüfstelle dürfen sie als explosionsgeschützte Sondertyp-Elektrogeräte verwendet werden. Diese Art von Geräten wird auf der Grundlage der tatsächlichen Anwendungsentwicklung hergestellt und eignet sich für entsprechende gefährliche Umgebungen. 10. Staubexplosionsgeschützt (DIP): Durch Begrenzung der maximalen Oberflächentemperatur des Gehäuses sowie durch das Verwenden von „staubdichten“ oder „staubgeschützten“ Gehäusen wird verhindert, dass brennbare Stäube entzündet werden können. Aufgrund ihrer Explosionsschutzeigenschaften kann sie in gefährlichen Umgebungen der Zone 20, 21 oder 22 eingesetzt werden. 12 Kategorien von explosionsgeschützten Elektrogeräten 1. Elektrogeräte für explosionsgefährdete Gasumgebungen werden in zwei Kategorien eingeteilt: Kategorie I und Kategorie II. Klasse I: Elektrische Ausrüstung für Kohlebergwerke. Klasse II: Elektrische Geräte für Umgebungen mit explosionsgefährlichen Gasen, mit Ausnahme von Kohlebergwerken. 2. Elektrische Geräte für Umgebungen mit brennbaren Stäuben werden in staubdichte Geräte der Art A, staubdichte Geräte der Art B, staubgeschützte Geräte der Art A sowie staubgeschützte Geräte der Art B eingeteilt. 13 Explosionsgeschützte elektrische Betriebsmittel: Die für explosionsgefährdete Bereiche mit explosiven Gasen bestimmten elektrischen Betriebsmittel werden je nach ihrer maximalen Oberflächentemperatur in sechs Gruppen eingeteilt – T1, T2, T3, T4, T5 und T6. Bei der Auswahl dieser Betriebsmittel muss darauf geachtet werden, dass die maximale Oberflächentemperatur der jeweiligen Betriebsmittel aus den Gruppen T1 bis T6 die Zündtemperatur aller möglichen Gase oder Dämpfe nicht überschreitet. http://www.isofans.com/data/attachment/forum/201610/23/085832fjjhlveqjuhv74vv.jpg 14 Explosionsgeschützes Zeichen Das Explosionsgeschützes Zeichen für explosionsgeschützte Elektrogeräte umfasst: Explosionsgeschütztyp + Gerätekategorie + Temperatur. Kategorie I, explosionsgeschützt: Exd I ； Klasse IIB, explosionsgeschützt, Gruppe T3: ExdⅡBT3 ； Für staubexplosionsgeschützte Geräte, wie z. B. Geräte der Klasse A, die in Zone 21 eingesetzt werden können, beträgt die maximale Oberflächentemperatur TA 170 °C. Das Explosionsschutzzeichen lautet dann: DIPA21 TA170°C oder DIP A21 TA, T3 ； 15 Grundsätze für die Auswahl von explosionsgeschützten Elektrogeräten 1. Die Explosionsgeschützklasse des Elektrogeräts muss der Zone mit Explosionsgefahr entsprechen. 2. Die Explosionsschutzeigenschaften der elektrischen Geräte müssen der Gefährlichkeit der Stoffe in Umgebungen mit Explosionsgefahr entsprechen. 3. Es sollte den Umweltbedingungen angepasst sein. 4. Es müssen die Grundsätze der Gesamtexplosionsschutz berücksichtigt werden: Sicherheit und Zuverlässigkeit, wirtschaftliche Vernunft sowie einfache Bedienung und Wartung. 16 Überprüfung und Abnahme von explosionsgeschützten Elektrogeräten Die Überprüfung und Abnahme von explosionsgeschützten Elektrogeräten umfasst eine formale Prüfung sowie eine visuelle Inspektion. 1. Die formelle Prüfung beinhaltet die Überprüfung der Zertifikate für die Herstellung von Industrieprodukten (mit Ausnahme von explosionsgeschützten Leuchten) sowie der Zertifikate für die Explosionsfestigkeit. Diese müssen im Internet einsehbar sein. 2. Bei der visuellen Prüfung wird überprüft, ob auf der Außenseite der explosionsgeschützten Elektrikgeräte ein dauerhafter EX-(DIP)-Kennzeichnung vorhanden ist. Zudem wird geprüft, ob die auf dem Schild angegebene Nummer des Zertifikats für Explosionsgeschützigkeit mit der Nummer auf dem eigentlichen Zertifikat übereinstimmt. ——END——