Elektroinstallationen im Ex-Bereich - Auflage: 2018 (PDF)

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Beschreibung:

Verlag: Hüthig
Autoren:  Croissant, André
Seitenzahl: 292
Erscheinungstermin: 2018
Sprache: Deutsch
Größe: 3 Mb

Inhaltsverzeichnis

Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1 Rechtliche Grundlagen ................................................................ 13
1.1 Historische Entwicklung von Gesetzen, Verordnungen
und Richtlinien ...................................................................... 13
1.2 Richtlinie 94/9/EG – Explosionsschutzverordnung ................. 16
1.2.1 Die neue ATEX-Richtlinie 2014/34/EU ..................... 16
1.2.2 Anwendungsbereich .................................................. 17
1.2.3 Begriffe ...................................................................... 18
1.2.4 Grundlegende Sicherheitsanforderungen .................... 19
1.2.5 EG-Konformitätserklärungen bzw. EU-Konformitätserklärung
................................................................... 20
1.2.6 EG-Baumusterprüfbescheinigungen und Zertifikate
nach RL 94/9/EG ...................................................... 21
1.2.7 Konformitätsbewertungsverfahren .............................. 21
1.2.8 Konformitätsvermutung ............................................. 25
1.2.9 Qualitätssicherungssystem ......................................... 25
1.2.10 Inverkehrbringen/Bereitstellung auf dem Markt
und Inbetriebsetzung ................................................. 25
1.2.11 Zusammenhang europäischer und internationaler
Dokumente ................................................................ 27
1.3 Die „neue“ Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) ........... 28
1.3.1 Anwendungsbereich .................................................. 28
1.3.2 Änderungen in der BetrSichV in Bezug auf
Explosionsgefährdungen ............................................. 30
1.3.3 BetrSichV und deren Explosionsgefährdungen
gemäß Abschnitt 3, Prüfungen und Anforderungen
(befähigte Person) – Anwendungsbereich und Ziele ... 31
1.3.4 Prüfaufzeichnungen und Prüfbescheinigungen ............ 35
2 Grundlegendes zu Ex-Zonen ......................................................... 37
2.1 Explosionsschutz und Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) ......... 37
2.1.1 Mindestvorschriften für Ex-Bereiche .......................... 38
2.1.2 Koordinierungspflichten ............................................. 40
2.2 Grundlagen zum Explosionsschutz ......................................... 41
2.2.1 Risikobewertung/Risikoanalyse .................................. 42
2.2.2 Risikominderung ........................................................ 44
2.2.3 Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer
explosionsgefährdeten Atmosphäre ........................... 46
2.2.4 Gefährdungsbeurteilungen gemäß TRBS 2152/
TRGS 721 für Ex-Bereiche und Tätigkeiten
im Ex-Bereich ............................................................ 46
2.2.5 Beurteilungsmaßstäbe nach TRBS/TRGS ..................... 53
2.2.6 Gefährdungsbeurteilungen gemäß § 3 BetrSichV ......... 53
2.3 Organisatorische Maßnahmen ................................................ 55
2.3.1 Beschaffenheit von Arbeitsmitteln .............................. 55
2.3.2 Prüfung der Arbeitsmittel ........................................... 55
2.4 Explosionsschutzmaßnahmen ................................................. 56
2.4.1 Allgemeines und Abschnitt 3 BetrSichV –
Zusätzliche Vorschriften für überwachungsbedürftige
Anlagen ..................................................... 57
2.4.2 Zugelassene Überwachungsstelle nach ProdSG
und BetrSichV (Abschnitt 3) ....................................... 59
2.4.3 Prüfung vor Inbetriebnahme und vor Wiederinbetriebnahme
nach prüfpflichtigen Änderungen
(§ 15 BetrSichV) ......................................................... 60
2.4.4 Wiederkehrende Prüfung (§ 16 BetrSichV) .................. 64
2.4.5 Prüfaufzeichnungen und Prüfbescheinigungen
(§ 17 BetrSichV) ......................................................... 64
2.4.6 Anlagen mit Erlaubnispflicht (§ 18 BetrSichV) ............. 65
2.5 Zündquellenanalyse ................................................................ 65
3 Zündschutzarten ............................................................................ 69
3.1 Zündschutzart „e“ (Geräteschutz durch erhöhte Sicherheit)
nach DIN EN 60079-7 (VDE 0170-6) ...................................... 75
3.2 Zündschutzart „Druckfeste Kapselung“, Ex „d“
(IEC/EN 60079-1) ................................................................ 78
3.3 Zündschutzart „Eigensichere Stromkreise“, Ex „i“
(IEC/EN 60079-14) ............................................................... 82
3.3.1 Zugehörige Betriebsmittel .......................................... 84
3.3.2 Schutzniveau (Kategorie) ia, ib, ic ............................... 85
3.3.2.1 Schutzniveau ia ......................................................... 85
3.3.2.2 Schutzniveau ib ......................................................... 86
3.3.2.3 Schutzniveau ic ......................................................... 86
3.3.2.4 Erdung eigensicherer Stromkreise ............................. 88
3.3.2.5 Schutzniveau ia, ib und Sicherheitsfaktoren ............... 88
3.3.2.6 Kennzeichnung ......................................................... 89
3.4 Eigensichere Systeme ............................................................. 90
3.4.1 Nachweis der Eigensicherheit .................................... 92
3.4.2 Einfache eigensichere Stromkreise mit einer Quelle .... 92
3.4.3 Eigensichere Stromkreise mit mehreren Quellen ........ 94
3.4.4 Kabel, Leitungen und Anschlussteile .......................... 96
3.4.5 Gefährdung durch unbeabsichtigtes Verbinden
mehrerer eigensicherer Stromkreise ........................... 97
3.4.6 Gefährdung eigensicherer Stromkreise durch
benachbarte nichteigensichere Stromkreise ................ 97
3.4.7 Gefährdung eigensicherer Stromkreise durch
unterschiedliche Erdpotentiale ................................... 99
3.4.8 Eigensicherheit und Blitz- und Überspannungsschutz
.................................................................... 100
3.5 Zündschutzart „Überdruckkapselung“, Ex „p“
(IEC/EN 60079-2) ............................................................... 101
3.6 Statische Überdruckkapselung .............................................. 103
3.7 Sicherheitseinrichtungen (ausgenommen statische
Überdruckkapselung) ............................................................ 104
3.8 Überdruckkapselung der Betriebsarten „Ausgleich der
Leckverluste“ und „ständige Durchspülung“ ......................... 105
3.8.1 Innere Freisetzung brennbarer Substanzen ............... 106
3.8.2 Überdruckgekapselte Installationen ......................... 106
3.9 Zündschutzart „Vergusskapselung“, Ex „m“
(IEC/EN 60079-18) ............................................................. 107
3.9.1 Schutzniveau ma oder mb oder mc ........................... 108
3.9.2 Zellen und Akkumulatoren in der Zündschutzart „m“ 109
3.9.3 Verwendung und Einsatz von Geräten mit der
Zündschutzart „m“ .................................................. 109
3.10 Zündschutzart „Flüssigkeitskapselung“ (Ölkapselung),
Ex „o“ (IEC/EN 60079-6) ................................................... 110
3.10.1 Allgemeine Anforderungen ...................................... 111
3.10.2 Anforderungen beim Schutzniveau „ob“: .................. 112
3.10.3 Anforderungen beim Schutzniveau „oc“: .................. 112
3.10.4 Kennzeichnung von Geräten der Zündschutzart „o“ 112
3.11 Zündschutzart „Sandkapselung“, Ex „q“ (IEC/EN 60079-5) 114
3.12 Zündschutzart „Vermeidung von Zündung“, Ex „n“
(IEC/EN 60079-15) ............................................................. 116
3.12.1 Handhabung, Ausführungen und Vorgehensweisen
zur Zündschutzart „n“ ............................................. 118
3.12.2 Anforderungen an schwadensichere Geräte,
Betriebsmittel und Einrichtungen mit der Zündschutzart
„nR“ ......................................................... 118
3.12.3 Beachtung bei der Verwendung von Conduit-
Systemen ................................................................. 119
3.12.4 Leuchten in der Zündschutzart „nR“ ........................ 120
3.12.5 Dokumentation und Kennzeichnung von Betriebsmitteln
mit der Zündschutzart „n“ ........................... 121
3.13 Zündschutzart „Geräte-Staubexplosionsschutz durch
Gehäuse“, Ex „t“ (IEC 60079-31) ......................................... 121
3.13.1 Maßnahmen und Funktionsprinzip ........................... 121
3.13.2 Geräteschutzniveau „ta“, „tb“ und „tc“ .................... 122
3.13.3 Kombination mehrerer Zündschutzarten .................. 123
4 Staubexplosionsschutz ................................................................. 125
4.1 Einführung ........................................................................... 125
4.2 Zündfähiger Staub ................................................................ 125
4.2.1 Allgemeines ............................................................. 125
4.2.2 Oberflächenvergrößerung bei Teilung eines Würfels 126
4.3 Unterschiede zwischen Störungen im Gas-Ex und Staub-Ex ... 127
4.4 Zoneneinteilung in Bereichen, in denen mit einer gefährlichen
explosionsfähigen Atmosphäre durch Staub
zu rechnen ist ...................................................................... 127
4.5 Mindestzündenergie ............................................................. 133
4.6 Mindestzündtemperatur/Glimmtemperatur einer Staubschicht
............................................................................... 133
4.6.1 Mindestzündtemperatur einer Staubwolke ................ 133
4.6.2 Oberflächentemperatur von Staubschichten
bis 5 mm Dicke ........................................................ 134
4.7 Einteilung der brennbaren Stäube ......................................... 135
4.7.1 Hybride Gemische ................................................... 135
4.7.2 Mediendichte Kapselung .......................................... 135
4.8 Ablagerungen von Stäuben und deren Gefahren .................... 136
4.8.1 Staubschichten von 5 mm bis 50 mm Dicke .............. 137
4.8.2 Staubschichten von übermäßiger Dicke .................... 138
4.8.2.1 Projektieren, Auswählen und Errichten
nach DIN EN 60079-14 (VDE 0165-1) ..................... 138
5 Schutzmaßnahmen bei elektrischen Betriebsmitteln ................... 145
5.1 Grundlegendes und Allgemeines .......................................... 145
5.2 Schutz durch Gehäuse .......................................................... 147
5.3 Kennzeichnung von Räumen und Bereichen aus Sicht
der Betreiber nach BetrSichV ................................................ 149
5.3.1 Kennzeichnungen von Betriebsmitteln und Geräten 150
5.3.2 Kennzeichnung und Aufteilung der Betriebsmittel
in Gerätegruppen .................................................... 152
5.3.3 Weitere Kennzeichnungselemente ........................... 152
5.4 Temperaturklassen ............................................................... 157
5.5 Die maximale Oberflächentemperatur eines Gerätes oder
eines Betriebsmittels ............................................................ 157
5.6 Wesentliche und aussagekräftige Dokumentation/
Explosionsschutzdokument ................................................... 157
5.6.1 Inhalte einer Anlagendokumentation ....................... 158
5.6.2 Inhalte einer Gerätedokumentation ......................... 158
5.6.3 Dokumentation zur Installation ................................ 158
5.6.4 Explosionsschutzdokument ...................................... 159
5.6.4.1 Benutzerinformationen ............................................ 160
5.6.4.2 ATEX in Zusammenhang mit Installationen
in explosionsgefährdeten Bereichen .......................... 162
5.6.4.3 Sicherheitsgerichtete Produkte gemäß
DIN 31000 (VDE 1000) ........................................... 163
5.6.4.4 Betriebsmittel – Elektrische Maschinen mit sich
drehenden Teilen ..................................................... 167
5.7 Motortechnik im Ex-Bereich ................................................. 169
5.7.1 Motor-Zündschutzart „Erhöhte Sicherheit“, „e“ ....... 173
5.7.2 Grenz-Übertemperatur der Wicklung ........................ 173
5.7.3 Isolationstechnische Schutzmaßnahmen ................... 175
5.7.4 Motor – Zündschutzart „Druckfeste Kapselung“, „d“ 175
5.7.5 Anschlusstechnik ..................................................... 176
5.7.6 Fehlfunktionen an elektrischen Maschinen ............... 177
5.8 Umrichtergespeiste und betriebene Motoren ........................ 178
5.9 Elektrische Motoren und Maschinen mit der Zündschutzart
„e“ ............................................................................... 180
5.10 Allgemeines zum Errichten ................................................... 183
5.10.1 Elektrotechnik und ATEX .......................................... 184
5.10.2 Dokumentation „Betriebsanleitung“ ......................... 185
6 Beleuchtung ............................................................................... 187
6.1 Beleuchtung und Leuchten in Ex-Bereichen .......................... 187
6.1.1 Auswahlkriterien für Leuchten ................................. 187
6.2 Not- und Sicherheitsbeleuchtung .......................................... 190
6.3 Kompaktleuchten ................................................................. 192
6.4 Leuchten für Leuchtstofflampen ............................................ 193
7 Verwendung von Steckern, Steckverbindern und Steckdosen .... 195
7.1 Steckverbindungen mit der Zündschutzart und dem
Schutzniveau „eb“................................................................ 195
7.2 Steckverbindungen mit dem Schutzniveau „ec“ .................... 196
8 Betreiben und Laden von Zellen und Batterien ........................... 197
9 Vermeiden von Funken als eventuelle Zündquelle ..................... 199
9.1 Betrachtung einer möglichen Funkenbildung bei der Wahl
der Netzart .......................................................................... 199
9.2 Potentialausgleich (PA) in explosionsgefährdeten Bereichen 203
9.3 Potentialausgleich an beweglichen Teilen, Betriebs- und
Arbeitsmitteln ...................................................................... 205
9.4 Anforderungen zur Vermeidung von elektrostatischen
Zündgefahren ....................................................................... 206
9.5 Abschalten von Stromkreisen in explosionsgefährdeten
Bereichen ............................................................................ 210
9.5.1 Freischalten elektrischer Stromkreise
zum sicheren Arbeiten ............................................. 211
9.5.2 Druckfest gekapselte Schaltgeräte ............................. 212
9.5.2.1 Gehäusekapselung ................................................... 213
9.5.2.2 Komponentenkapselung ........................................... 215
9.5.2.3 Einzelkontaktkapselung ............................................ 217
9.5.3 Überdruckkapselung ................................................ 218
9.6 Schaltgerätekombinationen (SGK) ......................................... 219
9.6.1 Eigensichere Stromkreise in Schaltanlagen ................ 220
9.7 Kabel und Leitungsanlagen ................................................... 220
9.7.1 Elektrische Verbindungen und Anschlussteile
für äußere Leiter ...................................................... 227
9.7.1.1 Feldseitige Verbindungen ......................................... 228
9.7.1.2 Anschlüsse und Verbindungen mit Kabelschuhen
oder Vergleichbarem ................................................ 229
9.7.1.3 Anschluss und feste Hindernisse .............................. 230
9.7.2 Klemmen und Klemmenkästen ................................. 231
9.7.2.1 Besonderheiten ........................................................ 231
9.7.2.2 Techniken................................................................ 231
9.7.2.3 Klemmen in der Zündschutzart „erhöhte
Sicherheit“, Ex „e“ .................................................. 233
9.7.3 Zusätzliche Anforderungen an die Errichtung bei
Kabel- und Leitungsanlagen zur Versorgung elektrischer
Betriebsmittel, Geräte und Einrichtungen ... 233
9.7.3.1 Kabel- und Leitungsanlagen zur Versorgung elektrischer
Geräte und Einrichtungen/Kabel- und
Leitungseinführungen ............................................. 234
9.7.3.2 Auswahl der Kabel und Leitungen ............................ 234
10 Betrieb und Instandhaltung von Installationen und
Geräten im Ex-Bereich ................................................................ 237
10.1 Betrieb ............................................................................... 237
10.2 Elektrische Schutzmaßnahmen ............................................. 239
10.3 Explosionsschutz und SIL (Safety integrity Level)................... 240
10.4 Störungsbegrenzung an Schaltgerätekombinationen
und Geräten ......................................................................... 241
10.5 Grundlagen der Instandsetzung/Instandhaltung von
Installationen und Geräten im Ex-Bereich ............................. 243
10.5.1 Besondere Instandsetzungsarbeiten .......................... 245
10.5.2 Allgemeine gültige Anforderungen an Instandsetzungsarbeiten
...................................................... 246
10.5.3 Prüfen und Instandhaltung elektrischer Geräte und
Installationen im explosionsgefährdeten Bereich ....... 247
10.5.3.1 Arten von Prüfungen .............................................. 248
10.5.3.2 Vorgehensweise – Prüfung von Motoren ................. 257
10.5.3.3 Kenntnisse, Fachkunde und Kompetenzen
von Personen ......................................................... 258
10.5.3.4 Arbeitsstellen mit eventuell auftretender
explosionsgefährdender Atmosphäre ....................... 259
10.6 Wartung und Instandhaltung von Ex-Leuchten ...................... 261
11 Anhang ........................................................................................ 263
Normen ........................................................................................ 284
Stichwortverzeichnis ........................................................................ 289

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