Es gibt diese Begriffe, die rund um ATEX immer wieder auftauchen. Trotzdem weiß man häufig nicht so recht was dahinter steckt. Wir bringen ein bisschen Licht ins Dunkle und erklären die wichtigsten Begriffe rund um das Thema „Eigensicherheit“.
Wo darf ich installieren?
Das ganze Thema rund um ATEX und entsprechende Leitlinien richtet sich vorrangig an alle EU-Mitgliedstaaten. Die Europäische Union hat dazu in der ATEX-Direktive die ATEX-Betriebsrichtlinie und die ATEX-Produktrichtlinie definiert.
Die ATEX-Produktrichtlinie 2014/34/EU beinhaltet die Regeln für das Inverkehrbringen von Geräten und Produkten in explosionsgefährdeten Bereichen. Sie betrifft elektrische als auch nicht-elektrische Geräte, Maschinen und Komponenten.
Die ATEX-Betriebsrichtlinie 1999/92/EG definiert die Mindestvorschriften zum Explosionsschutz und der Sicherheit der Arbeitnehmer, die durch explosionsfähige Atmosphäre gefährdet werden können. Dadurch ist im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung ein Explosionsschutzdokument zu erstellen. Anhand dieses Dokumentes ergeben sich nun Bereiche, wo eine Explosionsgefahr auftreten kann (ATEX-Zonen).
| Explosionsfähige Atmosphäre … | ATEX-Zone | Gerätekategorie | Schutzniveau EPL | Einsetzbar in den Zonen | |
| in Form von Gasen, Dämpfen & Nebel | |||||
| ständig vorhanden | 0 | 1G | Ga | 0, 1, 2 | |
| gelegentlich vorhanden | 1 | 2G | Gb | 1, 2 | |
| kurzzeitig vorhanden | 2 | 3G | Gc | 2 | |
| in Form von Stäuben | |||||
| ständig vorhanden | 20 | 1D | Da | 20, 21, 22 | |
| gelegentlich vorhanden | 21 | 2D | Db | 21, 22 | |
| kurzzeitig vorhanden | 22 | 3D | Dc | 22 |
Was darf ich installieren?
Wie oben kurz beschrieben, sind die Gerätekategorie und das EPL (Equipment Protection Level = Geräteschutzniveau) wichtige Informationen für den Anwender, da sich daraus sehr einfach ablesen lässt, in welchen Bereichen das Betriebsmittel verwendet werden darf.
Diese Information versteckt sich in der Kennzeichnung am ATEX-Zertifikat (=EG-Baumusterprüfbescheinigung) und auch am Typenschild des Betriebsmittels.
Im Falle des Microtronics Gerätes BLE&3G Gateway ATEX ist zu erkennen, dass das Gerät den EPL Gb besitzt und somit in den Zonen 1 & 2 verbaut, installiert und betrieben werden darf.
Weitere wichtige Kenngrößen in der Kennzeichnung des Betriebsmittels sind
- Zündschutzart
- Explosionsgruppe
- Temperaturklasse
Die beiden letzten Kenngrößen (Temperaturklasse und Explosionsgruppe) haben im Fall der Anwendung bei explosiven Dämpfen und Gasen einen direkten Zusammenhang zu den vorherrschenden explosiven Medien.
Die Temperaturklassen (T1 – T6) definieren die maximale Oberflächentemperatur an einem beliebigen Punkt im Gerät (im Normalbetrieb oder im Fehlerfall). Diese ist somit immer niedriger als die Zündtemperatur/Flammpunkt des jeweiligen Gases/der jeweiligen Flüssigkeit.
Die Explosionsgruppe definiert hingegen die Einteilung nach der Mindestzündenergie (z. B. durch einen Funken) für diese Gase in drei Gruppen (IIA / IIB / IIC).
| Explosionsgruppe | Temperaturklassen | |||||
| T6 (bis 85°C) | T5 (bis 100°C) | T4 (bis 135°C) | T3 (bis 200°C) | T2 (bis 300°C) | T1 (bis 450°C) | |
| I/A (300µWs) | Benzin Diesel Heizöl … | Ethylalkohol … | Aceton Ammoniak Propan … | |||
| I/B (150µWs) | Schwefelwasserstoff | Ethylen | Stadtgas | |||
| I/C (50µWs) | Schwefelkohlenstoff | Acetylen | Wasserstoff | |||
Nun zu einem Beispiel
Aus obiger Tabelle, in der die bekanntesten Gase eingetragen sind, kann im speziellen Fall der myDatasens H2S Anwendung mit dem BLE Gateway für das Gas Schwefelwasserstoff folgende Mindestanforderung definiert werden: -> Explosionsgruppe IIB und Temperaturklasse T3
Weiters kann festgehalten werden, dass die Gefährlichkeit der Gase
- von der Explosionsgruppe IIA nach IIC bzw.
- bei den Temperaturklassen von T1 nach T6 zunimmt.
Entsprechend steigen die Anforderungen an das Betriebsmittel.
Die dritte wichtige Kenngröße ist die Zündschutzart des Gerätes.
In unserem Fall der Zündschutz nach den Regeln der Eigensicherheit „ib“ mit dem EPL Gb.
(= Anwendung in ATEX Zone 1).
Das Grundprinzip der Eigensicherheit basiert darauf, die Energiemenge in einem Stromkreis auf ein nicht-zündfähiges Maß zu begrenzen. Funken oder thermische Effekte können somit keine Zündquellen mehr darstellen.
Wie darf ich installieren?
Das Allerwichtigste bei der Installation von Geräten mit der Zündschutzart „Eigensicherheit“ ist der Nachweis der Eigensicherheit.
Anhand der folgenden Tabelle/Checkliste ist der Nachweis zu erbringen:
| Elektrische Parameter (laut EG-Baumusterprüfbescheinigung) | |||||
| zugehöriges Betriebsmittel | Kabel und Leitungen | eigensicheres Betriebsmittel | |||
| max. Ausgangsspannung | Uo | <= | Ui | max. Eingangsspannung | |
| max. Ausgangsstrom | Io | <= | li | max. Eingangsstrom | |
| max. Ausgangsleistung | Po | <= | Pi | max. Eingangsleistung | |
| max. äußere Induktivität | Lo | >= | Lc (Kabelinduktivität) + | Li | max. innere Induktivität |
| max. äußere Kapazität | Co | >= | Cc (Kabelkapazität) + | Ci | Max, innere Kapazität |
Dies bedeutet, dass ein speisendes (= versorgendes) Gerät in keinem Betriebszustand (inkl. Fehlerfälle) so viel elektrische Energie an das zugehörige Betriebsmittel (z. B. Messsonde) liefern kann, dass eine elektrische Überlastung entstehen kann.
Fazit
Mit den entsprechenden Informationen zu den ATEX-Grundlagen ist eine korrekte Installation und Inbetriebnahme eines Betriebsmittels keine Raketenwissenschaft mehr.
Mit dem einfach zu bedienenden und eigensicheren myDatasensH2S haben wir eine robuste und sichere IoT Lösung für die Gasmessung in der ATEX Zone 1.
