2003. Uitgave

Aandrijfcomponenten \ Motion control \ Systemen \ Service & Reparatie

Explosiebeveiligde aandrijvingen volgens EU-richtlijn 94/9/EG

Uitgave

02/2003

Aandrijftechniek in de praktijk 1056 0270 / NL

Inhoudsopgave

1 Doel van explosiebeveiliging .......................................................................... 4 2 Doel van deze documentatie ........................................................................... 5 3 Explosiebeveiliging in Europa heden en in de toekomst ............................. 6 3.1 Relevante internetadressen ..................................................................... 7 4 Het nieuwe beveiligingsconcept..................................................................... 8 4.1 Overzicht EU-richtlijn 94/9/EG ................................................................. 8 4.2 Overzicht EU-richtlijn 1999/92/EG ......................................................... 11 5 Aandrijvingen volgens EU-richtlijn 94/9/EG ................................................ 5.1 Conformiteitsbeoordeling ....................................................................... 5.2 EG-prototypekeuring .............................................................................. 5.3 Kwaliteitsborging van de productie ........................................................ 5.4 Interne productiecontrole ....................................................................... 5.5 Conformiteitsverklaring en het CE-teken ............................................... 5.6 Aanduidingssleutel voor explosiebeveiligde apparaten ......................... 5.7 Mechanische apparaten volgens EU-richtlijn 94/9/EG........................... 5.8 Verplichte begeleidende documentatie ..................................................

13 13 13 14 14 14 15 17 18

6 Gas-explosiebeveiliging ................................................................................ 19 6.1 Inleiding.................................................................................................. 19 6.2 Ontstekingsbeschermingswijzen............................................................ 20 6.3 Ontstekingsbeschermingswijze 'e' - standaard voor net-draaistroommotoren in zone 1 .................................................................................. 23 6.4 Bijzonderheden bij toerentalgeregelde draaistroommotoren ................. 26 7 Stof-explosiebeveiliging ................................................................................ 28 7.1 Definities horende bij stof-explosiebeveiliging volgens EN 50281-1-1:1998 ................................................................................ 29 7.2 Nieuwe zone-indeling volgens EU-richtlijn 1999/92/EG......................... 32 7.3 Normen / uitvoeringsbepalingen ten aanzien van stof-explosiebeveiliging .......................................................................... 33 8 Toepassingsvoorbeelden .............................................................................. 8.1 Het transport van zakken / normale omgeving....................................... 8.2 Het transport van zakken / zone 22 ....................................................... 8.3 Het transport van zakken / zone 1 .........................................................

34 34 36 38

9 Onderhoud en reparatie................................................................................. 39 9.1 Algemeen onderhoud............................................................................. 40 9.2 Bijzondere reparatie ............................................................................... 40 10 Buitenlandse voorschriften ter vergelijking ................................................ 41 10.1 Noord-Amerikaanse voorschriften.......................................................... 41 11 Normenoverzicht ............................................................................................ 43 11.1 Foto’s ..................................................................................................... 43 12 Literatuurverwijzing ....................................................................................... 44 13 Samenvatting.................................................................................................. 45

Aandrijftechniek in de praktijk - Explosiebeveiligde aandrijvingen volgens EU-richtlijn 94/9/EG

3

1

Doel van explosiebeveiliging

1

Doel van explosiebeveiliging De explosiebeveiliging van industriële installaties heeft tot doel de veiligheid van de daar werkzame personen en de desbetreffende productie-, opslag- en distributiefaciliteiten te waarborgen. Tijdens bedrijf is daarbij het ontstaan van een explosieve omgeving niet volledig te vermijden. In de meeste gevallen mag bij de aanwezigheid van een explosiegevaarlijke omgeving het productieproces niet onderbroken worden. Als explosieve omgeving geldt een mengsel van lucht en brandbare gassen, dampen, nevels of stoffen onder atmosferische condities. Als er een ontsteking heeft plaatsgevonden kan het verbrandingsproces op het gehele mengsel worden overgedragen en kunnen door de ontstane explosiedruk bovendien stofwolken opwaaien. Het verbrandingsproces kan zich daarbij, na een optredende ontsteking, uitbreiden tot het totale onverbrande mengsel. In een explosiegevaarlijke omgeving kunnen explosiebeveiligde bedrijfsmiddelen worden toegepast, die ontstekingsbronnen vermijden of een uitbreiding van een explosie naar het gehele mengsel verhinderen.

51299AXX

Afbeelding 1: grote schade na een stofexplosie van aluminium [1]

51300AXX

Afbeelding 2: gasexplosie in een silo [2]

4

Aandrijftechniek in de praktijk – Explosiebeveiligde aandrijvingen volgens EU-richtlijn 94/9/EG

2

Doel van deze documentatie

2

Doel van deze documentatie Deze publicatie uit de serie 'Aandrijftechniek in de praktijk' dient informatie te verschaffen over de Europese voorschriften volgens EU-richtlijn 94/9/EG betreffende de uitvoering van explosiebeveiligde apparaten en de uitwerking daarvan op het gebied van de aandrijftechniek. Apparaten zijn hier elektromotoren, motoren met geïntegreerde frequentieregelaar, reductoren, mechanische variatoren en combinaties van motoren, reductoren en elektrische installaties, die direct in het explosiegevaarlijke gebied functioneren.

Aanvullende informatie

Naast de productdocumentatie van SEW-EURODRIVE betreffende explosiebeveiligde aandrijvingen (afbeelding 3) dient nuttige aanvullende informatie gegeven te worden en dienen achtergronden te worden verklaard. Daarbij dienen eveneens de richtlijnen en normen toegelicht te worden. Verder worden fundamentele verschillen naar de huidige praktijk verduidelijkt. Zonder op details van de producten zelf in te gaan, worden de nieuwe principes van certificeren, de zone-indeling en het projecteren evenzeer toegelicht als de typerende toepassingsvoorbeelden en belangrijke regels voor het gebruik van de installaties. Aanwijzingen voor de afwijkende voorschriften met betrekking tot explosieveiligheid voor landen buiten Europa completeren deze uitgave.

Ausgabe

Explosionsgeschützte Antriebe

11/2002

Preiskatalog 1055 3703 / DE

51292AXX

Afbeelding 3: catalogus "Explosionsgeschützte Antriebe"


5

3

Explosiebeveiliging in Europa heden en in de toekomst

3


Wettelijke voorschriften voor apparaten en installaties

Sinds het begin van de industriële productie zijn er wettelijke voorschriften voor het gebruik van productie-installaties in een explosiegevaarlijke omgeving. Zij zijn grofweg in te delen als voorschriften voor de hoedanigheid van apparaten en installaties die gebruikt worden in explosiegevaarlijke omgevingen en voorschriften voor het opzetten, het gebruik en het onderhoud van complete installaties vanuit de optiek van de daar werkzame personen. Ze zijn tot op heden deels van land tot land verschillend en belemmeren (desondanks) het overeengekomen vrije handelsverkeer binnen de EU (EG-overeenkomst, artikel 28) en rekenen niet alle theoretisch explosiegevaarlijke apparaten en installaties mee.

Uniforme Europese oplossing

Met het doel een uniforme oplossing voor de gehele Europese Unie (EU) te bereiken en de veiligheid van personen en installaties te vergroten, werd de nieuwe richtlijn 94/9/EG voor de uitvoering van explosieveilige apparaten uitgevaardigd. Deze werd tot 01-09-1995 in het rechtstelsel van de afzonderlijke staten aangepast en geldt sinds 01-03-1996 tijdens een overgangstijd parallel aan de reeds geldende afzonderlijke bepalingen. Intussen werd deze door de EU-richtlijn 1999/92/EG voor het opzetten en gebruiken van explosiebeveiligde installaties opgevolgd.

Aanduidingen

Ingeburgerd is de aanduiding ATEX (Atmosphères Explosibles) voor de nieuwe richtlijnen. De EU-richtlijn 94/9/EG (ATEX95a, voorheen ATEX 100a) regelt daarbij alle voorschriften al naargelang de aard van explosiebeveiligde apparaten; de EU-richtlijn 1999/92/EG (ATEX 137) is verantwoordelijk voor de veiligheid van personen bij installatie, bedrijf en onderhoud van explosiegevaarlijke installaties.

Overgangstermijnen

Vanaf 01-07-2003 gelden in de EU alleen nog de richtlijnen 94/9/EG en 1999/92/EG. Met deze omvangrijke harmonisatie van de explosiebeveiliging in de EU zijn ten slotte alle nog bestaande handelsbelemmeringen op dit gebied tussen de Europese staten opgeheven. Een overgangstermijn tot 30-06-2006 is voor alle installaties voorzien, waarvan de exploitatie vóór 30-06-2003 begon en die nog niet voldeden aan het nieuwe voorschrift 99/ 92/EG.

Overgangstermijnen van de EU-richtlijnen 94/9/EG en 1999/92/EG Invoering van 94/9/EG

Invoering van 1999/92/EG

Verplichting van 94/9/EG en 1999/ 92/EG

Einde overgangstermijn naar 1999/ 92/EG

1.3.1996

28.1.2000

1.7.2003

1.7.2006

In het verkeer brengen van apparaten volgens het "oude" voorschrift volgens 94/9/EG De bouw van installaties volgens het "oude" voorschrift volgens 1999/92/EG Aanpassen van bestaande installaties aan de minimumeisen van 1999/92/EG

6



3

De richtlijn 94/9/EG geldt natuurlijk ook voor alle producten die buiten de EU worden geproduceerd en in de EU worden ingevoerd. Als uiterlijk teken van de conformiteit met de richtlijn 94/9/EG is nu ook bij explosiebeveiligde apparatuur het CE-teken op het typeplaatje van de motor weergegeven. Afwijkend van de tijdens de overgang nog parallel geldende voorschriften omvat de explosiebeveiliging volgens 94/9/EG naast elektrische ook mechanische apparaten en definieert deze voor het eerst apparaatcategorieën. De verdeling van de apparaatcategorieën naar de gevarenzones is in de richtlijn 1999/ 92/EG nieuw geregeld.

3.1

Relevante internetadressen Meer informatie over het thema explosiebeveiliging vindt u op de volgende internetadressen: •

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


7

4

Het nieuwe beveiligingsconcept

4

Het nieuwe beveiligingsconcept De EU-richtlijnen 94/9/EG en 1999/92/EG vormen de basis van het nieuwe concept. De EU-richtlijn 94/9/EG is het geharmoniseerd Europese voorschrift voor de uitvoering van explosiebeveiligde apparaten; 1999/92/EG regelt vanuit de geest van de ermee werkende personen een veilig bedrijf van deze apparaten. Dit document houdt zich in eerste instantie bezig met de uitvoering van de apparaten, maar gaat ook in op hun toepassing, indien dit uit oogpunt van verduidelijking noodzakelijk is.

4.1

Overzicht EU-richtlijn 94/9/EG De EU-richtlijn 94/9/EG richt zich in eerste instantie tot de producent van apparaten en beveiligingssystemen. Eén van de principiële veranderingen in 94/9/EG ten opzichte van voormalige regelingen is dat de richtlijn 94/9/EG niet direct naar Europese normen verwijst.

Minimumeisen

In de richtlijn 94/9/EG worden minimumeisen aan apparaten en beveiligingssystemen voor het gebruik in explosiegevaarlijke omgevingen gedefinieerd. Hierdoor is het voor het eerst mogelijk om ook apparaten en beveiligingssystemen te bouwen en te certificeren, die niet of maar gedeeltelijk met een geldende explosiebeveiliging overeenkomen, zolang ze maar voldoen aan de eisen volgens 94/9/EG. Dit is een belangrijk aspect om ook in de toekomst oplossingen te verwezenlijken die nog niet in een norm zijn gedefinieerd.

Mechanische apparaten

Een verdere diep ingrijpende wijziging, gekoppeld aan de invoering van de richtlijn 94/9/EG, is de integratie van mechanische (niet-elektrische) apparaten in de explosiebeveiliging. Voor de praktische realisatie zijn er hierbij extra moeilijkheden omdat de desbetreffende normen van de reeks EN 13463 (niet-elektrische apparaten) nog in ontwikkeling zijn.

Inleiding

Volgens 94/9/EG worden de apparaten opnieuw in groepen, categorieën en ontstekingsbeschermingswijzen ingedeeld. De groep I, categorie M1 en M2 voor ondergrondse mijnbouw alsmede groep II, categorie 1 voor bijzonder hoge veiligheidseisen (Zone 0 en 20) worden daarbij als specialistische gebieden hier niet verder behandeld. Deze publicatie concentreert zich op de voor reductoren, motoren, elektrische en elektronische inrichtingen en sensoren in aanmerking komende apparaten, categorieën en ontstekingsbeschermingswijzen (in de tabellen afgebeeld op een grijze ondergrond).

8



Categorieën

4

Volgens de EU-richtlijn 94/9/EG (ook ATEX 95, voorheen ATEX 100a genoemd) worden explosiebeveiligde bedrijfsmiddelen in categorieën ingedeeld. De categorie geeft de beschermingsgraad van het bedrijfsmiddel en de bedrijfssoort aan. Bovendien moeten apparaten voor de toepassing in omgevingen •

met explosiegevaarlijke gas-luchtmengsels met een G

•

met explosiegevaarlijke stof-luchtmengsels met een D

worden gemerkt. Categorie1)

Beschermingsniveau

M1

Beschermende werking

Bedrijfsomstandigheden

zeer hoog

Twee onafhankelijke beveiligingsmiddelen of zelfs veilig wanneer twee storignen zich onafhankelijk van elkaar voordoen.

In geval van explosieve omgeving blijft energietoevoer naar appparaten behouden en blijven apparaten werken.

1

zeer hoog

Twee onafhankelijke beveiligingsmiddelen of zelfs veilig wanneer twee storignen zich onafhankelijk van elkaar voordoen.

Energietoevoer naar apparaten blijft behouden en apparaten blijven werken in zones 0, 1, 2 (G) en/of 20, 21, 22 (D).

M2

hoog

Geschikt voor normaal bedrijf en zware bedrijfsomstandigheden.

In geval van explosieve omgeving wordt energietoevoer naar apparaten onderbroken.

2

hoog

Geschikt voor normaal bedrijf en veelvuldig optredende storingen of apparaten waarbij gewoonlijk rekening wordt gehouden met storingen.

Energietoevoer naar apparaten blijft behouden en apparaten blijven werken in zones 1, 2 (G) en/of 21, 22 (D).

3

normaal

Geschikt voor normaal bedrijf.

Energietoevoer naar apparaten blijft behouden en apparaten blijven werken in zonde 2 (G) en/of 22 (D).

1) Alleen de grijze velden zijn voor aandrijvingen van SEW-EURODRIVE relevant.


9

4


Ontstekingsbeschermingswijzen

De ontstekingsbeschermingswijze geeft aan volgens welke methode de explosiebeveiliging wordt uitgevoerd.

Soort apparaat

Ontstekingsbeschermingswijze1)

Norm

Beschrijving

Motoren (elektrische apparaten)

d

EN 50014 + EN 50018

drukvaste behuizing

Reductoren (mechanische apparaten)3)

e

EN 50014 + EN 50019

verhoogde veiligheid

i

EN 50014 + EN 50020

intrinsieke veiligheid

n / nA

EN 50014 + EN 50021

niet vonkend

m

EN 50014 + EN 50028

inkapseling

o

EN 50014 + EN 50015

olievulling

q

EN 50014 + EN 50017

zandvulling

2)

EN 50014 + EN 50281

beveiliging tegen stofexplosie

b

EN 13463 deel 1 en 6

beveiliging door bewaking van ontstekingsbronnen

c


constructieve veiligheid

d


drukvaste behuizing

fr


dampbestendig

g


inherente veiligheid

k


vloeistofomhulling

1) Alleen de grijze velden zijn voor aandrijvingen van SEW-EURODRIVE relevant. 2) Voor stofexplosiebeveiliging zijn geen expliciete ontstekingsbeschermingswijzen vastgelegd. 3) De normering van de ontstekingsbeschermingswijzen voor mechanische apparaten is nog niet afgesloten.

10



4.2

4

Overzicht EU-richtlijn 1999/92/EG In tegenstelling tot de EU-richtlijn 94/9/EG, die de apparatuurspecificaties voor de fabrikant vastlegt, is de EU-richtlijn 1999/92/EG bedoeld voor de installatie-exploitant. Naast verschillende eisen aan de inrichting en aan het gebruik van installaties wordt hier ook de toekenning van de apparaatcategorie aan de verschillende risicogebieden (zones) gedefinieerd.

Veiligheid van installaties

De EU-richtlijn 1999/92/EG behandelt 'Minimumvoorschriften ter verbetering van de bescherming van de gezondheid en de veiligheid van de werknemer, die door explosieve omgevingen geriskeerd kunnen worden'. De exploitant van de installatie is verplicht •

de veiligheid van de installatie tijdens de gebruikstijd ervan te borgen;

•

ofwel de vorming van explosieve mengsels in de installatie te vermijden;

•

of het ontsteken van de explosieve mengsels te verhinderen en

•

in het ergste geval de schadelijke gevolgen van een explosie zover te verminderen dat de gezondheid en de veiligheid van de werknemer gewaarborgd zijn;

•

een explosiebeveiligingsdocument op te stellen en dat voortdurend te actualiseren: Uittreksel uit de bedrijfsveiligheidsbesluit (BetrSichV, geldig vanaf 03-10-2002) Explosiebeveiligingsdocument

(1) De werkgever moet, onafhankelijk van het aantal werknemers binnen het kader van zijn verplichtingen overeenkomstig §3, waarborgen dat een document (explosiebeveiligingsdocument) wordt opgesteld en voortdurend wordt geactualiseerd. (2) Uit het explosiebeveiligingsdocument moet vooral blijken • dat de explosierisico’s zijn vastgesteld en aan een evaluatie onderworpen zijn; • dat passende maatregelen getroffen zijn om de beoogde explosiebeveiliging te bereiken; • welke omgevingen overeenkomstig appendix 3 in zones zijn ingedeeld en • voor welke omgevingen de minimumvoorschriften overeenkomstig appendix 4 gelden. (3) Het explosiebeveiligingsdocument moet vóór het begin van de werkzaamheden zijn opgesteld. Het moet opnieuw bewerkt worden bij wijzigingen, uitbreidingen of herziening van de arbeidsmiddelen of van de werkprocedure.

Risicobeoordeling

In het kader van een algemene en speciale beoordeling van explosierisico’s dient de verantwoordelijke exploitant het productiecomplex in te delen in zones, die de mate van risico op grond van de frequentie en de tijdsduur van het optreden van explosieve mengsels weerspiegelen. De belangrijkste criteria bij de zone-indeling zijn: •

de waarschijnlijkheid en de duur van het optreden van een explosieve omgeving;

•

de mogelijke ontstekingsbronnen;

•

de wisselwerking tussen installatie, proces en product;

•

de omvang van de te verwachten gevolgen.

Aanvullend voor de zone-indeling is de ontstekingstemperatuur van gas- en stofhoudende atmosferen en - extra voor stof - de gloeitemperatuur voor het beoordelen van het risico van belang. Zone1)

Waarschijnlijkheid van het optreden van een explosieve omgeving

gas

stof

02)

202)

voortdurend, langdurig, vaak, in de tijd overwegend incidenteel

1

21

af en toe, tijdens normaal bedrijf

2

22

zelden, kortstondig

1) Alleen de grijze velden zijn voor aandrijvingen van SEW-EURODRIVE relevant. 2) niet relevant voor elektrische aandrijvingen


11

4


Toekenning categorie - zone

De toepasbaarheid van apparaten van bepaalde categorieën in de betreffende zones volgt uit het onderstaande overzicht. Ex-omgeving gas (G)

Ex-omgeving stof (D)

categorie1)

voor toepassing in zone

categorie 1)

1G

0, 1 en 2

1D

20, 21 en 22

2G

1 en 2

2D

21 en 22 22 + geleidende stoffen

3G

2

3D

22

voor toepassing in zone

1) Alleen de grijze velden zijn voor aandrijvingen van SEW-EURODRIVE relevant.

05990AXX

12


Aandrijvingen volgens EU-richtlijn 94/9/EG

5

5

Aandrijvingen volgens EU-richtlijn 94/9/EG De EU-richtlijn 94/9/EG definieert voor explosiebeveiligde apparatuur

5.1

•

welke apparaten onder de richtlijn vallen;

•

de aan de apparaten te stellen eisen en hun indeling naar de categorieën;

•

het certificeren van de apparaten en de productiefaciliteiten;

•

de verantwoordelijkheid van de fabrikant resp. degene die deze in roulatie brengt.

Conformiteitsbeoordeling Voor de conformiteitsbeoordeling dient de fabrikant vervolgens te beslissen tot welke groep en categorie zijn producten behoren. Deze publicatie behandelt uitsluitend apparaten van groep II voor het gebruik in toepassingen, die niet behoren tot ondergrondse mijnbouw. Een verdere beperking is dat alleen de voor aandrijvingen gebruikelijke categorieën 2 en 3 behandeld worden. Categorie

Soort

Conformiteit door

elektrische apparaten

EG-prototypekeuring en • conformiteit naar bouwwijze of • kwaliteitsborging van de productie

niet-elektrische apparaten

technische documentatie op de genoemde plaatsen en interne productiecontrole

alle

interne productiecontrole

2

3

5.2

EG-prototypekeuring

Elektrische apparaten

Elektrische apparaten volgens de categorie 2 - hieronder vallen natuurlijk ook motoren, motoren met een frequentieregelaar en opnemers in de aandrijftechniek - moeten een EG-prototypekeuring bij een erkende keuringsinstantie ondergaan. Indien het aangereikte prototype voldoet aan de bepalingen dan geeft de erkende keuringsinstantie een EG-prototypekeuringscertificaat af. Het certificaat bevat naam en adres van de producent, resultaten van de keuring en de voor de identiteit van het toegelaten prototype benodigde gegevens. Samen met een lijst met de belangrijkste technische gegevens wordt de kopie van het certificaat door de erkende keuringsinstantie bewaard. Alle erkende keuringsinstanties wisselen onder elkaar de verstrekte prototypecertificaten uit. De producent bewaart een kopie van het prototypekeuringscertificaat en de aanvullingen hierop samen met de technische gegevens tot minimaal 10 jaar na de productie van het laatste apparaat.


13

5


5.3

Kwaliteitsborging van de productie Aanvullend op de EG-prototypekeuring is de eis voor het toelaten van explosiebeveiligde elektrische apparaten volgens de categorie 2, dat de kwaliteitsborging van de productie wordt gecertificeerd door een erkende keuringsinstantie en permanent wordt bewaakt.

5.4

Interne productiecontrole

Mechanische apparaten

5.5

Mechanische apparaten volgens de categorie 2 en alle apparaten volgens de categorie 3 zijn onderworpen aan de interne productiecontrole. Dit houdt in dat de fabrikant een vastgelegde selectie van constructie-, productie- en controlegegevens samenstelt en minimaal 10 jaar na de productie van het laatste apparaat bewaart. De fabrikant is ervoor verantwoordelijk dat zijn productieproces de technische overeenstemming van de geproduceerde apparaten met de eerder genoemde gegevens garandeert.

Conformiteitsverklaring en het CE-teken In alle gevallen stelt de fabrikant een verklaring op die de conformiteit van het apparaat met de betreffende normen en voorschriften betuigt. Als zichtbaar teken van de conformiteit met de Europese richtlijnen krijgt het apparaat een CE-teken. Daarmee wordt tot uitdrukking gebracht dat er naast de conformiteit met de 94/9/EG ook conformiteit is met alle parallel geldende richtlijnen zoals bijvoorbeeld met de richtlijn 89/336/EMC (Elektro-Magnetische Compatibiliteit).

Laagspanningsrichtlijn geldt niet voor apparatuur volgens 94/9/EG

14

De zogenaamde laagspanningsrichtlijn 73/23/EG daarentegen geldt nadrukkelijk niet voor die apparaten die onderworpen zijn aan de EU-richtlijn 94/9/EG. Aan de laagspanningsrichtlijn zijn echter alle gemeenschappelijk met het explosiebeveiligde apparaat gebruikte elektrische apparaten onderworpen, die buiten de explosiegevaarlijke ruimten zijn ondergebracht. Dit heeft betrekking op alle in de schakelkast ingebouwde beveiligings-, besturings- controle- en bewakingsapparatuur en natuurlijk ook op separate frequentieregelaars voor de toerentalregeling van motoren.



5.6

5

Aanduidingssleutel voor explosiebeveiligde apparaten Alle explosiebeveiligde elektrische apparaten worden tot dusver ook met een uniforme sleutel aangeduid. Door het completeren met de apparatengroep, de categorie, het onderscheidingsteken Ex-omgeving gas of stof en de vermelding van de voor de toelating verantwoordelijke keuringsinstantie, is de volledige aanduiding langer geworden. Een explosiebeveiligde draaistroommotor, die in de ontstekingsbeschermingswijze 'Verhoogde veiligheid' voor gebruik in zone 1 is bedoeld, heeft bijv. naast de typeaanduiding het volgende kenmerk: EEx e II T3 Volgens de EU-richtlijn 94/9/EG is nu de aanduiding: 0102

II 2G EEx e II T3


15

5


Overeenkomstig EU-richtlijn 94/9/EG worden de ontstekingsbeschermingswijzen met de apparatengroepen, categorieën, Ex-omgevingen en de minimumbeschermingsgraden en temperatuurklassen geïntegreerd. Het CE-teken mag vermeld worden. Voorbeeld: bedrijfsmiddel in de beschermingsgraad "drukvaste behuizing". 0102

II

2

G

E

Ex

d

II C

T3

CE-aanduiding Kenmerknummer van de erkende keuringsinstantie 0102: PTB Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig: Kenmerk voor het vermijden van explosies (overeenkomstig 94/9/EG) Apparatengroep II: toepassing in dagbouw Categorie 2: voor zones 1, 2, 21, 22 3: voor zones 2, 22 Ex-omgeving G: gas D: brandbaar stof Europese normen EN

Explosiebeveiliging Ontstekingsbeschermingswijze d: drukvaste behuizing e: verhoogde veiligheid nA: Ontstekingsbeschermingswijze n; A: niet-vonkend bedrijfsmiddel c: constructieve veiligheid k: vloeistofomhulling Explosiegroep II Toelaatbare spleetgrootten A: d ≥ 0.9 mm B: 0.9 mm > d ≥ 0.5 mm C: 0.5 mm > d Oppervlaktetemperatuur (°C bij stof) Temperatuurklasse (bij gas) Toelaatbare temperatuur T1: max. 450 °C T2: max. 300 °C T3: max. 200 °C T4: max. 135 °C T5: max. 100 °C T6: max. 85 °C

De aanduiding IIA, IIB en IIC geldt alleen in combinatie met de ontstekingsbeschermingswijze "d". Bij alle andere ontstekingsbeschermingswijzen staat op deze plaats alleen II.

16



5.7

5

Mechanische apparaten volgens EU-richtlijn 94/9/EG Ten opzichte van elektrische apparaten vertonen mechanische apparaten voor het gebruik in explosiegevaarlijke omgevingen belangrijke verschillen. In tegenstelling tot elektrische apparaten wordt de gas- en stofexplosiebeveiliging in dezelfde norm behandeld.

Eigen verantwoordelijkheid van de fabrikant

Wanneer in de toekomst de normenreeks EN 13463 aan de orde komt, is elke fabrikant in de gelegenheid om de mechanische apparaten voor toepassing als apparaatcategorie 2 of 3 onder eigen verantwoordelijkheid als explosieveilig apparaat voor gas- en stofomgevingen te verklaren. Hierbij is ook essentieel dat de fabrikant de apparaten van de categorie 2 onder eigen verantwoordelijkheid toelaat voor de zones 1, respectievelijk 21. Bij elektrische bedrijfsmiddelen is hiervoor een EG-prototypekeuring noodzakelijk.

Nieuwe ontstekingsbeschermingswijzen

Met dezelfde norm worden nieuwe ontstekingsbeschermingswijzen gedefinieerd. Verschillende ontstekingsbeschermingswijzen voor mechanische apparaten zullen in de toekomst van toepassing zijn.

Categorie 3

Om reductoren als apparaten volgens categorie 3 te mogen aanduiden dient de fabrikant het voldoen aan de EN 13463-1 aan te tonen. De EN 13463-1 heeft als titel 'Fundamentele methodiek en eisen'. De aanduiding voor deze categorie omvat geen ontstekingsbeschermingswijze.

Categorie 2

Indien reductoren als apparaten volgens categorie 2 aangeduid worden, dan dient voldaan te worden aan twee delen van de normenreeks EN 13463. Aan de fabrikant wordt het overgelaten aan welk verder deel (2 - 8 ) naast deel 1 nog voldaan wordt. Afhankelijk van het gekozen deel wordt de ontstekingsbeschermingswijze gedefinieerd. Van het grootste belang voor de reductortechniek zijn de EN 13463-5 en EN 13463-8. De EN 13463-5 heeft als titel 'Constructieve veiligheid' en beantwoordt aan de ontstekingsbeschermingswijze 'c'. De EN 13463-8 heeft als titel 'Vloeistofomhulling' en beantwoordt aan de ontstekingsbeschermingswijze 'k'.

Ontstekingsbeschermingswijze “c“ Constructieve veiligheid volgens EN13463-5

Beschrijving Een explosiebeschermingswijze, waarbij bouwkundige maatregelen worden getroffen om beveiliging te waarborgen tegen een mogelijke ontsteking door bewegende delen, warm geworden oppervlakken, vonken en adiabatisch compressie.

ok! “k“ Vloeistofomhulling volgens EN13463-8

Toepassing Voor alle niet-elektrische apparaten van de categorie 2G en 2D, voorzover ze geen ontstekingsbronnen bevatten, die door te verwachten storingen kunnen ontstaan.

Een beschermingswijze, waarbij potentiële ontstekingsbronnen niet Voor alle niet-elektrische actief kunnen worden, of gescheiden worden van de ontstekingsge- apparaten van de categorie 2G, 2D en 3D. voelige omgeving, óf door het geheel onderdompelen in een beschermende vloeistof óf door het gedeeltelijk onderdompelen en voortdurend bevochtigen van hun actieve oppervlakken met een beschermende vloeistof, zodat een explosiegevaarlijke atmosfeer, die zich boven de vloeistof of buiten de apparaatbehuizing kan bevinden, niet wordt ontstoken.

Omdat de normenreeks EN13463 nog in ontwikkeling is, kan vanuit deze publicatie nog geen gedetailleerde informatie worden gegeven over de inhoud van de ontstekingsbeschermingswijzen, respectievelijk welke karakteristieke eigenschappen deze ontstekingsbeschermigswijzen hebben. De explosiebeveiligde reductoren van SEW-EURODRIVE zijn altijd gemaakt voor toepassingen in de categorie II2G/II2D. Ze voldoen daarmee automatisch aan de eisen van de categorieën II3G/II3D, d.w.z. explosiebeveiligde reductoren van de categorieën II2G/ II2D kunnen ook toegepast worden voor gebruik in de categorieën II3G/II3D.


17

5


5.8

Verplichte begeleidende documentatie

Technische handleiding

Bij elk apparaat dient een technische handleiding met minstens de volgende inhoud beschikbaar te zijn: •

algemene en speciale veiligheidsaanwijzingen;

•

eenduidige gegevens voor de identificatie van het apparaat overeenkomstig het typeplaatje;

•

eenduidige gegevens ten behoeve van het gebruik conform de voorschriften;

•

waarschuwing voor de gevolgen van een gebruik dat niet conform de voorschriften is en dat, zoals de ervaring leert, voorkomt;

•

belangrijke technische gegevens en constructiegegevens / stramien voor de montage, de installatie, de inbedrijfstelling en het onderhoud;

•

uitvoerige gegevens voor een veilige montage, resp. demontage, installatie, inbedrijfstelling en gebruik;

•

uitvoerige gegevens over het veilig oplossen van storing en onderhoud;

met inbegrip van alle hiervoor benodigde overzichten en tekeningen.

Taal van het land van de gebruiker

De technische handleiding dient in de taal van het land van de gebruiker en in de oorspronkelijke taal beschikbaar zijn.

Beschikbaarheid ter plaatse

De technische handleiding geldt als een belangrijk document dat de installatie, de inbedrijfstelling en het onderhoud resp. het oplossen van storingen of repareren met de verplichte en voor de veiligheid relevante aanwijzingen en informatie begeleidt. Deze behoort bij het apparaat en dient altijd voor werkzaamheden met en aan het apparaat beschikbaar te zijn. De leverancier van het apparaat stelt deze bij de levering van de aandrijving aan de bouwer van de machine en de bouwer van de installatie beschikbaar bij het apparaat. De bouwer van de installatie is verplicht de handleiding door te geven aan de gebruiker van de installatie.

Conformiteitsverklaring

Bij elk apparaat dient bovendien de conformiteitsverklaring van de fabrikant en eventueel ook een kopie van het EG-prototypekeuringscertificaat gevoegd te worden.

strommo e Dreh schützt en abensge sio motor Ausg Explo brems om 000 Drehstr 07/2

e3 gori ate Æ in K utz) CH ssch WIT sion VI-S plo MO ub-Ex (Sta

toren,

Ausgabe 04/2000 Getriebe Explosio nsgesc 11/2002 R..7, F..7, K..7, S..7, Spiroplan® W VA hützte RIBLO ® Verstell C und getriebe Zubehö r

e Ausgab Explosionsgeschützte

03/2002Typenreihen

Ausgab

e Exp losio 09/2 VAR 000 n IMO ® sgesc h T und ützte V e Zub ehö rstellg etrie r

D

be Ausg

g anleitun Betriebs 3 3605 / DE 105

Betr

ie

n bsa

leit

10

ung

00 5044

E /D

09/2

Betriebsanleitung

abe

000

1055 520x / DE

Betriebs

anleitun

1050 600 4

g

/ DE

Betr

iebs

anle

itun 1050 g 6802 / DE

51294AXX

Afbeelding 4: technische handleidingen als verplichte begeleidende documentatie

18


6

Gas-explosiebeveiliging

6


6.1

Inleiding De EU-richtlijn 94/9/EG neemt in feite de reeds bestaande regelgeving voor elektrische apparaten over en vult deze aan met een indeling in categorieën.

Ontstekingstemperatuur

Nadat de installatie-exploitant de mate van risico en daarmee de zone heeft vastgesteld bepaalt hij voor het betreffende gasmengsel de ontstekingstemperatuur.

Temperatuurklasse / explosiegroep

Vanuit de ontstekingstemperatuur wordt de temperatuurklasse T.. afgeleid. Een verdere kenmerkende grootheid van het gas-luchtmengsel is de explosiegroep, d.w.z. het vermogen tot doorslag (relevant voor de ontstekingsbeschermingswijze d). Het gevaar neemt daarbij toe van explosiegroep IIA tot explosiegroep IIC. Gassen volgens de categorie IIC zijn het gevaarlijkst.

Gassen en dampen

Ontstekingstemperatuur °C1)

Acetaldehyde

140

Aceton

540

Acetyleen

305

Ammoniak

630

Benzine

220 - 300

Benzol (puur)

555

Cyclohexanon

430

Dieselbrandstoffen

220 - 300

Azijnzuren

485

Azijnzuuranhydride

330

Etheen

515

Ethylacetaat

460

Ethylalcohol

425

Ethylchloride

510

Ethyleen

425

Ethylether

170

Ethylglycol

235

Stookolie

220 - 300

Kooloxyde

605

Methaan

595

Methanol

455

Methylchloride

625

Naftaline

540

n-Butaan

365

n-Butylalcohol

340

n-Hexaan

240

Fenol

595

Propaan

470

Zwavelkoolstof

95

Zwavelwaterstof

270

Stadsgas

560

Toluol

535

Waterstof

560

Temperatuurklasse1) T1 [°C] > 450

T2 [°C]

T3 [°C]

T4 [°C]

Explosiegroep1) T5 [°C]

T6 [°C]

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

IIA

IIB

IIC

1) De verstrekte waarden zijn vrijblijvend - u gelieve per geval bij de juiste instanties na te vragen!


19

6


Apparaatcategorie

6.2

De volgende stap is het vastleggen van de apparaatcategorie. Belangrijke criteria hiervoor zijn: •

de zone

•

condities bij de opstellingsplaats, die eventueel een eenheidsuitvoering van apparatuur noodzakelijk maken

Ontstekingsbeschermingswijzen Het bepalen van de ontstekingsbeschermingswijze wordt in het geval er meerdere mogelijkheden zijn door de volgende gezichtspunten beïnvloed: •

de kosten;

•

typische voor het land kenmerkende gewoonten;

•

condities bij de opstellingsplaats, die eventueel een eenheidsuitvoering van apparatuur noodzakelijk maken;

•

de bedrijfssoort.

51291AXX

Afbeelding 5: motor in de ontstekingsbeschermingswijze "Verhoogde veiligheid", uitvoering II2GEExe

20



Ontstekingsbeschermingswijze

Beschrijving

Toepassing

'd' Drukvaste behuizing volgens EN 50018

Potentiële ontstekingsbronnen worden in een drukvaste behuizing zo ingesloten dat weliswaar het explosieve gasmengsel kan binnendringen en eventueel ook ontsteekt. Maar door gedefinieerde 'ontsteekspleten' koelt het inwendige verbrande mengsel af op zijn weg naar buiten. De nu ongevaarlijk lage temperatuur verhindert een ontsteking naar de omgeving. Afhankelijk van het ontsteekvermogen en de explosieve kracht van de te gas-luchtmengsels worden deze onderverdeeld in explosiegroepen. De constructie van de drukvaste behuizingen is afhankelijk van de daarmee verbonden experimenteel bepaalde 'grensspleetgrootten' van de ontsteekspleet. Bij het aanduiden van het apparaat met drukvaste behuizing hoort daarom principieel ook de explosiegroep.

Binnen het gebied van de elektrische aandrijftechniek hoofdzakelijk voor apparaten waarbij bedrijfsmatig ook vonken ontstaan: collector-, commutator-, sleepringankermotoren, mechanische remmen. Ook voor kortsluitankermotoren gebruikelijk indien bijzonder hoge gevaarlijke potentialen aan de orde zijn, het schakelbedrijf van de voorheen statorkritische motor een rotorkritische maakt, die niet meer via temperatuurvoelers beveiligd kan worden, of indien elektronische toerentalregeling in zone 1toepassingen vereist is.

'e' Verhoogde veiligheid volgens EN 50019

Om het risico van vonkvorming tijdens bedrijf te verminderen worden bijzondere constructieve maatregelen getroffen zoals bijv. • het hanteren van minimale luchtspleten • rekening houden met lucht en kruipcapillairen • speciale keuze van de lakdraden • zorgvuldige keuze van de toegepaste kunststoffen en isolatiematerialen

Deze ontstekingsbeschermingswijze is alleen geschikt voor apparaten, waarbij typisch geen ontstekingsvonken te verwachten zijn. In het gebied van de elektrische aandrijftechniek wordt de ontstekingsbeschermingswijze 'e' in het vermogensbereik tot ca. 50 kW hoofdzakelijk bij kortsluitrotormotoren voor continubedrijf in zone 1 met een vaste spanning en frequentie toegepast. In uitzonderingsgevallen (afzonderlijke toelating) kunnen ook elektronisch toerentalgeregelde kortsluitrotormotoren in 'e' worden uitgevoerd. Ook afzonderlijke toelatingen voor de bedrijfssoorten S2, S3 en S4 zijn tot bepaalde grenzen mogelijk. Verder wordt 'e' vaak gebruikt in combinaties bijv. met 'd': bijv. een drukvaste motor met een klemmenkast in 'e'.

Om ontoelaatbaar hoge oppervlaktetemperaturen te vermijden wordt bij de elektrische dimensionering rekening gehouden met de kritische delen. Het bewijs dat de toelaatbare temperaturen worden aangehouden dient door uitgebreide metingen geleverd te worden. Bij het dimensioneren en aansluitend beproeven dient een fout in de beschouwing betrokken te worden. Door de som van deze maatregelen is het ontsteken van lucht-gasmengsels praktisch uitgesloten. Door een speciale bewaking van de potentiële ontstekingsbronnen met een motorbeveiligingsschakelaar of met PTC-temperatuurvoelers wordt gewaarborgd dat er geen opwarming kan plaatsvinden tot temperaturen waarbij er een ontstekingsrisico is. Bij blokkering van de motor vanuit bedrijfswarme toestand moet de motorbeveiligingsschakelaar bij de aangegeven Ia/In binnen de tE -tijd de motor uitschakelen. Bij het gebruik van PTC-temperatuurvoelers (TF) als enige beveiliging wordt een tA-tijd bepaald en afgegeven. Binnen deze tijd moet bij blokkering van de rotor vanuit koude toestand de TF de uitschakeling realiseren.


6

21

6



Beschrijving

Toepassing

'i' Intrinsieke veiligheid volgens EN 50020

Intrinsieke stroomkringen hebben als kenmerk dat door begrenzing van de energie in geval van een fout noch een vonk noch een thermisch effect in staat zullen zijn het ontsteken van een explosieve omgeving teweeg te brengen.

Intrinsiek veilige apparaten op het gebied van de elektrische aandrijftechniek zijn bijvoorbeeld alle soorten sensoren.

'nA' Niet vonkend volgens EN 50020

De constructieve en bouwtechnische eisen van de ontstekingsbeschermingswijze 'nA' komen vergaand overeen met die van de ontstekingsbeschermingswijze 'e'. Het essentiële verschil bestaat eruit dat bij de ontstekingsbeschermingswijze 'nA' alleen het storingsvrije bedrijf (geen fouten) beoordeeld hoeft te worden.

De ontstekingsbeschermingswijze nA wordt voornamelijk gebruikt voor kortsluitrotormotoren van de categorie 3G.

nA

22



6.3

6

Ontstekingsbeschermingswijze 'e' - standaard voor net-draaistroommotoren in zone 1 De ontstekingsbeschermingswijze 'e' is vele tientallen jaren geleden ontwikkeld in Duitsland en sinds die tijd in de praktijk beproefd. Deze ontstekingsbeschermingswijze vond met IEC60079-7 ingang in de internationale normen en werd dan ook consequent in de reeks van geharmoniseerde Europese normen opgenomen als EN50019.

"e": bijzonder economisch

In tegenstelling tot ontstekingsbeschermingswijze 'd' is de 'verhoogde veiligheid' een met weinig kosten gemoeide en plaats en gewicht besparende ontstekingsbeschermingswijze, die intussen in Europa wijd verbreid is. Het toepassen van de ontstekingsbeschermingswijze 'e' in zone 1 wordt momenteel in Europa hoofdzakelijk gebruikt bij kortsluitrotormotoren tot ca. 50 kW. In Duitsland is van de motoren in zone 1 ca. 75 tot 80 % beveiligd volgens 'e'.

Principe

Het principe van de ontstekingsbeschermingswijze 'e' komt neer op het vermijden van ontstekingsbronnen. Het werkingsprincipe van de asynchrone motor staat geen bedrijfsmatig te verwachten vonken toe. Constructieve maatregelen zorgen ervoor dat de toch mogelijke risico’s door bedrijfsstoringen en apparaatfouten tot een minimum gereduceerd worden.

Continubedrijf

Bij alle motoren voor gebruik in overwegend continubedrijf wordt het overblijvende hoofdrisico - overbelasting en daarmee de verhoogde oppervlaktetemperatuur - beheerst door bewezen bewakingsvoorzieningen.

Beveiliging door uitsluitend een motorbeveiligingsschakelaar

Door een erkende keuringsinstantie toegelaten motorbeveiligingsschakelaars dienen op de nominale stroom van de motor ingesteld te worden. Uit de karakteristiek van de beveiligingsschakelaar en de aanloopstroomverhouding IA/IN van de motor kan de uitschakeltijd van de beveiligingsschakelaars worden bepaald. Deze dient kleiner te zijn dan de tE-tijd van de motor.

Beveiliging door uitsluitend temperatuurvoelers

In de motorwikkelingen zijn temperatuurvoelers ingebouwd. Deze worden aangesloten aan een gecertificeerd PTC-relais. Indien de motor, uitgaande van de koude toestand, in geblokkeerde situatie met het voedingsnet gekoppeld, dan verstrijkt tot het moment van het aanspreken van het PTC-relais de tijd tA. Voorwaarde hierbij is dat het hierbij gaat om een statorkritische motor, d.w.z. de hoogste temperatuur treedt op in de stator. De aanloopstroomverhouding IA/IN heeft hierbij dezelfde betekenis als bij een motor die via een motorbeveiliginsschakelaar beveiligd is.

Beveiliging door zowel motorbeveiligingsschakelaar als PTC-temperatuurvoelers

De veiligheid wordt aanzienlijk verhoogd. Alleen het beveiligingsprincipe met motorbeveiligingsschakelaars wordt in het certificaat opgenomen.


23

6


Prototypecertificering

De onder gedefinieerde spannings- en frequentievoorwaarden in het kader van de EGprototypekeuring aangetoonde eigenschappen van een motor, in samenhang met het bewakingssysteem, worden in een certificaat door de erkende keuringsinstantie geregistreerd.

Beperkingen voor "e"

Met uitzondering van afzonderlijke toelatingen is de ontstekingsbeschermingswijze 'e' in de volgende gevallen niet mogelijk: •

draaistroomkortsluitrotormotoren voor onderbroken bedrijf, schakelbedrijf, kortstondig bedrijf en andere die niet betrouwbaar tegen overbelasting te beveiligen zijn;

•

elektrische machines met sleepringen, commutatoren en collectoren (vonkvorming);

•

bedrijf met een frequentieregeling.

De typische ontstekingsbeschermingswijze is hierbij de drukvaste behuizing"d". De volgende grafiek geeft als voorbeeld het temperatuurverloop van een motor met geblokkeerde as. Door de storing wordt de motor zeer snel opgewarmd en kan binnen korte tijd een kritische temperatuur bereiken. De temperatuur stijgt van de nominale temperatuur ϑN binnen de verwarmingstijd tE naar de maximum toelaatbare oppervlaktetemperatuur T3 = 200°C.

ϑ [°C] ϑW 200

T3

175 150

ϑN 125

tE

100 75 50 ϑamb 25 0

t 51015AXX

ϑW = maximum toelaatbare temperatuur van de wikkeling ϑN = nominale temperatuur van de motor in ongestoord bedrijf ϑamb = omgevingstemperatuur

Om de motor doeltreffend te beveiligen tegen ontoelaatbaar hoge temperaturen, moet de motor van het voedende net worden gescheiden binnen een tijd die kleiner is dan de verwarmingstijd tE.

24


6


Hiervoor worden speciale motorbeveiligingsschakelaars met een uitschakelkarakteristiek volgens EN50019 toegepast (→ volgende grafiek). In de praktijk betekent dit voor motoren met ontstekingsbeschermingswijze"e", dat afhankelijk van de verhouding aanloopstroom/nominale stroom (IA/IN), de verwarmingstijd tE boven de uitschakelkarakteristiek (M) moet liggen. De uitschakeltijd van de motorbeveiligingsschakelaar moet onder de uitschakelkarakteristiek (S) liggen.

Voorbeeld

Aandrijving volgens II 2G EEx e II T3: eDT80N4 / tE = 22 s / IA/IN = 4,4

tE [s] 120 60

M

40 20

10

S 5

EN 50019

1

1.5

2

3

4

5

6

7

8

9 10 IA/IN 51016AXX

S = bereik van de beveiliging M = bereik van de motoren


25

6


6.4

Bijzonderheden bij toerentalgeregelde draaistroommotoren Kortsluitrotormotoren worden tegenwoordig, afgezien van mechanische variatoren, vooral in toerental geregeld via een frequentieregelaar. De explosiebeveiliging van dergelijke aandrijvingen dient op een andere manier opgelost te worden dan bij netbedrijf omdat: •

spanning en frequentie variabel zijn;

•

het variabele toerental vanwege de afwijkende koelende werking van de ventilator de thermische belasting extra beïnvloedt.

Een onderscheid wordt gemaakt naar explosieveilige motoren met een frequentieregelaar opgesteld buiten het gevarengebied en motoren met een geïntegreerde frequentieregelaar.

Toepassing van categorie 2G in zone 1

De eerstgenoemde regelaargevoede aandrijvingen van de categorie 2G voor zone 1 kunnen óf in de ontstekingsbeschermingswijze 'e' óf in 'd' worden uitgevoerd. Het uitvoeren in 'e' is complex, voor afzonderlijke aandrijvingen over het algemeen te duur en vanwege de verplichte conformiteitscertificering van iedere afzonderlijke combinatie van regelaar, motor en bewakingssysteem met de geplande functie, ook gezien de levertijd niet acceptabel. De drukvaste motor daarentegen kan onafhankelijk van het incidentele regelaarfabrikaat met inachtneming van het maximale toerentalinstelbereik voor regelaarbedrijf als prototype beproefd worden. De thermische beveiliging van de drukvaste motor vindt plaats via PTC-temperatuurvoelers als enige beveiliging. De stroomsterkte van de regelaar dient op een vaste maximumwaarde tot 2 x IN begrensd te worden. De frequentie mag 110 % van de geteste frequentie niet overschrijden. Explosieveilige geregelde motoren voor zone 1 worden uitsluitend in drukvast constructie geleverd.

Toepassing van categorie 3 in zone 2 of 22

26

Toerentalgeregelde toepassingen in zone 2 en 22 worden bij voorkeur geprojecteerd met draaistroomkortsluitrotormotoren van de categorie 3 en de volgens de technische specificaties toegelaten frequentieregelaars in de schakelkast, buiten de explosiegevaarlijke zone. Voorwaarde is daarbij dat de motor een beperkt koppel levert. De thermische beveiliging vindt uitsluitend plaats met PTC-temperatuurvoelers en een toegelaten uitschakelapparaat.


6


Voor het gebruik in zone 22 zijn ook de motoren met geïntegreerde regelaars MOVIMOT® van de categorie 3D aan te bevelen.

51283AXX

Afbeelding 6: motorreductor met geïntegreerde frequentieregelaar MOVIMOT® van de categorie II3D


27

7

Stof-explosiebeveiliging

7

Stof-explosiebeveiliging Aan de beveiliging tegen stofexplosies wordt met de nieuwe zone-indeling volgens EUrichtlijn 1999/92/EG intussen een groter belang toegekend. Stofexplosies treden vaker op dan men zou vermoeden. Daarbij staan stoffen van voedingsmiddelen en voedersoorten op de voorgrond. De beveiliging tegen stofexplosies was tot dusver slechts onvolledig geregeld. Een groot deel van de in zone 11 gebruikte elektrische apparatuur was tot dusver niet gecertificeerd.

51284AXX

Afbeelding 7: remmotor in de uitvoering II3D (stof-explosiebeveiliging)

28



Verschil ten opzichte van gas

7

In tegenstelling tot de explosiebeveiliging in een gashoudende omgeving dient er bij stof rekening gehouden te worden met het feit dat: •

stof niet vervluchtigt maar zich in een steeds dikker wordende laag afzet;

•

de stof-explosiebeveiliging heel sterk afhangt van de gebruiksomstandigheden.

Een ontsteekbare gasomgeving kan door krachtig ventileren zo ver verdund worden dat er geen explosiegevaar meer bestaat. Gebruikt men eenzelfde proces bij stofafzettingen, dan worden deze zo opgewaaid en verdeeld dat hierdoor weer een extra gevarenbron ontstaat. De stoflagen bemoeilijken de koeling van apparatuur en vormen zodoende een extra risico. Dat betekent dat het bij stof-explosiebeveiliging beslist noodzakelijk is de betreffende apparaten regelmatig te reinigen. Vanuit deze beweegredenen worden voor de sector van de ontsteekbare stoffen drie definities gebruikt:

7.1

•

ontstekingstemperatuur

•

gloeitemperatuur

•

maximale oppervlaktetemperatuur.

Definities horende bij stof-explosiebeveiliging volgens EN 50281-1-1:1998

Gloeitemperatuur

De laagste temperatuur van een heet oppervlak waarbij de zich afgezette stoflaag van 5 mm dik net ontsteekt, heet gloeitemperatuur T5mm.

Ontsteektemperatuur

De laagste temperatuur, waarbij een stofwolk (stof-lucht-mengsel) met brandbaar stof van een korrelgrootte tussen ca. 0,02 en 0,4 mm en een concentratie tussen 20 g/m3 en 2 kg/m3 net ontsteekt, heet ontstekingstemperatuur TCI.

Maximale oppervlaktetemperatuur

De maximumtemperatuur, die een apparaat tijdens nominale belasting en verstoord bedrijf bereikt, heet maximumoppervlaktetemperatuur Tmax en is een deel van de aanduiding van het betreffende apparaat.

Referentietemperatuur

Deze temperatuurwaarden hebben betrekking, indien niet anders wordt aangegeven, op een maximale omgevingstemperatuur van 40 °C.


29

7


Wisselwerking

Verraderlijk is de mogelijke overgang tussen opgewaaid stof en afgezet stof: de verhoogde stofconcentratie in de stofwolk vermindert als tendens het explosiegevaar, de grotere dikte van de afgezette stoflaag verhoogt deze. Vanuit deze overweging dient voldoende veiligheid gekozen te worden tussen de toegelaten oppervlaktetemperatuur en de ontstekings- resp. gloeitemperatuur van de stof. Samenhang tussen de maximale oppervlaktetemperatuur en de gloei- resp. ontstekingstemperatuur: •

Tmax = T5mm - 75K

•

Tmax = 2/3 × TCI

Bij het bepalen van de maximaal toelaatbare oppervlaktetemperatuur van het apparaat dient gerekend te worden met de kleinste van de beide waarden Tmax.

Voorbeeld

Er dienen aandrijvingen voor een graansilo aangeschaft te worden. De waarden voor Tmax uit de tabel "Temperatuurwaarden voor een selectie aan stoffen" bedragen 215 °C vanuit de gloeitemperatuur en 280 °C vanuit de ontstekingstemperatuur. De maximaal toelaatbare oppervlaktetemperatuur mag de 215 °C niet overschrijden. Indien stofafzettingen groter 5 mm te verwachten zijn, dient de maximaal toelaatbare oppervlaktetemperatuur dienovereenkomstig verlaagd te worden. De volgende curven verschaffen hiervoor richtwaarden.

400 Tmax [°C] 300

200 T5mm 400°C T5mm 320°C T5mm 400°C

100

250°C T5mm 320°C

0 0

10

20

30

40

a [mm]

50 50267AXX

Afbeelding 8: gloeitemperatuur afhankelijk van de laagdikte

30


7


Hieronder vindt u een overzicht van vaste stoffen, die in stofvorm door wolken of afzettingen explosiegevaar kunnen veroorzaken.

Stofwolk

Stofafzetting

Ontsteektemperatuur1) [°C]

Tmax1) [°C]

Gloeitemperatuur1) [°C]

Tmax1) [°C]

530

353

280

205

Katoen

560

373

350

275

Bruinkool

380

253

225

150

Aanduiding stof Aluminium

IJzer

310

207

300

225

Graan

420

280

290

215

Houtmolm

400

267

300

225

Cacao

580

387

460

385

Rubber

460

307

220

145

Kurk

470

313

300

225

Magnesium

610

407

410

335

Melkpoeder

440

293

340

265

Papier

540

360

300

225

Polyvinylacetaat

500

333

340

265

PVC

530

353

380

305

Roet

620

413

385

310

Zwavel

280

187

280

205

Soja

500

333

245

170

Zetmeel

440

293

290

215

Steenkool

590

393

245

170

Tabak

450

300

300

225

Thee

510

340

300

225

Turf

360

240

295

220

Tarwemeel

480

320

450

375

Zink

570

380

440

365

1) De verstrekte waarden zijn vrijblijvend - u gelieve per geval bij de juiste instanties na te vragen!


31

7


7.2

Nieuwe zone-indeling volgens EU-richtlijn 1999/92/EG Met het invoeren van de richtlijn 1999/92/EG ontstaan er principiële veranderingen voor de sector met brandbare stoffen. Nieuw is het overnemen van de IEC-indeling van explosiegevaarlijke omgevingen met ontsteekbare stof-lucht-mengsels in 3 zones (afbeelding 9): •

zone 20 (voorheen zone 10),

•

zone 21 (voorheen zone 10 resp. 11) en

•

zone 22 (voorheen zone 11).

Bestaande normalisatie

EU-richtlijn 1999/92/EG Zone 20

Zone 10

Zone 21

Zone 11 Zone 22

05992ANL

Afbeelding 9: wijziging van de zone-indeling

Vergelijking: "oude" en "nieuwe" zones

Hierbij dient in overweging genomen te worden dat de toepassingsgebieden van de 'oude' zones 10 en 11 niet automatisch overgaan in de zones 20, 21 resp. 22. De zoneindeling dient aan de hand van de nieuwe eisen gecontroleerd te worden. Deze situatie zal zich nog verscherpen na 01-07-2003 (verstrijken van de overgangstermijn), omdat vanaf die datum alleen nog apparaten verkocht mogen worden die toegelaten zijn voor de nieuwe zone-indeling. Vanuit deze overweging dienen de exploitanten van installaties zich reeds vroegtijdig te laten informeren over de nieuwe zone-indeling.

Hulp

32

Indien van de kant van de exploitanten van installaties nog onduidelijkheden bestaan, wordt dringend aanbevolen de hulp van de erkende keuringsinstanties (bijv. TÜV) of de arbeidsinspectie in te roepen.


7


7.3

Normen / uitvoeringsbepalingen ten aanzien van stof-explosiebeveiliging De eisen van de EU-richtlijn 1999/92/EG worden voor de sector van de elektrische installaties met het invoeren van de EN 60079-14 (vestigingsaanwijzingen) alsmede EN 50281-1-2 (apparaatbepalingen) omgezet. In afwijking van de gas-explosiebeveiliging voor elektrische apparaten met verscheidene ontstekingsbeschermingsgraden zijn bij de stof-explosiebeveiliging geen verschillende ontstekingsbeschermingsgraden bekend.

IP- beschermingsgraden

Een maatgevend constructiecriterium voor apparaten die in toepassingen met stof-explosiegevaar worden gebruikt is onder andere het voldoen aan bepaalde IP-graden (bescherming tegen het binnendringen van vreemde voorwerpen volgens EN 60529). Voor elektrische apparaten van de categorie 3 wordt het aanhouden van minstens IP54 vereist, voor categorie 2 is minstens IP6X vereist. Een beproevingsexemplaar in de stofbeveiligingstestruimte wordt in afbeelding 10 weergegeven.

IP-beschermingsgraad

Beschrijving

“IP65“ Stofdichte behuizingen volgens EN50281-1-1

De constructie van het huis is zodanig, dat stof niet het huis kan binnendringen. Er hoeft dus geen rekening gehouden te worden met onstekingsbronnen binnen in het huis. Alleen het huis zelf kan een onstekingsbron zijn (oppervlaktetemperatuur). Door een permanente temperatuurbewaking van het huis kan een effectieve beveiliging worden gerealiseerd.

Voor alle elektrische apparatuur met een gesloten huis en bewaking van de oppervlaktetemperatuur.

De constructie van het huis is zodanig, dat stof niet in gevaarlijke hoeveelheden het huis kan binnendringen. Er hoeft dus geen rekening gehouden te worden met onstekingsbronnen binnen in het huis. Alleen het huis zelf kan een onstekingsbron zijn (oppervlaktetemperatuur). Door een permanente temperatuurbewaking van het huis kan een effectieve beveiliging worden gerealiseerd.

Voor alle elektrische apparatuur van de categorie 3D met een gesloten huis en bewaking van de oppervlaktetemperatuur.

IP65

“IP54“ Stofdichte behuizingen volgens EN50281-1-1

IP54

Toepassing

51293AXX

Afbeelding 10: mechanische variator in de stofbeveiligingstestruimte


33

8

Toepassingsvoorbeelden

8


8.1

Het transport van zakken / normale omgeving

Afschuiver

Een afschuiver aan het einde van de band schuift de zakken in de palletiser. De afschuiver wordt 900 maal / h geschakeld en via een heugel door middel van een vierpolige kegelwielmotorreductor met rem aangedreven. De rem brengt de afschuiver steeds in de eindposities tot stilstand.

50194AXX

Afbeelding 11: afschuiver-aandrijving

Op basis van wrijvingskrachten, massatraagheidsmomenten en rondseldiameter aan de uitgaande as zijn de volgende gegevens berekend: – Muit = 70 Nm – nuit = 130 r/min Toegepast in de installatie wordt daarom een kegelwielmotorreductor KA37 DT90S4/ BMG met de volgende gegevens: –

Pmot = 1,1 kW

–

Muit 79 Nm

–

bedrijfsfactor SEW-fB = 2

–

nuit = 133 r/min

–

i = 10,49

51285AXX

34


8


Palletiser

De palletiser functioneert als hijswerk zonder contragewicht en wordt door een 8/2polige remmotorreductor aangedreven.

50223AXX

Afbeelding 12: palletiser-aandrijving

Hijswerkgegevens – vhijs = 0,6 ms-1 – mmax = 400 kg – 50 cycli / h Daaruit wordt berekend – Pmax = ca. 2,7 kW – Mstat = ca. 200 Nm Gekozen wordt een vlakke motorreductor FA57 SDV112M8/2/BMG met de gegevens – – – –

P = 0,8 / 3 kW nuit = 32 /129 r/min i = 21,17 Wbr_max= 55,81 Ws


35

8


8.2

Het transport van zakken / zone 22 Dezelfde machinecombinatie dient geleverd te worden voor het afschuiven van zakken met meel naar een palletiser. De gebruiker schrijft voor deze toepassing een explosiegevarenklasse overeenkomstig zone 22 voor. Op explosief meelstof dient zelden en alleen kortstondig gerekend te worden. De voor het gebruik in zone 22 toegelaten apparaten van de categorie 3D dienen met hun max. oppervlaktetemperatuur onder de volgende grenstemperatuurwaarden te liggen: vanuit de ontstekingstemperatuur: 480 °C ⇒ grenstemperatuur = 2/3 × 480 °C = 320 °C vanuit de gloeitemperatuur: 450 °C ⇒ grenstemperatuur = 450 °C - 75 K = 375 °C

Afschuiver

Voor de afschuiver-aandrijving dient extra veilig gesteld te worden dat de maximaal toelaatbare éénmalige remarbeid voor de desbetreffende rem niet wordt overschreden. Omdat de maximale remarbeid van de rem BMG in de categorie 3D niet gereduceerd is, kan teruggegrepen worden op de berekening van de aandrijving. De thermische belasting van de motor door het schakelbedrijf mag het gebied van de isolatieklasse 'B' niet overschrijden. Het gebruik van een motorbeveiligingsschakelaar is niet mogelijk. Het bimetaal heeft een kleine tijdconstante en tendeert reeds bij een geringe schakelfrequentie tot aanspreken. Bij de vereiste 900 schakelingen/h kan de aandrijving alleen door middel van PTC-temperatuurvoelers TF beveiligd worden. De berekening levert in deze aandrijftoepassing als resultaat: – Ztoe = Z0 × KJ × KM × KP ≥ 900 schakelingen/h – Ztoe = 2200 × 0,8 × 1 × 0,6 = 1050 schakelingen/h Als aandrijving wordt een kegelwielmotorreductor KA37/II2D DT90S4/BMG/II3D 120° toegepast.

51287AXX

36


8


Palletiser

Explosiebeveiligde poolomschakelbare aandrijvingen zijn in hun aanpassingsmogelijkheden naar gewijzigde werkomstandigheden beperkt. Om die reden werd besloten de palletiser - mede met het oog op de te verwachten aanpassing vanuit andere ontwikkelingen - aan te drijven met een gecertificeerde geregelde aandrijving, bestaande uit een vierpolige motorreductor en een frequentieregelaar MOVITRAC® 31C. De berekening leidt tot een vlakke motorreductor van het type FA57/II2D DV112M4/BMG/II3D T120°, die met een frequentieregelaar -MOVITRAC® 31C van het type MC31C 030-503-4-00 gebruikt wordt.

51317AXX

Vlakke motorreductor in opsteekuitvoering, uitvoering stof-explosiebeveiliging II3D 120°, en frequentieregelaar MOVITRAC® 31C.


37

8


8.3

Het transport van zakken / zone 1 Voor toepassing in een chemisch bedrijf is de opstellingsplaats gedefinieerd als zone 1. Explosief gas komt incidenteel voor bij normaal bedrijf.

Afschuiver

Voor de in schakelbedrijf gebruikte afschuiver wordt een remmotor in de uitvoering II2G Eex ed IIB T3 gekozen: Type eDT90S4/BC2/HR/TF van 1,1 kW. De controle op schakelfrequentie is gelijk als uitgevoerd onder 8.2.: Ztoe = 2200 × 0,8 × 1 × 0,6 = 1050 schakelingen/h ≥ 900 schakelingen/h De complete motorreductor wordt aangeduid met KA37/II2G eDT90S4/BC2/HR/TF met i = 10,49. Tevens dient gecontroleerd te worden of de éénmalig toelaatbare maximale remarbeid voor de rem BC2 niet wordt overschreden. De berekening levert als resultaat een remarbeid van 70 joule op. De maximale remarbeid van de rem BC2 ligt met ca. 500 joule bij de vereiste 900 schakelingen/h veel hoger.

Palletiser

Bij het gebruik van een frequentieregelaar voor het nauwkeurig positioneren van de hijswerkaandrijving van de palletiser is een remmotor in een drukvast constructie nodig, die in combinatie met een frequentieregelaar MOVITRAC® of MOVIDRIVE® gebruikt wordt. De reductoren en drukvaste motoren zijn op basis van hun prototypekeuring voor het gebruik in combinatie met een frequentieregelaar voor een bepaald toerentalinstelbereik toegelaten en niet zoals bij de ontstekingsbeschermingswijze 'Verhoogde veiligheid' aan een bepaalde frequentieregelaar gebonden. De drukvaste motor wordt thermisch beveiligd via PTC-temperatuurvoelers als enige beveiliging. De stroomsterkte van de regelaar dient op een vaste maximumwaarde tot 2 x IN begrensd te worden. De frequentie mag 110 % van de geteste frequentie niet overschrijden.

38


Onderhoud en reparatie

9

9

Onderhoud en reparatie Alle onderhouds- en reparatiewerkzaamheden moeten volgens EU-richtlijn 1999/92/EG door bevoegd gekwalificeerd personeel verricht worden. Het dient gegarandeerd te zijn dat tijdens de werkzaamheden voor onderhoud en voor het in goede staat houden geen extra explosiegevaar ontstaat. Geldige richtlijn in de Europese Unie

Omzetting in Duitse wetgeving

94/9/EG: In roulatie brengen (pro- Veiligheidswetgeving apparatuur ductie) van explosiebeveiligde • Verordening explosiebeveiliging apparatuur 1999/92/EG: Bedrijf (in goede staat houden) van explosiebeveiligde installaties.

Veiligheidswetgeving arbeidsomstandigheden • Verordening veilige apparatuur

Het omzetten van de EU-richtlijn 1999/92/EG in nationaal recht resulteerde in Duitsland in het nieuwe Bedrijfsveiligheidsbesluit (BetrSichV) van 03-01-2002. Door het nieuwe Bedrijfsveiligheidbesluit worden in Duitsland tot 30-06-2003, het einde van de overgangstijd voor de invoering van de EU-richtlijn 1999/92/EG, een reeks voorschriften ongeldig, bijv.: •

ElexV

•

Acetyleenvoorschrift

Bedrijfsveiligheidsbesluit

Originele tekst bedrijfsveiligheidsbesluit Kwalificatie van personeel

(7) Gekwalificeerd persoon in de zin van deze verordening is een persoon, die door zijn vakopleiding en zijn actuele beroepsuitoefening beschikt over de vereiste vakkennis voor het beproeven van arbeidsmiddelen.

Testen na reparatie

(3) De werkgever moet waarborgen, dat arbeidsmiddelen na reparatiewerkzaamheden, die de veiligheid van arbeidsmiddelen kunnen beïnvloeden, door gekwalificeerde personen beproefd worden op hun veilige werking.

Registratie van de beproevingsre- De werkgever moet de resultaten van de beproeving oversultaten eenkomstig §10 registreren. De bevoegde instantie kan verlangen, dat dit rapport ook op de werklocatie ter beschikking wordt gesteld. Het rapport moet gedurende een redelijke termijn bewaard worden, minstens tot aan de volgende beproeving. Worden arbeidsmiddelen, die betrekking hebben op §10 hoofdstuk 1 en 2, buiten het bedrijf gebruikt, moet er een bewijs van het verrichten van de laatste beproeving bijgesloten worden.

Uiterste zorgvuldigheid

Alle werkzaamheden op dit gebied dienen zorgvuldig gedocumenteerd te worden. Provisorische reparatie uit tijdsoverwegingen om de productiviteit te handhaven is in tegenspraak met het veiligheidsdenken en niet toegestaan. Bij alle montage- en demontagewerkzaamheden dient in elk geval de betreffende documentatie van de leverancier geraadpleegd te worden. Bij het onderhoud en in goede staat houden dient een onderscheid gemaakt te worden tussen het algemeen in goede staat houden en bijzondere herstelwerkzaamheden.


39

9

Onderhoud en reparatie

9.1

Algemeen onderhoud Onder het algemene onderhoud vallen alle werkzaamheden, die geen raakvlak hebben met de explosiebeveiliging. Dit zijn bijvoorbeeld het vervangen van lagers, het vernieuwen van keerringen enz. Bij dergelijke werkzaamheden dienen ofwel de originele vervangingsonderdelen van de fabrikant, ofwel de door de fabrikant toegelaten onderdelen te worden gebruikt.

Kwalificatie van het personeel

De werkzaamheden worden verricht door gekwalificeerd personeel overeenkomstig het bedrijfsveiligheidsbesluit. Hieronder vallen ook werkzaamheden, waarbij de drukvaste ruimte van een apparaat geopend dient te worden. Bij dit soort werkzaamheden dient bijzondere aandacht geschonken te worden aan de ontsteekspleet. Indien beschadigde onderdelen vervangen worden door originele onderdelen van de fabrikant behoeft er geen deskundige bij betrokken te worden. Bij het algemene onderhoud geldt: Het kunnen tonen van een certificaat ten aanzien van de verdere bruikbaarheid is niet noodzakelijk. Het is desondanks aan te bevelen om de uitgevoerde werkzaamheden te documenteren.

9.2

Bijzondere reparatie Onder bijzondere reparatie vallen alle werkzaamheden, die betrekking hebben op de explosiebeveiliging van het apparaat. Dit zijn bijvoorbeeld de reparatie van de wikkelingen van een motor die is uitgevoerd volgens de ontstekingsbeschermingswijze 'Verhoogde veiligheid' of werkzaamheden aan de ontsteekspleten van een apparaat dat is uitgevoerd met een drukvaste behuizing. Om deze werkzaamheden te kunnen uitvoeren is een overeenkomstige technische uitvoering van de reparatiewerkplaats en kwalificatie van reparatiepersoneel nodig.

Individuele controle

Na de reparatie dient het apparaat gecontroleerd te worden. Deze controles omvatten bijvoorbeeld bij de nieuwe ontwikkeling van een motor met de ontstekingsbeschermingswijze 'e' ook de controle van de motoropwarming bij geblokkeerde rotor.

Certificering

Indien bij apparaten met een drukvast constructie bijvoorbeeld de ontsteekspleten door krassen beschadigd zijn, dan dienen deze door originele onderdelen van de fabrikant vervangen te worden. Een deskundige kan deze delen echter ook beoordelen op verdere bruikbaarheid en bij een positieve beoordeling een overeenkomstige certificering afgeven. Wanneer de beschadigde delen door overeenkomstige delen vervangen worden, die niet afkomstig zijn van de fabrikant, dient eveneens een test door gekwalificeerd personeel te worden verricht. Hiermee worden onderdelen bedoeld die door de reparatiewerkplaats zelf gemaakt worden. Bij bijzondere reparatie geldt: Reparatiewerkzaamheden mogen alleen door gekwalificeerd personeel worden verricht. De getroffen maatregelen moeten gedocumenteerd worden. Tevens wordt op het apparaat een aantekening gemaakt van de uitgevoerde werkzaamheden. Indien het apparaat bij de fabrikant wordt gerepareerd of na reparatie door de fabrikant wordt gecontroleerd, dan is geen test nodig. In dat geval verklaart de fabrikant dat het apparaat aan de eisen van de explosiebeveiliging voldoet.

40


Buitenlandse voorschriften ter vergelijking

10

10


IEC versus Noord-Amerikaanse voorschriften

De meest voorkomende internationale regels en voorschriften voor explosiebeveiliging lijken in zoverre op elkaar dat zij allemaal zijn opgezet volgens het centrale reglement van de IEC (International Electrotechnical Commission). Hier worden tot op heden alleen voor elektrische apparaten de basisregels voor de explosiebeveiliging, de indeling in zones en de bepalingen voor de bouw gedefinieerd. Alle Aziatische, Afrikaanse en Midden- en Zuid-Amerikaanse landen alsmede Australië en Nieuw-Zeeland zijn evenzeer beïnvloed door de IEC als de landen van de Europese Unie en alle andere Europese landen. Alleen het Noord-Amerikaanse continent met de Verenigde Staten en Canada vormen hierin een uitzondering, die in ieder geval voor alle andere als toegangsbeperkend voor deze markt werkt. Bij een nadere beschouwing zijn er in bepaalde, sterk door Amerikaanse firma’s beïnvloede landen in Azië of Midden- en Zuid-Amerika op enkele punten ook voorschriften, meestal in de vorm van bedrijfsvoorschriften, die zijn afgeleid van de Amerikaanse regels. Principieel dient bij opdrachten uit niet-EU-landen gecontroleerd te worden welke regels gelden voor toepassingen in de explosiegevaarlijke omgeving.

10.1 Noord-Amerikaanse voorschriften Traditionele Class en Division

In de USA en Canada worden explosiegevaarlijke omgevingen gedefinieerd als: •

Class I voor brandbare gassen, dampen en nevels,

•

Class II voor brandbare stoffen en

•

Class III voor vezels en vloeistoffen op het gebied van textiel.

Afhankelijk van de frequentie en de duur van het optreden van gevaarlijke concentraties worden de omgevingen nog verder onderverdeeld in: •

Division I en

•

Division II

Dit is de traditionele indeling tot op heden.

IEC-invloed

Sinds 1988 geldt in Canada en sinds 1996 ook in de USA de zone-indeling volgens IEC voor alle Class I-omgevingen. In Canada is de zone-indeling sinds die tijd voor alle nieuw gebouwde installaties verplicht. Verder worden explosieve gassen, dampen en nevels van de Class I in Groups A, B, C en D ingedeeld. Voor brandbaar stof volgens Class II wordt het onderscheid gemaakt in Groups E, F en G.


41

10


Afwijkend van de op de IEC gebaseerde Europese voorschriften is Group A de gevaarlijkste gasgroep, het gevaar neemt af richting Group D. Verwarrend is dat in Canada in samenhang met de verplichte invoering van de zoneindeling volgens IEC voor alle nieuwe installaties vanaf 1988 ook de indeling naar explosiegevaarlijkheid van de gassen volgens IEC is overgenomen: daarbij is Group C de meest gevaarlijke. De oppervlaktetemperatuur van apparaten wordt overeenkomstig IEC ingedeeld in temperatuurklassen T1 (≤ 450 °C) tot T6 (≤ 85 °C). Bij de (oudere) indeling in divisions zijn er fijne tussenstappen zoals bijvoorbeeld T2A, T2B, T2C en T2D enz., terwijl bij het indelen naar zones de verdeling volgens IEC wordt gebruikt. Ook bij stofbeveiliging worden bij de indeling in divisies temperatuurklassen gebruikt.

Normen en voorschriften voor explosieveilige installaties

De indeling van explosiegevaarlijke toepassingsgebieden, het opzetten van elektrische installaties hierin en de bouwvoorschriften voor desbetreffende elektrische apparatuur is in de USA geregeld door de National Electrical Code (NEC) en in Canada door de Canadian Electrical Code (CEC). Voor de bouw en keuring van explosieveilige installaties en apparaten gelden in de USA aanvullende voorschriften van verschillende keuringsinstanties zoals vooral Underwriter’s Laboratories (UL) en Factory Mutual (FM). Zonder keuringscertificaten van deze bedrijven wordt het gebruik van explosiebeveiligde installaties in de USA naar ervaring niet toegestaan door de officiële instanties. Voor het testen en certificeren is in Canada de Canadian Standards Association (CSA) bevoegd. De procedure voor het verkrijgen van een vergunning voor het gebruik van explosiebeveiligde elektrische installaties vertonen gelijkenis met die in de USA.

42


Normenoverzicht

11

11

Normenoverzicht EN 60079-10 Elektrisch materieel voor plaatsen waar gasontploffingsgevaar kan heersen (Deel 10: Classificatie van gevaarlijke gebieden) EN 60079-14 Elektrisch materieel voor plaatsen waar gasontploffingsgevaar kan heersen (Deel 14: Elektrische installaties in gevaarlijke gebieden (anders dan in mijnen) EN 50014 Elektrisch materieel voor plaatsen waar ontploffingsgevaar kan heersen (Algemene eisen) EN 50018 Elektrisch materieel voor plaatsen waar ontploffingsgevaar kan heersen - Drukvast omhulsel"d" EN 50019 Elektrisch materieel voor plaatsen waar ontploffingsgevaar kan heersen - Verhoogde veiligheid "e" EN 50020 Elektrisch materieel voor plaatsen waar ontploffingsgevaar kan heersen - Intrinsieke veiligheid "i" EN 50021 Elektrisch materieel voor plaatsen waar ontploffingsgevaar kan heersen - Beschermingswijze "n" EN 50281-1-1 Elektrische toestellen voor gebruik in de aanwezigheid van ontbrandbaar stof (Deel 1-1: Elektrische toestellen beschermd door omhulsels - Constructie en beproeving) EN 50281-1-2 Elektrische toestellen voor gebruik in de aanwezigheid van ontbrandbaar stof (Deel 1-2: Elektrische toestellen beschermd door omhulsels; selectie, opstelling en onderhoud) EN 13237-1 Plaatsen waar ontploffingsgevaar kan heersen - Voorkoming van en bescherming tegen ontploffing (Deel 1: Explosionsschutz (Deel 1: Termen en definities voor apparatuur en beveiligingssysteem bedoeld voor gebruik op plaatsen waar ontploffingsgevaar kan heersen) EN 13463-1 Niet-elektrische uitrusting voor plaatsen waar ontploffingsgevaar kan heersen; Deel 1: Basismethodologie en eisen EN 13463-5 Niet-elektrische uitrustingvoor plaatsen waar ontploffingsgevaar kan heersen - Deel 5: "Bescherming door constructieve veiligheid" EN 13463-8 Niet-elektrische uitrusting voor plaatsen waar ontploffingsgevaar kan heersen - Deel 8: "Bescherming door onderdompeling in vloeistof"

11.1

Foto’s [1] Foto 1: Berufsgenossenschaftliches Institut für Arbeitsschutz - BIA (im Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften HVBG), St. Augustin [2] Foto 2: Ex-Zeitschrift, Heft Nr. 7 van 27-09-95; uitgever: R. Stahl Schaltgeräte GmbH, Künzelsau


43

12

Literatuurverwijzing

12

Literatuurverwijzing Brenn- und Explosionsgrößen von Stäuben (BIA-Report), Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften, 12/97 Elektrischer Explosionsschutz nach DIN VDE 0165 (eine praxisnahe Einführung in die zu beachtenden Verordnungen, Normen und Richtlinien, E. Linienklaus, VDEVerlag Explosionsgeschützte Elektromotoren (Erläuterungen zu DIN VDE 0165, 0170/1 und 0530 sowie einschlägigen Normen mit Hinweisen für die technisch-wirtschaftliche 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 elektrische Anlagen in explosionsgefährdeten Räumen (ElexV) (Kommentar und Textsammlung); W. Jeiter, M. Nöthlichs; Erich Schmidt Verlag, Bielefeld 1968 Explosionsgeschützte Maschinen der Schutzart "Erhöhte Sicherheit" (Ex)e (Band 3 der PTB-Prüfregeln); H. Dreier, H. Stadler, U. Engel, H. Wickboldt; Deutscher Eichverlag; Braunschweig 1969, Nachdruck 1978 Umrichtergespeiste Drehstromantriebe; U. Engel, H. Wickboldt; PTB-Mitteilungen 98, Heft 1; 1988 Explosionsgeschützte Drehstrommotoren und die neuen Normspannungen; U. Engel, H. Wickboldt; ETZ Band 112, Heft 20; 1991 Grundsatzuntersuchungen für explosionsgeschützte elektrische Betriebsmittel zum Einsatz in Zone 2 (Abschlussbericht der PTB) Explosionsgeschützte Drehstrommotoren in Zündschutzart "Druckfeste Kapselung" / 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; Tagungsunterlagen zum ZVEI/FV1 Erfahrungsaustausch Umrichterspeisung; 1993 Neue Normspannung 400 V nach IEC38: Weiterbetrieb oder Umwicklung von Drehstrommotoren; 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 Bereiche 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

44


Samenvatting

13

13

Samenvatting

Prototypekeuring

De keuringscertificering door een erkende keuringsinstantie van een succesvol verlopen keuring op explosieveiligheid van een prototype van een bepaalde productenserie.

Ontwerpwaarde

Een normaliter door de fabrikant opgegeven kwalitatieve waarde voor een vastgelegde bedrijfsvoorwaarde van een apparaat, beveiligingssysteem of een component.

Erkende keuringsinstantie

Wettelijk geautoriseerde instantie, die met kennis van zaken explosieveiligheidskeuringen uitvoert en daarover certificaten opstelt.

Toepassing conform de voorschriften

Het toepassen van apparaten, beveiligingssysteem en installaties overeenkomstig de apparatengroep en -categorie en met inachtname van alle gegevens van de fabrikant die voor een veilig gebruik van het apparaat noodzakelijk zijn. De genoemde installaties zijn: veiligheids-, controle- en regelinstallaties voor gebruik buiten de explosiegevaarlijke omgeving, die echter vanwege het explosiegevaar voor een veilig gebruik van apparaten en beveiligingssysteem noodzakelijk zijn of daartoe bijdragen.

CE-teken

In de EU voorgeschreven productenverkeersaanduiding dat de conformiteit van het aangeduide product met de betreffende richtlijnen van de EU adviesraad tot uitdrukking brengt.

Drukvaste behuizing

Een ontstekingsbeschermingswijze waarbij alle delen die een explosief mengsel tot ontsteking kunnen brengen zijn ondergebracht in een behuizing dat bij het exploderen van een explosief mengsel de ontstane druk kan doorstaan en een overdracht van de explosie naar de buiten de behuizing gelegen explosieve omgeving verhindert.

Verhoogde veiligheid

Het principe van de verhoogde veiligheid "e" komt neer op het vermijden van ontstekingsbronnen. Constructieve maatregelen zorgen ervoor dat de mogelijke risico’s door bedrijfsstoringen en apparaatfouten tot een minimum gereduceerd worden.

Explosie

Verbrandingsproces waarbij kortstondig een gevaarlijk grote hoeveelheid energie vrijkomt.

Explosieve omgeving

Mengsel van zuurstof en brandbaar gas of stof.

Explosiegroep

Mate van ontstekingsbereidheid (gevaarlijkheid) van een explosief gas.

Explosiebeveiliging

Maatregelen om de oorzaak van een explosie te verhinderen of om de schadelijke gevolgen te vermijden.

Apparatengroep

Apparaten worden overeenkomstig de explosieve omgeving ingedeeld waarin ze gebruikt zullen worden.

Apparaatcategorie

Binnen een apparatengroep worden deze afhankelijk van het beschermingsniveau in categorieën ingedeeld.

Gloeitemperatuur (van een stoflaag)

De laagste temperatuur van een heet oppervlak waarbij een stoflaag van een bepaalde dikte op dit hete oppervlak ontsteekt (EN 50281-2-1).

IP-beschermingsgraad

Een in EN 60529 gedefinieerde beschermingswijze van een elektrisch apparaat tegen het binnendringen van vaste deeltjes en water.

Conformiteitsverklaring

Schriftelijke verklaring van een fabrikant of degene die het product in het handelsverkeer brengt dat het product conform is aan de betreffende EUrichtlijnen.

Maximale bedrijfstemperatuur

De hoogste temperatuur die bereikt wordt wanneer een apparaat of een beveiligingssysteem gebruikt wordt op de verwachte gebruikscondities.

Maximale oppervlaktetemperatuur

De hoogste temperatuur die tijdens bedrijf onder de meest ongunstige omstandigheden (echter binnen de gebruikelijke toleranties) door een deel of het oppervlak van een apparaat, beveiligingssysteem of een component wordt bereikt.

Minimale ontstekingsenergie

De onder de voorgeschreven testcondities gevonden kleinste hoeveelheid energie waarbij het ontsteekbare mengsel nog ontsteekt.

Normaal bedrijf

De conditie waarbij apparaten, beveiligingssysteem en componenten de bedoelde functie binnen hun constructieparameterwaarden vervullen.


45

13

46

Samenvatting

Stofdichte behuizing

Een behuizing die het binnendringen van stofdeeltjes in zichtbare hoeveelheden verhindert.

Stofbeveiligde behuizing

Een behuizing waarbij het binnendringen van stof niet geheel verhinderd is, maar waarbij het stof niet in een voldoende hoeveelheid kan binnendringen om het veilig functioneren van het bedrijfsmiddel te beïnvloeden. Stof mag zich niet op zodanige plaatsen binnen de behuizing ophopen waardoor dit explosiegevaar kan veroorzaken.

tA-tijd

Uitschakeltijd = verwarmingstijd van de motorwikkeling bij geblokkeerde rotor tot uitschakeling via de PTC-temperatuurvoelers plaatsvindt, gebaseerd op een wikkelingstemperatuur van 20 °C.

Temperatuurklasse

Indeling van apparaten, beveiligingssysteem of componenten voor het gebruik in een explosieve omgeving, gebaseerd op hun maximale oppervlaktetemperatuur.

tE-tijd

Opwarmingstijd die bij blokkering plaatsvindt van bedrijfswarme motorwikkelingen tot de onderste grenstemperatuur van de temperatuurklasse (voor de beveiliging met een motorbeveiligingsschakelaar bij ontstekingsbeschermingswijze EEx e).

Doorslagveilige spleet

Indien twee huisdelen zodanig met elkaar zijn verbonden dat door de lengte en de breedte van de ontstane spleet ontstekingsoverslag niet meer mogelijk is dan is dit een doorslagveilige spleet.

Ontsteekbare vonken

Elke vonk (mechanisch, elektrisch of elektrostatisch), die als ontstekingsbron van een aanwezige explosieve omgeving kan werken.


De bijzondere maatregelen die bij apparaten toegepast worden om het ontsteken van een explosieve omgeving te verhinderen.

Ontsteektemperatuur (van een stofwolk)

De laagste temperatuur van de hete binnenwand van een oven, waarbij een stofwolk in de lucht in de oven ontsteekt (EN 50281-2).


Aandrijfcomponenten \ Motion control \ Systemen \ Service & Reparatie

SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG · P.O.Box 30 23 · D-76642 Bruchsal/Germany · Phone +49 7251 75-0 Fax +49 7251 75-1970 · http://www.sew-eurodrive.com · [email protected]

2003. Uitgave

Recommend Documents