Was ist der Unterschied zwischen Zündschutzart eigensicher und explosionsgeschützt?
Ein Gefahrenbereich bezeichnet eine Umgebung, in der aufgrund des Vorhandenseins von brennbaren Gasen, Dämpfen oder entflammbaren Stäuben sowie potenziellen Zündquellen Explosionsgefahr besteht.
Wenn in solchen Bereichen elektrische oder elektronische Geräte installiert werden, können Fehler Wärme oder Funken erzeugen, die diese Stoffe entzünden könnten – mit möglicherweise schwerwiegenden Folgen für Menschen und Umwelt. Um diese Risiken zu minimieren, sind die am häufigsten verwendeten Schutzmethoden Eigensicherheit, Explosionsschutz und druckfeste Kapselung.
In diesem Blog versuchen wir, die Unterschiede zwischen diesen drei Schutzkonzepten zu erklären.
Was bedeutet „Eigensicher“?
Eigensicherheit verhindert die Zündung durch Begrenzung der Energie – der Stromkreis kann einfach nicht genug Energie erzeugen, um gefährliche Funken oder Temperaturen zu verursachen.
Eigensichere Technik spielt eine entscheidende Rolle beim Schutz von Menschen und Anlagen in Gefahrenbereichen, besonders in Branchen wie Öl und Gas, Bergbau oder chemischer Verarbeitung. Durch die Begrenzung der zur Zündung verfügbaren Energie gewährleistet eigensichere Ausrüstung, dass der Betrieb auch bei Vorhandensein von Gasen oder Staub sicher weitergehen kann. Mit dem Fortschritt der Sicherheitsstandards und Technik ist die Investition in eigensichere Lösungen nicht nur eine regulatorische Verpflichtung, sondern auch eine kluge und zukunftsorientierte Entscheidung für jedes Unternehmen in explosionsgefährdeten Bereichen.
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Was bedeutet der Begriff „Explosionsgeschützt“?
Geräte sind in einem robusten, widerstandsfähigen explosionsgeschützten Gehäuse untergebracht, das einer inneren Explosion standhält und verhindert, dass Flammen oder heiße Gase nach außen dringen und die umgebende Atmosphäre entzünden. Ziel ist es, eine eventuelle Explosion im Inneren des Geräts einzuschließen.
Solche Gehäuse bestehen meist aus widerstandsfähigen Materialien wie Gusseisen, Edelstahl oder Aluminium, teils auch aus verstärkten Kunststoffen. Sie sorgen dafür, dass eine interne Zündung keine externe Explosion auslöst.
Einfach gesagt: Explosionsgeschützte Geräte besitzen ein massives Gehäuse, das eine interne Explosion sicher einschließt.
Wichtig: Die Begriffe „explosionsgeschützt“ und „druckfest“ sind nicht identisch. Sie beschreiben unterschiedliche Schutzkonzepte mit feinen, aber wichtigen Unterschieden.
Was bedeutet „Druckfest“?
Ein druckfestes Gehäuse ist so konstruiert:
- Wenn eine Explosion im Inneren auftritt, hält das Gehäuse dem Druck stand, ohne zu bersten.
- Heiße Gase oder Flammen werden durch speziell gestaltete Spalte oder Flammendurchgänge (z. B. Gewinde oder Flansche) geleitet.
- Bevor die Gase das Gehäuse verlassen, sind sie so weit abgekühlt, dass sie die umgebende explosionsfähige Atmosphäre nicht mehr entzünden können.
Während „Explosionsschutz“ (häufiger Begriff in Nordamerika) das Einschließen der Explosion in einem massiven Gehäuse betont, liegt beim „Druckfesten“ (v. a. in IEC-Normen) der Fokus darauf, austretende Gase so zu kühlen und zu kontrollieren, dass keine externe Zündung erfolgt.
Der Unterschied zwischen „Eigensicher“ und „Explosionsgeschützt“
Fazit:
- Eigensicher = Verhinderung der Zündung durch Energiebegrenzung
- Explosionsgeschützt = Gehäuse stark genug, um die Explosion einzuschließen
- Druckfest = Gehäuse hält Explosion stand und verhindert, dass die entstandene Energie die äußere Atmosphäre entzündet
Der Unterschied zwischen eigensicher, explosionsgeschützt und druckfest:
Aspekt | Explosionsgeschützt | Druckfest | Eigensicher (IS) |
Herkunft des Begriffs | Häufig in Nordamerika (NEC) | Häufig in IEC/EN-Normen (IEC 60079) | Internationales Konzept (IEC/EN/ATEX, NEC) |
Prinzip | Gehäuse so gebaut, dass es einer internen Explosion standhält und sie einschließt | Gehäuse hält interner Explosion stand und verhindert, dass die entstandene Energie nach außen gelangt | Geräte und Verdrahtung so ausgelegt, dass Energie (elektrisch/thermisch) zu gering für Zündung ist |
Hauptfunktion | Einschluss – hält Explosion im Inneren | Flammendurchgänge – verhindern äußere Zündung | Prävention – stellt sicher, dass keine Zündenergie vorhanden ist |
Materialien | Schwere Ausführung (Gusseisen, Aluminium, Stahl) | Robustes Gehäuse mit präzisen Flammendurchgängen | Kein schweres Gehäuse nötig; Energiebegrenzung (Schaltungen, Zenerbarrieren, Isolatoren) |
Konstruktionsfokus | Mechanische Stärke, robustes Gehäuse | Flammenpfad, Spaltmaße, Kühlflächen | Niedrige Spannung, geringer Strom, energiebegrenztes Design |
Größe/Gewicht | Typisch groß und schwer | Ebenfalls schwer, teils etwas kompakter | Meist leicht und kompakt |
Wartung/Installation | Oft aufwendig durch schweres Gehäuse | Erfordert Sorgfalt bei Flammendurchgängen und geschraubten Deckeln | Am einfachsten zu installieren und warten (auch unter Spannung sicher) |
Typische Einsatzfälle | Motoren, Verteiler, Leuchten in Gefahrenbereichen | Schaltanlagen, Steuerungen, Geräte in IEC-Märkten | Messgeräte, Sensoren, Transmitter, Handgeräte |
Am besten geeignet für | Leistungsstarke Geräte | Geräte mit mittlerem/hohem Leistungsbedarf | Niedrigleistungs-Elektronik |
Wie wählt man das beste Schutzkonzept für eine bestimmte Anlage?
Die Auswahl des geeigneten Schutzkonzepts muss auf den spezifischen Merkmalen und betrieblichen Anforderungen der Anlage basieren. Folgende technische Faktoren sind zu berücksichtigen:
- Kosten: Eigensichere Systeme verursachen meist geringere Investitionskosten als explosionsgeschützte (Ex d) Systeme.
- Leistungsverfügbarkeit: Eigensicherheit erfordert eine strikte Begrenzung der verfügbaren Energie (Spannung, Strom, gespeicherte Energie) und ist daher für Anwendungen mit hohem Leistungsbedarf weniger geeignet. Explosionsgeschützte Gehäuse sind dagegen für leistungsfähige Geräte geeignet, da das Schutzkonzept keine Begrenzung der Lastleistung vorsieht.
- Wartung: Eigensichere Stromkreise dürfen unter bestimmten Bedingungen (gemäß IEC 60079-14 und IEC 60079-17) auch im laufenden Betrieb gewartet werden, da sie nicht in der Lage sind, eine Zündung herbeizuführen. Bei Ex d-Geräten ist dies nicht erlaubt; hier muss vor jeglichem Eingriff die Stromversorgung abgeschaltet werden.
- Verdrahtung: Bei eigensicherer Verdrahtung reicht ein zugehöriges Gerät (z. B. Sicherheitsbarriere oder galvanischer Isolator) und Standardkabel; explosionsgeschützte Installationen erfordern hingegen spezielle Kabelverschraubungen, Rohrsysteme und Abdichtungen, um Flammenübertragung und Gaseintritt zu verhindern.
Ein weiterer Unterschied besteht in der zulässigen Zoneneinteilung nach IEC/NEC:
- Eigensicherheit (Ex i): Zulassung für Zone 0, 1 und 2 / Class I, Division 1 und 2 (NEC500)
- Explosionsgeschützt: Zulassung für Zone 1 und 2 / Class I, Division 1 and 2 (NEC500)
- Druckfest: Zulassung für Zone 1 und 2 / Class I, Division 2 (NEC505)