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Steffen Mika Manager of Global Certification for the Electrical Safety Systems (ESS) Business Unit bei BARTEC

Arten des Explosionsschutzes

Der Explosionsschutz ist in gefährlichen Bereichen zum Schutz von Menschen, Umwelt und Anlagen unerlässlich.

Da sich diese Umgebungen in ihren Bedingungen und Risiken stark unterscheiden können, gibt es verschiedene Methoden des Explosionsschutzes. Diese Methoden müssen an spezifische regionale, nationale und gesetzliche Anforderungen sowie an die besonderen Herausforderungen jeder einzelnen Anwendung angepasst werden.

Mit 50 Jahren Expertise im Bereich des Explosionsschutzes kann BARTEC Unternehmen dabei unterstützen, den richtigen Schutz für verschiedene Arten von Gefahrenbereichen zu finden.

types_of_ex_protection

Grundsätze des Explosionsschutzes

Schutzprinzipien werden definiert, um zu verhindern, dass Ausrüstung und Komponenten zu Zündquellen werden.

Grundsätze des Explosionsschutzes.

  • Elektrische
  • Nicht-elektrische Geräte
  • Gase
  • Stäube

In industriellen Umgebungen, in gefährlichen Bereichen wie in der Öl- und Gas-, Chemie- oder Pharmaindustrie, werden Geräte entweder als elektrisch oder nicht-elektrisch klassifiziert, je nachdem, ob sie mit Strom betrieben werden.

Elektrische Geräte in explosionsgefährdeten Bereichen

Unter elektrischen Betriebsmitteln versteht man Geräte, die mit elektrischer Energie betrieben werden. Diese Komponenten können Funken oder Hitze erzeugen, weshalb sie speziell für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen ausgelegt sein müssen.

Beispiele für elektrische Geräte sind:

  • Steuerungen
  • Beleuchtungsgeräte
  • Verteilerkästen
  • Human Machine Interfaces (HMI)

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Die Prinzipien ermöglichen eine Auslegung in verschiedenen Sicherheitskategorien gemäß der ATEX-Richtlinie 2014/34/EU (ATEX Blue Guide) bzw. dem Geräteschutzniveau (EPL) nach der EN/IEC 60079-Serie:

Gerätekategorie 1

Sehr hohes Schutzniveau und damit ein sehr hohes Maß an Sicherheit.
Equipment category 2 High level of protection and therefore a high degree of safety.
Equipment category 3 Normal level of protection and therefore a conventional degree of safety.
Equipment level of protection a Very high level of protection and thus a very high degree of safety.
Equipment level of protection b High level of protection and therefore a high degree of safety.
Equipment level of protection c Normal level of protection and therefore a conventional degree of safety.
LED-Hallenleuchte für Zone 2/21
LED-Hallenleuchte für Zone 2/21

Zündquellen, die durch Reib- oder Schlagfunken oder durch elektrostatische Aufladung entstehen, sind in explosionsgeschützten Betriebsmitteln durch die Auswahl geeigneter Werkstoffe und durch konstruktive Maßnahmen zu verhindern, was durch entsprechende Prüfungen nachzuweisen und zu bestätigen ist.

Es gibt verschiedene Schutzprinzipien, die verhindern können, dass Geräte zu einer Zündquelle werden.

Eine wichtige Voraussetzung für alle Schutzprinzipien ist, dass die Teile, die ungehindert mit der explosionsfähigen Atmosphäre in Berührung kommen, keine unzulässigen Temperaturen in Bezug auf die Zündtemperatur der am Einsatzort vorhandenen Stoffe erreichen können. Dies bedeutet, dass die Zündtemperatur für alle Schutzprinzipien relevant ist.

1. Explosionsfähige Gemische können in das Gerät, in dem sich eine Zündquelle befinden kann, eindringen und gezündet werden. Die Übertragung einer inneren Zündung auf die umgebende Atmosphäre muss ausgeschlossen sein.

Beispiele für Zündschutzarten:

2. Das Betriebsmittel verfügt über eine Kapselung, die das Eindringen des explosionsfähigen Gemisches und/oder den Kontakt mit den internen funktionsbedingten potentiellen Zündquellen verhindert.

Beispiele für Zündschutzarten:

3. Explosionsfähige Gemische können in das Gehäuse der Betriebsmittel eindringen, dürfen aber nicht gezündet werden. Jeder Funke ist verboten, und Temperaturen, die zu Entzündungen führen können, sind zu vermeiden.

Beispiele für Zündschutzarten:

4. Explosionsfähige Gemische können in das Gehäuse des Betriebsmittels eindringen, aber nicht gezündet werden. Das Auftreten von Funkenenergie und erhöhten Temperaturen muss begrenzt sein.

Examples of types of protection:

5. Es wird optische Strahlung verwendet, die jedoch keine Entzündung verursachen kann.

Es gibt drei verschiedene Arten:

  • Ex op is: Inherently safe optical radiation
  • Ex op pr: Geschützte optische Strahlung
  • Ex op sh: Optisches System mit Verriegelung

Es gilt für alle Zündschutzarten, bei denen die Teile, die ungehindert mit der explosionsfähigen Atmosphäre in Berührung kommen, keine unzulässig hohen Temperaturen erreichen dürfen.

Unter Berücksichtigung sowohl der Umgebungstemperatur als auch der Erwärmung darf die Temperatur Höchstwerte erreichen, die der Temperaturklasse oder der für brennbare Stäube angegebenen zulässigen Temperatur entsprechen, nach der die explosionsfähige Atmosphäre eingestuft wurde.

Zündschutzarten elektrischer Geräte

 
Schutzprinzipien Zündschutzarten Brennbarer
Stoff		 Kategorie 1
EPL a		 Kategorie 2
EPL b		 Kategorie 3
EPL c
sehr hohes
Schutzniveau		 hohes
Schutzniveau		 erweitertes
Schutzniveau
Alle Allgemeine Anforderungen
EN IEC 60079-0		 Gase/Dämpfe (G)
Stäube (D)		 + + +
Schutzprinzip stellt sicher, dass eine Zündquelle nicht auftreten kann. Erhöhte Sicherheit
Ex e
EN IEC 60079-7		 Gase/Dämpfe (G) – Ex eb Ex ec
Optisches System mit Verriegelung

Ex op
EN IEC60079-28

 Gase/Dämpfe (G)
Stäube (D)		 – Ex op sh +
Schutzprinzip verhindert, dass eine Zündquelle wirksam werden kann. Eigensicherheit
Ex i
EN IEC 60079-11
EN IEC 60079-25 Systeme		 Gase/Dämpfe (G)
Stäube (D)		 Ex ia Ex ib Ex ic
Inhärent sichere optische Strahlung
EN IEC 60079-28		 Gase/Dämpfe (G)
Stäube (D)		 Ex op is + +
Schutzprinzip verhindert, dass die Ex-Atmosphäre die Zündquelle erreicht. Vergusskapselung
Ex m
EN IEC 60079-18		 Gase/Dämpfe (G)
Stäube (D)		 Ex ma Ex mb Ex mc
Gekapselt, abgedichtet Ex nC
Schwadensicherer
Ex nR
EN IEC 60079-15		 Gase/Dämpfe (G) – – Ex nC
Ex nR
Flüssigkeitskapselung
Ex o
EN IEC 60079-6		 Gase/Dämpfe (G) – Ex ob Ex oc
Überdruckkapselung
Ex p
EN IEC 60079-2		 Gase/Dämpfe (G)
Stäube (D)		 – Ex pxb, pyb Ex pzc
Schutz durch Gehäuse
Ex t
EN IEC 60079-31		 Stäube (D) Ex ta Ex tb Ex tc
Geschützte optische Strahlung

Ex op
EN IEC 60079-28

 Gase/Dämpfe (G)
Stäube (D)		 – Ex op pr +
Schutzprinzip verhindert die Flammenfortpflanzung durch ein Gehäuse. Druckfeste Kapselung
Ex d
EN IEC 60079-1		 Gase/Dämpfe (G) Ex da (nur für
spezielle Geräte)		 Ex db Ex dc
Sandkapselung
Ex q
EN IEC 60079-5		 Gase/Dämpfe (G) – Ex q +
Tabelle 5
+ bedeutet: Anwendung möglich
–  bedeutet: NICHT möglich anzuwenden.		 Einsatz im Ex-Bereich, abhängig von G oder D
Zone 0/20 Zone 1/21 Zone 2/22
Zone 1/21 Zone 2/22
Zone 2/22

 

Zündschutzarten nicht-elektrischer Geräte

 
Schutzprinzipien Zündschutzarten Brennbarer
Stoff		 Kategorie 1
EPL a		 Kategorie 2
EPL b		 Kategorie 3
EPL c
sehr hohes Schutzniveau hohes Schutzniveau erweitertes Schutzniveau
Alle Allgemeine Anforderungen
EN ISO 80079-361)/
EN IEC 60079-02)		 Gase/Dämpfe (G)
Stäube (D)		 + + +
Schutzprinzip stellt sicher, dass eine Zündquelle nicht auftreten kann. Konstruktive Sicherheit EN ISO 80079-371) Gase/Dämpfe (G)
Stäube (D)		 Ex h
c		 Ex h
c		 Ex h
c
Schutzprinzip verhindert, dass eine Zündquelle wirksam werden kann. Zündquellenüberwachung
EN ISO 80079-371)		 Gase/Dämpfe (G)
Stäube (D)		 Ex h
b		 Ex h
b		 Ex h
b
Schutzprinzip verhindert, dass die Ex-Atmosphäre die Zündquelle errreicht. Flüssigkeitskapselung
EN ISO 80079-371)		 Gase/Dämpfe (G)
Stäube (D)		 Ex h
k		 Ex h
k		 Ex h
k
Überdruckkapselung
EN IEC 60079-22)		 Gase/Dämpfe (G)
Stäube (D)		 – Ex h
Ex pxb, pyb		 Ex h
Ex pzc
Schutz durch Gehäuse
EN IEC 60079-312)		 Stäube (D) Ex h
Ex ta		 Ex h
Ex tb		 Ex h
Ex tc
Schutzprinzip verhindert die Flammfortplanzung durch ein Gehäuse. Druckfeste Kapselung
EN IEC 60079-12)		 Gase/Dämpfe (G) – Ex h
Ex db		 Ex h
Ex dc
Tablelle 6

1) Die Normen EN ISO 80079-36 und -37 bilden ergänzend mit der
Normenreihe EN IEC 60079-0 ein ganzheitliches, technisches
Normenwerk für die Entwicklung, Prüfung und Zertifizierung
explosionsgeschützter Geräte.
2) Die Norm für elektrische Geräte wird auch für nicht-elektrische Geräte
angewandt.

+ bedeutet: Anwendung möglich
–  bedeutet: NICHT möglich anzuwenden.

 Einsatz im Ex-Bereich, abhängig von G oder D
Zone 0/20 Zone 1/21 Zone 2/22
Zone 1/21 Zone 2/22
Zone 2/22

 

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Kennzeichnung von elektrischen Betriebsmitteln

Kennzeichnungsbeispiele gemäß ATEX-Richtlinie 2014/34/EU nach EN 60079 Serie und IECEx System nach IEC 60079 Serie.

Quellen

ATEX Blue Guide

ATEX Directive 2014/34/EU

EN/ IEC 60079-0

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Zündschutzarten sollen die Zündung explosionsfähiger Atmosphären verhindern. Zu den gängigsten Arten gehören:

  • Druckfeste Kapselung (Ex d): Hält jede innere Explosion zurück, ohne dass sie die umgebende Atmosphäre entzünden kann.
  • Erhöhte Sicherheit (Ex e): Verhindert Funkenbildung oder übermäßige Hitze im Normalbetrieb.
  • Eigensicherheit (Ex i): Begrenzt die Energie, um eine Zündung zu verhindern, auch unter Fehlerbedingungen.
  • Überdruckkapselung (Ex p): Hält ein Schutzgas im Inneren des Gehäuses aufrecht, um das Eindringen von explosiven Gasen zu verhindern.
  • Vergusskapselung (Ex m): Umhüllt Komponenten, um zu verhindern, dass Zündquellen in die explosionsfähige Atmosphäre gelangen.
  • Sandkapselung (Ex q) und Flüssigkeitskapselung (Ex o): Materialien zur Isolierung von Zündquellen verwenden.
  • Optische Strahlung (Ex op): Maßnahmen zur Verhinderung einer Zündung durch optische Strahlung.

Zu den am häufigsten verwendeten Zündschutzarten für elektrische Geräte gehören:

  • Druckfeste Kapselung (Ex d)
  • Erhöhte Sicherheit (Ex e)
  • Eigensicherheit (Ex i)
  • Überdruckkapselung (Ex p)
  • Vergusskapselung (Ex m)
  • Zündschutzart (Ex n) – nur für Zone 2 Anwendungen

Jede Methode wird auf der Grundlage der Zonenklassifizierung (z. B. Zone 0, 1 oder 2), der Gasgruppe und der Temperaturklasse ausgewählt.

Unternehmen können einen angemessenen Explosionsschutz sicherstellen, indem sie:

  • Durchführung einer Gefahrenbereichsklassifizierung – Identifizierung von Zonen, Gas- oder Staubgruppen und Temperaturklassen.
  • Kenntnis der lokalen und internationalen Normen – wie ATEX (EU), IECEx (weltweit), NEC/CEC (Nordamerika).
  • Durchführung von Risikobewertungen – Bewertung von Anlagen, Prozessen und Umweltfaktoren.
  • Beratung durch zertifizierte Experten bei BARTEC – um Konformität und optimale Sicherheit zu gewährleisten.
  • Auswahl von BARTEC-zertifizierten Geräten – mit ordnungsgemäßer Kennzeichnung und Dokumentation für den vorgesehenen Einsatz.