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DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE

Einführungsbeitrag

Die beiden vorgenannten Normen ersetzen die zweite Ausgabe von IEC 61241-1-1 vom Juni 1999. Sie wurden vom IEC/SC 31H "Betriebsmittel zur Verwendung in Bereichen mit brennbarem Staub" im Parallelverfahren erarbeitet und werden in Kürze auch EN 50281-1-1 "Elektrische Betriebsmittel zur Verwendung in Bereichen mit brennbarem Staub - Teil 1-1: Elektrische Betriebsmittel mit Schutz durch Gehäuse - Konstruktion und Prüfung" sowie deren nationale Fassung DIN EN 50281-1-1 (VDE 0170/0171 Teil 15-1-1) ersetzen.
Struktur und Benummerung der neuen Normenreihe IEC 61241 für den Staubexplosionsschutz entsprechen den Vorgaben des IEC/TC 31 "Elektrische Betriebsmittel für explosionsgefährdete Bereiche", die künftig eine Zusammenlegung der Anforderungen für den Explosionsschutz bei Gasen und Stäuben verlangen, soweit dies möglich ist. IEC 61241-0 wird daher mittelfristig in IEC 60079-0 aufgehen, während IEC 61241-1 als eigenständige Norm für die spezielle Staubzündschutzart "tD" weitergeführt werden soll. Die gemeinsame technische Grundlage zwischen den Reihen IEC 60079 (Gas) und IEC 61241 (Staub) wird schon jetzt aus der Teil-Nummer (z. B. "-0") ersichtlich.
IEC 61241-0 orientiert sich weitgehend an den allgemeinen Anforderungen für gasexplosionsgeschützte elektrische Betriebsmittel nach IEC 60079-0, ergänzt oder abgewandelt durch neue oder aus den vorhergehenden Normen übernommene staubspezifische Elemente. Es sind u. a. folgende Einzelheiten bemerkenswert:
Die Definition der Zonen ist nun international inhaltlich den europäischen Festlegungen in der ATEX-Richtlinie angeglichen. In der jetzt ersetzten Norm IEC 61241-1-1 wurde noch unter Rückgriff auf IEC 61241-3:1997-05 festgelegt, dass Staubablagerungen in unkontrollierter oder übermäßiger Dicke als Zone 20 zu klassifizieren sind. Jetzt wurden die europäischen Prinzipien übernommen: Zonen werden durch Häufigkeit und Dauer des Auftretens von Staubwolken bestimmt; Ablagerungen sind getrennt zu beachten.
Für Betriebsmittel zur Verwendung in Zone 20 werden Prinzipien für die Konstruktion und Prüfung festgelegt, die an die Anforderungen der Kategorie 1 der ATEX-Richtlinie erinnern. In diesen Bereichen sollen typischerweise nur Betriebsmittel der MSR und möglichst keine Betriebsmittel der Energietechnik verwendet werden; die Prüfkriterien für Letztere sind bei den verbleibenden Ausnahmefällen individuell festzulegen.
Bei einer Staubauflage > 50 mm war nach den bisherigen Festlegungen eine Laboruntersuchung unter Verwendung der aktuellen Staubart gefordert. Als Option kann künftig im Rahmen der Typprüfung eine Oberflächentemperatur T_L unter der Dicke L eines Prüfstaubs definierter Wärmeleitfähigkeit ermittelt und in der Kennzeichnung angegeben werden. Für die Grenzen der wegen der Dicke der Staubauflage reduzierten Glimmtemperatur sind dann die entsprechenden Hinweise in den neuen Errichtungsbestimmungen (IEC 61241-14 (in Vorbereitung)) zu beachten.
In den beiden ersten Ausgaben der Norm IEC 61241-1-1 durfte die maximale Oberflächentemperatur des Betriebsmittels wahlweise als Temperaturwert oder in Form der an den Gasexplosionsschutz angelehnten Temperaturklassen T1 bis T6 angegeben werden. Diese missverständliche Option wurde auf deutsches Betreiben nicht in EN 50281-1-1 übernommen und wurde nun auch aus IEC 61241-0 entfernt.
Die Norm IEC 61241-1 für die Zündschutzart "tD" basiert weitgehend auf den bisherigen Normen IEC 61241-1-1 und EN 50281-1-1. Bei deren Erarbeitung konnte noch angenommen werden, dass Staubexplosionsschutz immer durch ein dichtes Gehäuse mit begrenzter Oberflächentemperatur realisiert wird. Als allgemeines Kurzzeichen für die Zündschutzart wurde daher in den ersten Normen "DIP" (dust ignition protection) festgelegt. Inzwischen wurden bei IEC drei weitere Zündschutzarten "pD", "iD" und "mD" mit eigenen Teilen der Normenreihe IEC 61241 eingeführt. Es war daher notwendig, das in der Anwendungsbreite vermutlich dominierende Prinzip der "tightness" und "temperature control" in einem eigenen Teil 1 zu behandeln und ihm ein eigenes Kennzeichen "tD" zuzuordnen.
Zu Beginn der Normungsarbeit bei IEC zum Staubexplosionsschutz (etwa 1980) konnten die nordamerikanischen Fachleute auf eine damals schon 50-jährige Erfahrung mit der Norm UL 674(A) verweisen; daher mussten in der Erstausgabe von IEC 1241-1-1:1993 noch zwei als sicherheitstechnisch gleichwertig eingestufte, jedoch grundsätzlich unterschiedliche "Verfahren" (Practice) genormt werden. Bei der Übernahme von IEC 1241-1-1 als EN 50281-1-1:1998 konnte das Verfahren B eliminiert werden, weil die Arbeiten ausschließlich auf europäischer Ebene (CENELEC) durchgeführt wurden. Die neuen Normen für die Zündschutzart "tD" (IEC 61241-1 und EN 61241-1) wurden jedoch im Parallelverfahren zwischen IEC und CENELEC erstellt und enthalten daher zwangsläufig wieder den Konsens mit den beiden Verfahren A und B. Die Spaltdichtungen beim Verfahren B sind mit dem Konstruktionsprinzip der druckfesten Kapselung vergleichbar, ohne dass sie allerdings auf eine Vermeidung des Zünddurchschlags (Explosionsunterdrückung) zielen oder geprüft werden. Das "Atmen" eines Gehäuses infolge des Erwärmungsspiels wird bei der beim Verfahren A angewendeten IP-Prüfung nach DIN EN 60529 (VDE 0470 Teil 1):2000-09 "Schutzarten durch Gehäuse (IP-Code) (IEC 60529:1989 + A1:1999); Deutsche Fassung EN 60529:1991 + A1:2000" simuliert, indem man im Gehäuse einen künstlichen Unterdruck erzeugt, der bis zum 2fachen des natürlichen Unterdrucks betragen kann. Beim Verfahren B wird der Unterdruck durch Erwärmung beim Betrieb mit Bemessungsleistung und anschließende Abkühlung erzeugt. Das Verfahren B kann als Alternative zum Verfahren A interessant werden für Hersteller, die diese Art des Staubexplosionsschutzes nach Nordamerika liefern wollen oder müssen, und für Instandsetzer, die bei explosionsgeschützten Betriebsmitteln zur Wiederherstellung des Originalzustandes verpflichtet sind. Daneben sollte es für Betreiber interessant sein, was sich unter den Buchstaben "A" und "B" - z. B. im Rahmen eines Projektes - verbirgt. Zur Unterscheidung der Verfahren werden in der Kennzeichnung die Buchstaben "A" oder "B" der Zone vorangestellt.