Elektronikentwicklung
17. November 2014 | 8:44| fonMichaela Sella
Elektronik
Schaltschränke bieten nicht nur Schutz für die darin untergebrachten Geräte. Sie schützen Menschen auch vor den Gefahren der Elektrizität. Die Anforderungen an die Arbeitssicherheit variieren je nach Standort, Branche oder Anwendung. Überblick über verschiedene Normen, Richtlinien und Zulassungsanforderungen.
Elektrische Schalt- oder Steuerungssysteme schützen Menschen vor elektrischen Gefahren.Rittal
Die bekannteste Anforderung an Gehäuse und Schaltschränke ist die IP-Schutzart nach IEC 60529, die den Schutz gegen das Eindringen fester Gegenstände oder Staub sowie gegen das Eindringen von Wasser beschreibt. Darüber hinaus gibt es noch viele weitere Anforderungen an Schaltschränke.Gehäuse müssen maßhaltig, korrosionsbeständig und schlagfest sein. Sie müssen statischen und dynamischen Materialbelastungen standhalten und stoßfest sein – auch unter extremen klimatischen Bedingungen. UV-Strahlung sollte dem Material nichts anhaben. Darüber hinaus muss das Gehäuse über einen Nachweis der Wärmeableitung und Druckfestigkeit bei elektrischen Kurzschlüssen verfügen. Sorgen Sie für persönlichen Schutz vor Störlichtbögen und Schutz vor äußeren mechanischen Schäden. Auch die thermische Beständigkeit von Kunststoffen, die einen gewissen Schutz nach außen bieten, gehört zu den Anforderungen an Gehäuse und Schaltschränke. Wichtig ist auch die Sicherstellung einer gleichbleibenden Produktionsqualität.
Diese Anforderungen sowie deren Kontrolle und Überprüfung sind in Normen wie IEC 62208 oder IEC 61439-1 festgelegt. Beachten Sie, dass je nach Marktregion, beispielsweise Nordamerika, Europa oder Asien, zusätzliche Zulassungen erforderlich sind. In vielen Regionen wird die IEC-Norm entweder direkt oder in einer nationalen Version anerkannt. In Nordamerika sind zur Überprüfung der Schutzfunktionen anstelle von IEC-Standards Nema-Standards oder UL-Zulassungen erforderlich. Weitere Anforderungen werden für Standorte wie Schiffe oder Eisenbahnen festgelegt.
Durch den standardisierten Fertigungsprozess ist gewährleistet, dass das Bedienfeldgehäuse auch bei unterschiedlichen Abmessungen identisch ist.Rittal
Machen Sie die Prüfung nicht nur einmal
Bestehen die Gehäuse die Prüfungen und Nachweise, erhalten sie die entsprechenden Zulassungen. Hierzu muss bei der Herstellung des Schalttafelgehäuses eine standardisierte Fertigung und damit eine gleichbleibende Qualität gewährleistet sein. Andernfalls können Vermerke und Genehmigungen nicht aufrechterhalten werden. Um die Zulassung bestimmter Organisationen wie UL, Lloyds oder DNV nicht nur zu erhalten, sondern auch aufrechtzuerhalten, werden neben der Erstprüfung auch die Produktionsanlagen regelmäßig überprüft. Bei erfolgreicher Prüfung erteilen diese Klassifizierer die Berechtigung, die Prüfzeichen bis zur nächsten Prüfung weiterhin an den Ämtern anzubringen. Hersteller, deren Produktion regelmäßig von solchen Organisationen überprüft wird, können daher davon ausgehen, dass die Qualität des Schaltschrankgehäuses konstant bleibt.
Rittal verfügt am Hauptsitz in Herborn über ein akkreditiertes Prüflabor für verschiedene Prüfungen. Zusätzlich zu den notwendigen Vortests neuer Produkte testet Rittal regelmäßig verschiedene Schaltschränke aus der laufenden Produktion. Neben regelmäßigen Produktprüfungen ist ein standardisierter Produktionsprozess wichtig für einen gleichbleibend hohen Qualitätsstandard. Um sicherzustellen, dass dies auch für maßgeschneiderte Schalen gilt, wird die einzelne Schale nach den gleichen Qualitäts- und Konstruktionsstandards wie die Standardschale hergestellt und beschichtet.
Ein vierstufiger Beschichtungsprozess sorgt für Korrosionsschutz, sodass die mechanischen Eigenschaften des Gehäuses nicht beeinträchtigt werden.Rittal
Korrosionsschutz ist mehr als nur ein Anstrich
Beispielsweise lässt sich der Korrosionsschutz nicht mehr durch eine einfache Lackierung der Metallkarosserie erreichen. Um einen dauerhaften Korrosionsschutz zu gewährleisten, sind mehrere Prozessschritte erforderlich, von der Reinigung bis zur Pulverbeschichtung des grundierten Gehäuses. Dies ist notwendig, um den Schutz von Personen und Geräten durch die Umhüllung auch nach jahrelangem Betrieb der elektrischen Betriebsmittel aufrechterhalten zu können.
Technik im Detail
Wiederherstellung des Korrosionsschutzes nach der Bearbeitung
Um den Schaltschrank weiter in ein fertiges Verteilergerät zu verwandeln, müssen häufig zusätzliche Geräte in der Außenhülle installiert werden. Zu diesem Zweck werden dann Aussparungen oder Öffnungen in der Schaltschranktür oder den Seitenwänden für den Einbau von Geräten wie Anzeigen, Bedienschaltern oder Signalleuchten angebracht. Allerdings werden dadurch die drei Korrosionsschutzschichten zerstört. Eine einzige Schicht Decklack oder Ausbesserungslack reicht nicht aus, um den Korrosionsschutz wiederherzustellen, da er die feinen Mikrospalte zwischen den Lackschichten und den bearbeiteten Metallteilen nicht schließt. Dort kann Salznebel eindringen und Rost entstehen. Mit einer neuen Korrosionsschutzgrundierung hat Rittal ein Produkt entwickelt, mit dem sich auch Grate und Bohrlöcher zuverlässig vor Rostbildung schützen lassen. Zusammen mit den neuen Arbeitsanweisungen zur praktischen Nachbehandlung ermöglicht dies, dass die Schaltgeräte auch nach der Behandlung die Korrosionsanforderungen der IEC 61439 erfüllen.
Die Normen IEC 62208 oder IEC 61439 fordern einen Korrosionsschutz für Schaltschränke. Die hierfür erforderliche Korrosionsprüfung erfolgt nach IEC 60068-2. Basierend auf der Norm wird je nach Aufstellungsort des Gehäuses zwischen Innen- und Außenaufstellung unterschieden. Der Test umfasst je nach Einbauort mehrere Zyklen feuchter Hitze und Salzsprühnebel. Dies ermöglicht eine Atmosphäre, die den Korrosionsprozess stark beschleunigt. Anschließend erfolgt eine Bewertung in Form einer Sichtprüfung. Es dürfen keine sichtbaren Anzeichen von Rost oder anderen Schäden vorhanden sein. Zudem sollen Türen, Scharniere und Schlösser weiterhin ohne großen Aufwand funktionieren.
Tauchgrundierung für Schaltschrankrahmen im Rittal Werk RittershausenRittal
Lackierte Stahlblechgehäuse von Rittal für den Innenbereich erfüllen die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit durch ein standardisiertes Beschichtungsverfahren. Nachdem die Rohfertigung des Gehäuses abgeschlossen ist, wird im ersten Schritt das Gehäuse gereinigt und entfettet, damit die Beschichtung möglichst gut haftet. Anschließend erfolgt die erste Korrosionsschutzbeschichtung mittels nanokeramischer Vorbehandlung. Für den zweiten Anstrich werden die Kartons vollständig in ein Tauchbecken getaucht und mit einer Elektrotauchgrundierung beschichtet. Der Clou des Korrosionsschutzes ist die Pulverbeschichtung, die auch der Außenhülle des Schrankes Struktur verleiht. Sollte die oberste Schicht im späteren Betrieb der Anlage beschädigt werden, verbleiben zwei weitere Schichten zum Schutz vor Rostbildung.
Den verschiedenen Armaturenbrettsystemen ist eines gemeinsam: ein standardisierter Herstellungs- und Lackierprozess.Rittal
Langfristige Sicherheit
Die Sicherheit von Personen in der Nähe elektrischer Schalttafeln oder derjenigen, die elektrische Schalttafeln warten, ist ein zentrales Schutzziel, das in der Norm IEC 61439 definiert ist. Zu diesem Zweck enthält diese Norm verschiedene Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften von Gehäusen. Bei elektrischen Kurzschlüssen wird auch das Schaltschrankgehäuse durch den Innendruckaufbau bzw. die magnetische Wirkung des hohen Kurzschlussstroms beansprucht. Ein Anstieg des Innendrucks entsteht beispielsweise beim Auslösen größerer Leistungsschalter durch Kurzschlüsse, die beim Auslösen einen Lichtbogen bilden. Aber auch das um die Kupferschiene herum entstehende Magnetfeld wirkt sich, insbesondere bei hohen Kurzschlussströmen, auf die angrenzende Stromschiene sowie den Rest des Gehäuses aus,zum Beispiel auf einer Montageplatte. Während einer Störungsauslösung darf die Schaltschranktür nicht geöffnet werden und das Zugstangensystem muss auch während einer Störung sicher befestigt bleiben. Das Öffnen der Schalttafeltür oder herumfliegender Teile kann zu Verletzungen von Personen in der Nähe der Schalttafel führen. Daher ist es wichtig, dass das Gehäuse der Schalttafel auch nach vielen Jahren die gleiche mechanische Festigkeit wie zu Beginn aufweist und nicht durch Rost oder andere Faktoren an Festigkeit verliert.
Technik im Detail
Die neue Norm IEC 61439 ist ab dem 1. November 2014 gültig
Die Norm IEC 61439 definiert die grundlegenden Anforderungen und Nachweise für den Bau elektrischer Verteilungs- und Steuerungssysteme für Niederspannungsanwendungen. Größeres Augenmerk wurde auf die gegenseitige Beeinflussung unterschiedlicher betrieblicher Ressourcen gelegt. Diese Norm stellt auch die mechanischen Anforderungen an das Gehäuse wieder her. Die europäische Fassung der IEC 61439, EN 61439 und damit auch die deutsche Fassung der DIN EN 61439 treten erst am 1. November 2014 in Kraft, da die bisherige Norm EN 60439 spätestens zu diesem Zeitpunkt zurückgezogen wird. Dies bedeutet, dass Begriffe wie TSK, PTSK und Typprüfberichte nicht mehr verwendet werden, da sie nicht mehr in der Terminologie der neuen Norm enthalten sind. Dies wird durch den Begriff „Schalterkombination“ ersetzt. Anstelle eines Baumusterprüfberichts müssen Sie nun einen Bauartnachweis erstellen.
SPS IPC 2014-Discs
Halle 5, Stand 101
Michaela Sella
ist Leiter Produktmanagement Energieverteilung bei der Rittal GmbH & Co. KG in Herborn.
(MF)
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FAQs
Was fällt unter die ATEX Richtlinie? ›
Die Richtlinie 99/92/EG (ATEX 137) macht Vorschriften zum Gesundheitsschutz und zur Sicherheit der Arbeitskräfte. So müssen zum Beispiel Ex-Bereiche mit Warnzeichen gekennzeichnet werden oder überhaupt Gefahrenzonen definiert werden. Beide Richtlinien sind in nationales Recht übersetzt.
Was wird durch die Richtlinie 2014 34 EU geregelt? ›Die Richtlinie definiert die Aufgaben der Hersteller, Einführer und Händler im Zusammenhang mit dem Verkauf von Geräten und Schutzsystemen zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen.
Wer darf ATEX Zertifikat ausstellen? ›Wie man eine ATEX-Zertifizierung bekommt
Neben eigenen Tests sind es vor allen Dingen die offiziellen Tests, die nur von bestimmten Ingenieuren zugelassener Prüfinstitute durchgeführt werden dürfen. Nur diese Ingenieure dürfen das offizielle ATEX-Zertifikat ausstellen.
ATEX ist ein Zertifikat für Geräte und Maschinen, das ihren Einsatz in einer explosionsgefährdeten Umgebung erlaubt. Das Kürzel ATEX leitet sich aus der französischen Bezeichnung für explosionsgefährdete Umgebungen ab (Atmosphères Explosibles).
Was ist ein Schutzsystem? ›Als Schutzsysteme werden alle Vorrichtungen mit Ausnahme von Komponenten bezeichnet, die laufende Explosionen umgehend stoppen und/oder den von Explosionsflammen oder -drücken betroffenen Bereich begrenzen sollen.
Wann wird ATEX benötigt? ›Beim Einsatz von Lüftungstechnik und anderen Elektrogeräten in explosionsgefährdete Bereiche, sind ATEX zertifizierte Geräte zu verwenden. Sie sind so konstruiert, dass sie, z.B. durch Überhitzung oder Funkenflug, keine Gefahr als Zündquelle darstellen.
Was ist der Unterschied zwischen einer EU Richtlinie und einer EU Verordnung? ›EU(EG)-Verordnung
Sie hat allgemeine Geltung und ist in allen ihren Teilen verbindlich. Im Gegensatz zu den EU ( EG )-Richtlinien, die an die Mitgliedstaaten gerichtet sind, und den EU ( EG )-Entscheidungen, die ganz bestimmte Adressaten haben, gilt die EU ( EG )-Verordnung für alle.
Die Richtlinie ist für jeden Mitgliedstaat, an den sie gerichtet wird, hinsichtlich des zu erreichenden Ziels verbindlich, überlässt jedoch den innerstaatlichen Stellen die Wahl der Form und der Mittel. Beschlüsse sind in allen ihren Teilen verbindlich.
Welche ATEX Zonen gibt es? ›Zone 0/20: Eine explosionsgefährliche Atmosphäre tritt ständig, über lange Zeiträume oder häufig auf. Zone 1/21: Eine explosionsgefährliche Atmosphäre tritt im Normalbetrieb gelegentlich auf. Zone 2/22: Eine explosionsgefährliche Atmosphäre tritt im Normalbetrieb nicht oder kurzzeitig auf.
Was kostet eine ATEX Zertifizierung? ›ATEX Ausrüstungen (TR ZU 012/2011)
Der EAC Konformitätsbewertung gemäß den Anforderungen des Technisches Regelwerk des TR ZU 012/2011 kostet Hersteller 10.000 € bis 12.000 € und erfolgt auf Basis eines Audits.
Was bedeutet ATEX Zone 1? ›
ATEX-Zone 1
Bereich, in dem sich bei Normalbetrieb gelegentlich eine explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln bilden kann.
ATEX ist ein weit verbreitetes Synonym für die ATEX-Richtlinien der Europäischen Union und ist die Abkürzung für „ATmosphéres EXplosibles“. Die Direktive umfasst zwei Richtlinien auf dem Gebiet des Explosionsschutzes, nämlich die ATEX-Betriebsrichtlinie 1999/92/EG und die ATEX-Produktrichtlinie 2014/34/EU.
Welche Kabel dürfen im Ex Bereich verwendet werden? ›Allgemeine Anforderungen an Kabel und Leitungen für Ex-Anwendungen werden im Kapitel 9.3 der IEC/EN 60079-14 gestellt. Im Rahmen der üblichen Projektierungen werden überwiegend „normale“ Kupfer oder LWL Leitungen eingesetzt. All unsere Ex-Kabel erfüllen die Anforderungen der Norm IEC 60079-14-9.3.1.
Was bedeutet bei Geräten der Gruppe II die jeweilige Kategorie? ›Kategorien der Gruppe II:
Die in dieser Kategorie befindlichen Geräte sind für den Einsatz in Bereichen der Zone 0 (Gase) oder der Zone 20 (Stäube) gedacht und müssen ein sehr hohes Vollschutz-Niveau vorweisen können.
ATEX steht für ATMOSPHERES EXPLOSIVES und ist die EU-Richtlinie zum Explosionsschutz von Geräten und Maschinen. Kmmp ist Ihr kompetenter Partner im Bereich der explosionsgeschützten- und druckfestgekapselten Elektromotoren.
Wer darf im Ex Bereich installieren? ›Diese Person muss nach der TRBS 1203 Teil 1 von ihrer Berufsausbildung mindestens Ingenieur sein oder eine gleichwertige Ausbildung nachweisen können.
Was ist eine Ex Zone? ›Als Ex-Zonen bezeichnet man speziell gekennzeichnete Bereiche, in denen die Gefahr einer Explosion oder Staubexplosion besteht, da in ihnen zündfähige Konzentrationen brennbarer Gase oder Stäube auftreten können.
Was bedeutet Ex EC? ›Ex ec Motoren für Gasatmosphäre Zone 2
Zone 2 kennzeichnet Bereiche, in denen die explosionsfähige Atmosphäre im Normalbetrieb selten und dann auch nur kurzzeitig vorhanden ist.
Gemäß Artikel 260 Absatz 3 gilt, dass für den Fall, dass ein Mitgliedstaat Maßnahmen zur Umsetzung einer Richtlinie nicht mitteilt, die Kommission verlangen kann, dass der betreffende Mitgliedstaat eine Geldbuße zahlt.
Ist eine EU Richtlinie rechtlich bindend? ›Eine Richtlinie ist ein Rechtsakt, in dem ein von allen EU-Ländern zu erreichendes Ziel festgelegt wird. Es ist jedoch Sache der einzelnen Länder, eigene Rechtsvorschriften zur Verwirklichung dieses Ziels zu erlassen.
Sind Richtlinien gesetzlich bindend? ›
Richtlinien (Directive) legen ein verbindliches Ziel fest. Es ist aber eine Umsetzung in nationales Recht erforderlich (zu einem festgelegten Termin). Hierbei sind geringe Modifikationen möglich.
Welche Kriterien müssen erfüllt werden um in die EU zu kommen? ›- Das öffentliche Defizit darf nicht mehr als 3 Prozent des BIP betragen.
- Der öffentliche Schuldenstand darf nicht mehr als 60 Prozent des BIP betragen.
- Die Inflationsrate darf maximal 1,5 Prozent über jener der drei preisstabilsten Mitgliedstaaten des Vorjahres liegen.
Richtlinien legen nur grundlegende (Sicherheits-)Ziele fest, diese sind verbindlich; technische Details werden durch sog. Harmonisierte Europäische Normen referenziert (Anwendung freiwillig, aber mit Vermutungswirkung)
Welche Kriterien müssen erfüllt werden damit man in die EU aufgenommen wird? ›Diese so genannten "Kopenhagener Kriterien" müssen alle Staaten erfüllen, die der EU beitreten wollen: Das "politische Kriterium": Institutionelle Stabilität, demokratische und rechtsstaatliche Ordnung, Wahrung der Menschenrechte sowie Achtung und Schutz von Minderheiten.
Wie ist der Explosionsschutz eingeteilt? ›Einteilung in Gerätekategorien
Die Kategorien 1G, 2G und 3 G sind Einteilungen für den Gasexplosionsschutz (G = Gas); dabei sind Betriebsmittel mit 1 G für Zone 0, 1 und 2, Betriebsmittel mit 2 G für Zone 1 und 2 und Betriebsmittel mit 3 G für Zone 2 geeignet.
EEX - ex-geschützte elektrische Geräte
Lackierte EEX ex-geschützte elektrische Geräte werden als sonderange- fertigte gekapselte Geräte (Kapselung der elektrischen Zündquellen) an- geboten. Die Geräte erfüllen die Bestimmungen der ATEX-Richtlinie und werden in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden hergestellt.
1 Maßnahmen gegen die Bildung explosionsfähiger Atmosphäre
regelmäßige Entfernung von Stäuben; Staubablagerung verringern durch wenige horizontale Flächen und glatte Wände; Einsatz staubarmer Produkte wie Pasten oder Granulat; Unterdrucksystem.
Zone 0 ist ein Bereich, in dem gefährliche explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden ist.
Was bedeutet Zone 21? ›Zone 21. Bereich, in dem damit zu rechnen ist, dass explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke brennbarem Staubes in Luft bei Normalbetrieb gelegentlich auftritt.
Wer definiert Ex Zonen? ›Betreiber von Anlagen, von denen eine Explosionsgefahr ausgeht, sind verpflichtet, EX-Bereiche zu kennzeichnen. in diesen Bereichen Zündquellen zu vermeiden. Maßnahmen zu ergreifen, um eine mögliche Explosion in ihren Auswirkungen konstruktiv zu vermeiden.
Welche Gegenstände dürfen nicht in einen Ex Bereich? ›
- Entzündbare Flüssigkeiten.
- Brennbare Stäube.
- Explosionsschutz an Maschinen.
- Elektrostatik.
- Mess- und Warngeräte.
- Organische Peroxide.
Also ein bisschen die Hintergründe: ein 2 Adrige Installation ist per See noch nicht verboten, wenn es zum Bauzeitpunkt so Norm war. Nachteil der 2. Adrigen Installation ist, das man unter Umständen damit In einem Fehlerfalle (Es geht was kaputt) Elektrische Geräte aus Metall in ein Elektrischen Stuhl verwandelt.
Auf was muss ich bei der Verlegung von Kabeln achten? ›- Die Schlitze sollten im Idealfall gefräst werden und je nach Mauerdicke nicht zu tief ausgeführt werden.
- An Schornsteinen dürfen keine Mauerschlitze für elektrische Leitungen gestemmt werden. ...
- Die Mauerschlitze dürfen keinesfalls die Standfestigkeit der Mauer beeinträchtigen.
Was die Energieeffizienzklassen bedeuten
Auf Basis einer EU-Richtlinie wurden die Geräte zunächst mit den sieben Buchstaben A bis G gekennzeichnet, wobei Energieeffizienzklasse A für die sparsamsten Geräte stand und Energieeffizienzklasse G für die Geräte mit dem höchsten Stromverbrauch.
(13) An den Zugängen zu explosionsgefährdeten Bereichen muss folgende Kennzeichnung vorgenommen werden: - Warnzeichen „Warnung vor explosionsfähiger Atmosphäre“ - Verbotszeichen „Feuer, offenes Licht und Rauchen verboten“ - Verbotszeichen „Zutritt für Unbefugte verboten“.
Was sind Ex Motoren? ›Explosionsgeschützte Motoren von Blecher Motoren entsprechen strengsten Kriterien und können daher problemlos in gefährdeten Bereichen, sogenannten ATEX-Zonen, eingesetzt werden. Der Begriff „ATEX“ steht für „ATmosphères EXplosives" und bezeichnet EU-Richtlinien zum Explosionsschutz von Geräten.
Was ist ATEX Zone 1? ›ATEX-Zone 1
Bereich, in dem sich bei Normalbetrieb gelegentlich eine explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln bilden kann.
Betreiber von Anlagen, von denen eine Explosionsgefahr ausgeht, sind verpflichtet, EX-Bereiche zu kennzeichnen. in diesen Bereichen Zündquellen zu vermeiden. Maßnahmen zu ergreifen, um eine mögliche Explosion in ihren Auswirkungen konstruktiv zu vermeiden.
Was bedeutet Ex Zone 2? ›Zone 2 bzw.
In der Ex-Zone 2 ist mit dem Auftreten einer explosionsfähigen Atmosphäre im Normalbetrieb, wenn überhaupt, nur selten und kurzzeitig zu rechnen. Die gesetzlichen Regelungen geben keine Auskunft darüber, was „selten“ bedeutet.