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Abschnitt 5.5 TRBS 2152 Teil 3, 5.5 Elektrische Anlagen
Abschnitt 5.5 TRBS 2152 Teil 3
Technische Regeln für Betriebssicherheit (TRBS) Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre - Vermeidung der Entzündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre (TRBS 2152 Teil 3)
Bundesrecht
Titel: Technische Regeln für Betriebssicherheit (TRBS) Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre - Vermeidung der Entzündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre (TRBS 2152 Teil 3)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: TRBS 2152 Teil 3
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Technische Regel

Abschnitt 5.5 TRBS 2152 Teil 3 – 5.5 Elektrische Anlagen

Zündquellen durch elektrische Anlagen müssen vermieden werden.

Hinweis: Elektrische Anlagen im Sinne dieser TRBS sind einzeln installierte oder zusammengeschaltete Geräte, Sicherheits-, Kontroll- und Regelvorrichtungen sowie deren Verbindungsvorrichtungen, die elektrische Energie erzeugen, umwandeln, speichern, fortleiten, verteilen, messen, steuern oder verbrauchen. Hierzu können auch Einrichtungen der Prozessleittechnik und Informationstechnik gehören. Bei den nachstehenden Anforderungen ist vorausgesetzt, dass die grundlegenden elektrotechnischen und sicherheitstechnischen Anforderungen an solche Anlagen und Einrichtungen eingehalten sind.

5.5.1 Hinweise für die Gefährdungsbeurteilung

Bei elektrischen Anlagen können - selbst bei geringen Spannungen - elektrische Funken (z.B. beim Öffnen und Schließen elektrischer Stromkreise und bei Ausgleichsströmen [vgl. Nummer 5.6]) und heiße Oberflächen (vgl. Nummer 5.2) als wirksame Zündquellen auftreten.

Hinweis: Die Verwendung von Schutzkleinspannung (z.B. 42 Volt) ist keine Maßnahme des Explosionsschutzes, da auch bei kleineren Spannungen die Entzündung explosionsfähiger Atmosphäre möglich ist.

5.5.2 Allgemeine Schutzmaßnahmen

5.5.2.1 Allgemeine Anforderungen

Abschnitt 5.5.2.1 gilt nicht für Conduit-Systeme, Anforderungen an Montage, Installation und Betrieb dieser Systeme sind im Einzelfall festzulegen.

Hinweis: Auch ortsveränderliche Betriebsmittel und Prüfeinrichtungen sind Arbeitsmittel oder überwachungsbedürftige Anlagen im Sinne der BetrSichV. Dazu gehören auch Steckverbindungen und Kupplungen.

(1) Elektrische Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen müssen auch den Anforderungen für elektrische Anlagen in nichtexplosionsgefährdeten Bereichen entsprechen.

(2) Elektrische Betriebsmittel und Leitungsverbindungen in explosionsgefährdeten Bereichen sowie Einrichtungen, die zu deren sicherem Betrieb dienen, müssen in Übereinstimmung mit den Abschnitten 5.5.2.2 bis 5.5.2.6 und den zusätzlichen Anforderungen an die jeweilige Zündschutzart (Abschnitte 5.5.3 bis 5.5.6) ausgewählt, montiert und installiert sein.

(3) Kabel- und Leitungseinführungen müssen für die jeweilige Zündschutzart geeignet sein.

(4) Elektrische Anlagen müssen so ausgelegt und elektrische Betriebsmittel so montiert und installiert werden, dass ein leichter Zugang für die Prüfung und Instandhaltung gewährleistet ist.

(5) Elektrische Kabel und Leitungen sind von Rohrleitungen, mit Ausnahme von elektrischen Begleitheizungen, getrennt zu verlegen.

5.5.2.2 Auswahl elektrischer Betriebsmittel

Elektrische Betriebsmittel müssen so ausgewählt und installiert sein, dass sie gegen äußere Einflüsse geschützt sind, die ihre erforderliche Zündquellenfreiheit nachteilig beeinflussen können (z.B. chemische, mechanische, thermische und elektrische/elektromagnetische Einwirkung, Schwingung oder Feuchte, Ansammlung elektrisch leitfähiger Stäube).

Bemerkung: Zur Vermeidung von Funken und Überlast müssen bei drehenden elektrischen Maschinen in senkrechter Anordnung Vorkehrungen getroffen werden, die das Hineinfallen von Fremdkörpern in die Lüftungsöffnungen verhindern.

5.5.2.3 Schutz gegen das Auftreten gefährlicher (zündfähiger) Funken

5.5.2.3.1 Gefährdung durch aktive Teile

Um die Bildung von Funken zu vermeiden, durch die eine explosionsfähige Atmosphäre entzündet werden kann, muss die mögliche ungewollte Berührung blanker aktiver Teile - ausgenommen Teile eigensicherer Stromkreise - verhindert werden.

5.5.2.3.2 Gefährdung durch Körper elektrischer Betriebsmittel und fremde leitfähige Teile

(1) Betriebliche und fremde Ströme sind auf Konstruktionsteilen und Umhüllungen zur Vermeidung von Potentialanhebungen durch geeignete Maßnahmen zu verhindern. Dies gilt als erfüllt, wenn z.B.

  • bei Vorhandensein eines TN-Systems dieses nur als TN-S-System genutzt wird,

  • bei Vorhandensein eines TT-Systems in der Zone 1 bzw. 21 dieses durch eine Fehlerstromsschutzeinrichtung geschützt ist,

  • bei Vorhandensein eines IT-Systems dessen Isolation überwacht wird.

(2) Bei der Verwendung einer Schutztrennung darf nur ein einziges elektrisches Betriebsmittel an einen Trenntrafo angeschlossen sein.

5.5.2.3.3 Schutzmaßnahme Potentialausgleich

Alle leitfähigen Anlagenteile sind in den Potentialausgleich einzubeziehen, sofern man mit einer gefährlichen Potentialverschiebung oder -verschleppung rechnen muss. Auf eine ausreichende Dimensionierung der Einrichtungen des Potentialausgleichs hinsichtlich der elektrischen und der mechanischen Eigenschaften ist zu achten. Leitfähige Körper elektrischer Betriebsmittel sind in der Regel in den Potentialausgleich einzubeziehen. Verbindungen zum Potentialausgleich sind gegen selbsttätiges Lockern zu sichern.

5.5.2.3.4 Elektromagnetische Felder

Bei der Auslegung elektrischer Anlagen müssen Auswirkungen von elektromagnetischen Feldern auf ein ungefährliches Maß beschränkt werden.

5.5.2.3.5 Ansammlung elektrisch leitfähiger Stäube

Gefährliche Ansammlungen elektrisch leitfähiger Stäube in oder an elektrischen Betriebsmitteln sind zu vermeiden, z.B. durch erhöhte Staubdichtheit der Betriebsmittel.

5.5.2.4 Elektrische Schutzmaßnahmen

(1) Elektrische Betriebsmittel, Kabel und Leitungen sowie deren Verbindungen müssen so ausgewählt und installiert werden, dass elektrische, mechanische, thermische und chemische Beanspruchungen nicht zu einer Zündgefahr führen.

(2) Drehende elektrische Maschinen müssen gegen Überlast auch bei Ausfall eines Außenleiters geschützt werden, ausgenommen Motoren, die den Anlaufstrom bei Bemessungsspannung und Bemessungsfrequenz, oder Generatoren, die den Kurzschlussstrom dauernd führen können, ohne sich unzulässig zu erwärmen.

(3) Transformatoren müssen gegen Überlast geschützt werden, sofern sie nicht dauernd den Sekundär-Kurzschlussstrom bei Primär-Bemessungsspannung und Bemessungsfrequenz ohne unzulässige Erwärmung führen können oder wenn keine Überlastung durch die angeschlossenen Verbraucher zu erwarten ist.

(4) Überstrom- und Erdschluss-Schutzeinrichtungen müssen so ausgelegt werden, dass eine automatische Wiedereinschaltung vor Beseitigung des Fehlers, der zum Abschalten geführt hat, verhindert wird.

5.5.2.5 Freischalten

(1) Für jeden Stromkreis oder jede Stromkreisgruppe müssen geeignete Einrichtungen zum Freischalten vorgesehen werden, die alle aktiven Leiter einschließlich Neutralleiter erfassen.

(2) Unmittelbar an oder neben jeder Trennvorrichtung muss eine Kennzeichnung angebracht werden, die eine eindeutige Zuordnung des zugehörigen Stromkreises oder der zugehörigen Stromkreisgruppe gestattet.

5.5.2.6 Kabel und Leitungen

5.5.2.6.1 Allgemeines

Es sind geeignete Maßnahmen vorzusehen, die einen Zündquelleneintrag in explosionsgefährdete Bereiche über Brände von Kabeln und Leitungen verhindern.

5.5.2.6.2 Aluminiumleiter

Bei der Verwendung von Leitern aus Aluminium müssen dafür geeignete Klemmen verwendet werden.

5.5.2.6.3 Aderleitungen

Aderleitungen dürfen als spannungsführende Leiter nur in Schalttafeln oder -gehäusen verwendet werden. Dies gilt auch für Leitungen in eigensicheren Stromkreisen.

5.5.2.6.4 Anschlüsse

Der Anschluss von Kabeln und Leitungen muss den Anforderungen der jeweiligen Zündschutzart genügen. Die Kaltfließeigenschaften der Kabel sind dabei zu berücksichtigen.

5.5.2.6.5 Unbenutzte Öffnungen

Unbenutzte Öffnungen für Kabel- und Leitungseinführungen müssen mit Verschlusselementen verschlossen sein, die für die betreffende Zündschutzart geeignet sind.

5.5.2.6.6 Verbindungsstellen

Kabel und Leitungen sind in explosionsgefährdeten Bereichen ohne Unterbrechung zu verlegen. Ist dies nicht möglich, sind die Verbindungen in Gehäusen einer der Zone entsprechenden Zündschutzart anzuordnen oder sie sind durch geeignete Muffen zu sichern.

5.5.2.6.7 Steckdosen in staubexplosionsgefährdeten Bereichen

(1) Um das Eindringen von Staub in dem Fall, dass eine Staubschutzkappe unbeabsichtigt fortgelassen wurde, so gering wie möglich zu halten, müssen Steckdosen so angeordnet werden, dass die Öffnung nach unten gerichtet ist.

(2) Bei Steckdosen ist zu verhindern, dass während des Schließens oder Trennens der Steckverbindung ein Zündfunke entstehen kann, z.B. durch mechanische oder elektrische Verriegelungen.

5.5.2.6.8 Schutz mehrdrahtiger Leiterenden

Mehr- oder feindrähtige Leiterenden sind gegen Aufspleißen zu schützen. Das Verlöten der Leiterenden zum direkten Anschluss ist nicht zulässig.

5.5.2.6.9 Unbenutzte Aderleitungen

Jede unbenutzte Aderleitung in mehradrigen Kabeln muss in explosionsgefährdeten Bereichen am Ende entweder mit Erde verbunden oder durch geeignete Abschlussmittel ausreichend isoliert werden.

5.5.2.6.10 Oberflächentemperatur von Kabeln und Leitungen

Bei Kabeln und Leitungen ist die maximal zulässige Oberflächentemperatur der Anlage nach 5.2 zu beachten.

5.5.2.6.11 Anschluss der Bewehrung und Abschirmung von Kabeln und Leitungen

Bewehrungen und Abschirmungen müssen in den Potentialausgleich eingebunden sein.

5.5.2.6.12 Kabel und Leitungen in Zone 0

Kabel und Leitungen dürfen grundsätzlich nicht durch Zone 0 geführt werden. Ist dies nicht möglich, sind Maßnahmen im Einzelfall festzulegen.

5.5.3 Zusätzliche Anforderungen bei Anwendung der Zündschutzart "d" - druckfeste Kapselung

5.5.3.1 Schutz zünddurchschlagssicherer Spalte

Bei Zündschutzart "druckfeste Kapselung" sind Spalte gegen Korrosion und das Eindringen von Wasser zu schützen.

5.5.3.2 Motoren, die mit veränderlicher Spannung und Frequenz betrieben werden

Werden Motoren in der Zündschutzart "druckfeste Kapselung" mit veränderlicher Frequenz und Spannung betrieben, müssen die relevanten Oberflächen so überwacht werden, z.B. mit Temperaturfühlern, dass eine Schutzeinrichtung den Motor vor Erreichen der kritischen Oberflächentemperatur abschaltet.

Alternativ kann der Motor mit den vorgesehenen Schutzeinrichtungen auch als Ganzes einem Konformitätsbewertungsverfahren gemäß Explosionsschutzverordnung (11. GPSGV) i.V.m. der Richtlinie 94/9/EG unterzogen worden sein.

Hinweis: Mögliche Überspannungsspitzen - ausgelöst durch den Umrichter - sind zu beachten.

5.5.4 Zusätzliche Anforderungen bei Anwendung der Zündschutzart "e" - erhöhte Sicherheit - und "tD" - staubsicheres Gehäuse

Motoren der Zündschutzarten "erhöhte Sicherheit" und "staubsicheres Gehäuse" sind so gegen Überlast zu schützen, dass auch bei Festbremsung die angegebene Temperaturklasse nicht überschritten wird. Bei Motoren in Dreieckschaltung ist auch der Ausfall eines Außenleiters zu beherrschen. Bei Verwendung eines Sanftanlaufes sind die erforderlichen Maßnahmen im Einzelfall festzulegen.

Hinweis: Bei Motoren in der Zündschutzart "erhöhte Sicherheit" oder "staubsicheres Gehäuse" mit veränderlicher Frequenz und Spannung muss die Zündquellenfreiheit für den Motor mit den vorgesehenen Schutzeinrichtungen als Ganzes betrachtet sein, in der Regel durch ein Konformitätsbewertungsverfahren gemäß Explosionsschutzverordnung (11. GPSGV) i.V.m. der Richtlinie 94/9/EG.

5.5.5 Zusätzliche Anforderungen bei Anwendung der Zündschutzart "i" - Eigensicherheit - in Anlagen für die Zonen 1, 21, 2 und 22

Hinweis: Installationsanforderungen für Zone 1 und 2 können bei Verwendung von Geräten der Schutzart "iD" ohne weiteres auch für Zone 21 und 22 angewendet werden.

5.5.5.1 Betriebsmittel

(1) Für an einen eigensicheren Stromkreis angeschlossene, zugehörige Betriebsmittel, Kabel und Leitungen, die außerhalb explosionsgefährdeter Bereiche installiert werden, gelten bezüglich der sicheren elektrischen Installation die gleichen Anforderungen wie für den explosionsgefährdeten Bereich.

(2) Der Betrieb einfacher elektrischer Betriebsmittel ist zulässig, wenn sie den Anforderungen der Zündschutzarten "Eigensicherheit i" oder "Eigensicherheit iD" genügen.

(3) Elektrische Betriebsmittel, die an nichteigensichere Anschlussklemmen eines zugehörigen Betriebsmittels angeschlossen sind, dürfen nicht mit einer Speisespannung versorgt werden, die größer ist, als die auf dem Typenschild des zugehörigen Betriebsmittels angegebene Spannung Um. Der maximal zu erwartende (prospektive) Kurzschlussstrom der Versorgung darf nicht größer als 1.500 A bei max. AC 250 V sein.

5.5.5.2 Kabel und Leitungen

5.5.5.2.1 Allgemeines

(1) In eigensicheren Stromkreisen dürfen nur isolierte Kabel und Leitungen verwendet werden, deren Prüfspannung zwischen Leiter-Erde, Leiter-Schirmung und Schirmung-Erde mindestens AC 500 V oder DC 750 V beträgt.

(2) Der Durchmesser einzelner Leiter im explosionsgefährdeten Bereich darf nicht weniger als 0,1 mm betragen. Dies gilt auch für die einzelnen Drähte von feindrähtigen Leitern.

(3) Eigensichere Stromkreise sind so zu errichten, dass die sichere Trennung von anderen Stromkreisen auch unter anzunehmenden Fehlerbedingungen sichergestellt ist.

5.5.5.2.2 Installation von Kabeln und Leitungen

(1) Anlagen mit eigensicheren Stromkreisen müssen so errichtet werden, dass deren Eigensicherheit nicht durch äußere elektrische oder magnetische Felder beeinträchtigt wird.

(2) Jede unbenutzte Ader eines mehradrigen Kabels muss abweichend von 5.5.2.6.9

  • an beiden Enden entweder ausreichend gegen Erde oder von den anderen Adern durch den Einsatz von geeigneten Abschlüssen isoliert sein oder

  • falls andere Stromkreise in dem mehradrigen Kabel eine Erdverbindung besitzen (z.B. über zugehörige Betriebsmittel), an dem Erdpunkt angeschlossen werden, der zur Erdung aller eigensicheren Stromkreise in demselben Kabel verwendet wird. Sie müssen am anderen Ende durch geeignete Abschlüsse ausreichend von Erde und gegeneinander isoliert sein.

(3) Aderleitungen von eigensicheren und nichteigensicheren Stromkreisen dürfen nicht in derselben Leitung geführt werden.

5.5.5.2.3 Erdung leitender Schirme

Ist eine Schirmung im Kabel oder in der Leitung erforderlich, ist der Schirm so zu erden, dass dadurch keine Zündquelle entstehen kann. Dabei ist insbesondere darauf zu achten, dass die Stromtragfähigkeit der Schirmung nicht überschritten werden kann.

5.5.5.2.4 Kennzeichnung von Kabeln und Leitungen

Kabel und Leitungen für eigensichere Stromkreise müssen eindeutig gekennzeichnet sein. Falls Mäntel oder Umhüllungen durch eine Farbe gekennzeichnet sind, muss die verwendete Farbe hellblau sein.

5.5.5.2.5 Mehradrige Kabel und Leitungen mit mehr als einem eigensicheren Stromkreis

In mehradrigen Leitungen dürfen mehrere eigensichere Stromkreise zusammen verlegt sein, wenn eine gegenseitige schädliche Beeinflussung so verhindert wird, dass die Eigensicherheit in allen eigensicheren Stromkreisen erhalten bleibt. Mehradrige Kabel und Leitungen ohne leitende Schirme für die einzelnen Stromkreise müssen zusätzlich zu 5.5.5.2.1 von einem Typ sein, der einer Isolationsprüfung von wenigstens AC 1.000 V (Effektivwert) oder DC 1.500 V standhält, angelegt zwischen einem Bündel, das die eine Hälfte der miteinander verbundenen Leitungsadern enthält und einem anderen Bündel, das die andere Hälfte der miteinander verbundenen Leitungsadern enthält.

5.5.5.2.6 Fehlerbetrachtungen bei mehradrigen Kabeln und Leitungen

Mehradrige Leitungen sind entsprechend der Konstruktion der Leitungen bzw. der in ihnen enthaltenen eigensicheren Stromkreise hinsichtlich der Möglichkeit fehlerhafter Zusammenschaltungen zu beurteilen.

5.5.5.3 Anschluss eigensicherer Stromkreise

In elektrischen Anlagen mit eigensicheren Stromkreisen müssen die Klemmstellen zuverlässig von den nichteigensicheren Stromkreisen getrennt sein (z.B. durch eine Trennplatte mit mindestens 50 mm Fadenmaß oder einen Abstand von mindestens 50 mm). Die Anschlussklemmen eigensicherer Stromkreise müssen als solche gekennzeichnet sein. Bei eigensicheren Klemmstellen müssen die Mindestabstände zwischen den blanken leitenden Teilen der an die Anschlussklemmen angeschlossenen externen Leiter und geerdeten oder anderen nicht spannungsführenden leitfähigen Teilen 3 mm betragen. Die Abstände zwischen blanken leitenden Teilen von Anschlussklemmen getrennter eigensicherer Stromkreise müssen mindestens 6 mm zwischen den blanken leitenden Teilen von angeschlossenen äußeren Leitern betragen.

Steckverbinder für den Anschluss äußerer eigensicherer Stromkreise müssen getrennt von und unverwechselbar mit solchen sein, die für nichteigensichere Stromkreise verwendet werden.

5.5.5.4 Erdung eigensicherer Stromkreise

Wenn eigensichere Stromkreise geerdet werden sollen, sind sie an ein Potentialausgleichssystem anzuschließen, das sich über den gesamten Bereich des eigensicheren Stromkreises erstreckt. Eine Mehrfacherdung eines eigensicheren Stromkreises ist nur unter besonderen Bedingungen zulässig.

5.5.5.5 Nachweis der Eigensicherheit

(1) Sofern keine Systembescheinigung mit Angabe der Parameter für den kompletten eigensicheren Stromkreis vorliegt, ist bei der Errichtung eigensicherer Stromkreise die Zusammenschaltung der Geräte einschließlich Kabel und Leitungen dahingehend zu beurteilen, ob die Anforderungen der Zündschutzart "Eigensicherheit" erfüllt sind. Bei zwei oder mehreren zusammengeschalteten, eigensicheren Stromkreisen ist entsprechend zu verfahren.

Hinweis: Die maximal zulässige Oberflächentemperatur nach 5.2 darf nicht überschritten werden.

(2) Der Nachweis der Eigensicherheit ist zu dokumentieren.

5.5.5.6 Kabel- und Leitungseinführungen

Anschlusskästen für die Zündschutzart "i" müssen der Schutzklasse IP 54, in trockenen und sauberen Räumen der Schutzklasse IP 20, entsprechen.

5.5.6 Zusätzliche Anforderungen bei Anwendung der Zündschutzart "i" - Eigensicherheit - in Anlagen für die Zonen 0 und 20

(1) Eigensichere Stromkreise müssen nach 5.5.5 installiert sein; abweichend oder ergänzend gelten die folgenden speziellen Anforderungen.

(2) Wenn die Erdung des Stromkreises aus Funktionsgründen erforderlich ist, muss die Erdverbindung außerhalb der Zone 0 angeschlossen sein, jedoch so nah wie möglich am Zone-0-Betriebsmittel. Eine mehrfache Erdung des Stromkreises ist nicht zulässig.

(3) Wenn mit Überspannungen in Zone 0 zu rechnen ist, sind geeignete Schutzmaßnahmen zu ergreifen.

(4) Das Kabel oder die Leitung zwischen dem eigensicheren elektrischen Betriebsmittel in Zone 0 und der Überspannungsschutzeinrichtung muss so errichtet werden, dass es/sie gegen Einflüsse durch Blitzschlag geschützt ist.

Hinweis: Die vorstehend genannten Maßnahmen für Zone 0 können unter bestimmten Voraussetzungen auch für Zone 20 angewendet werden.