Abschnitt 3.2 - Prüfplätze mit zwangläufigem Berührungsschutz
Die Zwangläufigkeit des Berührungsschutzes wird durch Isolierung, allseitig mechanisch feste Abdeckung/Verkleidung der unter Spannung stehenden Teile, mindestens in Schutzart IP3X und den folgenden zusätzlichen Forderungen erreicht.
Hinweis: Schutzgrad IP3X gemäß VDE 0470-1 bedeutet: Geschützt gegen den Zugang zu gefährlichen Teilen mit einem Werkzeug. Die Zugangssonde, 2,5 mm Durchmesser, darf nicht eindringen.
3.2.1
Das Einschalten der Prüfstromkreise darf erst möglich sein, wenn die Schutzeinrichtungen betriebsbereit sind und einwandfrei funktionieren. Unter Schutzeinrichtungen ist die Gesamtheit der technischen Schutzmaßnahmen zu verstehen. Sie bestehen somit aus Isolierung und Abdeckung/Verkleidung und Verriegelungseinrichtung und Steuerung.
3.2.2
Das Öffnen der Schutzeinrichtungen muss die Prüfspannung zwangläufig ausschalten. Restspannungen müssen zwangläufig auf einen ungefährlichen Wert abgebaut sein, bevor aktive Teile erreicht werden können.
3.2.3
Ein einzelner Fehler darf beim Öffnen der Schutzeinrichtung die Ausschaltung der Prüfstromkreise nicht verhindern.
3.2.4
Nach Auftreten eines Fehlers muss sichergestellt sein, dass ein Wiedereinschalten der Prüfspannungen nicht mehr möglich ist.
3.2.5
Schutzeinrichtungen dürfen nicht auf einfache Weise umgehbar sein.
Bild 1: Prüfplatz mit zwangläufigem Berührungsschutz, Darstellung als geschlossene Prüfbox (Schutzart IP 3X)
Die Bedingungen 4.2.1 bis 4.2.5 wurden angewendet. Auf eine NOT-AUS-Einrichtung darf verzichtet werden. Eine zusätzliche Abgrenzung des Prüfbereiches zur Umgebung hin ist nicht erforderlich. Signalgebung wird nicht gefordert, kann jedoch bei Aufbau als Hochspannungsprüfplatz im Hinblick auf Gleichbehandlung mit anderen im Betrieb verwendeten Hochspannungsprüfplätzen sinnvoll sein.
3.2.6
Zwangläufigkeit in Verbindung mit Auswahl der Sicherheitskategorie der Steuerung
Die Sicherstellung eines zwangläufigen Berührungsschutzes erfordert im allgemeinen die Berücksichtigung der Normenreihe "Sicherheit von Maschinen".
Wichtige Normen sind hierbei u.a.:
| DIN EN ISO 12100-1 | Grundbegriffe, allgemeine Gestaltungsleitsätze; Teil 1: Grundsätzliche Terminologie, Methodologie |
|---|---|
| DIN EN ISO 12100-2 | Grundbegriffe, allgemeine Gestaltungsleitsätze; Teil 2: Technische Leitsätze |
| DIN EN 418 | NOT-AUS Einrichtung, funktionelle Aspekte; Gestaltungsleitsätze |
| DIN EN 574 | Zweihandschaltungen, funktionelle Aspekte; Gestaltungsleitsätze |
| DIN EN 954-1 | Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze |
| DIN EN 1050 | Leitsätze zur Risikobeurteilung |
| DIN EN 1088 | Verriegelungseinrichtungen in Verbindung mit trennenden Schutzeinrichtungen; Leitsätze für Gestaltung und Auswahl |
| DIN EN 60204 | Elektrische Ausrüstung von Maschinen Teil 1: Allgemeine Anforderungen |
Im Ergebnis einer Risikobetrachtung kann die erforderliche Steuerungskategorie zur allgemeinen Maschinensicherheit ausgewählt werden. Hinweise zur Auswahl der Kategorie enthält DIN EN 954-1 im Anhang B.
Ausgehend von der Abschätzung der Schwere der Verletzung, der Häufigkeit eines Ereignisses sowie den Vermeidungsmöglichkeiten, kann die bevorzugte Sicherheitskategorie ermittelt werden (Bild 2).
Bild 2: Mögliche Auswahl der Kategorien, Risikobetrachtung
Bei einem Prüfplatz mit zwangläufigem Berührungsschutz bestehen durch Anforderungen an den Berührungsschutz (Ziff. 4.2, z.B. IP 3X), Anforderungen an die Gestaltung von Schutzeinrichtungen (Ziff. 4.2.5) und Anforderungen an die Steuerung (Ziff. 4.2.1 - 4.2.4) bereits konkrete Sicherheitsvorgaben.
Durch die Forderung: "Bei Auftreten eines einzelnen Fehlers müssen die Schutzfunktionen erhalten bleiben", wird das Niveau der Sicherheit der Steuerung wesentlich bestimmt.
Aus nachfolgender Tabelle (DIN EN 954-1, Tabelle 2) und der geforderten Fehlersicherheit der DIN EN 50191 (VDE0104):2001-01 ergibt sich, dass die Steuerung einer Prüfanlage mit zwangläufigem Berührungsschutz nach Kategorie 3 auszuführen ist. Die Anwendung der Kategorie 4 gewährleistet eine noch höhere Sicherheit bei unwesentlich höherem materiellen Aufwand und wird deshalb empfohlen.
Bild 3:
DIN EN 954-1 Tabelle 2
| Kurzfassung der Anforderungen für Kategorien (Auszug) | ||||
|---|---|---|---|---|
| Kategorie | Kurzfassung der Anforderungen | Systemverhalten | Prinzipien zum Erreichen der Sicherheit | |
| B | Die sicherheitsbezogenen Teile von Steuerungen müssen den zu erwartenden Einflüssen standhalten können | Das Auftreten eines Fehlers kann zum Verlust der Sicherheitsfunktion führen. | überwiegend durch Auswahl von Bauteilen charakterisiert | |
| 1 | Die Anforderungen von B müssen erfüllt sein. Bewährte Bauteile und bewährte Sicherheitsprinzipien müssen angewendet werden. | Das Auftreten eines Fehlers kann zum Verlust der Sicherheitsfunktion führen, aber die Wahrscheinlichkeit des Auftretens ist geringer als in Kategorie B. | ||
| 2 | Die Anforderungen von B und die Verwendung bewährter Sicherheitsprinzipien müssen erfüllt sein. Die Sicherheitsfunktion muss in geeigneten Zeitabständen durch die Maschinensteuerung geprüft werden. | Das Auftreten eines Fehlers kann zum Verlust der Sicherheitsfunktion zwischen den Prüfungsabständen führen. Einige, aber nicht alle Fehler werden erkannt. Eine Anhäufung unerkannter Fehler kann zum Verlust der Sicherheitsfunktion führen. | überwiegend durch die Struktur charakterisiert | |
| 3 | Die Anforderungen B und die Verwendung bewährter Sicherheitsprinzipien müssen erfüllt sein. Sicherheitsbezogene Teile müssen so gestaltet sein, dass | Wenn der einzelne Fehler auftritt, bleibt die Sicherheitsfunktion immer erhalten.
Einige, aber nicht alle Fehler werden erkannt. Eine Anhäufung unerkannter Fehler kann zum Verlust der Sicherheitsfunktion führen. | überwiegend durch die Struktur charakterisiert | |
| - | ein einzelner Fehler in jedem dieser Teile nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktion führt, und | |||
| - | wann immer in angemessener Weise durchführbar, der einzelne Fehler erkannt wird | |||
| 4 | Die Anforderungen B und die Verwendung bewährter Sicherheitsprinzipien müssen erfüllt sein. Sicherheitsbezogene Teile müssen so gestaltet sein, dass | Wenn Fehler auftreten, bleibt die Sicherheitsfunktion immer erhalten. Die Fehler werden rechtzeitig erkannt, um einen Verlust der Sicherheitsfunktion zu verhindern. | überwiegend durch die Struktur charakterisiert | |
| - | ein einzelner Fehler in jedem dieser Teile nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktion führt, und | |||
| - | der einzelne Fehler bei oder vor der nächsten Anforderung an die Sicherheitsfunktion erkannt wird, oder, wenn dies nicht möglich ist, darf eine Anhäufung von Fehlern dann nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktion führen | |||
3.2.7
Prüfplatz mit zwangläufigem Berührungsschutz "in betretbarer Ausführung"
Auf die Schutzart IP3X darf verzichtet werden, wenn die Umhüllung (das Gehäuse) des Prüfaufbaues, z.B. bei einer Prüfkabine (Bild 4), den folgenden Anforderungen entspricht:
Die Prüfplätze müssen durch mindestens 1800 mm hohe Vollwände oder Gitter (Maschenweite max. 40 mm) gegen andere Betriebsstätten abgegrenzt sein.
Spannungsverschleppungen auf berührbare leitfähige Teile außerhalb des Prüfbereiches müssen durch geeignete Maßnahmen, z.B. Erden, Abschirmen, verhindert sein. Abgrenzungen aus leitfähigen Werkstoffen müssen geerdet oder in eine andere Maßnahme zum Schutz bei indirektem Berühren einbezogen sein.
Der Abstand zwischen der Abgrenzung und Teilen, die unter Spannung stehen können, muss entsprechend der Spannungshöhe und der Lage der Verbotszone ausreichend bemessen sein (s. EN 50191:2000 Anhang A, Tabellen A.2 - A.4).
Diese Prüfplätze müssen mit Einrichtungen versehen sein, die das Öffnen der Türen zum Prüfbereich erst zulassen, wenn die Prüfanlagen ausgeschaltet und gegen Wiedereinschalten gesichert und - falls erforderlich - geerdet und kurzgeschlossen sind.
Bild 4: Prinzipskizze eines Prüfplatzes mit zwangläufigem Berührungsschutz in betretbarer Ausführung
3.2.8
Sonderfall eines Prüfplatzes mit zwangläufigem Berührungsschutz
Auf die Schutzart IP 3X darf in Ausnahmefällen auch verzichtet werden, wenn das Prüfobjekt und alle aktiven Teile des Prüfaufbaues einen vollständigen Schutz gegen direktes Berühren aufweisen und eine Maßnahme zum Schutz im Fehlerfall (Schutz bei indirektem Berühren) während der Prüfung wirksam ist. Im allgemeinen bedeutet dies, dass zur Verwirklichung des vollständigen Berührungsschutzes mindestens die Schutzart IP 2X zur Anwendung kommt und das Gehäuse des Prüfobjektes während der Prüfung nicht geöffnet wird. Dies ist z.B. bei der Prüfung von verwendungsfertig montierten Betriebsmitteln bei Kontaktierung über die steckbare Netzanschlussleitung möglich.
An dem in Bild 5 gezeigten Beispiel einer Prüfanlage für Waschmaschinen ist eine Maßnahme zum Schutz im Fehlerfall (Schutz durch automatische Abschaltung der Stromversorgung) getroffen. Die Waschmaschinen werden auf Grundlage der Gerätenorm einer Funktionsprüfung unterzogen. Hierzu werden die Maschinen verwendungsfertig in der Prüfanlage aufgestellt, mit den erforderlichen Wasseranschlüssen versehen und über ihre Netzanschlussleitung mit dem speisenden Netz (Prüfspannung) verbunden:
Bild 5: Waschmaschinenprüfanlage
3.2.9
NOT-AUS-Einrichtungen, Abgrenzungen
Bei einem Prüfplatz mit zwangläufigem Berührungsschutz darf auf NOT-AUS-Einrichtungen und Abgrenzungen verzichtet werden.
Allgemein sind jedoch auch bei einem Prüfplatz mit zwangläufigem Berührungsschutz alle möglichen Gefährdungen zu ermitteln und die daraus resultierenden Schutzmaßnahmen zu ergreifen, z.B.:
Kennzeichnung der Befehlseinrichtungen, Anzeige der Schaltzustände,
Schutz gegen unbefugtes und unbeabsichtigtes Einschalten,
Schutz gegen Restspannungen und Spannungsverschleppungen,
Maßnahmen gegen andere Gefährdungen, z.B. mechanische Gefährdungen.
Das kann im Einzelfalle bedeuten, dass Abgrenzungen, Abdeckungen oder NOT-AUS-Einrichtungen doch erforderlich sind.
Die Prüfanlage für Waschmaschinen in Bild 5 ist mit einer NOT-AUS-Einrichtung ausgerüstet, da während einer Funktionsprüfung neben Programmfehlern und elektrischen Fehlern auch mechanische Fehler (z.B. Wasseraustritt) auftreten können, die ein schnelles Abschalten erfordern oder als wünschenswert erscheinen lassen. Die Prüfanlage befindet sich in einem zu benachbarten Fertigungsbereichen abgegrenzten Raum (Prüffeld), Prüfbereich ist der gesamte Raum. Auf weitere Abgrenzung innerhalb des Prüfraumes kann verzichtet werden.
Bestünde die Absicht, in diesem Prüfraum Prüfarbeiten an Geräten durchzuführen, bei denen einzelne Gehäuseabdeckungen abgenommen werden und wäre dadurch ein vollständiger Schutz gegen direktes Berühren nicht mehr vorhanden, so wäre die Prüfanlage nicht mehr als Sonderfall eines Prüfplatzes mit zwangläufigem Berührungsschutz anzusehen und ein Betrieb ohne zusätzliche Maßnahmen nicht zu gestatten.