Technische Beschreibung Explosionsgeschützte Elektromotoren. Technische Beschreibung 4.1.3

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1 Inhaltsverzeichnis Technische Beschreibung Allgemeine Informationen Explosionsschutzmassnahmen nach ATEX 95 und ATEX Zündschutzarten (Auszug nach Liefermöglichkeit EMWB) Die Auslegung eines explosionsgeschützten Antriebes Motoren zur Speisung durch Frequenzumrichter mit veränderlicher Frequenz und Spannung Sicherheitsabschaltung bei Betrieb mit Frequenzumrichter Kontrolle der Explosionsschutzmassnahmen Explosionsschutz die Kernkompetenz von EMWB EMWB als anerkannte Prüfstelle ATEX-Schulung Technische Daten polig, 3000 min polig, 1500 min polig, 1000 min polig, 750 min Lüfterantrieb, variables Drehmoment 4/2 polig, 1500/3000 min /4 polig, 1000/1500 min /4 polig, 750/1500 min Massblätter IEC Fussmotor Bauform B Flanschmotor Bauform B5 / B5AF Flanschmotor Bauform B14 / B14B Ersatzteilliste Ersatzteilliste CH 3855 Brienz Telefax: info@emwb.ch Version 10/

2 Eusas Technische Daten polig, 3000 min polig, 1500 min polig, 1000 min polig, 750 min Eusas Massblätter IEC Baugrössen Baugrössen Sprachschlüssel CH 3855 Brienz Telefax: info@emwb.ch Version 10/

3 1. Allgemeine Informationen Betriebsmittel, welche in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden, bergen ein hohes Risiko. Das gab seit jeher Anlass für Sicherheitsvorschriften. Zu einer Explosion kommt es, wenn eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre und eine wirksame Zündquelle gleichzeitig und am gleichen Ort vorhanden sind. Wenn eine dieser beiden Voraussetzungen eliminiert wird, kann keine Explosion erfolgen. Seit dem 1. Juli 2003 ist die neue EU-Richtlinie 94/9/EG (ATEX 95) definitiv in Kraft getreten und hat dabei die VGSEB (Verordnung über Geräte und Schutzsysteme zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen) abgelöst. Weil die EU-Richtlinie 94/9/EG (ATEX 95) mit der VGSEB vom 2. März 1998 wörtlich praktisch unverändert in die schweizerische Gesetzgebung übernommen wurde, spielt es in Zukunft grundsätzlich keine Rolle mehr, ob sich ein Inverkehrsbringer auf die ATEX-Richtlinie oder die VGSEB beruft. Sowohl die Anforderungen an die Erzeugnisse wie auch die massgebenden Konformitätsbewertungsverfahren sind in beiden Erlassen identisch. In der Schweiz gilt für die Umsetzung der ATEX 137 das Merkblatt VUV ATEX 137; 1999/92/EG (Verordnung über Unfallverhütung). EMWB als Produktionsbetrieb ist zertifiziert nach der EU-Richtlinie 94/9/EG AT EX 95 Richtlinie für den Hersteller atmosphère explosiv 137 Richtlinie für den Betreiber (Arbeitgeber) und erfüllt die strengen Anforderungen des Qualitätssicherungsmoduls nach Anhang IV. Dadurch ist die Firma berechtigt, diese Produkte zu fertigen, in den Verkehr zu bringen und zu reparieren. Dabei wurden folgende grundlegende Anforderungen erfüllt: 1. Die Firma ist ISO-zertifiziert (EMWB: ISO 9001:2000) 2. Für die Herstellung der Produkte liegen folgende Dokumente und Zertifikate vor: a) Bedienungsanleitung b) EG-Baumusterprüfbescheinigung c) Prüfbericht d) Zertifikat Anerkennung der Produktion e) EU-Konformitätserklärung 3. Die Firma muss sich ausweisen können, die Produkte instandhalten und reparieren zu können (Fachkundigkeit Instandhaltung von Ex-Motoren). 2. Explosionsschutzmassnahmen nach ATEX 95 und ATEX 137 Zum Auswählen der geeigneten Massnahmen muss für jeden einzelnen Fall ein Explosionsschutzkonzept erarbeitet werden. Die Explosionsschutzmassnahmen müssen - an den Arbeitsmitteln (Maschinen, Anlagen, Apparaten und Werkzeugen) und - am Arbeitsplatz bzw. in der Arbeitsumgebung konsequent angewendet werden. Explosionsschutzmassnahmen Arbeitsmittel V G S E B (ATEX 95; 94/9/EG) Hersteller Arbeitsplatz V U V (ATEX 137; 1999/92/EG) Arbeitgeber Baumusterprüfung Qualitätssicherung interne Fertigungskontrolle Zoneneinteilung Konformität Explosionsschutzdokument 4.1.3

4 Für das Anwenden der genannten Schutzmassnahmen ist die Kenntnis der sicherheitstechnischen Kenngrösse der verwendeten brennbaren Stoffe notwendig. 3. Zündschutzarten (Auszug nach Liefermöglichkeit EMWB) Nicht funkend Ex na Nicht funkengebende elektrische Betriebsmittel (umlaufende Maschinen, Sicherungen, Leuchten, Messinstrumente) und Betriebsmittel mit geringer Energie. Erhöhte Sicherheit Ex e Es sind Massnahmen getroffen, um mit einem erhöhten Mass an Sicherheit das Entstehen von Funken oder gefährlichen Temperaturen an solchen Teilen des elektrischen Betriebsmittels zu vermeiden, an denen sie im normalen Betrieb nicht auftreten. Die Zündschutzart ist anwendbar für elektrische Betriebsmittel und Teile davon, die unter normalen Betriebsbedingungen weder Funken noch Lichtbogen erzeugen noch gefährliche Temperaturen annehmen und deren Nennspannung den Wert 11 kv nicht überschreitet. Druckfeste Kapselung Ex de Geräte und Teile, die eine explosionsfähige Atmosphäre zünden können, sind in ein Gehäuse eingeschlossen, das bei einer Explosion eines zündfähigen Gemisches im Innern deren Druck aushält und eine Übertragung der Explosion auf die das Gehäuse umgebende explosionsfähige Atmosphäre verhindert. Man geht davon aus, dass das Eindringen eines zündfähigen Gemisches nicht verhindert werden kann. 4. Die Auslegung eines explosionsgeschützten Antriebes Massnahmen, welche die Bildung einer explosionsfähigen Atmosphäre verhindern oder einschränken, werden als primärer Explosionsschutz bezeichnet. Massnahmen, welche die Entzündung einer explosionsfähigen Atmosphäre verhindern, werden als sekundärer Explosionsschutz bezeichnet. Der primäre Explosionsschutz lässt sich in der Regel nicht vollständig oder manchmal überhaupt nicht verwirklichen. Es müssen deshalb Massnahmen getroffen werden, welche die Entzündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verhindern (=sekundärer Explosionsschutz). Grundlage für die Beurteilung des Umfanges der Schutzmassnahmen ist die Wahrscheinlichkeit des Auftretens explosionsfähiger Atmosphäre. Damit ein explosionsgeschützter Antrieb richtig ausgelegt werden kann, muss die Einteilung nach - Gruppen - EPL (Equipment Protection Level, Geräteschutzniveau) - Zonen - Klassen berücksichtigt werden. a) Einteilung nach Gruppen Gruppe I Betriebsmittel der Kategorien 1 und 2 sind zur Verwendung in Bergwerken Untertag- sowie deren Übertaganlagen bestimmt, die durch Grubengas und / oder brennbare Stäube gefährdet werden können. Gruppe II Sie umfasst die elektrischen Betriebsmittel zur Verwendung in den übrigen Bereichen, die durch eine explosionsfähige Atmosphäre gefährdet werden können

5 b) Einteilung in Zündschutzarten EPL (Equipement Protection Level) Ga / Da Sie umfasst Betriebsmittel, die konstruktiv so gestaltet sind, dass sie in Übereinstimmung mit den vom Hersteller angegebenen Kenngrössen betrieben werden können und ein sehr hohes Mass an Sicherheit gewährleisten. Betriebsmittel dieser Kategorie sind zur Verwendung in Bereichen bestimmt, in denen eine explosionsfähige Atmosphäre, die aus einem Gemisch von Luft und Gasen, Dämpfen oder Nebeln oder aus Staub-Luft-Gemischen besteht, ständig oder langzeitig oder häufig vorhanden sind (Zone 0 und Zone 20). Betriebsmittel dieser Kategorie müssen selbst bei selten auftretenden Gerätestörungen das erforderliche Mass an Sicherheit gewährleisten und weisen daher Explosionsschutzmassnahmen auf, so dass - bei versagen einer apparativen Schutzmassnahme mindestens eine zweite unabhängige apparative Schutzmassnahme die erforderliche Sicherheit sicherstellt bzw. - bei Auftreten von zwei unabhängigen Fehlern die erforderliche Sicherheit gewährleistet wird. Gb / Db Sie umfasst Betriebsmittel, die konstruktiv so gestaltet sind, dass sie in Übereinstimmung mit den vom Hersteller angegebenen Kenngrössen betrieben werden können und ein hohes Mass an Sicherheit gewährleisten. Betriebsmittel dieser Kategorie sind zur Verwendung in Bereichen bestimmt, in denen damit zu rechnen ist, dass eine explosionsfähige Atmosphäre aus Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Staub-Luft-Gemischen gelegentlich auftritt (Zone 1 und Zone 21). Die apparativen Explosionsschutzmassnahmen dieser Kategorie gewährleisten selst bei häufigen Gerätestörungen oder Fehlerzuständen, die üblicherweise zu erwarten sind, das erforderliche Mass an Sicherheit. Gc / Dc Sie umfasst Betriebsmittel, die konstruktiv so gestaltet sind, dass sie in Übereinstimmung mit den vom Hersteller angegebenen Kenngrössen betrieben werden können und ein erhöhtes Mass an Sicherheit gewährleisten. Betriebsmittel dieser Kategorie sind zur Verwendung in Bereichen bestimmt, in denen nicht damit zu rechnen ist, dass eine explosionsfähige Atmosphäre durch Gase, Dämpfe, Nebel oder aufgewirbelten Staub auftritt, aber wenn sie dennoch auftritt, dann aller Wahrscheinlichkeit nach nur selten und während eines kurzen Zeitraums (Zone 2 und Zone 22). Betriebsmittel dieser Kategorie gewährleisten im Normalbetrieb das erforderliche Mass an Sicherheit. Anmerkung: Eine Baumusterprüfbescheinigung ist erforderlich für: - Elektrische Betriebsmittel der Kategorien Ga / Gb und Da / Db - Nichtelektrische Betriebsmittel der Kategorie Ga / Da c) Einteilung nach Zonen Der Arbeitgeber teilt Bereiche, in denen explosionsfähige Atmosphären vorhanden sein können, in Zonen ein. Die Einteilung in Zonen ist ein Hilfsmittel zum Schutz vor Explosionen. Anhand dieser Einteilung wird ersichtlich, wo wirksame Zündquellen verhindert werden müssen und wie wahrscheinlich es ist, dass bei der Gewinnung, Herstellung, Verarbeitung, Lagerung, beim Umschlag und bei der Fortleitung brennbarer Gase, Flüssigkeiten bzw. Stäube explosionsfähige Gemische auftreten. Explosionsfähige Atmosphären können folgende brennbaren Stoffe bilden: alle Gase Flüssigkeiten, die - einen Flammpunkt unter 30 C aufweisen - über ihren Flammpunkt erwärmt werden - als Nebel vorliegen Stäube mit einer Teilchengrösse unter 0.5 mm 4.1.5

6 Nach der Wahrscheinlichkeit der Häufigkeit und Dauer des Vorhandenseins einer explosionsfähigen Atmosphäre werden folgende Zonen unterschieden: Einteilung nach Zonen für Gase und Flüssigkeiten Zone 0 Bereich, in dem explosionsfähige Atmosphären als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden ist. Zone 1 Bereich, in dem sich bei Normalbetrieb gelegentlich eine explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln bilden kann. Zone 2 Bereich, in dem bei Normalbetrieb eine explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln normalerweise nicht oder aber nur kurzzeitig auftritt. Einteilung nach Zonen für Stäube Zone 20 Bereich, in dem explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden ist. Zone 21 Bereich, in dem sich bei Normalbetrieb gelegentlich eine explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenen brennbaren Staub bilden kann. Zone 22 Bereich, in dem bei Normalbetrieb eine explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenen brennbaren Staub normalerweise nicht oder aber nur kurzzeitig auftritt. Zone 20 Zone 21 Zone 22 mit leitfähigem Staub IP 6X Kennzeichnung Ex II 1 Da td IP 6X Kennzeichnung Ex II 2 Db td leitfähig IP 6X Zone 22 Kennzeichnung Ex II 3 Dc td nicht leitfähig IP 5X In den Zonen 20, 21 und 22 dürfen die Temperaturen von sämtlichen Oberflächen, die mit Staubwolken in Berührung kommen könnten, zwei Drittel der Mindestzündtemperatur der betreffenden Staubwolke nicht überschreiten. Darüber hinaus müssen die Temperaturen von Oberflächen, auf denen sich Staub ablagern kann, um einen Sicherheitsabstand von mindestens 75 C niedriger sein als die Mindestzündtemperatur der Schicht, die sich aus dem betreffenden Staub bilden kann. Staublagerungen haben eine isolierende Wirkung und behindern deshalb die Wärmeabfuhr an die Umgebung. Je dichter die Staubsicht, desto geringer die Wärmeabfuhr. Dies kann zu einem Wärmestau führen und damit eine weitere Temperaturerhöhung zur Folge haben. Dieser Vorgang kann bis zur Entzündung der Staubschicht führen. Elektrische Betriebsmittel, die in einer explosionsfähigen Gas-Luft-Atmosphäre sicher betrieben werden können, sind daher nicht zwangsläufig für einen Betrieb in staubexplosionsgefährdeten Bereichten geeignet

7 d) Einteilung in Temperaturklassen Zur Vereinfachung (insbesondere für die Prüfung von elektrischen Betriebsmitteln) werden die Zündtemperaturen für Gase und Dämpfe gemäss nachstehender Tabelle in Temperaturklassen eingeteilt. I II A II B T1 450 C Methan Ammoniak Äthan Äthylacetat Azeton Benzol Butanon Chlormethylen Chloräthylen Essigsäure Kohlenmonoxyd Methan Methylalkohol Methylazetat Naphtalin Propan Toluol Xylol Koksgas Wassergas T2 300 C Amylalkohol Äthyalkohol Butylazetat Erdgas Essigsäureanhydrid Flüssiggas Isobutylalkohol Monoamylazetat Zyklohexan Butadien Äthylen Äthylbenzol Äthylenoxid T3 200 C Dekan Dieselkraftstoff Erdöl Heptan Hexan Kerosin Naphta Pentan Zyklohexan Zyklohexanol T4 135 C Äther Azetaldehyd Ethyleter T5 100 C T6 85 C II C Wasserstoff Acethylen Äthylnitrat Schwefelkohlenstoff e) Zusammenfassung Erdöl Isopren Schwefelwasserstoff Gerätegruppe EPL Zone Klassen Einsetzbare Zündschutzarten II Ga 0 T1 T6 Eigensicherheit ia Vergusskapselung ma II Ga oder Gb 1 T1 T6 Ölkapselung o Sandkapselung q druckfeste Kapselung d Eigensicherheit ib erhöhte Sicherheit e Vergusskapselung mb Überdruckkapselung p II Ga, Gb oder Gc 2 T1 T6 Zusätzlich: nichtfunkende Betriebsmittel n II Da 20 T Messung C Eigensicherheit iad Vergusskapselung md Schutz durch Gehäuse td bzw. IP6X II Da oder Db 21 T Messung C Schutz durch Gehäuse td : IP6X (z.b. IP65) Überdruckkapselung pd II Da, Db oder Dc 22 T Messung C Schutz durch Gehäuse td : IP 5X (z.b. IP54) sofern der Staub nicht leitend ist IP 6X (z.b. IP65) sofern der Staub leitend ist Fettgedruckte Zündschutzarten: Liefermöglichkeit EMWB 4.1.7

8 Beispiele von Kennzeichnungen Beispiel II 2 Gb Ex de IIC T4 CE-Kennzeichnung Kennnummer der benannten Stelle Kennzeichen zur Verhütung von Explosionen (ATEX 95) Gerätegruppe Kategorie (z.b. 2 = Zone 1) Ex-Atmosphäre Gas Brennbarer Staub Gb (hoch) Gc (erhöht) Db (hoch) Dc (erhöht) Explosionsschutz Zündschutzart Überdruckkapselung Druckfeste Kapselung Erhöhte Sicherheit Druckfeste Kapselung (Klemmenkasten erhöhte Sicherheit) p d e de Explosionsgruppe Grenzspaltweite (MESG) > 0,9 mm A > 0,5 mm < 0,9 mm B < 0,5 mm C Temperaturklasse Oberflächen-Grenztemperatur 450 C T1 300 C T2 200 C T3 135 C T4 100 C T5 85 C T6 Beispiel 2 Zone 21: Gas und Staub 0499 II 2Gb Ex e II T3 II 2Db Ex td110 C A21 IP65 Beispiel 3 Zone 22: nur Staub 0499 II 3Dc Ex td T95 C A22 IP

9 5. Motoren zur Speisung durch Frequenzumrichter mit veränderlicher Frequenz und Spannung Norm / Abschnitt Zündschutzart Bedingungen EN :2005 Abschnitt EN :2003 Abschnitt 14.4 Nicht funkend na Müssen als Einheit mit dem in den beschreibenden Unterlagen festgelegten Frequenzumrichter geprüft werden. EN :2004 EN :2003 Abschnitt EN :203 Abschnitt EN :2004 EN :2004 EN :2003 Abschnitt 10.5 Erhöhte Sicherheit e Druckfeste Kapselung d Müssen als Einheit mit dem in den beschreibenden Unterlagen festgelegten Frequenzumrichter geprüft werden. Variante a) Variante b) Einheit muss nicht zusammen geprüft werden, wenn die Wicklungstemperatur oder die max. Oberflächentemperatur überwacht wird und z.b. der Hersteller des Motors den thermischen Nachweis erbringen kann, dass der Motor für Frequenzumrichterbetrieb geeignet ist. Motor mit Schutzeinrichtung und Umrichter müssen als Einheit geprüft werden, wenn der thermische Nachweis nach Variante a) nicht erbracht werden kann. 6. Sicherheitsabschaltung bei Betrieb mit Frequenzumrichter Die Sicherheitsabschaltung der Einheit (Motor und FU) muss durch eine allpolige Netztrennung in Abhängigkeit der richtig eingestellten sicherheitsrelevanten FU-Parameter und den im Motor eingebauten Kaltleiterfühler sichergestellt werden. Für das Auslösegerät des Kaltleiterfühlers muss eine EG-Baumusterprüfbescheinigung vorliegen. Dadurch wird ein Überschreiten unzulässiger Grenztemperaturen verhindert. 7. Kontrolle der Explosionsschutzmassnahmen Die feuerpolizeilichen Organe (z.b. kantonale Gebäudeversicherungen) und die Durchführungsorgane der Arbeitssicherheit (Suva, Fachorganisationen und Arbeitsinspektorate), welche die Explosionsgefahr beurteilen, kontrollieren die Zoneneinteilung (gegebenenfalls die Temperaturklasse). Kontrollorgane für die nachträgliche Kontrolle von Geräten und Schutzsystemen nach VGSEB sind: - für Geräte mit elektrischen Zündquellen sowie für die elektrische Installation gemäss Niederspannungs- Installationsverordnung (NIV): die Inspektionsstelle des Inspektorats oder das unabhängige Kontrollorgan - für die übrigen Geräte gemäss Verordnung über die Sicherheit von technischen Einrichtungen und Geräten (STEV): die Suva und die bezeichneten Fachorganisationen 8. Explosionsschutz die Kernkompetenz von EMWB EMWB fertigt seit über 35 Jahren explosionsgeschützte Motoren (Ex e und Ex na) und liefert auch druckfestgekapselte Motoren (Ex de) mit Getriebe, Frequenzumrichter und Spezialsteuerung. Unsere Partner für Getriebe: für Frequenzumrichter: für Spezialsteuerungen: für druckfeste Motoren: Watt Drive GmbH Schneider Electric (Schweiz) AG Hermtech AG Cemp International Spa 4.1.9

10 9. EMWB als anerkannte Prüfstelle Seit Mai 2003 ist EMWB von der europäischen Zertifizierungsstelle SNCH in Luxemburg als anerkannte Prüfstelle nach ISO 17025:2000 zertifiziert. Dadurch hat sie die Möglichkeit erhalten, Typenprüfungen von elektrischen Motoren für explosionsgefährdete Atmosphären im eigenen Prüf- und Messlabor durchführen zu können. Nutzen auch Sie als Kunde diese Anerkennung langjähriger Erfahrung. 10. ATEX-Schulung Im Zusammenhang rund um das Thema ATEX bietet EMWB seinen Kunden technische Unterstützung und Schulungen an. Als Reparaturbetrieb können Sie bei EMWB eine komplette Ausbildung für die Fachkundigkeit der Instandstellung von Ex-Motoren nach ATEX 95 geniessen und die begehrte Befähigung erlangen