Explosionsschutz Theorie und Praxis

Inhalt Technische und rechtliche Grundlagen Explosionsschutz Richtlinien, Normen und Bestimmungen Einteilung explosionsgefährdeter Bereiche in Zonen Zündschutzarten Auswahl von Geräten Kennzeichnung von Ex-Produkten Errichten von Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen Auslegung und Installation eigensicherer Stromkreise Verbindungstechnik im Ex-Bereich Installation elektrischer Geräte zur Signalübertragung im Ex-Bereich Glossar 4 8 16 20 28 34 38 40 60 64 68 Phoenix Contact 3 Zum Inhalt Diese Grundlagenbroschüre gibt einen Einblick in das Thema Explosionsschutz. Das Dokument bietet Planern, Errich- tern und Betreibern von Anlagen eine Hilfestellung bei der täglichen Arbeit, kann aber das weiterführende Studium der entsprechenden Rechts- und Nor- mengrundlagen nicht ersetzen. In dieser Broschüre werden die physikalischen Grundlagen rund um die Entstehung von Explosionen und die technischen Maßnahmen zu deren Vermeidung erläutert. Weiterhin werden die welt- weit relevanten Rechtsgrundlagen und Normen sowie die europäischen Richtlinien und nordamerikanischen Standards zum elektrischen Explosions- schutz beschrieben. Darüber hinaus bietet das Dokument eine Hilfestellung für Anlagenbetreiber bei der Errichtung von Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen. Hierbei liegt der Fokus auf der Auslegung und Installation eigen- sicherer Stromkreise. Weitere Informationen zum Thema Explosionsschutz: Einfach Webcode im Suchfeld unserer Webseite eingeben.  Webcode: #2267

1.1.1 Obere und untere Explosionsgrenzen Bei Gasen entscheidet das Konzentra- tionsverhältnis, ob eine Explosion mög- lich ist. Nur wenn die Konzentration des Stoffs in Luft zwischen der unteren Explosionsgrenze (UEG) und oberen Explosionsgrenze (OEG) liegt, kann das Gemisch gezündet werden. Einige chemisch unbeständige Stoffe (z. B. Acetylen, Ethylenoxid) können auch ohne Sauerstoff durch Selbstzer- setzung exotherme Reaktionen eingehen. Die obere Explosions grenze (OEG) verschiebt sich auf 100 Volumen prozent. Der Explosions bereich eines Stoffs er- weitert sich mit steigendem Druck und steigender Temperatur. Für Stäube lassen sich ähnliche Angaben machen wie für Gase, auch wenn die Explosionsgrenzen hier nicht die gleiche Bedeutung haben. Staubwol- ken sind in der Regel inhomogen und die Konzentration innerhalb einer Staub- wolke schwankt sehr stark. Es lassen sich für Stäube eine untere Zündgrenze Explosionsgrenzen von Wasserstoff (bei ca. 20 … 60 g / m3) und eine obere Zünd grenze (bei ca. 2 … 6 kg/m3) ermit- teln. Aufgrund unterschiedlicher Normen bzw. der darin beschriebenen Messver- fahren kann es bei der Bestimmung der Explosionsgrenzen zu leicht unterschied- lichen Werten kommen. Die nachfolgend genannten Grenzwerte basieren auf der IEC/EN 60079-20. zu mager untere Explosionsgrenze obere Explosionsgrenze zu fett Wasserstoff in Luft (Volumenprozent) 0 4 50 77 100 Explosive Atmosphäre Beispiele von Gasen unter Normaldruck Aceton Acetylen Ammoniak Butan 13 2,5 2,3 15,5 33,6 Dieselkraftstoff Kohlenmonoxid Methan Ottokraftstoff Schwefelkohlenstoff Wasserstoff 1,4 9,3 0,6 6,5 10,9 4,4 16,5 0,6 8 0,6 4 78 100 76 77 60 Brennbare Stoffe in Luft (Volumenprozent) 0 50 100 Phoenix Contact 5

1.1.3 Maßnahmen im Explosionsschutz Der Betreiber ist verpflichtet, Maß- nahmen zum Explosionsschutz in einer vorgegebenen Reihenfolge durchzuführen. In der Regel ist den Maßnahmen zur Ver- meidung explosionsfähiger Atmosphäre Vorrang zu geben. Es ist deshalb zunächst zu überlegen, ob und wie weit diese Maßnahmen sinnvoll angewendet werden können. Kann keine befriedigende Lösung gefunden werden, so sind Maßnahmen zur Zündquellenvermeidung zu treffen. Falls dies nicht ausreicht, sind konstrukti- ve Explosionsschutzmaßnahmen erforder- lich, ggf. auch geeignete Kombinationen der dargestellten Maßnahmen. Während beim primären Explosionsschutz das Vorhanden sein der explosionsfähigen Atmosphäre verhindert wird, wird beim sekundären Explosionsschutz eine Ex- plosion sicher verhindert, indem wirk- same Zündquellen konstruktiv vermieden werden. Je nach Anwendung existieren für den sekundären Explosionsschutz verschiedene Zündschutzarten mit unter- schiedlichen Schutzprinzipien. Darüber hinaus gibt es noch den tertiären Explo- sionsschutz. Hierbei handelt es sich um konstruktive Maßnahmen, mit denen die Folgen eine Explosion auf ein akzeptables Maß reduziert werden. Reihenfolge der Maßnahmen im Explosionsschutz 1. Primärer Explosionsschutz 2. Sekundärer Explosionsschutz Bildung gefährlicher explosions fähiger Atmosphäre verhindern. • Vermeidung brennbarer Stoffe (Ersatztechnologien) • Inertisierung (Zugabe von Stickstoff) • Be- und Entlüftung • … Zündung gefährlicher explosions fähiger Atmosphäre verhindern. • Elektrischer Explosionsschutz 3. Konstruktiver Explosionsschutz Auswirkung einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken • Druckfeste Bauweise • Druckentlastungs- und Druckausgleichs- einrichtungen ( Berstscheiben) Phoenix Contact 7

Anforderungen an Gerätegruppe und -kategorie Geräte- gruppe Geräte- kategorie Schutzgrad Gewährleistung des Schutzes Betriebsbedingungen I I II II II M1 M2 1 2 3 Sehr hoher Grad an Sicherheit Zwei unabhängige Schutzmaßnahmen. Sicher, wenn zwei Fehler unabhängig voneinander auftreten. Produkte müssen aus Sicherheitsgründen bei vorhandener explosionsfähiger Atmosphäre weiter betrieben werden können. Hoher Grad an Sicherheit Schutzmaßnahmen bei normalem Betrieb auch unter erschwerten Bedingungen wirksam. Diese Produkte müssen beim Auftreten einer explosionsfähigen Atmosphäre abgeschaltet werden können. Sehr hoch Hoch Zwei unabhängige Schutzmaßnahmen. Sicher, wenn zwei Fehler unabhängig voneinander auftreten. Geräte bleiben in den Zonen 0, 1, 2 (G)1) und 20, 21, 22 (D)2) weiter einsatzbereit und werden weiter betrieben. Im normalen Betrieb und bei üblicherweise auftretenden Fehlern sicher. Geräte bleiben in den Zonen 1, 2 (G)1) und 21, 22 (D)2) weiter einsatzbereit und werden weiter betrieben. Normal Im normalen Betrieb sicher. Geräte bleiben in den Zonen 2 (G)1) und 22 (D)2) weiter einsatzbereit und werden weiter betrieben. 1) (G) = Gas 2) (D) = Staub (eng. Dust) Konformitätsbewertung Vor dem Inverkehrbringen eines Produkts in der Europäischen Union muss jeder Hersteller ein Konformitätsverwertungs- verfahren durchführen. In Abhängigkeit von der Einstufung des Produkts in Gruppe und Kategorie gibt es mehrere sogenannte Module, die der Hersteller dafür anwenden kann. Auf elektrische Geräte der Kategorie 1 und 2 wird im Allgemeinen die Kombination aus Modul B und D angewandt. Die Kennnummer der notifizierten Stelle, die den Pro- duktionsprozess überwacht, wird dann hinter der c-Kennzeichnung angebracht, z. B. c 0344. Im Fall einer Einzelprüfung (Modul G) muss hinter dem c-Kennzei- chen die Kennnummer der notifizierten Stelle stehen, die die Einzelprüfung durch- geführt hat. Auf elektrische Geräte der Kategorie 3 muss das Modul A (Interne Fertigungskontrolle) angewandt werden. In diesem Fall darf keine Kennnummer einer notifizierten Stelle angewandt werden. Gruppe II Gruppe I Kategorie 1 M1 M2 Kategorie 2 Kategorie 3 EU-Baumusterprüfung Modul B 1) Baumuster- prüfung 1) QS Produktion QS Produkt Interne Fertigungskontrolle Einzelprüfung Modul D Modul E c 0344 c 0344 Modul A c 0344 Modul G c 0344 1) Optional Konformitätsbewertung nach Richtlinie 2014/34/EU für elektrische Betriebsmittel Phoenix Contact 9

National Electrical Code (NEC) in USA Artikel Inhalt 500 501 502 503 504 505 506 Allgemeine Anforderungen an Divisions der Class I, II und III Anforderungen an Divisions der Class I Anforderungen an Divisions der Class II Anforderungen an Divisions der Class III Anforderungen an Divisions der Class I, II und III in Bezug auf Eigensicherheit (IS) Allgemeine und spezielle Anforderungen an die Zone 0, 1 und 2 Allgemeine und spezielle Anforderungen an die Zone 20, 21 und 22 Canadian Electrical Code (CEC) in Kanada Artikel 18-000 18-090 18-100 18-200 18-300 Anhang J Inhalt Allgemeine Anforderungen an Class I/Zone und Class II und III/Divisions Anforderungen an Zone 0 der Class I Anforderungen an Zone 1 und 2 der Class II Anforderungen an Divisions der Class II Anforderungen an Divisions der Class III Allgemeine und spezielle Anforderungen an Divisions der Class I 2.3 Explosionsschutz weltweit – IECEx IECEx ist ein internationales Verfahren zur Zertifizierung von Betriebsmitteln, die in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden. Das Ziel des IECEx- Schemas ist die Harmonisierung der nationalen und internationalen Ex-Nor- men. Dadurch wird der globale Handel mit Betriebsmitteln für explosions- gefährdete Applikationen vereinfacht, ohne auf das hohe Sicherheitsniveau der ATEX-Richtlinie zu verzichten. Die gemäß IECEx-zertifizierten Betriebsmittel sind durch die international einheitlichen Nor- men, Prüfungen und Prüfzeichen weltweit anerkannt. Auf Basis vorhandener IECEx-Zulassun- gen lassen sich nationale Zulassungen, wie z. B. CCC für China, INMETRO für Brasilien oder Kosha (KC) für Korea, einfacher erwirken. 2.4 Normung – elektrischer Explosionsschutz für Hersteller Zur Bewertung der Produkte während und nach der Entwicklung können die Hersteller verschiedene Normen heranziehen. Die ATEX-Richtlinie 2014/34/EU fordert die Einhaltung grundlegender Sicherheits- und Gesundheitsanfor- derungen. Dies wird z. B. durch Anwen- dung der im Amtsblatt der Europäischen Union veröffentlichten harmonisierten Normen (EN-Normen) erreicht. Wie unter 2.3 bereits erwähnt, sind die Basis für fast alle harmonisierten Normen sowie für eine immer größer werdende Anzahl an verwendeten Normen aus verschiedenen Ländern die vom Internationalen Elektrotechni- schen Komitee (IEC) herausgegebenen IECEx-Normen. Hierbei behandelt die Normreihe IEC 60079 den elektrischen Explosionsschutz für Gas- und Staubat- mosphären weltweit. Daneben existieren noch nationale sowie prüfinstitutspezi- fische Normen wie z. B. einige UL-Nor- men. In der Analogie zur Normung für den Gasexplosionsschutz gibt es Normen für den Staubexplosionsschutz. Phoenix Contact 11

EN-Norm IEC-Norm USA, Division (NEC 500) USA, Zone (NEC 505) Canada, Division Canada, Zone EN IEC 60079-0 IEC 60079-0 EN 60079-11 IEC 6079-11 EN IEC 60079-7 IEC 60079-7 EN 60079-1 IEC 60079-1 EN 60079-18 IEC 60079-18 EN 60079-6 IEC 60079-6 EN 60079-5 IEC 60079-5 EN IEC 60079-2 IEC 60079-2 EN IEC 60079-15 IEC 60079-15 EN IEC 60079-25 IEC 60079-25 EN 60079-28 IEC 60079-28 UL 913 UL 121201 UL 1203 NFPA 496 UL 60079-0 UL 60079-11 UL 60079-7 UL 60079-1 UL 60079-18 UL 60079-6 UL 60079-5 UL 60079-2 UL 60079-15 UL 60079-28 CSA C22.2 No. 157 CSA C22.2 No. 213 CSA C22.2 No. 30 NFPA 496 CSA C22.2 No. 60079-0 CSA C22.2 No. 60079-11 CSA C22.2 No. 60079-7 CSA C22.2 No. 60079-1 CSA C22.2 No. 60079-18 CSA C22.2 No. 60079-6 CSA C22.2 No. 60079-5 CSA C22.2 No. 60079-2 CSA C22.2 No. 60079-15 CSA C22.2 No. 60079-28 EN-Norm IEC-Norm USA, Division USA, Zone Canada, Division Canada, Zone EN IEC 60079-0 IEC 60079-0 EN 60079-31 IEC 60079-31 EN 60079-11 IEC 60079-11 EN IEC 60079-2 IEC 60079-2 EN 60079-18 IEC 60079-18 EN 60079-28 IEC 60079-28 UL 1203 UL 121201 UL 913 NFPA 496 UL 60079-0 UL 60079-31 UL 60079-11 UL 60079-2 UL 60079-18 UL 60079-28 CSA C22.2 No. 25 CSA C22.2 No. 213 CSA C22.2 No. 157 NFPA 496 CSA C22.2 No. 60079-0 CSA C22.2 No. 60079-31 CSA C22.2 No. 60079-11 CSA C22.2 No. 60079-2 CSA C22.2 No. 60079-18 CSA C22.2 No. 60079-28 UL 121201 CSA C22.2 No. 213 Phoenix Contact 13

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Zoneneinteilung für Gas am Beispiel eines Lagertanks für brennbare Flüssigkeiten Ventil Zone 1 Zone 0 Zone 2 Zone 0 • Im Inneren des Tanks oberhalb der brennbaren Flüssigkeit Senke Zone 1 Zone 1 • Bereich (z. B. 2 m Radius) um das Ein- und Zone 2 • Bereich um den Tank herum Auslassventil • Senke, in denen sich brennbare Gase, die schwerer als Luft sind, sammeln können bis zum Schutzwall 3.2 Zonen- bzw. Divisionseinteilung nach NEC und CEC grad der Explosionsgefahr konzentriert. Die verschiedenen Bereiche (Divisions) werden somit in weitere Klassen (Class) und Gruppen (Groups) unterteilt. Im National Electrical Code (NEC) werden explosionsfähige Bereiche in den USA wie in Europa entsprechend ihrer Gefahr eingeteilt. In Kanada wird gemäß dem Canadian Electrical Code (CEC) vergleichbar verfahren. Jedoch war in den USA lange nur ent- sprechend des Artikel 500 des NEC eine Einteilung explosionsfähiger Bereiche in zwei Klassen bzw. Divisions üblich. Erst mit dem Artikel 505 des NEC aus dem Jahr 1996 wurde die international übliche Einteilung explosionsgefährdeter Bereiche in jeweils drei Zonen für Gase/ Flüssigkeiten und Stäube auch in den USA eingeführt. Beide Rechtsnormen (Artikel 500 und Artikel 505) existieren nebeneinander. Der Artikel 500 des NEC kennt wie gesagt hinsichtlich der Häufig- keit des Auftretens nur zwei Bereiche, die sogenannten Divisions, wobei nur zwischen Explosionsgefahr im Normal- betrieb (Division I) und bei Störungen bzw. Defekten (Division II) unterschieden wird. Er bedient sich bei der Definition explosionsgefährdeter Bereiche allerdings auf eine andere Unterteilung, indem er sich auf die Art der Gefahrenquelle (Gas, Flüssigkeit, Staub etc.) und den Schwere- Phoenix Contact 17

3.3 Übersicht Divisions und Classes entsprechend NEC 500 Einteilung Explosionsfähige Atmosphäre Art der Gefahr Class I, Division 1 Class I, Division 2 Class II, Division 1 Class II, Division 2 Class III, Division 1 Class III, Division 2 Gas, Flüssigkeit und Dampf Zündfähige Konzentrationen entflammbarer Gase, Dämpfe oder Flüssigkeiten können permanent oder zeitweise unter normalen Betriebsbedingungen existieren. Gas, Flüssigkeit und Dampf Zündfähige Konzentrationen entflammbarer Gase, Dämpfe oder Flüssigkeiten treten wahrscheinlich nicht unter normalen Betriebsbedingungen auf. Staub Staub Fasern Fasern Zündfähige Konzentrationen brennbaren Staubs können permanent oder zeitweise unter normalen Betriebsbedingungen existieren. Zündfähige Konzentrationen brennbaren Staubs treten wahrscheinlich nicht unter normalen Betriebsbedingungen auf. Bereiche, in denen leicht entzündbare Fasern verarbeitet oder transportiert werden. Bereiche, in denen leicht entzündbare Fasern gelagert oder transportiert werden. Phoenix Contact 19

4.1.3 Verguss-, Sand- oder Ölkapselung Ex m, Ex q, Ex o Das Prinzip der Zündschutzarten Vergusskapselung, Sandkapselung und Ölkapselung ist das Einschließen von möglichen Zündquellen in einem elektri- schen Betriebsmittel durch das Medium Vergussmasse, Sand oder Öl. Damit wird die Zündung der explosionsfähigen Atmosphäre verhindert. In diesen Zünd- schutzarten können auch Spannungen bis 10 … 11 kV verwendet werden. Ex m Ex o Ex q wachungseinheit in einer anderen Zünd- schutzart ausgeführt sein, damit diese auch ohne Überdruck betrieben werden kann. Im Inneren können Betriebsmittel ohne Berücksichtigung des Explosions- schutzes betrieben werden. Die Ober- flächentemperatur der Betriebsmittel darf nach dem Abfall des Überdrucks die ein- dringende explosionsfähige Atmosphäre nicht entzünden. Ist es aus betrieblichen Gründen erforderlich, dass ein Gerät oder eine Komponente im Inneren des Gehäuses nicht abgeschaltet werden darf, muss es in einer anderen Zündschutzart explosionsgeschützt sein. 4.1.4 Überdruckkapselung Ex p Die Zündschutzart Überdruckkapselung beschreibt Methoden, mit denen das Eindringen von explosionsfähiger Atmo- sphäre in Gehäuse oder in die Schalt- warte durch Überdruck verhindert wird. Der Umgebungsdruck um das Gehäuse ist immer niedriger als innerhalb. Es sind drei Formen der Überdruckkapselung möglich (siehe Tabelle). Bei statischem Überdruck muss das Gehäuse hermetisch abgedichtet sein. Ein Druckverlust findet nicht statt. Weiter verbreitet sind jedoch Methoden, bei denen der Überdruck durch den Ausgleich der Leckverluste oder ständige Spülung gehalten wird. Der Überdruck wird meist durch einfache Druckluft erzeugt. Die Zündschutzart Ex p erfordert eine Überwachungseinheit, die die elektrischen Betriebsmittel im Inneren des Gehäuses sicher abschaltet, sobald nicht mehr ausreichend Überdruck vorhanden ist. Dabei muss die Über- Möglichkeiten der Überdruckkapselung Überdruckkapselung Statisch Ausgleich der Leckverluste Ständige Durchspülung Druckluft Ohne Nachführen Ausgleich der Leckverluste Ständiges Nachführen Betriebszustände --- Vorspülphase: Das Gehäuse wird gespült und möglicherweise vorhandene explosionsfähige Atmosphäre wird aus dem Gehäuse entfernt. Betriebsphase: Der Überdruck im Gehäuse wird überwacht. Falls dieser abfällt, werden die elektrischen Betriebsmittel im Gehäuseinneren abgeschaltet. Phoenix Contact 21

4.2 Zündschutzarten und ihre Anwendungen Zündschutzarten für elektrische Betriebs mittel in gasexplosionsgefährdeten Bereichen Zünd schutzart Schutzprinzip EN/IEC Zone Anwendung da d, db dc px py pz q ob oc eb ec ia ib ic Druckfeste Kapselung Verhinderung der Ausbreitung einer Explosion EN 60079-1 IEC 60079-1 Überdruck kapselung Ausschluss explosions fähiger Atmosphäre EN 60079-2 IEC 60079-2 Sandkapselung Funkenausbreitung und erhöhte Temperaturen verhindern EN 60079-5 IEC 60079-5 Ölkapselung Ausschluss explosions fähiger Atmosphäre EN 60079-6 IEC 60079-6 Erhöhte Sicherheit Funkenausbreitung und erhöhte Temperaturen verhindern EN 60079-7 IEC 60079-7 Eigensicherheit Energiebegrenzung Eigensichere Feldbus- systeme (FISCO) EN 60079-11 IEC 60079-11 EN 60079-25 IEC 60079-25 nA Nicht funkendes Betriebsmittel Funken verhindern, vergleichbar mit Ex ec EN 60079-15 IEC 60079-15 nC Funkendes Betriebsmittel abgedichtete oder hermetisch verschlossene Einrichtung EN 60079-15 IEC 60079-15 Schwadensicheres Gehäuse Schutz durch Gehäuse EN 60079-15 IEC 60079-15 Verguss kapselung Ausschluss explosions fähiger Atmo- sphäre EN 60079-18 IEC 60079-18 0 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 0 1 2 0 1 2 2 2 2 0 1 2 Schalt-, Befehls- und Meldegeräte, Steuerungen, Motoren, Leistungselektronik Schalt- und Steuerschränke, Motoren, Mess- und Analysegeräte, Rechner Transformatoren, Relais, Kondensatoren Transformatoren, Relais, Anlaufsteuerungen, Schaltgeräte Abzweig- und Verbindungskästen, Gehäuse, Motoren, Klemmen, elektrische Geräte Mess-, Steuerungs- und Regeltechnik, Sensoren, Aktoren, Instrumentierung Elektrische Betriebsmittel für normale industrielle Anwendungen Elektrische Betriebsmittel für normale industrielle Anwendungen Elektrische Betriebsmittel für normale industrielle Anwendungen Spulen von Relais und Motoren, Elektronik, Magnetventile, Anschlusssysteme nR ma mb mc op op is – inhärent sichere optische Strahlung Energieübertragung von optischer Strahlung begrenzen oder vermeiden EN 60079-28 IEC 60079-28 0 bzw. 1 bzw. 2 Optoelektronische Geräte op pr – geschützte optische Strahlung op sh – optische Systeme mit Verriegelung 1 bzw. 2 0 bzw. 1 bzw. 2 Phoenix Contact 23

Spannungs- und Strombegrenzung Mit der Begrenzung von Spannung und Zündenergien typischer Gase Gruppe I IIA IIB IIC Typisches Gas Methan Propan Ethylen Wasserstoff Zünd energie/μJ 280 >180 60 … 180 <60 Io=Imax R Uo Uo=Uz Prinzipschaltbild zur Spannungs- und Strombegrenzung Die Zener-Diode wird ab einem definier- ten Spannungswert leitend. Dadurch wird die Spannung Uo in dem explosionsge- fährdeten Bereich begrenzt. Ein in Reihe geschalteter Widerstand begrenzt den maximalen Strom Io. Imax = Io= Uo R Strom gilt für die maximale Leistung: Po = 2 Uo 4R Die maximal zulässigen Werte ergeben sich aus den Zündgrenzkurven, die in der Norm IEC/EN 60079-11 angegeben sind. Die Zündgrenzkurven wurden mit einem Funkenprüfgerät ermittelt, wie es im Anhang B der IEC/EN 60079-11 beschrieben ist. Die Zündgrenzkurven enthalten Fest- legungen für die Gasgruppen II sowie Staubgruppen III. Die Gruppe II (Gase) wird anhand der Zündenergien nochmals in IIA, IIB und IIC unterteilt. Die Gruppe III (Stäube) wird entsprechend in IIIA, IIIB und IIIC unterteilt. Explosions gefährdeter Bereich Sicherer Bereich 4.3.2 Eigensicherer Stromkreis Ein eigensicherer Stromkreis besteht aus mindestens einem eigensicheren Betriebs- mittel, einem zugehörigen Betriebsmittel und Verbindungskabeln. Die Stromkreise der elektrischen Betriebsmittel erfüllen die Anforderungen der Eigensicher- heit. Eigensichere Betriebsmittel dürfen nur über zugehörige Betriebsmittel mit nichteigensicheren Stromkreisen verbun- den werden. Ein zugehöriges Betriebs- mittel besitzt sowohl eigensichere als auch nichteigensichere Stromkreise. Die Trennung der Stromkreise erfolgt durch Zenerbarrieren oder galvanische Trenner. Eigensichere Betriebsmittel und eigensi- chere Teile von zugehörigen Betriebsmit- teln werden nach IEC/EN 60079-11 in die Schutzniveaus ia, ib und ic eingeordnet. Eigensicheres Betriebsmittel (Feldgerät) Zugehöriges Betriebsmittel, z. B. Ex i-Speisetrennverstärker Beispiel eines eigensicheren Stromkreises Phoenix Contact 25

4.3.5 Einfache elektrische Betriebsmittel Einfache elektrische Betriebsmittel be- nötigen keine Zulassung, müssen jedoch einer Temperaturklasse zugeordnet sein und den weiteren zutreffenden Anforderungen der IEC/EN 60079-11 entsprechen. Die Maximaltemperatur kann aus der Leistung Po des zugehöri- gen Betriebsmittels berechnet und die Temperaturklasse bestimmt werden. Die Kennwerte der Energiespeicher müssen genau festgelegt werden und sind bei der Bestimmung der Gesamtsicherheit des Systems zu berücksichtigen. Explosionsgefährdeter Bereich Sicherer Bereich Einfaches elektrisches Betriebsmittel Beispiel eines eigensicheren Stromkreises mit einfachem elektrischen Betriebsmittel Zugehöriges Betriebsmittel, z. B. Ex i- Temperaturmessumformer Übersicht einfache elektrische Betriebsmittel Passive Bauelemente Energiespeicher Energiequellen* Pt 100 Kondensatoren Thermoelemente Schalter Spulen Photozellen Verteilerkästen Widerstände *Anforderung U ≤ 1,5 V I ≤ 100 mA P ≤ 25 mW Phoenix Contact 27

5.2 Art der Gefahr – Zündquellenbetrachtung Bei der Zündquellenbetrachtung werden potenzielle Zündquellen nach Zünden- ergie und Oberflächentemperatur betrachtet: Funken / Energien Die Zündung der explosionsfähigen Atmosphäre wird verhindert, wenn die Zündenergie der Betriebsmittel niedriger ist als die Mindestzündenergie des um- gebenden Stoffs (siehe 5.2.1 Gruppen). Heiße Oberflächen Die Zündung der explosionsfähigen Atmosphäre kann verhindert werden, wenn die Oberflächentemperatur der Betriebsmittel niedriger ist als die Zünd- temperatur des umgebenden Gases (siehe 5.2.2 Temperaturklassen). 5.2.1 Gruppen bei Gasen und Stäuben nach Norm Geräte für den Einsatz in explosions- gefährdeten Atmosphären der Gruppe II (Gase) und III (Staub) sind in Gruppen (IIA, IIB, IIC und IIIA, IIIB, IIIC) eingeteilt, die die maximale Zündenergie des Geräts angeben. Ein Gerät darf nur eingesetzt werden, wenn die maximale Zündenergie des Geräts niedriger ist als die Mindestzün- denergie des Stoffs (Gas- oder Staubge- misch). Ein Gerät mit IIC-Kennzeichnung darf für alle Gase verwendet werden und ein Gerät mit IIIC-Kennzeichnung darf für alle Stäube verwendet werden. Gase sind explosiver als Stäube, z. B. sind Geräte mit IIB für IIIC geeignet. Die Unterteilung in Gruppe II nach A, B, C ist besonders wichtig für die Zünd- schutzarten druckfeste Kapselung (Ex d) und Eigensicherheit (Ex i). Sie beruht für die druckfeste Kapselung auf der expe- rimentell ermittelten Grenzspaltweite (MESG; engl: maximum experimental safe gap), die die Übertragung der Energie einer Explosion im Inneren auf die das Gehäuse umgebende explosionsfähi- ge Atmosphäre so verringert, dass sie unterhalb der Mindestzündenergie des Stoffs liegt. Für die Eigensicherheit ist das Mindestzündstrom-Verhältnis (MIC-Ver- hältnis; engl: minimum igniting current ratio) ausschlaggebend, woraus sich die maximale Zündenergie des Ex i-Strom- kreises ergibt und die unterhalb der Mindestzündenergie der jeweiligen Gase liegen muss. Folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Gruppen, die benötigte Zünd- energie und die daraus resultierende Gefährlichkeit der Stoffe sowie typische Stoffbeispiele. Gruppe Benötigte Zündenergie Gefährlichkeit der Stoffe Stoffbeispiele IIA IIB IIC IIIA IIIB IIIC +++ ++ + +++ ++ + + ++ +++ + ++ +++ Aceton, Ethan, Ammoniak, Kohlenmonoxid. Propan, Butan, Benzin, Dieselkraftstoff, Acetaldehyd Methan, Ethylen, Ethyläther, Ethylalkohol, Schwefelwasserstoff Wasserstoff, Acetylen, Schwefelkohlenstoff Brennbare Flusen, z. B. Baumwollfasern Nicht leitfähiger Staub, z. B. Mehl, Holz Leitfähiger Staub, z. B. Aluminiumstaub Phoenix Contact 29

Beispiel Ein Gehäuse mit dem Schutzgrad IP54 (Ex eb IIC Gb) soll mit zugelassenen Reihenklemmen bestückt werden und anschließend in einem gasexplosionsge- fährdeten Bereich die Temperaturklasse T6 erfüllen. Da das Gas in das Gehäuse eindringen kann, darf die für T6 maximal zulässige Temperatur weder außen am Gehäuse noch innen an den Klemmen überschritten werden. Klemmengehäuse für einen gasexplosionsgefährdeten Bereich der Zone 1 Temperaturgrenzen bei Staub Für staubexplosionsgefährdete Bereiche wird die maximale Oberflächentempera- tur nicht in Temperaturklassen, sondern als Temperaturgrenze mit einem festge- legten Temperaturwert (°C) angegeben. Die maximale Oberflächentemperatur des Betriebsmittels darf die Zündtem- peratur einer Staubschicht oder einer Wolke des brennbaren Staubs nicht überschreiten. Dabei gilt: TAmax = 2/3 Tzünd und TAmax = 2/3 Tglimm – 75 °C (bis 5 mm Staubschicht) TAmax = Die maximale Oberflächen- temperatur des Betriebsmittels Tzünd = Zündtemperatur der Staubschicht Tglimm = Glimmtemperatur der Staubschicht Die maximale Oberflächentemperatur des Betriebsmittels ist dabei die nied- rigste der beiden Temperaturen TAmax. Weitere Informationen können z. B. der Norm IEC/EN 60079-14 entnommen werden. Phoenix Contact 31

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6.2 Kennzeichnung zugehöriger Betriebsmittel (Ex i-Trennverstärker) Ein zugehöriges Betriebsmittel entspre- chend IEC/EN 60079-11 ist ein elektri- sches Gerät, welches sowohl eigensichere als auch nicht eigensichere Stromkreise enthält. Es ist so aufgebaut, dass die nicht eigensicheren Stromkreise die eigen- sicheren Stromkreise nicht beeinflussen können. Den Ex i-Trennern kommt daher eine besondere Bedeutung zu, denn sie sind in jedem Ex i-MSR-Kreis zwingend notwendig. Das zugehörige Betriebsmittel wird außerhalb des Ex-Bereichs installiert und benötigt daher keine Angabe zur Oberflächentemperatur. Kennzeichnung nach ATEX-Richtlinie X II (1) GD Kennzeichnung nach IEC/EN 60079-0 [Ex ia Ga] IIC Klammer = zugehöriges Betriebsmittel „1“ und „Ex ia“ in Klammern bedeutet, dass das angeschlossene eigensichere Betriebsmittel bis in Zone 0 installiert sein darf. 6.3 Weitere aufzubringende Kennzeichnung Neben der Kennzeichnung, wie in Kapitel 6.1. und 6.2. dargestellt, sind entspre- chend der ATEX-Richtlinie zu kennzeich- nen, wer die notifizierte Stelle für die Fertigungsüberwachung ist, das Herstel- lungsjahr des elektrischen Geräts und die Übereinstimmung mit anderen Richt- linien, z. B. CE. c X II (1) G [Ex ia Ga] IIC 0344 BVS 08 ATEX E 054 X 19 Besondere Bedingungen für die sichere Verwendung Nummer der Bescheinigung Baumustergeprüft nach 2014/34/EU (ATEX) Jahr der EU-Baumuster- prüfbescheinigung Notifizierte Stelle ( Notified Body) Herstellungsjahr des Geräts Notifizierte Stelle für die Fertigungsüberwachung Phoenix Contact 35

6.6 Kennzeichnung weltweit – IECEx Beim IECEx-System ergibt sich die Kenn- zeichnung nur aus den Anforderungen der IEC-Normen. Beispiele für Kennzeichnung mit IECEx-Zertifikatsnummer und nach IEC 60079-0 Gasatmosphäre Elektrisches Betriebsmittel Zugehöriges Betriebsmittel Komponente Nummer des IECEx Certificate of Conformity U: Komponente, X: besondere Einbau bedingungen Kennzeichnung … … nach Norm IEC 60079-0:2004 IECEx IBE 09.0002X IECEx BVS 08.035X IECEx KEM 07.0057U Ex-nA II T4 [Ex ia] IIC Ex e II … nach Norm IEC 60079-0:2007 Ex-nA IIC T4 Gc [Ex ia Ga] IIC Ex e IIC Gb Beispiele für Kennzeichnung mit IECEx-Zertifikatsnummer und nach IEC 60079-0 Staubatmosphäre Elektrisches Betriebsmittel Zugehöriges Betriebsmittel Nummer des IECEx Certificate of Con- formity Kennzeichnung … U: Komponente, X: besondere Einbau bedingungen … nach alter Norm IEC 61241-0:2005 … nach Norm IEC 60079-0:2007 IECEx IBE 00.0000X IECEx BVS 00.0000X Ex tD A21 IP65 T80°C Ex t IIIC T80°C Db [Ex iaD] [Ex ia Da] IIIC 6.7 Kennzeichnung in Nordamerika – NEC und CEC In Nordamerika kann die Zulassung für zugehörige eigensichere Betriebs- mittel (Associated Apparatus) wahl- weise nach dem Division Konzept (NEC 500/ UL 12.12.01 i.V.m. UL 913) oder dem Zonen Konzept (NEC 505 und NEC 506/UL 60079-0 ff.) erwirkt werden. Da die Kennzeichnung der UL 60079er- Reihe durch weitgehende Harmonisierung der IEC 60079er-Reihe entspricht, wird hier nur das Beispiel einer Kennzeichnung nach dem Division Konzept aufgezeigt. Beispiele für Kennzeichnung mit IECEx-Zertifikatsnummer und nach IEC 60079-0 Einstufung des Betriebsmittels Zulassungsstelle in USA: hier UL 1M68 c für Kanada, us für USA  Listed CD-No: 12345678 Controldrawing-No. (Kontrolldokument) UL 12.12.01 Suitable for Class I, Div. 2, Groups A, B, C and D installation; UL 913 providing intrinsically safe circuits for use in Kann in Div 2* eingesetzt werden für Class I: Gase A: Acetylen B: Wasserstoff C: Ethylen D: Propan Class I, Div. 1, Groups A, B, C and D; Class II, Div. 1, Groups E, F and G; and Class III, Hazardous Locations Gase Stäube Fasern geeignet für Stromkreise in Div 1* * nach NEC 500 Phoenix Contact 37

Beurteilungsverlauf zur Erkennung und Verhinderung von Explosionsgefahren: 1 Are combustible materials present? Yes 2 Can an explosive atmosphere arise if these materials are sufficiently distributed in the air? Yes 3 Where can explosive atmospheres occur? 4 Could a „hazardous explosive atmosphere“ be formed? Yes Further measures required! 5 Hazardous explosive atmospheres prevented from forming. (Primary explosion protection) No No No explosion protection measures required. No explosion protection measures required. No No explosion protection measures required. 6 Are measures in place to reliably prevent from the formation of hazardous explosive atmospheres? No Further measures required! 7 In which zones can the areas with hazardous explosive atmospheres be classified? Yes No further explosion protection measures required. 8 Effective sources of ignition avoided in areas with hazardous explosive atmospheres. (Secondary explosion protection) 9 Are measures in place to reliably avoid the ignition of hazardous explosive atmospheres? No Further measures required! Yes No further explosion protection measures required. 10 Effects of an explosion limited by constructional and organizational measures. (Tertiary explosion protection) 7.3 Explosionsschutzdokument Die Dokumentation ist wesentlich für den sicheren Betrieb der Anlage im explosionsgefährdeten Bereich. Sie wird vor dem Errichten erstellt und ist immer auf dem aktuellen Stand zu halten. Bei Veränderungen an der Anlage müssen alle beschriebenen Einflussgrößen berück- sichtigt werden. Beispiel für Aufbau der Dokumentation Verantwortlicher für das Objekt Namentlich benannt Beschreibung der baulichen und geo grafischen Gegebenheiten Lageplan, Gebäudeplan, Be- und Entlüftung Verfahrensbeschreibung Beschreibung der Anlage bezogen auf Explosionsschutz Stoffdaten Risikobeurteilung Schutzkonzepte Auflistung der Daten mit explosions relevanten Kennwerten Siehe Leitfaden oben Zoneneinteilung, angewendete Zündschutzarten Organisatorische Maßnahmen Unterweisung, schriftliche An weisungen, Arbeitsfreigaben Phoenix Contact 39

8.2 Nachweis der Eigensicherheit Der eigensichere Stromkreis besteht i. d. R. aus dem eigensicheren Betriebs- mittel, dem zugehörigen Betriebsmittel und den verbindenden Leitungen. Um sicherzustellen, dass die vom Betreiber ausgewählte Gerätekombination tatsäch- lich eigensicher ist, muss der Nachweis der Eigensicherheit für den entsprechen- den Stromkreis durchgeführt werden. Verantwortlich für den Nachweis der Eigensicherheit ist der Errichter oder Betreiber, nicht der Hersteller. Die- ser ist entsprechend der Norm IEC/ EN 60079-14 und ggf. weiteren natio- nalen Normen und Errichtungsbestim- mungen durchzuführen. 8.2.1 Eigensichere Stromkreise mit einer Stromquelle In der Regel enthalten eigensichere Stromkreise nur eine Energiequelle bzw. ein zugehöriges Betriebsmittel. Im ersten Schritt werden die Kriterien entsprechend der Tabelle „Überprüfung der Geräteeignung anhand der Kenn- zeichnung“ in Kapitel 8.1 geprüft. Zur Planung und Installation empfiehlt es sich, die Betriebsanleitungen der eingesetzten Betriebsmittel bereitzuhalten. Diesen werden die notwendigen Parameter, also die sicherheitstechnischen Daten zum Nachweis der Eigensicherheit entnom- men. Als nächster Schritt werden die sicherheitstechnischen Daten des eigen- sicheren Stromkreises (Spannung, Strom, Leistung, Kapazität und Induktivität) ge- mäß der folgenden Abbildung überprüft. Explosionsgefährdeter Bereich (Feld) Sicherer Bereich (Schaltraum) Zugehöriges Betriebsmittel (Stromquelle) Eigensicheres Betriebsmittel 4 … 20 mA X X Bedingungen: Ui Ii Pi Li + Lc Ci + Cc ≥ ≥ ≥ ≤ ≤ Uo Io Po Lo Co 4 … 20 mA +24 V DC Für den Nachweis der Eigensicherheit müssen die in Abbildung „Kriterien zur Erfüllung der Eigensicherheit“ genannten fünf Bedingungen erfüllt sein. Phoenix Contact 41

Nachweis der Eigensicherheit für gemischte eigensichere Stromkreise Ein gemischter eigensicherer Stromkreis liegt vor, wenn äußere konzentrierte Kapazitäten (Ci) und/oder äußere konzen- trierte Induktivitäten (Li) vorhanden sind. Die oben beschriebene Durchführung des Nachweises der Eigensicherheit ist auch zulässig, wenn ein gemischter eigen- sicherer Stromkreis vorliegt und die fol- gende Bedingung erfüllt ist: Gesamtwert von Li < 1 % von Lo oder Gesamtwert von Ci < 1 % von Co. Auch für diesen Fall dürfen die bescheinigten Werte für Co und Lo voll ausgenutzt werden. Liegt aber ein gemischter eigensicherer Stromkreis mit der Bedingung Li ≥ 1 % von Lo und Ci ≥ 1 % von Co vor, so dürfen nur 50 % der bescheinigten Werte für Co und Lo ausgenutzt werden („50-%-Regel“). Es gilt dementsprechend: Ci + Cc ≤ 0,5 Co Li + Lc ≤ 0,5 Lo Zum besseren Verständnis wird die Beurteilung, ob die 50-%-Regel anzu- wenden ist, in der folgenden Abbildung grafisch dargestellt: Für den Fall, dass die 50-%-Regel anzuwenden ist, können für zugehö- rige Betriebsmittel auch bescheinigte Wertepaare für Co und Lo zur Verfügung Eigensicherer Stromkreis mit einer linearen Stromquelle Li = 0 ja nein Ci = 0 ja nein Li <1 % von Lo ja nein nein Ci <1 % von Co ja Volle Werte von Co und Lo ausnutzbar Reduzierte Werte (50 %) für Co and Lo ausnutzbar Grafische Darstellung zur Anwendungsbeurteilung der 50-%-Regel entsprechend IEC/EN 60079-11 gestellt werden. Dies ist z. B. bei den Ex i-Trenner-Serien MACX Analog oder MINI Analog der Fall. Damit können im Vergleich zur 50 %- Regel größere Leitungslängen realisiert werden. Diese Wertepaare finden Sie in der Betriebs- anleitung, im Datenblatt bzw. in der EU-Baumusterprüfbescheinigung des zugehörigen Betriebsmittels. 8.2.2 Eigensichere Stromkreise mit mehr als einer Stromquelle In seltenen Fällen sind in einem eigensi- cheren Stromkreis mehr als eine Strom- quelle bzw. mehr als ein zugehöriges Betriebsmittel vorhanden. Hierbei muss der Nachweis der Eigensicherheit durch theoretische Berechnungen oder durch Prüfungen mit dem Funkenprüfgerät (entsprechend der IEC/EN 60079-11) erfolgen. Dabei ist zu beachten, ob eine Stromaddition vorliegt. Daher wird für diese Fälle die Beurteilung durch einen Sachverständigen empfohlen. Für die Zusammenschaltung mehrerer eigensicherer Stromkreise mit linearen Stromspannungskennlinien werden im An- hang I der IEC 60079-14:2013 Beispiele aufgeführt. Bei der Zusammenschaltung zugehöriger Betriebsmittel mit nichtlinea- ren Kennlinien führt die Bewertung an- hand der Leerlaufspannung und des Kurz- schlussstroms nicht zum Ergebnis. Die Berechnungen können aber auf Grundlage des PTB-Berichts PTB-THEx-10 „Zusam- menschaltung nichtlinearer und linearer eigensicherer Stromkreise“ durch- geführt werden. Dieser ist in die IEC/ EN 60079-25 (eigensichere Systeme) ein- bezogen worden. Hier werden grafische Methoden zur Beurteilung der Eigensi- cherheit bis in die Zone 1 beschrieben. Phoenix Contact 43

Vergleich der sicherheitstechnischen Daten Eigensicheres Betriebsmittel: Drucktransmitter Ui Ii Pi Ci Li 30 V 100 mA 750 mW 0 nF 0 mH Kabel/Leitungen1) Länge = 500 m Zugehöriges Betriebsmittel: Ex i- Speisetrennverstärker MACX MCR- EX- RPSSI- I Bedingungen erfüllt? ≥ ≥ ≥ ≤ ≤ Uo Io Po Co Lo 25,2 V 93 mA 587 mW IIC: 107 nF IIC: 3 mH +Cc +Lc +90 nF +0,5 mH Ja2) Ja2) Ja2) Ja2) Ja2) 1) Annahme: Cc = 180 nF/km, Lc = 1 mH/km 2) Fazit: Die Bedingungen zur Erfüllung des Nachweises der Eingensicherheit sind somit erfüllt. Fall 2: Ex i-Eingangstrennverstärker Das Gerät überträgt analoge 0/4 … 20 mA-Signale von einem aktiven Messumformer (4-Leiter-Messumfor- mer) aus dem Ex-Bereich galvanisch getrennt an eine Steuerung. Der aktive Messumformer wird hierbei nicht vom Ex i-Eingangstrennverstärker mit Energie versorgt. In diesem Fall ist das Feldgerät und nicht das zugehörige Betriebsmittel die Quelle. Dadurch ändert sich die Betrach- tungsweise für den Nachweis der Eigen- sicherheit entsprechend der folgenden Tabelle: Explosionsgefährdeter Bereich Sicherer Bereich MINI Analog Pro oder MACX Analog SPS Eigensicheres Betriebsmittel Zugehöriges Betriebsmittel, z. B. (Feldgerät) Ex i-Eingangstrennverstärker Vergleich der sicherheitstechnischen Daten Zugehöriges Betriebsmittel: Ex i- Eingangstrennverstärker MACX MCR-EX-RPSSI-I Kabel/Leitungen1) Länge = 500 m Betriebsmittel: Durchflussmessumformer Bedingungen erfüllt? Ui Ii Pi 2) Ci Li 30 V 150 mA - 0 nF 0 mH ≥ ≥ - ≤ ≤ Uo Io Po Co Lo 28,3 V 130 mA 920 mW IIC: 100 nF IIC: 2 mH Ja3) Ja3) Ja3) Ja3) Ja3) +Cc +Lc +90 nF +0,5 mH 1) Annahme: Cc = 180 nF/km, Lc = 1 mH/km 2) In den Zulassungen ist Pi nicht aufgeführt. Somit ist bei dieser Schaltung Pi nicht relevant und muss daher hier auch nicht betrachtet werden. 3) Fazit: Die Bedingungen zur Erfüllung des Nachweises der Eingensicherheit sind somit erfüllt. Phoenix Contact 45

Fall 2: Ex i-Ausgangstrennverstärker in einem gemischten eigensicheren Stromkreis mit 50-%-Regel Vergleich der sicherheitstechnischen Daten Eigensicheres Betriebsmittel: Stellventil Ui Ii Pi Ci Li 28 V 110 mA 770 mW 5 nF 0,3 mH Kabel/Leitungen1) Länge = 100 m Zugehöriges Betriebsmittel: Ex i - Ausgangstrennverstärker MINI MCR-EX-IDS-I-I-PT Bedingungen erfüllt? ≥ ≥ ≥ ≤ ≤ Uo Io Po 26,4 V 98 mA 647 mW 0,5*Co IIC: 44,5 nF 0,5*Lo IIC: 1 mH +Cc +Lc +20 nF +0,1 mH Ja2) Ja2) Ja2) Ja2) Ja2) 1) Annahme: Cc = 180 nF/km, Lc = 1 mH/km 2) Fazit: Die Bedingungen zur Erfüllung des Nachweises der Eingensicherheit sind somit erfüllt. Es liegt ein gemischter eigensicherer Stromkreis vor (äußere konzentrierte Kapazitäten (Ci) und/oder äußere kon- zentrierte Induktivitäten (Li) sind vor- handen), der folgende Bedingung erfüllt: Gesamtwert von Li ≥ 1 % von Lo und Gesamtwert von Ci ≥ 1 % von Co. Somit dürfen die bescheinigten Werte für Co und Lo nicht voll ausgenutzt werden. Sie 8.3.3 Digital IN Ex i-NAMUR-Trennschaltverstärker übertragen binäre Signale von Sensoren aus dem Feld über eine galvanische Tren- nung an die Steuerung. Dieses Signal wird im Feld von einem Schalter oder einem NAMUR-Sensor erzeugt. Das Signal wird auf der Ausgangsseite des Trennschaltver- stärkers weitergegeben, entweder durch ein Relais oder durch einen Transistor als binäres Signal an die Steuerung. Durch eine zusätzliche Widerstands- beschaltung kann auch bei einfachen Schaltern eine Drahtbrucherkennung realisiert werden. Über den Widerstand wird gewähr- leistet, dass ein minimaler Strom ständig fließt, auch wenn der Schalter geöffnet ist. So kann ein Leitungsbruch identi- fiziert werden. Bei einfachen elektrischen Betriebsmitteln, z. B. einfachen Schaltern, fließen nur die Induktivitäts- und Kapazi- tätswerte der Kabel oder Leitungen in müssen um 50 % reduziert werden. Es gilt entsprechend: Ci + Cc ≤ 0,5 Co Li + Lc ≤ 0,5 Lo Wertepaaren für Co und Lo zur Verfügung gestellt werden. Dies ist z. B. bei den Ex i-Trenner-Serien MACX Analog oder MINI Analog der Fall. Um größere Leitungslängen zu ermög- lichen, können für den Fall, dass die 50-%-Regel angewendet werden muss, für zugehörige Betriebsmittel bescheinigte Explosionsgefährdeter Bereich Sicherer Bereich MINI Analog Pro oder MACX Analog SPS Eigensicheres Betriebsmittel (Feldgerät) Zugehöriges Betriebsmittel, z. B. Ex i-NAMUR-Trennschaltverstärker den Vergleich der sicherheitstechnischen Daten ein. Für weitere Anforderungen an einfache elektrische Betriebsmittel siehe Seite 27. Mit Drahtbrucherkennung Ohne Drahtbruch- erkennung Phoenix Contact 47

Prüfung der Funktionsdaten Neben dem Nachweis der Eigensicher- heit sind auch Funktionsdaten zu prüfen. Gerade bei Ventilsteuerbausteinen kann dieses herausfordernd sein, da es keinen vereinheitlichten Standard gibt, wie z. B. mit der NE43 für analoge 4 … 20 mA- Signale. Im Folgenden wird nun exemplarisch gezeigt, wie die Prüfung zur funktionel- len Kompatibilität von Magnetventil und Ventilsteuerbaustein erfolgen kann. RI IV RC ISV Ventiltrenner UV USV Magnetventil RSV Prinzipdarstellung der Verschaltung eines Magnetventils mit einem Ventilsteuerbaustein Legende zur Prinzipdarstellung Ri UV Rc Rsv Iv Isv Usv = Innenwiderstand des Ventil trenners = Garantierte Spannung des Ventil trenners ohne Last = Maximal zulässiger Leitungswiderstand bei der Zusammenschaltung von Ventiltrenner und Ventil = Wirksamer Spulenwiderstand des Magnetventils (Kupferwiderstand der Wicklung ist von der Umgebungstemperatur abhängig) = Maximaler Strom, den der Ventil trenner liefern kann = = Strom, den die Magnetspule benötigt, damit das Ventil anziehen kann bzw. gehalten werden kann Spannung, die bei ISV an der Spule anliegt (Kupferwiderstand der Wicklung ist von der Umgebungstemperatur abhängig) Folgende Bedingungen müssen erfüllt sein, damit die Funktion gegeben ist: 1. Iv ≥ Isv 2. Rc= Uv - Ri - Rsv >> 0 Ω Isv 1. Prüfung der Funktionsdaten: Werte des Ventilsteuerbausteins: Uv = 24 V, Ri = 276 Ω, Iv = 48 mA Werte des Magnetventils: Rsv (65 °C) = 566 Ω, Isv = 23 mA Iv = 48 mA ≥ Isv = 23 mA Daraus folgt, dass der maximale Strom, den der Ventilsteuerbaustein liefern kann, für den Betrieb der Magnetspule aus- reicht. 2. Ermittlung des max. zulässigen Leitungswiderstands: Rc= Uv Isv - Ri - Rsv = 24 V 0,023 A - 276 Ω - 566 Ω = 201,5 Ω Aus der Berechnung ergibt sich, dass der Leitungswiderstand 201,5 Ω betragen darf, ohne dass die Funktion der Zusam- menschaltung beeinträchtigt wird. Empfehlung: Für die Funktion des Ven- tils sollte Rc ≥ 25 Ω sein, um ausreichend Reserven für größere Leitungslängen zu haben. Richtwerte für Kabel und Leitungen: Leiterwiderstand (Hin-/Rückleitung) 0,5 mm2 : 72 Ω/km 0,75 mm2 : 48 Ω/km 1,5 mm2 : 24 Ω/km Kabelkapazität ca. 180 nF/km Kabelinduktivität ca. 0,8 mH/km Bei einem Leistungsquerschnitt von 0,5 mm2 beträgt die maximal mögliche Leitungslänge 2,798 km. Da aber sicher- heitstechnische Daten aus der Ex-Zulas- sung (siehe Nachweis der Eigensicherheit) ebenfalls zu berücksichtigen sind, beträgt die maximal zulässige Leitungslänge im Beispiel 444 m für Gruppe IIC. Für Grup- pe IIB mit Lo = 20 mH und Co = 660 nF könnte eine Leitungslänge von 3,66 km realisiert werden. Hier beschränken dann die Funktionsdaten die maximal mögliche Leitungslänge auf 2,798 km. Phoenix Contact 49

2. Temperaturmessung mittels Ex i- Temperaturtransmitter und Ex i- Speisetrennverstärker Das Messsignal des Pt 100-Widerstands- thermometers wird in der Nähe der Messstelle, also im explosionsgefährdeten Bereich in ein Standardsignal gewan- delt. Dazu werden schleifengespeiste Ex i-Temperaturmessumformer bzw. Ex i-Temperaturtransmitter verwendet. Das Standardsignal wird dann zu einem Ex i-Speisetrennverstärker geleitet. Die- ser wird im sicheren Bereich installiert. Im Ex i-Speisetrennverstärker erfolgt die Trennung zwischen eigensicherem und nicht eigensicherem Stromkreis. Zu vergleichen sind die sicherheitsrelevanten Daten des elektrischen Betriebsmittels, des eigensicheren Temperaturtransmit- Explosionsgefährdeter Bereich Sicherer Bereich SPS Eigensicherer Temperatur-Kopf- messumformer MINI Analog Pro oder MACX Analog Einfaches elektrisches Betriebsmittel (Feldgerät) Zugehöriges Betriebsmittel, z. B. Ex i-Speisetrennverstärker ters und des Speisetrennverstärkers als zugehöriges Betriebsmittel. Hier muss der Nachweis der Eigensicherheit also entsprechend zweimal durchgeführt werden. Vergleich der sicherheitstechnischen Daten des Ex i-Temperaturtransmitters mit Ex i-Speisetrennverstärker Eigensicheres Betriebsmittel: Ex i-Temperaturtransmitter FA MCR-EX-HT-1TS-I-OLP Kabel/Leitungen1) Länge = 100 m Zugehöriges Betriebsmittel: Ex i-Speisetrennverstärker MINI MCR-EX-RPSS-I-I Bedingungen erfüllt? Ui Ii Pi Ci Li 30 V 100 mA 800 mW 0 nF 0 mH ≥ ≥ ≥ ≤ ≤ Uo Io Po CO Lo 26,4 V 98 mA 647 mW IIC: 92 nF IIC: 2 mH +Cc +Lc +18 nF +0,1 mH 1) Annahme: Cc= 180 nF/km, Lc= 1 mH/km 2) Fazit: Die Bedingungen zur Erfüllung des Nachweises der Eingensicherheit sind somit erfüllt. Ja2) Ja2) Ja2) Ja2) Ja2) Vergleich der sicherheitstechnischen Daten des Ex i-Widerstandsthermometers mit Ex i-Temperaturtransmitter Eigensicheres Betriebsmittel: Widerstandsthermometer Kabel/Leitungen1) Länge = 100 m Eigensicheres Betriebsmittel: Ex i-Temperaturtransmitter FA MCR-EX-HT-TS-I-OLP Bedingungen erfüllt? Ui Ii Pi Ci Li 7 V 400 mA 330 mW 150 nF 0,027 mH ≥ ≥ ≥ ≤ ≤ Uo Io Po CO Lo 4,3 V 4,8 mA 5,2 mW IIC: 3 µF IIC: 50 mH +Cc +Lc +18 nF +0,1 mH 1) Annahme: Cc= 180 nF/km, Lc= 1 mH/km 2) Fazit: Die Bedingungen zur Erfüllung des Nachweises der Eingensicherheit sind somit erfüllt. Ja2) Ja2) Ja2) Ja2) Ja2) Es liegt ein gemischter eigensicherer Stromkreis vor (äußere konzentrier- te Kapazitäten (Ci) und/oder äußere konzentrierte Induktivitäten (Li) sind vorhanden), der folgende Bedingung erfüllt: Gesamtwert von Li < 1 % von Lo oder Gesamtwert von Ci < 1 % von Co. Somit dürfen die bescheinigten Werte für Co und Lo voll ausgenutzt werden. Phoenix Contact 51

Auswahlkriterien für Kabel/Leitungen bei Zündschutzart Eigensicherheit Kriterium Bedingung Anmerkung Isolierte Kabel / Leitungen Prüfspannung ≥500 V AC ≥750 V DC Leiter-Erde, Leiter-Schirm und Schirm-Erde Durchmesser einzelner Leiter ≥0,1mm Auch bei feindrahtigen Leitern Feindrahtige Leitungen Gegen Aufspleißen schützen z. B. durch Aderendhülsen Mehradrige Kabel / Leitungen Zulässig Bedingungen der Fehler betrachtung berücksichtigen aus IEC/EN 60079-14 Kenndaten (Cc und Lc) oder (Cc und Lc/Rc) Im Zweifel: Worst Case Abstand zwischen nicht-Ex i und Ex i Eigensichere Stromkreise in den explosionsgefährdeten Bereich Hellblaues Kabel in Ex-Zone Nichteigensichere Stromkreise in den sicheren Bereich Phoenix Contact 53

8.4.3 Abstände an Anschlussklemmen werden weitere Anforderungen beschrie- ben, um Betriebsmittel auch in anderen Zündschutzarten als Eigensicherheit in der Zone 0 einzusetzen. sicheren Stromkreisen dürfen selbst dann, wenn sie sich an der Reihenklemme lösen sollten, nicht mit einem nichteigensiche- ren Stromkreis in Kontakt kommen. Bei der Installation sind die Kabel oder Leiter entsprechend einzukürzen. Spezielle Anforderungen in Zone 0 Die Norm IEC/EN 60079-26 „Spezielle Anforderungen an Konstruktion, Prüfung und Kennzeichnung elektrischer Betriebs- mittel für Gerätegruppe II, Kategorie 1G“ ergänzt die IEC/EN 60079-Reihe. Hier d1 d2 eigensicherer Stromkreis eigensicherer Stromkreis nichteigensicherer Stromkreis d3 d1 ≥ 3 mm d2 ≥ 6 mm d3 ≥ 50 mm Abstände nach IEC/EN 60079-11 für Personen sicher sind. Das Messen von eigensicheren Stromkreisen erfordert zugelassene eigensichere Messgeräte. Werden die Daten dieser Messgerä- te nicht berücksichtigt, kann ggf. die Eigensicherheit gefährdet werden. Zwischen verschiedenen eigensicheren Stromkreisen Die Luftstrecken zwischen Klemmen verschiedener eigensicherer Stromkreise müssen mindestens 6 mm betragen. Die Luftstrecken zwischen den leitenden Tei- len der Anschlussklemmen und leitenden Teilen, die geerdet sein können, müssen mindestens 3 mm betragen. Eigensichere Stromkreise müssen deutlich gekenn- zeichnet sein. Zwischen eigensicheren und ande- ren Stromkreisen Der Abstand an Reihenklemmen zwi- schen den leitenden Teilen von eigen- sicheren Stromkreisen und den leitenden Teilen von nichteigensicheren Strom- kreisen muss mindestens 50 mm betra- gen. Der Abstand kann auch durch eine Trennplatte aus Isolierstoff oder durch eine geerdete Metallplatte hergestellt werden. Kabel oder Leiter von eigen- 8.4.4 Wartung und Instandhaltung Eine Wartung der eigensicheren Strom- kreise ist ohne besondere Genehmigung (z. B. Feuerschein) möglich. Die Leitungen der eigensicheren Stromkreise können kurzgeschlossen oder unterbrochen werden, ohne die Zündschutzart zu ge- fährden. Es dürfen eigensichere Betriebs- mittel ausgebaut (bzw. Steckmodule gezogen) werden, ohne dass die Anlage spannungsfrei geschaltet werden muss. In eigensicheren Stromkreisen treten üblicherweise keine berührgefährlichen Ströme und Spannungen auf, sodass sie Phoenix Contact 55

8.5.3 Unterschiedliche Zündschutzarten Ein grundsätzliches Entscheidungskriteri- um für die Auswahl eines Überspannungs- schutzgeräts für EX-geschützte Bereiche ist die Zündschutzart und die damit im Zusammenhang stehende Zulassung. Bei den Überspannungsschutzprodukten, welche nach ATEX und IECEx zugelassen sind, findet man häufig die Zündschutzart Ex i. Die Signalkreise können hierbei je nach Gesamtbewertung bis in Ex-Zone 0 geführt werden. Üblicherweise werden die Überspannungsschutzgeräte an den Endstellen im Non Ex-Bereich und in den Ex-Zonen installiert (bis Zone 1). Für den Überspannungsschutz in eigen- sicheren Ex-Kreisen wird hierbei in der IEC/EN 60079-14 beschrieben, dass 10 Impulse der Form (8/20) µs mit einem Ableitstoßstrom von 10 kA sicher be- herrscht werden müssen. Eine andere Zündschutzart, die zur Verfügung steht, ist die erhöhte Sicher- heit Ex e. Der Einsatz derartiger Pro- dukte ist unter der Berücksichtigung bestimmter Bedingungen möglich in Ex-Zone 2. Einige Produkte, welche direkt am Feldgerät installiert werden, weisen alternativ auch eine Zulassung der Zünd- schutzart Ex d auf und bilden zusammen mit dem Feldgerät eine druckgekapselte Einheit. Die Installation dieser Lösung kann in Ex-Zone 1 oder 2 erfolgen. Zulassungen nach NEC / UL sind für Überspannungsschutzprodukte ebenfalls vorhanden und werden gesondert zerti- fiziert und betrachtet. Phoenix Contact 57

Parameter Non Ex-Zone Ex-Zone 2 Ex-Zone 1 Ex i-Signal trenner MACX-MCR- EX-SL-RPSSI-I Überspannungs- schutz TTC-6P-1X2-EX- 24DC-UT-I Uo = 25,2 V DC Ui1 = 30 V DC Io = 93 mA Ii1 = 400 mA (TA<50°C @ T4) Po = 0,587 W Pi1 = -- Kabel Überspannungsschutz Transmitter S-PT-EX(I)-24DC Ui2 ≤ 30 V DC FA MCR-EX-HT- TS-I-OLP-PT Ui3 ≤ 30 V DC Ii2 ≤ 350 mA (TA<50°C) Ii3 ≤ 130 mA Pi2 = 3 W Pi3 = 800 mW Lo = 2 mH Li1 = vernachlässigbar LC = 0,8 mH / km * 00 m = 0,4 mH Li2 = 1 μH Li3 = vernachlässigbar Co = 107 nF Ci1 = vernachlässigbar CC = 140 nF / km * 500 m = 70 nF Ci2 = 2 nF Ci3 = vernachlässigbar Verifizierung U0 = 25,2 V ≤ Ui1 = 30 V  I0 = 93 mA ≤ Ii1 = 400 mA  U0 = 25,2 V ≤ Ui2 = 30 V  I0 = 93 mA ≤ Ii2 = 350 mA  P0 = 587 mW ≤ Pi2 = 3 W  U0 = 25,2 V ≤ Ui3 = 30 V  I0 = 93 mA ≤ Ii3 = 130 mA  P0 = 587 mW ≤ Pi3 = 800 mW  L0 und C0 können vollständig genutzt werden. L0 = 2 mH ≥ Li1 + LC + Li2 + Li3 = 0,4 mH + 1 µH = 0,4001 mH C0 = 107 nF ≥ Ci1 + Ci2 + Ci3 = 2 nF + 50 nF = 52 nF Phoenix Contact 59

Typenschild Verpackungsetikett Kennzeichnungsanforderung nach IEC/EN 60079-0 für ATEX und IECEx Name oder Warenzeichen des Herstellers Potentially explosive area L R oder Potentially explosive area Typenbezeichnung Kennzeichnung der Zündschutzart UT 4 Ex eb IIC Gb EU-Baumusterprüfbescheinigungs nummer nach ATEX KEMA 04ATEX2048 U Zertifikatsnummer nach IECEx IECEx KEM 07.0010 U Kennzeichnungsanforderung lt. ATEX-Richtlinie 2014/34/EU, Anhang II Name und Anschrift des Herstellers Typenbezeichnung Herstellungsdatum Kennnummer der notifizierten Stelle (DEKRA Certification B.V.) Baumustergeprüft nach ATEX-Richtlinie 2014/34/EU Gerätegruppe Gerätekategorie Kennbuchstabe für den Gasexplosionsschutz Kennbuchstabe für den Staub explosionsschutz Potentially explosive area L R D-32825 Blomberg UT 4 2019-01-17 0344 X II 2 G D Wichtige Hinweise: Reihenklemmen können je nach ihrer maximalen Betriebstemperatur bis zu einer Temperaturklasse von T6 eingesetzt werden. Genaue Angaben zum Einsatz- temperaturbereich sowie zum Einbau, zur Anwendung und ggf. zur Verwendung von Zubehör können der jeweiligen Installa- tionsanweisung entnommen werden. Reihenklemme in Ex e Reihenklemmen im Ex e-Gehäuse Phoenix Contact 61

Luftstrecke durch Trennplatte zwischen eigensicheren und anderen Stromkreisen Auch bei mehreren Tragschienen müssen Luftstrecken zu eigensicheren und anderen Stromkreisen eingehalten werden Trennplatte zwischen Tragschiene, um Luftstrecke zu gewährleisten 9.4 Gehäuseeinführungen Weltweit finden zwei Installations- techniken Anwendung: In Europa sind Kabel- oder Leitungsein- führungen in den Zündschutzarten druck- feste Kapselung oder erhöhte Sicherheit am weitesten verbreitet. In den USA und Kanada wird traditionell das Rohrleitungs- system (Conduit System) eingesetzt. Kabel- oder Leitungseinführung Die Kabel- oder Leitungseinführungen sind am häufigsten in den Zündschutz- arten erhöhter Sicherheit Ex e oder druckfeste Kapselung Ex d ausgeführt. Druckfest gekapselte Kabel- oder Leitungsführungen sind zünddurch- schlagsicher und werden in Verbindung mit druckfest gekapselten Gehäusen verwendet. erhöhte Sicherheit verwendet. Bei der Auswahl der Kabel- oder Leitungs führung sind die Anforderungen an den IP-Schutz des Gehäuses zu berücksichtigen. Conduit System In den USA wird insbesondere Wert auf hohen mechanischen Schutz der Kabel oder Leitungen gelegt. Daher hat sich hier ein Rohrleitungssystem (conduit: englisch Isolierrohr für Leitungsdrähte) stark verbreitet. Vergleich Kabel- oder Leitungsein- führung mit Conduit System Die Installation von Conduit Syste- men ist im Vergleich zu der Montage von Kabel oder Leitungen bzw. Kabel- Leitungseinführungen aufwändiger. Kabel- oder Leitungseinführungen in erhöhter Sicherheit werden in Verbin- dung mit Gehäusen in der Zündschutzart Darüber hinaus können durch ein Conduit System leicht Betriebsstoffe, explosionsfähige Gasgemische oder Ähnliches unbeabsichtigt von einem Anlagenteil zum nächsten transportiert werden. Um das zu verhindern, sind zu- sätzliche Sperren (sealing) z. B. durch den Verguss einzelner Abschnitte des Conduit Systems erforderlich. Zudem kann sich in dem Rohr- leitungssystem sehr leicht Kondenswasser bilden, das Erdschlüsse und Kurz schlüsse als Folge von Korrosion verursachen kann. Leitungen (Einzeladern) Vergussmasse Mineralfaserwolle (asbestfrei) Leitungschutzrohr (Ex d) Kabelsystem mit indirekter Einführung (Ex e) Kabelsystem mit direkter Einführung (Ex d) Conduit System (Rohrleitungssystem) mit Zündsperre (seal) Phoenix Contact 63

10.2 Nichteigensichere Signalüber tragung im explosionsgefährdeten Bereich Neben der eigensicheren Signalübertra- gung im explosionsgefährdeten Bereich gibt es auch Sensoren/Aktoren, die in anderen Zündschutzarten ausgelegt sind, z. B. in druckfester Kapselung Ex d oder in erhöhter Sicherheit Ex e. Hierfür ist die Verwendung von nicht eigensicheren Trennern zulässig. Sollen nicht eigensichere Geräte in der Zone 2 installiert werden, gelten die gleichen Anforderungen wie zuvor für die Ex i-Trenner beschrieben. Sie benötigen eine Zulassung entsprechend Ex ec, die mit besonderen Bedingungen einhergeht. Die besonderen Bedingungen für die Installation in Zone 2 sind in der Betriebsanleitung der Trenner aufgeführt und schreiben z. B. die Verwendung eines geeigneten und zugelassenen Gehäuses (IEC/EN 60079-15 und IEC/EN 60079-0) mit mindestens Schutzklasse IP54 vor. Liegt diese Zulassung nicht vor, müssen die Trenner in ein druckfestes Gehäuse entsprechend Ex dc installiert werden. Dies ist aber in der Regel deutlich teurer als ein IP54-Gehäuse. Ein Sensor/Aktor der Zündschutzart „ec“ kann in der Zone 2 z. B. mit einem eigensicheren oder einem nicht eigen- sicheren Trenner verbunden sein. Wird er mit einem Ex i-Trenner verbunden, kommt das Schutzprinzip der Eigen- sicherheit nicht mehr zum Tragen. Der Ex i-Trenner ist als nicht eigensicherer Trenner zu kennzeichnen, um sicherzu- stellen, dass er nicht mehr in eigensichere Stromkreise eingesetzt wird. Bei der Auswahl der geeigneten Ge- räte für die Zone 2 ist darauf zu achten, dass die elektrischen Daten der Senso- ren/Aktoren nicht überschritten werden. Werden die Sensoren/Aktoren in einem druckfest gekapselten Gehäuse montiert oder haben sie selbst ein druckfest gekap- seltes Gehäuse, ist die Installation auch in der Zone 1 möglich. Für den Einsatz von Sensoren/Aktoren in der Zone 2 ist auch die Zündschutzart „ec“ geeignet. Phoenix Contact 65

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Uo = Maximale Ausgangsspannung Die höchste Ausgangsspannung ( Spitzenwert der Wechselspannung oder Gleichspannung) in einem eigen- sicheren Stromkreis, die unter Leerlauf- bedingungen an den Anschlussteilen des elektrischen Betriebsmittels bei jeder angelegten Spannung bis zur maximalen Spannung einschließlich Um und Ui auf- treten kann. Das heißt, Uo ist die höchste Leerlaufspannung, die im Fehlerfall bei der maximalen Versorgungsspannung an den Klemmen anliegen kann. Io = Maximaler Ausgangsstrom Der höchste Strom (Spitzenwert des Wechselstroms oder Gleichstroms) in einem eigensicheren Stromkreis, der den Anschlussklemmen des elektrischen Betriebsmittels entnommen werden kann. Das heißt, Io entspricht dem an den Anschlussklemmen maximal möglichen Kurzschlussstrom Ik. Po = Maximale Ausgangsleistung Die höchste elektrische Leistung in einem eigensicheren Stromkreis, die dem Betriebsmittel entnommen werden kann. Das heißt, bei einem Sensor oder Aktor, der an diesen eigensicheren Stromkreis angeschlossen wird, muss mit dieser Leistung z. B. bei der Erwärmung oder bei der Belastung in Bezug auf die zugehörige Temperaturklasse gerechnet werden. Ci = Maximale innere Kapazität An den Anschlussteilen wirksame Ersatz- kapazität für die internen Kapazitäten des Betriebsmittels. Li = Maximale innere Induktivität An den Anschlussteilen wirksame Ersatz- induktivität für die internen Induktivitäten des Betriebsmittels. Co = Maximale äußere Kapazität Der höchste Wert der Kapazität in einem eigensicheren Stromkreis, der an die Anschlussteile des elektrischen Betriebs- mittels angeschlossen werden kann, ohne die Eigensicherheit aufzuheben. Das heißt, dieses ist der Wert, den ma- ximal alle außerhalb des Betriebsmittels wirkenden Kapazitäten erreichen dürfen. Die äußeren Kapazitäten setzen sich aus den Kabel- bzw. Leitungskapazitäten und den inneren Kapazitäten der angeschlos- senen Betriebsmittel zusammen. Der Wert von Co ist bei einer linearen ohm- schen Strombegrenzung abhängig von Uo. Siehe auch IEC/EN 60079-11, Anhang A, Tabelle A2 und Bild A2 und A3. Lo = Maximale äußere Induktivität Der höchste Wert der Induktivität in einem eigensicheren Stromkreis, der an Anschlussteile des elektrischen Betriebs- mittels angeschlossen werden kann, ohne die Eigensicherheit aufzuheben. Das heißt, dies ist der Wert, den alle außerhalb des Betriebsmittels wirkenden Induktivitäten in Summe maximal errei- chen dürfen. Die äußeren Induktivitäten setzen sich aus den Kabel- bzw. Leitungs- induktivitäten und den inneren Induktivi- täten der angeschlossenen Betriebsmittel zusammen. Bei einer linearen ohmschen Strombe- grenzung ist Lo abhängig von Io. Siehe auch IEC/EN 60079-11, Anhang A, Bild A4, A5, A6. Cc = Kabel- bzw. Leitungskapazität Eigenkapazität eines Kabels oder einer Leitung. Sie ist vom Kabel oder der Leitung abhängig. Sie liegt im Allgemeinen zwischen 140 nF/km und 200 nF/km. Lc = Kabel- bzw. Leitungsinduk tivität Eigeninduktivität eines Kabels oder einer Leitung. Sie ist vom Kabel oder der Leitung abhängig und liegt im Allgemeinen zwischen 0,8 mH/km und 1 mH/km. Um = Maximaler Effektivwert der Wechselspannung oder maximale Gleichspannung Die höchste Spannung, die an die nicht- eigensicheren Anschlussteile der zu- gehörigen Betriebsmittel angeschlossen werden kann, ohne die Eigensicherheit zu beeinträchtigen. Der Wert von Um kann an den Anschlüssen eines Geräts unter- schiedlich sein, ebenso für Wechsel- und Gleich spannung. Das heißt, es kann z. B. bei der Versor- gungsspannung ein Um = 250 V angegeben sein und beim Ausgang eine Um = 60 V. Gemäß IEC/EN 60079-14, Absatz 12.2.1 2, ist ebenfalls darauf zu achten, dass die Betriebsmittel, die an nichteigensichere Anschlussklemmen eines zugehörigen Be- triebsmittels angeschlossen sind, nicht mit einer Speisespannung versorgt werden, die größer ist als die auf dem Typenschild des zugehörigen Betriebsmittels angege- bene Um. Dieses bedeutet für das obige Beispiel: An die Versorgungsspannung des zuge- hörigen Betriebsmittels darf ein weiteres Betriebsmittel mit einer Speisespannung von bis zu 250 V angeschlossen sein. An den Ausgang des zugehörigen Betriebs- mittels darf nur ein Betriebsmittel mit einer Speisespannung von bis zu 60 V angeschlossen werden. In = Sicherungsbemessungsstrom Der Bemessungsstrom einer Sicherung nach EN 60127 oder nach Angabe des Herstellers. Dieses ist der Nennstrom, der bei einer Sicherung angegeben ist. Ta bzw. Tamb = Umgebungs temperatur Die Umgebungstemperatur Ta oder Tamb muss auf dem Typenschild angegeben werden und in der Bescheinigung festge- legt sein, wenn sie außerhalb des Bereichs von -20 °C und +40 °C liegt. Phoenix Contact 69

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