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Richtiges Erden und Potentialausgleich, aber wie?

Das 1x1 im Explosionsschutz
Richtiges Erden und Potentialausgleich, aber wie?

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Grafik: © Dyrba/Heymanns
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Zur Ver­mei­dung gefährlich­er Aufladun­gen in explo­sion­s­ge­fährde­ten Bere­ichen sind Per­so­n­en sowie Gegen­stände oder Ein­rich­tun­gen aus leit­fähigem oder ableit­fähigem Mate­r­i­al zu erden beziehungsweise mit Erd­kon­takt zu verse­hen. Dabei sind fol­gende Szenar­ien zu beacht­en.

Erdung eigensicherer Betriebsmittel

In explo­sion­s­ge­fährde­ten Bere­ichen kom­men oft eigen­sichere Betrieb­smit­tel zum Ein­satz. Dabei ist zu beacht­en, dass leit­fähige oder ableit­fähige Gehäuse elek­tro­sta­tisch zu erden sind. Ist es möglich, dass in explo­sion­s­ge­fährde­ten Bere­ichen zum Beispiel Sen­sorelek­tro­den der eigen­sicheren Schal­tung berührt oder untere­inan­der ver­bun­den wer­den kön­nen, ist die Schal­tung elek­tro­sta­tisch geerdet auszuführen. In diesem Fall genügt ein Ableitwider­stand von RE ≤ 108 Ω.

Leitfähige ortsfeste Einrichtungen

Bei der Instal­la­tion von Anla­gen­teilen, die nicht mit der Gesam­tan­lage lei­t­end ver­bun­den sind, wie zum Beispiel flex­i­ble oder schwingungs­fähige Bauteile, muss auf eine getren­nte Erdung geachtet wer­den.

Leitfähige ortsbewegliche Einrichtungen

Dazu gehören zum Beispiel Fräs­er, Con­tain­er, Trichter, Kan­nen oder Kar­ren. Bei diesen erfol­gt die Erdung häu­fig nicht über die Gesam­tan­lage, son­dern über eigene Erdungsan­schlüsse. Beim Füllen und Entleeren muss ein Ableitwider­stand RE 106 Ω einge­hal­ten wer­den. Bei der Ver­wen­dung kleiner­er Gegen­stände erfol­gt die Erdung über die Per­so­n­en und den Fuß­bo­den.

Leitfähige Einrichtungen mit isolierenden Komponenten

Wer­den isolierende Kom­po­nen­ten wie zum Beispiel Dich­tun­gen oder Schmier­fette bei ein­er Anlage ver­wen­det, kann dadurch die Erdung beein­trächtigt wer­den. Bei Zwis­chen­stück­en aus Kun­st­stoff mit hohem Wider­stand sind die verbleiben­den Kom­po­nen­ten untere­inan­der zu verbinden und zu erden.

Gegenstände geringer elektrischer Kapazität

Zu erden sind leit­fähige Gegen­stände mit ein­er Kapaz­ität C 10 pF. Ent­fall­en kann die Erdung nur, wenn gefährliche Aufladun­gen auszuschließen sind. Liegt die Kapaz­ität bei leit­fähi­gen Gegen­stän­den unter 10 pF, gel­ten beson­dere höch­stzuläs­sige Kapaz­itäten für die jew­eilige Explo­sion­s­gruppe und Zone. Kleine leit­fähige Gegen­stände sind unab­hängig von ihrer Kapaz­ität zum einen in der Nähe stark ladungserzeu­gen­der Prozesse, zum anderem, wenn sie mit dem Pro­duk­t­strom in ein­er Appa­ratur Berührung haben, zu erden. Zu den typ­is­chen kleinen Gegen­stän­den zählen zum Beispiel Schrauben und Mut­tern bis M8. Zu beacht­en ist, dass die Kapaz­ität leit­fähiger Teile von ihrer unmit­tel­baren Umge­bung bee­in­flusst wird.

Generelle Schutzmaßnahmen

  • Alle Zonen

Anla­gen­teile sind in den Poten­tialaus­gle­ich einzubeziehen. Der Poten­tialaus­gle­ich­sleit­er muss einen aus­re­ichen­den Quer­schnitt aufweisen und gegen mech­a­nis­che Belas­tun­gen geschützt sein.

  • Zone 2 und 22

Auf einen zusät­zlichen Poten­tialaus­gle­ich kann verzichtet wer­den, wenn Licht­bö­gen oder Funken, die von Aus­gle­ichsströ­men her­rühren, aus­geschlossen wer­den kön­nen.

  • Zone 0, 20, 1 und 21

Wenn elek­trische Ein­rich­tun­gen inner­halb von kathodisch geschützten Behäl­tern (Tanks, Rohrleitun­gen etc.) mit äußeren Anoden von außen mit Anschlus­sleitun­gen verse­hen sind, muss ein ungeerde­ter Poten­tialaus­gle­ich zwis­chen allen Leitun­gen untere­inan­der und gegen die kathodisch geschützte Wan­dung über blitzstrom­tragfähige Überspan­nungss­chutzgeräte in der unmit­tel­baren Nähe der Zone, aber möglichst außer­halb der­sel­ben, durchge­führt wer­den.

Liegt Betriebsanweisung vor?

Sicher­heits­beauf­tragte kön­nen zuständi­ge Per­so­n­en über Gefährdun­gen, die beim Erden und Poten­tialaus­gle­ich entste­hen kön­nen, informieren. Dadurch sollen Anreize geschaf­fen wer­den, dass in explo­sion­s­ge­fährde­ten Bere­ichen eine eigene Betrieb­san­weisung für diese Tätigkeit­en vor­liegt. Bei Sicher­heitss­chränken ohne tech­nis­che Lüf­tung muss beispiel­sweise die Erdung über einen Poten­tialaus­gle­ich erfol­gen. Staub­sauger, die nicht geerdet wer­den kön­nen oder keine leit­fähige Verbindung zwis­chen Saugdüse und Sam­mel­be­häl­ter aufweisen, dür­fen wed­er in explo­sion­s­ge­fährde­ten Bere­ichen noch zum Auf­saugen brennbar­er Stäube einge­set­zt wer­den.

Maß­nah­men zur Erdung und zum Poten­tialaus­gle­ich aus der Blitzschutz-Tech­nik kön­nen zur elek­tro­sta­tis­chen Erdung genutzt wer­den. Wichtig ist, dass die Verbindun­gen zum Poten­tialaus­gle­ich gegen selb­st­tätiges Lock­ern zu sich­ern sind.

Patrick Dyr­ba, M.Sc.Dyrba & Kol­le­gen Explo­sion­ss­chutz GmbH


Grafik: © Dyrba/Heymanns

Das Wichtigste in Kürze

  • Wer­den Iso­la­tion­sprü­fun­gen mit 500 V bei einem eigen­sicheren Betrieb­smit­tel oder ein­er eigen­sicheren Anlage durchge­führt, müssen diese einen Wider­stand R ≥ 15 kΩ aufweisen.
  • Getren­nte Erdun­gen sind zum Beispiel bei Rohrleitun­gen mit isolierten Zwis­chen­stück­en vorzunehmen.
  • Bei der Erdung sind ins­beson­dere Teile zu beacht­en, die von außen nicht sicht­bar sind.
    Dazu zählen beispiel­sweise

- Kugel­ven­tile mit isolieren­den Dich­tun­gen

- Met­allein­la­gen in Dich­tun­gen

- Wellen und Durch­führun­gen mit isolieren­den Man­schet­ten

- hohe oder dicke Abstand­sringe

- Steck­verbindun­gen aus Kun­st­stof­fen

- met­allis­che Düsen am Ende eines Rohres aus Kun­st­stoff

  • Bei zusam­menge­set­zten Anla­gen­teilen ist eine Her­steller­auskun­ft einzu­holen.
  • Die Erd­verbindung darf an kein­er Stelle unter­brochen sein, zum Beispiel durch isolierende Lack­ierung.
  • Lösemit­tel­haltige Putztüch­er sind in ableit­fähi­gen oder leit­fähi­gen Behäl­tern mit Erdung aufzube­wahren.
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