Mit einer umfabgreichen Pallette an Lösungen in den Zündschutzarten druckfeste Kapselung und Überdruckkapselung kann Pepperl+ Fuchs Steuerungen und Verteilungen für die härtesten Umgebungsbedingungen anbieten.

Das international gültige Normenwerk zum Explosionsschutz, IEC 60079, beinhaltet eine Fülle von Vorgaben zu Entwicklung, Fertigung und Betrieb von Geräten in explosions­gefährdeten Bereichen. Für die Europäische Gemeinschaft finden sich diese Vorgaben in den Richtlinien 99/92/EG (ATEX 137) und 94/9/EG (ATEX 95). Letztere ist für die Hersteller von Geräten und Schutzsystemen relevant und in Deutschland als ‚Explosionsschutzverordnung‘ (ExVO) gültig.

Eine Vielzahl von Zündschutzarten
Die Normung definiert eine Vielzahl von Zündschutzarten. Bei den meisten davon müssen die jeweiligen Geräte spezielle Konstruktionsrichtlinien erfüllen. Zwei Zündschutzarten jedoch erlauben den Einsatz von Geräten und elektrischen Komponenten in explosionsgefährdeten Bereichen, auch wenn sie hierfür nicht speziell konstruiert sind. Dies sind ‚Überdruckkapselung‘ Ex p (IEC 60079-2) und ‚Druckfeste Kapselung‘ Ex d (IEC 60079-+)

Ex p
Die Zündschutzart Ex p verhindert durch Erzeugung von Überdruck eines inerten Gases in einem entsprechenden Gehäuse das Eindringen des umgebenden explosionsfähigen Gasgemisches. Dies setzt eine kontinuierliche Pumpleistung und Überwachung des Systems voraus sowie entsprechende Sicherheitsmechanismen bei Ausfall des Volumenstroms. Pepperl­+Fuchs bietet hierzu mehrere Komplettsysteme sowie eine große Auswahl an geeigneten Gehäusen. Die Auslegung der individuellen Ex-p-Lösung erfolgt durch erfahrene Projektingenieure in den weltweiten Pepperl+Fuchs Solution Engineering Centers (SEC), wo auch Montage, Werks­abnahmeprüfung durch den Kunden und die abschließende Zertifizierung erfolgt.

Ex d
Druckfeste Kapselung Ex d wird dem tertiären Explosionsschutz zugerechnet und muss die schädlichen Auswirkungen einer Explosion auf ein ungefährliches Maß reduzieren. Erreicht wird dies durch entsprechend zertifizierte, robuste Gehäuse. Entzündliches Umgebungsgas darf in diese eindringen und eine Explosion kann im Inneren stattfinden, die Gehäuse müssen dieser aber ohne Schädigung standhalten. Die Gehäuseoberfläche darf an keiner Stelle die Zündtemperatur des umgebenden Gases erreichen, die konstruktiven Spalte an Deckel und Kabeleinführungen müssen ‚zünddurchschlagssicher‘ sein. Das heißt, in Abhängigkeit von Gehäusevolumen und Explosionsverhalten des umgebenden Gases müssen die Spaltlängen, -weiten und -geometrien so ausgelegt sein, dass der Austritt der Explosion sicher verhindert wird. Aufgrund der experimentell ermittelten Grenzspaltweite (MESG) werden bei Betriebsmitteln der Gruppe II die Gase in die Gruppen IIA, IIB und IIC unterteilt, wobei letztere die höchsten Anforderungen stellt. Die Gehäusespalten müssen entsprechend der Gasgruppe der vorgesehenen Betriebsumgebung so konstruiert sein, dass das bei einer Explosion austretende heiße Gas hinreichend entspannt und abgekühlt wird.

Druckfeste Kapselung
Pepperl+Fuchs bietet drei Serien an druckfest gekapselten Gehäusen mit Zertifizierung zum Einsatz in den unterschiedlichen Gasgruppen an:

• ASM - Ex d IIB
• EJB - Ex d IIB+H2
• GUB - Ex d IIC

Alle Gehäuse sind gemäß Ex tb IIIC Db auch zum Einsatz in staub-explosionsgefährdeten Bereichen zertifiziert.
Die Gehäuse sind aus kupferfreier, korro­sionsresistenter Aluminiumlegierung oder aus hochwertigem AISI 316L Edelstahl gefertigt. Eine Vielzahl von Gehäusegrößen und -formen sowie unterschiedliche Sichtfenster erlaubt die Auswahl einer exakt für die jeweilige Anwendung geeigneten Variante. Eine umfassende Palette an entsprechend zertifizierten Bedien­elementen wie Steuerschalter, Drucktaster, LED-Leuchtmelder und Notaustaster ermöglicht die Bedienung der im Inneren eingebauten Komponenten. Dadurch können Transformatoren oder Schütze mit hohen Leistungen in explosionsgefährdeten Bereiche eingesetzt werden. Speicherprogrammierbare Steuerungen und Sicherheitssysteme nahe am Prozess sind ebenso möglich wie speziell nach Kundenanforderungen gebaute Energieverteilungen oder manuelle Steuerungen.
Weitere typische Anwendungsfälle für druckfeste Kapselung sind Lasttrennschalter mit hohen Schaltleistungen und Motorstarter für Antriebe. Zur Vermeidung statischer Aufladungen bei rollendem Material, z. B. in Tankfarmen oder Abfüllstationen, stehen druckfest gekapselte elektronische Erdungssysteme zur Verfügung. Handelsübliche CCTV Kameras, Anzeige- oder Signalverarbeitungsgeräte können durch entsprechend ausgelegte Gehäuse mit Sichtfenstern geschützt werden.
Bei der Planung der einzubauenden Komponenten ist deren Wärmeabgabe derart zu berücksichtigen, dass die Gehäuse-Außenseite nirgends die Zündtemperatur des vorgesehenen Umgebungsgases erreichen kann. Weiterhin muss bei der Anordnung der Einbauten die Gefahr eines lokal überhöhten Explosionsdruckes, das so genannte ‚Pressure Piling‘, minimiert werden. Zur optimalen Auslegung des druckfest gekapselten Systems steht den Anwendern das Fachwissen und die Erfahrung der Projektingenieure in den Pepperl+Fuchs Solution Engineering Centers zur Verfügung. Alle Systeme werden einzeln geprüft, dokumentiert, gemäß Zertifizierung verifiziert, mit der entsprechenden Kennzeichnung versehen und anschlussfertig auf die Baustelle geliefert.

Ex de
Beim Anschluss eines druckfest gekapselten Systems in der Anlage sowie beim späteren Öffnen zu Wartungszwecken sind die stringenten Regeln gemäß IEC 60079-14 zu beachten. Da dies mit erhöhtem Aufwand verbunden ist bietet der Mannheimer Ex-Schutz-Spezialist die Kombination von druckfester Kapselung Ex d mit der Zündschutzart ‚erhöhte Sicherheit‘ Ex e an. Diese Ex-de-Lösungen bestehen aus einem Ex-d-Gehäuse oben und einem Ex-e-Gehäuse darunter, in welchem Anschlussklemmen, Kabelverschraubungen und Bedienelemente kundenspezifisch eingebaut werden. Beide Gehäuse sind durch spezielle Aderleitungsdurchführungen sicher verbunden. Ein Flansch garantiert den Ex-Schutz des Ex-e-Gehäuses und verhindert das Eindringen von Schmutz oder Feuchtigkeit. Der Ex-e-Anschluss- und Steuerkasten basiert auf den Steuerkästen der FXLSCS Serie. Diese bietet eine große Auswahl an Gehäusen aus elektropoliertem Edelstahl sowie eine umfassende Palette an Bedien- und Beobachtungselementen in der Zündschutzart Ex e. Somit ist dieses Gehäuse in der Anlage nach der Inbetriebnahme wesentlich einfacher und sicherer zugänglich als das druckfest Gekapselte. Anschlussklemmen sowie Bedien- und Beobachtungselemente können unter Beachtung der entsprechenden Vorschriften jederzeit gewartet oder ausgetauscht werden.

Vorteile zweier Zündschutzarten
Den Nutzern stehen auf diese Weise die Vorteile beider Zündschutzarten zur Verfügung: Die Ex-e-Gehäuse gestatten eine einfache Erweiterung und Modifizierung der darin enthaltenen Bedienelemente. Die betriebsbereiten Geräte oder Steuerungen im geschlossenen und zertifizierten Ex-d-Gehäuse ermöglichen durch den angeflanschten Ex-e-Anschlussraum eine schnelle Inbetriebnahme mit geringem Anlagenstillstand und später im laufenden Betrieb einen minierten Aufwand bei Wartung und Instandhaltung.