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In Bereichen mit Explosionsgefahr dürfen nur elektrische Antriebsmaschinen eingesetzt werden, die hierfür konstruiert, gebaut und entsprechend der EU-Richtlinie 94/9 - ATEX-Richtlinie durch einen Notified Body baumustergeprüft wurden. Der nachträglich konzipierte Einsatz von Frequenzumrichtern zur drehzahlgeregelten Anspeisung von Motoren für den Ex- Bereich bringt sicherheitstechnische Probleme mit sich, da diese Motoren stärker beansprucht werden als Motoren, die mit konstanter Drehzahl durch ein 50Hz-Versorgungsnetz gespeist werden. Gesetzliche BasisIm Amtsblatt der Europäischen Kommission werden zur EU-Richtlinie 94/9 harmonisierte Normen für Geräte zurVerwendung in explosionsgefährdeten Bereichen angeführt. In Österreich wurde der Standard ÖVE/ÖNORM EN 60079-14 „ Elektrische Betriebsmittel für gasexplosionsgefährdete Bereiche“ ratifiziert, welcher Festlegungen für den Einsatz von Motoren mit variabler Spannung enthält. SchutzzielZiel ist es, das aus einem Motor und einem Umrichtergerät bestehende Antriebssystem zu betreiben, ohne dass auch bei Auftreten eines Fehlers oder zweier voneinander unabhängigen Fehler in der Ausrüstung eine Zündung und damit eine Explosion im explosionsgefährdeten Bereich auftritt. Es ist nicht richtig anzunehmen, dass Motoren in der Zündschutzartenausführung „Druckfeste Kapselung“ mit einer Überwachung der Motortemperatur mittels Temperaturfühlern ausreichend explosionssicher sind. Wissenswertes für Planer/ErrichterDem technisch sinnvollen Einsatz drehzahlgeregelter Antriebe in explosionsgefährdeten Bereichen in Industrie und industrienahen Betrieben stehen erhöhte Kosten bei der Planung, Prüfung und Errichtung gegenüber. Frequenzumrichter erzeugen je nach innerem Aufbau am Ausgang, also dem Stromkreis mit dem der Motor gespeist wird, nicht sinusförmige Spannungsformen mit großen Spannungsspitzen. Diese unter Umständen steilen Spannungsflanken und Spannungsspitzen überlasten die Motorkonstruktion dynamisch, die Leiterisolationen, die Anschlussklemmen und Anschlussleitungen. Die Folge sind Erwärmungen, dynamische Kräfte, und möglicherweise unzulässige elektromagnetische Störaussendungen über lange Anschlussleitungen. Da diese Konstruktionsteile nicht für diese Zusatzbelastungen ausgelegt wurden, führt dies im schlimmsten Fall zu Spannungsüberschlägen, also zu Zündungen, oder zu erhöhten Betriebstemperaturen und in der Folge auch zur Zerstörung der Ausrüstung und zu einer Explosion. Um diesen Effekten vorzubeugen kann man z.B. folgend aufgezählte konstruktive Maßnahmen anwenden:
Grundsätzliche Möglichkeiten zur Motorauswahl für den Umrichterbetrieb:
ZusammenfassungDie Projektierung und Errichtung eines Antriebsystems mit Umrichterspeisung soll nur durch erfahrene Fachleute ausgeführt werden, deren Verantwortungsbereich auch alle Komponenten dabei umfassen muss. Es sind auch umfangreiche Kenntnisse der Normenserie EN 50014, EN 50018, EN 50019, und IEC 60034, und der EU-Richtlinie ATEX 94/9 erforderlich. Autor: Dipl.-Ing. Friedrich Bittermann, Dipl.-Ing. Dieter Engel TÜV AUSTRIA AkademieTÜV-SEMINARE „EXPLOSIONSSCHUTZ“:
Information und Kontakt: Frau Susanne Kolm 01/6175250-8193 oder kol@tuv.at sowie www.tuv-akademie.at
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