Der Begriff „eigensicher“ wird oft in Branchen verwendet, die mit entzündlichen oder brennbaren Stoffen arbeiten, die zu einer Einstufung als Gefahrenbereich führen. Obwohl Eigensicherheit eine gültige und sichere Zündschutzart für Geräte ist, die in diesen Bereichen eingesetzt werden, wird der Begriff „eigensicher“ oft fälschlicherweise verwendet, um sich auf Komponenten zu beziehen, die für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen im Allgemeinen geeignet sind, und nicht nur auf solche, die durch Eigensicherheit geschützt sind. Da es viele verschiedene Zündschutzarten gibt, die zum Schutz elektrischer Geräte für den Einsatz in potenziell explosiven Atmosphären verwendet werden können, ist es wichtig zu verstehen, dass die Eigensicherheit („Ex i“) ein spezielles Explosionsschutzkonzept ist. Aufgrund der Funktionsweise dieser Schutzart sind in der Regel nur bestimmte Gerätetypen als eigensicher konzipiert oder sogar möglich. In diesem Blogartikel erfahren Sie mehr über wichtige Begrifflichkeiten und verschiedene Schutzniveaus der Eigensicherheit.

Was versteht man unter Eigensicherheit?

Eigensicherheit ist eine Zündschutzart (Ex i), die wie alle anderen Zündschutzarten darauf abzielt, das Risiko eines Brandes oder einer Explosion in einem gefährdeten Bereich zu verringern. Daher ist es wichtig zu verstehen, wie alle Zündschutzarten im Allgemeinen zur Risikominderung beitragen. Für Atmosphären, die aufgrund des Vorhandenseins von Gasen oder Dämpfen potenziell gefährlich sind, sind drei Schlüsselkomponenten erforderlich, damit das Risiko einer Explosion entsteht: eine Zündquelle, ein Oxidationsmittel und ein Brennstoff. Diese drei Elemente werden in der Regel in einer Dreiecksbeziehung dargestellt und als Explosionsdreieck bezeichnet. Wenn es gelingt, das Dreieck aufzubrechen oder einzudämmen, können die Risiken auf ein erträgliches Maß reduziert werden. In staubhaltigen Atmosphären besteht die Explosionsgefahr aus zwei zusätzlichen Elementen: der Staubverteilung und dem Einschluss von Staub im Inneren des Gehäuses. Die meisten Explosionsschutzkonzepte versuchen, die Beziehung zwischen diesen Elementen zu eliminieren oder zu trennen.
Die Zündschutzart Eigensicherheit zielt speziell auf den Anteil der Zündquelle ab, indem die Energiemenge innerhalb eines Stromkreises auf ein nicht-zündfähiges Niveau begrenzt wird. Durch die ordnungsgemäße Beseitigung der Zündquelle wird die erforderliche Risikominderung erreicht und die gewünschte zusätzliche Sicherheit kann realisiert werden.

Anwendung und Vorteile der Zündschutzart Eigensicherheit

Da das Ziel der Eigensicherheit ist, die Energiemenge im Stromkreis zu begrenzen, kommen nur Systeme oder Signale mit niedriger Energie in Frage. Dazu gehören in erster Linie Sensoren, Aktoren und die mit ihnen verbundenen Steuersignale, aber auch mobile Geräte wie Handheld-Messgeräte, Smartphones und Tablets. Von einfachen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen bis zur digitalen Prozessautomation mit Ethernet-APL lässt sich Eigensicherheit einfach umsetzen.

Ein großer Vorteil der Eigensicherheit ist, dass eigensichere Geräte so konstruiert werden können, dass sie sämtliche Gefahrenbereiche weltweit abdecken, sowohl für Gas-/Dampf- als auch für Staubgefahren, was sie zu einer sehr vielseitigen Zündschutzart macht. Die Eigensicherheit ist zudem die einzige Schutzart, die es erlaubt, Klemmen in explosionsgefährdeten Bereichen zu öffnen oder eigensichere Betriebsmittel zu entfernen und durch gleichwertige zu ersetzen. Ebenso können Fehlersuche oder Reparaturen unter Spannung durchgeführt werden, ohne dass Anlagenbereiche abgeschaltet werden müssen.

Klassifizierung von Gefahrenbereichen und Ex i Schutzniveaus

Weltweit gibt es zwei Systeme zur Klassifizierung von Gefahrenbereichen:

• das Class/Division-System, das in den USA und Mexiko vorherrscht und in Kanada und anderen südamerikanischen Ländern noch recht verbreitet ist
• das Zonensystem, das in allen Ländern und Regionen anerkannt und verwendet wird

Eigensichere Geräte und zugehörige Betriebsmittel werden entsprechend ihres Schutzniveaus unterschieden:

• Ex ia ist geeignet für den Einsatz in Zone 0, 1 und 2, Division 1: Zündschutz durch zwei Schutzmaßnahmen bietet ein sehr hohes Sicherheitslevel (sicherer Normalbetrieb auch bei zwei Fehlern)
• Ex ib ist geeignet für den Einsatz in Zone 1 und 2, Division 2: Zündschutz durch eine Schutzmaßnahme bietet ein hohes Sicherheitslevel (sicherer Normalbetrieb auch bei einem Fehler)
• Ex ic ist geeignet für den Einsatz in Zone 2, Division 2: Zündschutz bei Normalbetrieb (sicher im Normalbetrieb)

Drei wichtige Begriffe zur Beschreibung der Eigensicherheit

Wenn es um die Konstruktion von Geräten oder Anlagen geht, die eigensichere Geräte verwenden, gibt es drei spezifische Begriffe, die zur Beschreibung der grundlegenden Sicherheitskomponenten verwendet werden. Das Verständnis dieser Begriffe ist ein erster Schritt, um ein eigensicheres System oder eine eigensichere Anlage als Ganzes zu verstehen.

Eigensicheres Betriebsmittel

Dabei handelt es sich um elektrische Betriebsmittel, die durch Eigensicherheit vollständig geschützt sind, beispielsweise Feldgeräte wie Sensoren oder Transmitter. Es kann sich aber auch um ein eigenständiges Gerät handeln, z. B. Mobilgeräte wie Handhelds, Smartphones und Tablets.

Zugehöriges Betriebsmittel

Dabei handelt es sich um ein elektrisches Betriebsmittel, das sowohl eigensichere als auch nicht-eigensichere Schaltkreise enthält. Dies sind die Geräte, die eine Schnittstelle zum eigensicheren Gerät bilden, um dessen Sicherheit zu gewährleisten. Ähnlich einer Barriere oder einer Komponente, die dazu dient, die Energie im Feld zu begrenzen. Es gibt viele zugehörige Betriebsmittel dieser Art, die für die Installation in weniger explosionsgefährdeten Bereichen wie der Zone 2/22 oder Division 2 ausgelegt sind, aber sie können auch nur für die Installation in einem nicht-explosionsgefährdeten Bereich ausgelegt sein, wobei ihre Ausgangssignale an das eigensichere Gerät im Ex-Bereich gehen.

Eigensicherer Stromkreis

Dabei handelt es sich um einen Gesamtstromkreis, der weder durch Funken noch durch thermische Effekte zu einer Zündquelle werden kann. Dies bezieht sich im Allgemeinen auf den gesamten Stromkreis, in den meisten Installationen jedoch auf die Verbindung des Geräts mit den zugehörigen Betriebsmitteln, wobei alle elektrischen Verbindungen und die Leitung zur Vervollständigung des Stromkreises berücksichtigt werden. Vor der Inbetriebnahme eines eigensicheren Stromkreises für den Einsatz in einem explosionsgefährdeten Bereich muss die Eigensicherheit gemäß den einschlägigen lokalen Anforderungen überprüft und dokumentiert werden. In vielen Ländern wäre dies die IEC 60079-14 oder eine lokale/nationale Version dieser Norm, in den USA der NEC®- und in Kanada der CE-Code.

Weitere Informationen

• Eigensichere Barrieren
• Eigensichere Mobilgeräte
• Ethernet-APL Switches für eigensichere, digitalisierte Prozesse

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