
Nordamerika
In Nordamerika haben sich auf dem Gebiet des Explosionsschutzes elektrischer Geräte und Anlagen Techniken und Systeme entwickelt, die wesentlich von der IEC-Technik abweichen. In den USA gilt der NEC und in Kanada der CEC.
1. Allgemein
Die Grundprinzipien des Explosionsschutzes sind auf der ganzen Welt gleich. Dennoch haben sich in Nordamerika auf dem Gebiet des Explosionsschutzes elektrischer Geräte und Anlagen Techniken und Systeme entwickelt, die wesentlich von der IEC-Technik abweichen. Die Unterschiede liegen dabei u.a. in der Einteilung der explosionsgefährdeten Bereiche, der Konstruktion der Betriebsmittel und der Installation der elektrischen Anlagen.
2. Errichtung und Betrieb
Für elektrische Betriebsmittel und Anlagen, die in explosionsgefährdeten Betriebsstätten zum Einsatz kommen, gilt in den USA der National Electrical Code (NEC) bzw. in Kanada der Canadian Electrical Code (CEC). Diese haben den Charakter von Errichtungsbestimmungen für elektrische Anlagen in allen Bereichen und verweisen auf eine Reihe weiterer Standards anderer Institutionen, die die Bestimmungen für die Installation und den Bau geeigneter Betriebsmittel enthalten.
Die Installationsmethoden für das Zonenkonzept nach dem NEC 505 entsprechen weitgehend dem des traditionellen Class/Division-Systems. Neu im NEC ist neben der Verwendung von starren Rohrleitungen und mineralisolierten Kabeln Typ MI in Class I, Division 1 bzw. Zone 1, auch der Einsatz von zugelassenen metallummantelten Kabeln Typ MC. Ein bedeutender Vorteil des CEC ist die verstärkte Anwendungsmöglichkeit von Kabeln und Leitungen. Kanada hat im Gegensatz zu den USA auch die Verwendung von speziellen Kabeln, die den stahldrahtarmierten Kabeln im IEC-Bereich ähnlich sind, schon seit einiger Zeit erlaubt.
Weitergehend gibt es auch für den Bau und die Prüfung von explosionsgeschützten elektrischen Anlagen und Betriebsmitteln in Nordamerika verschiedene Normen und Bestimmungen. In den USA sind dies vorwiegend die Standards von Underwriters Laboratories Inc. (UL), Factory Mutual Research Corporation (FM) und der International Society for Measurement and Control (ISA). In Kanada hingegen, die der Canadian Standards Association (CSA).
3. Auswahl Geräte
Schutzarten von Gehäusen
Ebenso wie nach IEC 60529 die IP-Schutzarten für Gehäuse festgelegt wurden, gibt es in den USA u.a. den Standard Publ. No. 250 der NEMA (National Electrical Manufacturing Association), welcher die Schutzart von Gehäusen behandelt.
Diese Schutzarten können nicht direkt mit denen nach IEC verglichen werden, da zusätzliche Umgebungseinflüsse (z.B. Kühlflüssigkeiten, Schneidöle, Korrosion, Vereisung, Hagel) behandelt werden.
Klassifizierung explosionsgefährdeter Bereiche
Explosionsgefährdete Bereiche fallen in Nordamerika unter den Begriff »hazardous (classified) locations« und werden in den USA in Abschnitt 500 und 505 des National Electrical Code (NEC) und in Kanada in Abschnitt 18 und Anhang J des Canadian Electrical Code (CEC) definiert.
Sie umfassen Bereiche, in denen brennbare Gase, Dämpfe oder Nebel (Class I), Stäube (Class II) oder Fasern und Flusen (Class III) in gefahrdrohender Menge auftreten können.
Nach der Häufigkeit oder der Dauer des Auftretens dieser Stoffe werden die explosionsgefährdeten Bereiche traditionell in Division 1 und Division 2 unterteilt. 1996 wurde in den USA für Class I zusätzlich zu diesem bestehenden System das nach IEC übliche Klassifizierungssystem in Zonen eingeführt. Diese Änderung erfolgte durch Artikel 505 des NEC, womit dem Anwender die Möglichkeit geboten wird, dass für ihn technisch und wirtschaftlich optimale System zu wählen.
Auch in Kanada wurde das IEC-Zonenkonzept für Class I eingeführt (CEC Ausgabe 1988), nachdem seither alle neu errichteten Anlagen nach diesem Konzept klassifiziert werden müssen.
Im traditionellen nordamerikanischen Klassifizierungssystem werden explosionsfähige Gase, Dämpfe und Nebel der Class I in die Gasgruppen (Groups) A, B, C und D eingeteilt und brennbare Stäube der Class II in die Gruppen E, F und G.
Hier bezeichnet der Buchstabe A die gefährlichste Gasgruppe, während nach IEC und nach der neuen Einteilung gemäß Artikel 505 Gruppe C die gefährlichste Gasgruppe ist.
In Kanada ist es möglich, bei der Zonenklassifizierung beide Gasgruppensysteme zu verwenden. Die Festlegung der maximalen Oberflächentemperatur nach Artikel 505 im NEC erfolgt in Übereinstimmung mit IEC in sechs Temperaturklassen T1 bis T6, mit einer zusätzlichen Unterteilung in Temperaturunterklassen im Division-System. Nach dem CEC 1998 wurde das bestehende System der Temperaturklassen nicht geändert.
Zertifizierung und Kennzeichnung
In den USA und Kanada sind elektrische Ausrüstungen und Betriebsmittel in explosionsgefährdeten Betriebsstätten in der Regel zulassungspflichtig. Ausnahmen bilden solche elektrische Betriebsmittel, die aufgrund ihrer Konstruktion und Eigenart die explosionsfähige Atmosphäre, in der sie eingesetzt sind, nicht zünden können. Über die Zulassungspflicht entscheidet die zuständige Behörde. Geräte, die für explosionsgefährdete Bereiche entwickelt und gefertigt werden, werden in den USA und Kanada durch national anerkannte Prüfstellen geprüft und zugelassen. Zusätzlich zu den Daten, wie z.B. Hersteller, Typ, Serien-Nr. und elektrische Daten, sind die den Explosionsschutz betreffenden Daten in die Kennzeichnung des Betriebsmittels aufzunehmen. Die Vorgaben dazu sind im NEC, dem CEC sowie in den entsprechenden Baubestimmungen der Prüfstellen vorgegeben.
Class I, II & III, Division 1 und 2
Zugelassene elektrische Betriebsmittel für Class I, Class II und Class III, Division 1 und Division 2 sollen so gekennzeichnet sein, dass sie die folgenden Angaben tragen:
- Class(es), Division(s)
(optional außer für Division 2) - Gas-/Staub-Gruppe(n)
- Betriebstemperatur oder Temperaturklasse
(optional für T5 und T6)
Beispiel: Class I Division 1 Groups C D T4
Class I, Zone 0, 1 und 2
Bei Betriebsmitteln für den Einsatz in Class I, Zone 0, Zone 1 oder Zone 2 wird zwischen »Division Equipment« und »Zone Equipment« unterschieden.
(1) Division Equipment
Betriebsmittel, die für Class I, Division 1 und/oder Class I, Division 2 zugelassen sind, können mit folgenden Angaben gekennzeichnet werden:
- Class I, Zone 1 oder Class I, Zone 2
- Gasgruppe(n) IIA, IIB oder IIC
- Temperaturklasse
- Zündschutzarten
Beispiel: Class I Zone 1 d,e IIC T4
(2) Zone Equipment
Betriebsmittel, die einer oder mehreren Zündschutzarten nach Artikel 505 des NEC und Abschnitt 18 des CEC entsprechen, sollen folgendermaßen gekennzeichnet sein:
- Class (optional in Kanada)
- Zone (optional in Kanada)
- Symbol AEx (USA) bzw. Ex oder EEx (Kanada)
- Kurzzeichen der verwendeten Zündschutzart(en)
- Gruppe des elektrischen Betriebsmittels II oder Gasgruppe(n) IIA, IIB oder IIC
- Temperaturklasse
Beispiel: Class I Zone 0 AEx ia IIC T6