Eigensichere vs. explosionsgeschützte Leuchten
Unternehmen müssen in der Regel kein Geld für explosionsgeschützte Leuchten ausgeben, da sie mit inhärent sicherer Beleuchtung ein ausreichendes Maß an Sicherheit erreichen können. Welche Beschränkungen gibt es für diesen Anspruch und warum gibt es einen Preisunterschied? Zwei Beleuchtungskategorien – eigensicher und explosionsgeschützt – basieren auf zwei unterschiedlichen Strategien zur Vermeidung von Explosionen in einer Dampfumgebung.
Ingenieur Kevin Findlay erklärt den Unterschied wie folgt:
Eigensicherheit und Explosionsschutz sind die beiden bekanntesten Zündschutzarten. Der Hauptunterschied zwischen den beiden besteht zwischen Prävention und Eindämmung und ist ziemlich bedeutsam. Die Eindämmungs-Denkweise lässt zwar zu, dass die Entzündung stattfindet, verhindert jedoch, dass sie sich in die offene Atmosphäre ausbreitet, wo sie tödlich werden kann. Prävention bewahrt die Quelle von Zündung unter Kontrolle halten und nie genug Energie zulassen, um eine Zündung zu starten. Der Einsatz von inhärent sicherer Ausrüstung ist bei weitem die repräsentativste Präventionsstrategie.
Fundamental Sicher (IST) Standard:
Die Zertifizierung von Lichtsystemen als inhärent sicher basiert auf internationalen Sicherheitsstandards.
Produkte, die ihre Kriterien in Forschungsstudien erfüllen, erhalten Zertifikate (FM3610-Zertifizierung) von FM Approvals, der unabhängigen Prüfabteilung weltweiter Versicherungsunternehmen.
Standards für „Explosive Atmospheres Performance“ werden vom American National Standards Institute veröffentlicht (ANSI/ISA 60079-1-Standards).
Beleuchtung, die in gefährlichen Umgebungen explosionsgeschützt ist, ist von United Laboratories (UL) zertifiziert (UL 1203).
Der National Electrical Code (NEC) bietet auch Empfehlungen für Elektriker und andere Fachleute, die Leuchten an gefährlichen Orten installieren.
Ein inhärent sicherer Zustand bedeutet, dass in der Verkabelung oder Elektronik des Geräts absolut keine Gefahr besteht, dass ein Funke entsteht.
Die Beleuchtung kann nicht genügend Energie aufbauen, um das Gas oder den Dampf dort zu entzünden.
Das Gerät, das die Beleuchtung antreibt, kann keine Oberflächentemperatur erreichen, die hoch genug ist, um das Gas oder den Dampf in der Nähe zu entzünden.
Norm für Explosionswiderstand (EP):
Auch wenn das Gerät als explosionsgeschützt eingestuft ist, kann es sein, dass die Beleuchtung einer Explosion nicht standhält. Es weist darauf hin, dass die Beleuchtung in einer Struktur enthalten ist, die sie im Falle eines internen Funkens vor externen Explosionen schützt.
Die Gehäuse bestehen häufig aus Aluminiumguss oder Edelstahl.
Das Gehäuse soll jede interne Explosion eindämmen, die durch interne Funken verursacht wird, wenn Gase aus einer gefährlichen Umgebung in das Gehäuse eindringen.
Um die Anforderung zu erfüllen, dass im Falle einer inneren Explosion die Außenoberflächentemperatur die Zündtemperatur der Gase in der Atmosphäre nicht überschreitet, müssen explosionsgeschützte Beleuchtungen entsprechend isoliert werden.
Diagramm gefährlicher Umgebungen im Vergleich zwischen eigensicheren und explosionsgeschützten Leuchten
Die Beleuchtungskörper werden anhand von drei anerkannten Klassen und zwei „Unterteilungen“ gefährlicher Atmosphären bewertet:
Am explosivsten sind Gase und Dämpfe der Klasse 1.
Acetylen gehört zur Gruppe A.
Gruppe B. Gase, die künstlich hergestellten Wasserstoff und Wasserstoff enthalten
Petrochemie, Gruppe C
Spezies D. Methan
Brennbarer Staub gehört zur Klasse 2.
Brennbare Fasern und „Flugabfälle“ bilden die Klasse 3.
Innerhalb jeder Klasse gibt es zwei „Unterteilungen“ gefährlicher Bedingungen:
Abteilung I: Die Dämpfe oder Gase sind ständig in ausreichender Menge vorhanden, sodass eine Explosionsgefahr besteht.
Abteilung II: Wenn Gase oder Dämpfe vorhanden sind, können sie so konzentriert sein, dass sie bei Vorhandensein eine Explosionsgefahr darstellen.
Beleuchtung mit geringer Leistung, die häufig Batterien und wiederaufladbare Batterien verwendet, gilt als eigensichere Beleuchtung. Bei dieser Beleuchtung kommen häufig Leuchtdioden (LEDs) zum Einsatz, eine Art Niedervolt-Glühbirne. Diese Klassifizierung wird häufig für Halogentaschenlampen und Hochdruckentladungslampen (HID) verwendet.
Tatsächlich werden eigensichere Leuchten mit nicht zündfähigen Grenzwerten für den Stromverbrauch gebaut, so dass bei Stromstärken und Spannungen, die in potenziell gefährlichen Umgebungen Explosionen auslösen könnten, keine Funken entstehen können.
Durch die Installation eines Temperatursensors in einem Standard-Industrie-IS-Beleuchtungskreis würde die Energiemenge, die der Leuchte zugeführt wird, abhängig von der Temperatur gesteuert. Obwohl die Umgebungstemperatur die Beleuchtung reguliert, müssen dennoch strenge Beleuchtungsvorschriften eingehalten werden.
Hochleistungsentladungslampen strahlen Licht durch ein Quarzglas- oder geschmolzenes Aluminiumrohr aus, das klar, versiegelt und mit Gas und Metallsalzen gefüllt ist. Die Metallsalze werden durch einen im Gas erzeugten Lichtbogen erhitzt und verdampft, wodurch ein Plasma entsteht, das das vom Lichtbogen selbst erzeugte Licht verstärkt. Im Vergleich zu Leuchtstofflampen oder Glühlampen erhöhen diese Hochleistungslampen die Sichtbarkeit des Lichts pro Stromeinheit. Sichtbares Licht wird mit einem größeren Energieanteil erzeugt als Infrarotenergie (Wärmeenergie). Bei einer Nutzungsdauer von 10,000 Stunden erschöpfen sich die Leuchtstoffe (Metallkristalle) und ihre Lichtleistung nimmt um bis zu 70 Prozent ab.
Es besteht allgemein Einigkeit darüber, dass eigensichere Beleuchtung die beste Option für Gefahrenbereiche ist.
Niederspannungsbeleuchtungskörper sind nicht die einzigen Geräte, die explosionsgeschützt gemacht werden können. Explosionsgeschützte Geräte verfügen über eine einfache und übersichtliche Verkabelung.
Allerdings sind die Kosten für die Verkabelung explosionsgeschützter Beleuchtung hoch, da neben der Notwendigkeit eines robusten Gehäuses auch Leitungen, Gehäuse und Dichtungen erforderlich sind.
Das Gehäuse der Leuchte muss sorgfältig auf Beschädigungen und Undichtigkeiten untersucht werden.
Die Mehrheit der Experten ist sich darin einig, dass bei explosionsgeschützten Leuchten größere Sicherheitsbedenken bestehen, da eine Explosion zulässig ist und eine Katastrophe zur Folge haben kann, wenn etwaige Mängel ignoriert werden.
Eigensichere Geräte lassen niemals eine Zündung zu.
Selbst unter Störbedingungen wie freigelegten Platinen oder beschädigten Kabeln kann es nicht zu Explosionen kommen.
Die Verkabelung ist eine wesentlich einfachere Technik als die explosionsgeschützte Installation. Es muss nur gemäß den elektrischen Vorschriften verkabelt werden.
Eigensichere Geräte müssen keinem strengen Wartungsplan folgen, da keine Brandgefahr besteht. Während der Tests und der Geräteprogrammierung müssen die Bediener die Räume nicht verlassen.
Zahlreiche Hand- oder tragbare Lichtquellen, die mit wiederaufladbaren Batterien betrieben werden und an Niederspannungs-Wechselstrom angeschlossen werden können, sind Beispiele für eigensichere Geräte.
