Blitzen den Zahn ziehen

Manfred Kienlein

Der Betreiber hat die besonderen Risiken, die von einer explosionsfähigen Atmosphäre ausgehen, zu beurteilen. Benachbarte Anlagenteile, die über Öffnungen mit dem explosionsgefährdeten Bereich verbunden sind oder sein können, müssen in die Risikobewertung (siehe Tabelle) mit einbezogen werden. Beim Einsatz von Betriebsmitteln sowie beim Betrieb von Anlagen innerhalb explosionsgefährdeter Bereiche ist zu prüfen, ob Zündgefahren auftreten können. Hierbei muss die Zündwirksamkeit der Zündquelle mit der Entzündbarkeit des brennbaren Stoffes verglichen werden. Kann die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer wirksamen Zündquelle nicht abgeschätzt werden, ist davon auszugehen, dass die Zündquelle stets vorhanden ist (EN 1127-1 Absatz 5.3.1). Dreizehn verschiedene Zündquellen werden unterschieden. Sowohl in der EN 1127-1 als auch in der BGR 104 (Explosionsschutz-Regeln) wird der Blitzschlag als Zündquelle (Bild 1) benannt. Demnach wird eine explosionsfähige Atmosphäre stets entzündet, wenn ein Blitz in diese einschlägt. Daneben besteht eine Zündmöglichkeit auch durch starke Erwärmung der Ableitwege des Blitzes. Von Blitzeinschlagstellen aus fließen starke Ströme, die in der Nachbarschaft der Einschlagstelle Funken hervorrufen können. Selbst ohne Blitzeinschlag können Gewitter zu hohen induzierten Spannungen in Geräten, Schutzsystemen und Komponenten führen.

Werden Gefährdungen durch Blitzeinwirkungen festgestellt, dann müssen alle Geräte, Schutzsysteme und Komponenten aller Kategorien durch geeignete Blitz- und Überspannungsschutzmaßnahmen geschützt werden.

Die Hauptfunktion eines Blitzschutzsystems nach DIN EN 62305 (VDE 0185-305) besteht im Schutz von Leben und Eigentum vor den zerstörenden Wirkungen des Blitzes. Ein Blitzschutzsystem setzt sich aus dem äußeren und dem inneren Blitzschutz zusammen. Dabei besteht der äußere Blitzschutz aus der Fangeinrichtung, den Ableitungen und der Erdungsanlage (Bild 2). Die Maßnahmen des inneren Blitzschutzes (z. B. Potenzialausgleich) führen zu einer Verminderung der Auswirkungen des Blitzstromes innerhalb der zu schützenden Anlage.

Im Beiblatt 2 (DIN EN 62305-3-Bbl.2) und im Anhang D der Blitzschutznorm DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) sind „Gebäude und Anlagen mit explosionsgefährdeten Bereichen“ aufgeführt. Demnach entspricht ein Blitzschutzsystem, das nach Blitzschutzklasse II ausgelegt ist, den normalen Anforderungen für explosionsgefährdete Bereiche.

Sind zusätzliche Maßnahmen aufgrund von extremen Umwelteinflüssen, gesetzlichen Vorgaben usw. notwendig, so muss eine Auslegung der Blitzschutzklasse nach DIN EN 62305-2 (VDE 0185-305-2) erfolgen. Mithilfe einer Risikoanalyse wird das Schadensrisiko durch direkte und indirekte Blitzeinschläge für eine bauliche Anlage einschließlich darin befindlicher Personen und Ausrüstung bestimmt. Ist das Schadensrisiko größer als ein akzeptierbares Risiko, muss das Schadensrisiko infolge Blitzschlages durch Blitzschutzmaßnahmen so minimiert werden, dass es das akzeptierbare Risiko nicht mehr übersteigt.

In explosionsgefährdeten Anlagen mit Zone 2 oder 22 ist nur bei seltenen, unvorhergesehenen Zuständen (normalerweise nicht oder aber nur kurzzeitig) damit zu rechnen, dass explosionsgefährdete Atmosphäre vorhanden ist. Nach der Beurteilung der Wahrscheinlichkeit eines gleichzeitigen Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre und eines Blitzeinschlages, ist es zulässig, in Zone 2 und 22 Fangeinrichtungen zu positionieren.

Neben den Gefährdungen durch die Wirkungen des direkten Blitzeinschlags in explosionsgefährdete Bereiche, ist auch die Gefährdung durch die elektromagnetische Wirkung des Blitzstromes auf die Installation einer elektrischen Anlage zu berücksichtigen. Denn selbst bei entfernten Einschlägen können in den verschiedenen Leitungen, fremden leitfähigen Teilen, die eine Schleife bilden, usw. Ströme induziert werden, die einen Zündvorgang auslösen und/oder eine Zerstörung der elektrischen Betriebsmittel verursachen. Besonders gefährdet sind hier eigensichere Messkreise. Anforderungen an den Blitzschutz von eigensicheren Kreisen sind in der VDE 0165-1 und in der DIN EN 60079-25 „Elektrische Betriebsmittel für gasexplosionsgefährdete Bereiche – Teil 25: Eigensichere Systeme“ aufgeführt.

Um diese Gefährdungen zu beherrschen, ist ein in sich geschlossenes aufeinander abgestimmtes Blitz-Schutzzonen-Konzept nach DIN EN 62305-4 zu erstellen. Dabei sind an den Übergängen der Blitz-Schutzzonen Überspannungsschutzgeräte sowie bauliche Schirmungsmaßnahmen zu errichten. Diese Maßnahmen sind insbesondere dort von wesentlicher Bedeutung, wo Einrichtungen im Sinne der Atex oder anderer MSR-Technik, die dem Explosionsschutz dient, in ihrer Funktion beeinträchtigt werden können.

EMV-Schutz und Eigensicherheit für MSR-Kreise bietet das Überspannungsschutzgerät Dehnpipe MD Ex (Bild 3). Durch dessen angepasste Ansprechgleichspannung $500 V wird die Erdfreiheit des Messkreises nicht beeinflusst.

Die Prüfbescheinigung PTB 03 Atex 2088 II 2(1) G EEx ia IIC T4/T5/T6 dokumentiert, dass die inneren Kapazitäten und Induktivitäten des Dehnpipe MD Ex vernachlässigbar klein sind und somit keine Bedeutung für die Auslegung des Ex(i)-Kreises haben. Dies vereinfacht die Einbindung des Schutzgerätes in Ex(i)-Kreise erheblich. Eingesetzt wird das Schutzgerät unmittelbar vor dem Messumformer. Aber auch Bussysteme, wie z. B. Profibus-PA oder der Foundation Fieldbus für Ex(i) können mit dem Dehnpipe MD Ex geschützt werden.

Bei der Gefährdungsbeurteilung einer Explosionsgefahr nach BetrSichV muss der Arbeitgeber u.a. die Wahrscheinlichkeit, die Aktivierung und das Wirksamwerden von Zündquellen beurteilen. Eine wichtige Zündquelle ist der Blitz. Werden Gefährdungen durch Blitzschlag festgestellt, so fordert BGR 104, dass alle Zonen durch geeignete Blitzschutzmaßnahmen zu schützen sind.

Halle 7A, Stand 604

cav 486

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