Drei Säulen der Erdung

Autor Rüdiger Schnick Geschäftsführer, Schnick Systemtechnik

Man unterscheidet bei der Erdung ortsveränderlicher Objekte, die der Erdung unterliegen, passive Erdung, aktive, kontrollierte Erdung (mit Anlegekontrolle) und aktive, selektive Erdung (mit Objekterkennung). In der Praxis findet man zur passiven Erdung von Behältern wie Fässern eine Vielzahl von Erdungskontaktern, meist zangenähnliche Gebilde, von Schweißzangen über Krokodilklemmen bis hin zu Batterieklemmen. Die Gefahr dieser Erdungszangen besteht in der Qualität des Kontaktes. Laut Vorschrift darf die Erdung während des gesamten Umfüllprozesses nicht entfernt werden. Das gilt natürlich auch für die unüberwachte Erdungszange. Sie soll während des gesamten Umfüllprozesses eine gute elektrische Verbindung zum Objekt sicherstellen und die die gesamte Zeit angeklemmt bleiben.

Der gute elektrische Kontakt zum Objekt ist jedoch nicht mit jeder Zange sichergestellt. Gute Erdungszangen sollten Schmutzschichten durchbrechen, um den Kontakt zum Objekt herzustellen. Dazu benötigen sie ein scharfes Haifischmaul. Um sicherzustellen, dass die Zange auch fest hängen bleibt, gibt es Erdungszangen mit Haifischmaul und mechanischer Arretierung wie die Schnick-Erdungszangen der Serie 23-S. Durch den Aufbau aus rostfreien Edelstahl sind sie auch unter rauen Umgebungsbedingungen besonders haltbar. Die scharfen Zähne zusammen mit der hohen Anpresskraft gewährleisten einen sicheren Kontakt zum zu erdenden Objekt. Für eine noch größere Sicherheit verfügen die Zangen über eine Spannvorrichtung, die sie auf dem Erdungspunkt arretiert und vor dem Abrutschen sichert. Das Kabel mit schnittfester TPE-Isolation wird zusätzlich zur Befestigung an der M8-Kontaktschraube auf dem Mantel mit der Zugentlastung geklemmt. Somit ist ein Abreißen nahezu ausgeschlossen.

Bei Erdungssystemen, die das Anliegen der Zange am Objekt kontrollieren, bestätigt der elektrische Ausgang der Überwachungseinrichtung nicht nur das richtige Anliegen am Objekt, er signalisiert auch, dass die Erdungszange abgerissen wurde. Damit kann der Umfüllprozess schlagartig unterbrochen werden.

Schnick verwendet als Basisgerät für diesen Einsatz die Eltex-Terrabox. Sie ist für den Vor-Ort-Betrieb vorgesehen und verfügt über ein robustes Gehäuse für den Einsatz in Ex-Zone 1. Große, helle, auch bei Sonnenbestrahlung gut ablesbare Signalleuchten zeigen mit einer roten bzw. grünen Leuchte an, ob Erdung vorhanden ist. Der Umfüllprozess wird via Signalkontakt freigegeben. Der Überwachungskreis umfasst einen Ex-i-Stromkreis vom Gerät zur Erdungszange, durch das zu erdende Objekt, über die Erde (PAL) zurück ins Gerät. Ist dieser Kreis irgendwo unterbrochen, meldet die Terrabox „rot“. Liegt das zu erdende Objekt an den beiden Backen der Erdungszange an und die Verbindung ist ausreichend leitfähig, gibt die Terrabox den Prozess frei. Mit diesem Aufbau lassen sich elektrisch leitende Objekte aller Art kontrollieren.

In vielen Fällen sucht man heute im Betrieb zusätzliche Sicherheit beim Erden. Speziell die Verladeanlagen im Bereich Wareneingang und Versand sind hier im Augenmerk der Sicherheitsingenieure. Vielfach traut man dem Lkw-Fahrer des Tankwagens nicht zu, richtig zu erden. Ein Unfall kann Personenschäden zur Folge haben. Und der eventuelle Brand gefährdet auch den Betrieb und eventuell sind langwierige Reparaturen erforderlich. Das alles hat dazu geführt, mehr Sicherheit in der Auswerteelektronik zu fordern.

Das infrage kommende Auswertegerät bekommt nun also eine elektrisch unterscheidende Stufe, die aufgrund elektrischer Parameter auswertet. Um einen Tankwagen (TKW) elektrisch „sehen“ zu können, kann man den relativ hohen Widerstand über die Reifen gegen Erde (= Unterlage am Verladeplatz) auswerten oder die große Fläche (= Kapazität) des Aufliegers. Man unterscheidet also die kapazitiv-selektive und die konduktiv-/resistiv-selektive Erdungsüberwachung. Und beide Systeme sind nur für die Tankwagen-Erdung zu verwenden, haben jedoch auch ihre Grenzen.

Der Reifen bekommt bei vereistem Ladeplatz keinen elektrischen Kontakt zum Boden. Die Kapazität könnte im Winter bei nassen Reifen und zu viel Streusalz wirkungslos werden. Man muss diese Zeit umschiffen, indem der Lademeister einen Schlüsselschalter schaltet.

Beim Thema Erdung wird traditionell an brennbare Flüssigkeiten und Gase gedacht. Der Big Bag kommt da oftmals etwas zu kurz. Nicht so bei Eltex, die schon seit vielen Jahren entsprechende Systeme bieten. Unterschieden wird zwischen der Ein-Zangen- und der Zwei-Zangen-Elektronik, beide mit anderem Widerstandsbereich ausgestattet, aber sonst wie die Standardgeräte. Die Ein-Zangen-Version arbeitet ähnlich der Fass-Erdung. Es wird an einer vorgesehenen Fläche eine Zange angelegt. Beide Zangenbacken kontaktieren ein leitfähiges Feld oder sind durch die eingewebten, leitfähigen Fäden verbunden. Das Gerät schaltet frei. Die Zwei-Zangen-Version misst über zwei Zangen „diagonal von oben links nach oben rechts“ durch den Big Bag. Besteht zwischen beiden Zangen die fragliche Widerstandsverbindung, so schaltet das Gerät frei.

Neben der Erdung als zu erfüllender Funktion hat die Pharmaindustrie spezielle Anforderungen an die Verpackung des Gerätes. Die Funktionalität der Terrabox im extra dafür geschaffenen Pharmagehäuse macht Eltex-Erdungsgeräte auch für die Pharmaindustrie interessant.

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