Pt100 - Temperatur Sensoren

NEC

Jeder in der USA ansässige Betreiber, der mit Pt100-Widerstandsthermometern die Temperatur von explosionsfähigen Stoffen messen möchte,
hat sich bereits mit dem Thema „Explosionsschutz“ beschäftigt und ist dabei auf den Begriff „Ex-proof“ und „NEC“ gestoßen.

Ex-proof bezieht sich auf Geräte die speziell konstruiert sind, um in gefährlichen Umgebungen mit explosiven Gasen, Dämpfen, Staub oder Fasern sicher zu arbeiten.
NEC steht für National Electrical Code (auch bekannt als NFPA 70), der Standard in USA nach dem die Geräte zertifiziert werden.

Es existieren 2 gleichwertige NEC-Standards nebeneinander.
Damit soll dem Anwender die Möglichkeit gegeben werden, das für ihn technisch und wirtschaftlich optimale System anzuwenden.

• NEC 500 (traditionelles System)
  Die Einteilung der gefährdeten Bereiche und Produkte erfolgt nach „class“ und division“.
• NEC 505 (seit 1996) und NEC 506 (seit 2005)
  In Anlehnung an die IECEx, wird eine Einteilung der gefährdeten Bereiche in „Zonen“ vorgenommen.
  Die NEC505 war ursprünglich nur für brennbare Gase, Dämpfe und wurde dann durch die NEC 506 für Stäube erweitert.

Eckpunkte

• Rechtsgrundlage
  NEC 500: In der USA in vielen US-Bundesstaaten gesetzlich vorgeschrieben.
  NEC 505/506: In der USA, gesetzlich zulässig, aber optional.
• Anwendungsbereich
  NEC 500: Weit verbreitet in den USA, speziell in älteren Anlagen.
  NEC 505/506: Für neue Anlagen mit internationaler Ausrichtung (IEC-orientiert)
• Normenbasis
  NEC 500: Class-/Division-System.
  NEC 505/506: Zonensystem, angelehnt an IEC 60079-10-1.
• Zertifizierungssystem
  NEC 500: Geräte benötigen Division-Zulassung (z.B. UL, FM).
  NEC 505/506: Geräte nach Zonenprinzip zertifiziert (z.B. IECEx, ATEX möglich)
• Zulässige Schutzarten
  NEC 500: US-spezifische Bauformen für Divisionen.
  NEC 505/506: Exd, Exe, Exi, etc. gemäß IEC.

Wann kommt es zur Explosion?

Eine Explosion ist eine plötzliche und heftige Freisetzung von Energie, die durch verschiedene physikalische oder chemische Prozesse ausgelöst werden kann.
Sie tritt auf, wenn eine schnelle Umwandlung von Materie oder Energie stattfindet, wodurch ein plötzlicher Druckanstieg entsteht. Dabei entstehen meist Schockwellen, Hitze und manchmal Licht.
Chemische Explosionen resultieren häufig aus einer schnellen Reaktion von brennbaren Substanzen mit Sauerstoff, wie bei der Detonation von Sprengstoffen oder brennbaren Gasen.
Zu einer Explosion kommt es, wenn drei Bedingungen erfüllt sind:

Ex-Schutz Zonen nach NEC

Explosionsgefährdete Bereiche nach NEC500, auch als "Division" bezeichnet, entstehen überall dort, wo entzündliche Stoffe in Form von Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben in gefährlichen Konzentrationen auftreten können. Diese spielen beim Arbeiten mit brennbaren Stoffen eine zentrale Rolle.
Um Risiken für Menschen, Anlagen und die Umwelt zu minimieren, werden explosionsgefährdeten Bereiche in 2 verschiedene "Divisions"" eingeteilt, die jeweils unterschiedliche Sicherheitsanforderungen erfordern.
Die Einteilung erfolgt gemäß der Wahrscheinlichkeit und Dauer des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre.
Diese systematische Einteilung ist die Grundlage für die Auswahl geeigneter Schutzmaßnahmen, wie explosionsgeschützte Geräte und sicherheitsbewusste Betriebsabläufe, und stellt die Betriebssicherheit in potenziell gefährlichen Umgebungen sicher.

Gerätekennzeichnung von Pt100 - Widerstandsthermometer nach NEC 500

Die Gerätekennzeichnung nach NEC ist eine entscheidende Voraussetzung für den sicheren Einsatz von Pt100 - Widerstandsthermometer in explosionsgefährdeten Bereichen.
NEC steht für das in USA gebräuchliche Zertifizierungssystem, das Anforderungen an Geräte und Schutzsysteme für den Einsatz in Umgebungen mit potenzieller Explosionsgefahr regeln.
Die Kennzeichnung liefert wichtige Informationen über die Eignung eines Geräts für bestimmte explosionsgefährdete Bereiche und die erlaubte Verwendung für unterschiedlicher explosionsfähiger Stoffe.
Die Kennzeichnung muss dauerhaft und gut sichtbar am Gerät angebracht sein.
Hersteller, Betreiber und Wartungspersonal müssen die Kennzeichnung verstehen, um die korrekte Auswahl, Installation und Wartung der Pt100-Widerstandsthermometer gemäß den NEC-Anforderungen sicherzustellen.
Pt100 - Widerstandsthermometer ohne korrekte Kennzeichnung, dürfen in explosionsgefährdeten Bereichen nicht verwendet werden, da sie ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellen können.
Neben der Kennzeichnung sind auch regelmäßige Prüfungen und Wartungen nach NEC-Vorgaben erforderlich, um die Sicherheit langfristig zu gewährleisten.

Hauptelemente der Gerätekennzeichnung:

• Erlaubter Einsatzbereich des Pt100 - Widerstandsthermometers
  Die Kennzeichnung legt fest für welche explosionsgefährdete Bereiche die Pt100 - Widerstandsthermometer eingesetzt werden dürfen ("Division").
  Weiterhin wird die max. entstehende Oberflächentemperatur des Gerätes festgelegt ("Temperaturklasse").
• Eigenschaft des explosionsfähigen Produktes
  Die Kennzeichnung legt fest, für welche Art von Stoffen das Pt100- Widerstandsthermometer eingesetzt werden darf ("Class") und wie gefährlich das zu messende Produkt ("Group") sein darf.
  Der Anlagenbetreiber muss sicherstellen, dass die Zündtemperatur des Produkts nicht niedriger ist als die maximal entstehende Oberflächentemperatur des Geräts ("Temperaturklasse").
  Die Zündtemperatur für viele Produkte finden sie bei:
  Gase: https://gestis.dguv.de
  Stäube: https://www.dguv.de/ifa/gestis/gestis-staub-ex/index.jsp

Beispiel für die Kennzeichnung elektrischer Geräte nach NEC 500:
(Der farbliche Hintergrund dient lediglich der Zuordnung zu nachstehender Erklärung.)
Beispiel für die Kennzeichnung elektrischer Geräte nach NEC 505/NEC506:
(Der farbliche Hintergrund dient lediglich der Zuordnung zu nachstehender Erklärung.)

NEC 505 (Gase, Dämpfe) NEC 506 (Staub, Flusen):