Auswahl und Einsatz von Kabeln in explosionsgefährdeten Bereichen

Verfasst von Michael Morley. Michael ist Technischer Leiter bei Wolf Safety und entwickelt seit über 25 Jahren Beleuchtungsprodukte für den sicheren Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen.

Die Wahl des optimalen Kabels für Ihre Beleuchtungsanwendung in explosionsgefährdeten Bereichen kann für die Sicherheit genauso wichtig sein wie die Wahl der richtigen ATEX-Leuchte.

Nach der Auswahl der für Ihre Umgebung und Ihren Betrieb am besten geeigneten Beleuchtung sollten Sie die optimale Verkabelung und deren optimale Handhabung im explosionsgefährdeten Bereich berücksichtigen.

Dazu sind sechs Schlüsselfaktoren zu berücksichtigen:

• Umgebungstemperatur im Arbeitsbereich
• Risiko mechanischer Beschädigungen des Kabels im Arbeitsbereich
• Beständigkeit des Kabels gegen Chemikalien oder Lösungsmittel (je nach Einsatz)
• Offshore-Spezifikationen: raucharm, halogenfrei
• Kabelschutzsystem 110/230 V
• Kabellänge; insbesondere bei 24-Volt-Systemen.

Anhand der Bewertung dieser sechs Punkte durch den Anwender kann aus dem breiten Angebot das am besten geeignete Kabel ausgewählt werden, das jeweils spezifische Vorteile bietet.

Der am häufigsten verwendete Kabeltyp im Onshore-Energie- und Industriesektor ist das SY-Kabel.

SY-Kabel verfügen über einen PVC-Außenmantel und eine geflochtene Panzerung zum Schutz vor mechanischen Beschädigungen. Die geflochtene Panzerung, auch Stahlgeflecht oder mechanischer Schutz genannt, ist besonders wichtig bei temporären Anwendungen, bei denen ein erhöhtes Risiko des Einklemmens, Zertrampelns oder Überfahrens besteht. Mit einer maximalen Umgebungstemperatur von +70 °C eignet sich dieses Kabel ideal für wärmere Umgebungen. Für Umgebungen mit niedrigen Temperaturen unter +5 °C ist es jedoch weniger geeignet, da das Kabel spröde werden kann.

Geflochtene Schiffskabel werden häufig für Offshore-Installationen und Schiffsanwendungen gewählt, bei denen Hitze-, Öl- und Flammbeständigkeit erforderlich sind. Wie SY-Kabel enthält auch geflochtene Schiffskabel ein Stahlgeflecht, ist jedoch stärker und robuster, wenn auch weniger flexibel. Es entspricht der Norm BS6883 und verwendet raucharme, halogenfreie Materialien.

H07RN-F-Kabel sind eine weitere Option und werden in Europa häufig für temporäre Beleuchtungsanlagen in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt. Es handelt sich um ein Hochleistungs-Stromkabel mit robustem Gummimantel, das flexibel und beständig gegen chemische, mechanische und thermische Belastungen ist. Der Betriebstemperaturbereich liegt bei -30 °C bis +60 °C für feste Installationen (bis zu +85 °C für geschützte feste Installationen) und bei -15 °C bis +60 °C im gebogenen Zustand.

Neuere Anwendungen erfordern Kabel mit Polyurethan als Mantelmaterial, oft abgekürzt als PUR-Kabel.

PUR-Kabel sind halogenfrei, flammhemmend und bieten eine erhöhte mechanische, chemische, Schlamm- und UV-Beständigkeit, wodurch sie sich für raue Umgebungen eignen. Sie sind für den Betrieb zwischen -40 °C und +125 °C geeignet (genaue Ober- und Untergrenzen finden Sie in den jeweiligen Kabelspezifikationen).

Der Anwender muss nicht nur entscheiden, welches Kabel für seine Anforderungen am besten geeignet ist, sondern auch, wie er es im Arbeitsbereich handhabt. Bei der Positionierung ist darauf zu achten, dass das Risiko von Schnitten, Abschürfungen und Beschädigungen durch Fahrzeuge minimiert wird. Wolf bietet eine Reihe nützlicher Zubehörteile an.

Um die Sicherheit bei der Verwendung von Netzstrom in explosionsgefährdeten Bereichen weiter zu erhöhen, werden häufig Leitungsschutzschalter (MCBs, elektronische Sicherungen) oder Fehlerstrom-Schutzschalter (RCDs, Fehlerstrom-Schutzschalter) eingesetzt. Diese verringern das Risiko einer Kabelüberhitzung (bei korrekter Auslegung) unter Fehlerstrombedingungen, verhindern jedoch nicht die Gefahr einer explosionsgefährdeten Funkenbildung.

Bei Niederspannungsanwendungen (24 Volt) sind einige zusätzliche Aspekte zu berücksichtigen. Dazu gehören:

• Die Anzahl der Leuchten (bestimmt durch die VA-Leistung des Transformators),
• Die zu verwendende Kabellänge (aufgrund des Spannungsabfalls entlang des Kabels),
• Die Sicherungsleistung im Zusammenhang mit dem Kabelschutz und die Sicherstellung, dass die Induktivität des Kabels den Fehlerstrom nicht so weit reduziert, dass die Auslösung der Schutzeinrichtung beeinträchtigt wird.

Bei Verwendung eines 400-VA-Transformators mit 230/110 V Eingang und 24 V Ausgang hängt die Wirksamkeit der Sicherung im Transformator vom Kabelwiderstand ab: Der Kabelwiderstand begrenzt den fließenden Strom. Je länger das Kabel, desto größer der Widerstand. Dies ist besonders wichtig bei Niederspannungsanwendungen, bei denen nur eine 24-V-Versorgung zur Verfügung steht. Wolf bietet 42-Volt-Transformatoren und Produkte mit Nennspannungen von 24 bis 42 Volt an, um die Kabellänge deutlich zu verlängern.

Anwender, die einen ATEX-Transformator kaufen möchten, sollten sich über die korrekte Sicherungsbemessung für die Größe und Länge des verwendeten Kabels informieren, um einen sicheren und störungsfreien Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen zu gewährleisten. Alle Wolf-Transformatoren werden mit einer Begleitdokumentation geliefert, die diese Daten detailliert beschreibt. Die maximale Kabellänge für ein 2,5-mm²-Aderkabel beträgt in der Regel 20 m.

Für Hilfe oder Beratung bei der Auswahl von Kabeln für Beleuchtungsprodukte in explosionsgefährdeten Bereichen wenden Sie sich bitte an Wolf.