NEC 500 – Explosionsschutz

Der Artikel 500 des National Electrical Code (NEC 500) definiert die Klassifikation explosionsgefährdeter Bereiche im Hinblick auf Art und Schweregrad der Explosionsgefahr.

Explosionsgefährdete Bereiche nach dem NEC 500

Der NEC 500 ist die grundsätzliche Referenz für die Installation von elektrischen Geräten in explosionsgefährdeten Bereichen (in den USA Hazardous Locations bzw. HazLoc genannt). Er unterteilt die betreffenden Bereiche entsprechend des Schweregrads der Explosionsgefahr und der Art der Gefahrenquelle in drei Klassen. Innerhalb der Klassen I und II gibt es nochmals eine Unterteilung in insgesamt sechs Explosionsgruppen (Groups), die sich nach der Zündtemperatur der Stoffe richten. Für die Class III existiert keine weitere Unterteilung.

Class I des NEC 500

In diese Klasse fallen alle brennbaren bzw. explosionsfähigen Gase und Dämpfe, wie zum Beispiel Wasserstoff, Acetylen, Propan oder Methan. Eine Unterteilung erfolgt in die Groups A, B, C, und D. Von explosionsfähigen Gasen kann eine große Gefahr ausgehen, weshalb die Sicherheitsvorschriften für HazLoc-Bereiche, in denen sie auftreten können, die strengsten sind.

Class II des NEC Codes

Zur Class II gehören alle brennbaren Stäube, die nochmals in die Unterkategorien E (Metallstäube), Kohlenstäube (F) und Getreidestäube (G) unterteilt werden. Grundsätzlich gelten laut NEC alle Partikel als Stäube, die einen Durchmesser von nicht mehr als 420/500 Micron aufweisen. 

Class III – Fasern und Flusen

Alle Partikel über 420/500 Micron gelten als Fasern bzw. Flusen und fallen in Klasse III; dazu gehören zum Beispiel Papier- und Baumwollfasern, aber auch größere Holzpartikel.

NEC Code – Nicht immer ist die Trennung nach Klassen eindeutig möglich

Während ein explosives Gas in der Regel nicht gleichzeitig als Feststoff-Partikel vorliegen kann, ist es bei vielen Feststoffen möglich, dass ihre einzelnen Partikel sowohl in Größenordnungen über 420/500 Micron als auch darunter vorkommen. Somit liegen Partikel der Klassen II und III häufig zeitgleich vor; dann wird der Bereich in die höhere Gefährdungsklasse, also Class II, eingestuft.

Division I und II – Ex-Bereiche nach NEC Code in zwei Bereiche unterteilt

Der NEC 500 unterteilt die Ex-Bereiche weiter in zwei Abteilungen (Divisions), diese sind jedoch nicht von den Eigenschaften der explosionsgefährlichen Stoffe abhängig, sondern von der Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer explosionsfähigen Atmosphäre. Alle Bereiche, in denen unter Normalbedingungen die Gefahr einer Explosion besteht, egal ob dauerhaft oder nur gelegentlich, gehören zur Division I. Tritt die Explosionsgefahr hingegen nur unter ungewöhnlichen Bedingungen (wie bei technischen Defekten oder Bedienfehlern) auf, handelt es sich um einen Bereich der Division II.

Division oder Ex-Zone: Wo ist der Unterschied?

Neben der gerade besprochenen Einteilung explosionsgefährdeter Bereiche kennt der NEC auch noch die Unterteilung in verschiedene Explosionszonen (vgl. NEC 505). Explosionszonen legen den Fokus auf die Häufigkeit des Auftretens einer explosionsgefährdeten Atmosphäre, wohingegen die genaue Definition des brennbaren Stoffes in den Hintergrund tritt. Es wird lediglich zwischen Gasen und Nebeln auf der einen und Stäuben auf der anderen Seite unterschieden.

Die Division I entspricht also den Ex-Zonen 0 und 20 sowie 1 und 21, wie sie im Artikel 505 bzw. 506 des NEC definiert sind, Division II entspricht hingegen der Zone 2 bzw. 22.

Was bedeutet der NEC 500 für den Betrieb elektrischer Anlagen in Nordamerika?

Der NEC 500 liefert zunächst nur eine Definition explosionsgefährdeter Bereiche. Praktische Relevanz für den Explosionsschutz erlangt er so gesehen erst im Zusammenhang mit Artikeln des National Electrical Code, wie NEC 504, der sich speziell mit der Installation von Intrinsically Safe Systems (eigensicheren Systemen) befasst. Sowie des NFPA79 und weiterer Normen, in denen Schutzarten, genaue Anforderungen an Anlagen beziehungsweise deren Gehäuse und vieles mehr definiert werden.

Dennoch sind die wenigen Vorgaben des NEC 500 für deutsche Anlagenbauer, die in die USA oder nach Kanada exportieren, von größter Wichtigkeit, damit ihre Produkte dort in Betrieb genommen werden können.

Der NEC 500 und seine Bedeutung für das Exportgeschäft in die USA

Die Anforderungen, die der NEC 500 an Betriebsmittel stellt, sind sehr allgemein gehalten. In Abschnitt 500.8 wird lediglich verlangt, dass das Equipment für den Einsatz in der jeweiligen Klasse, Gruppe und Temperaturklasse geeignet und entsprechend gekennzeichnet sein muss. Es gilt vor allem zwei Fehler zu vermeiden:

1. Die Temperaturklasse darf nicht mit der Explosionsgruppe verwechselt werden, beides sind verschiedene Dinge.
2. Die in Europa verwendete ATEX-Kennzeichnung entsprechend der DIN EN ISO 80079-36 /-37 wird in den USA nicht anerkannt.

In Kanada ist mit dem Canadian Electrical Code (CEC) ein System kodifiziert, dass dem des NEC 500 voll entspricht, folgerichtig werden CSA-Kennzeichnungen in den USA anerkannt.