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Häufig gestellte Fragen

Es ist völlig normal, wenn Sie Fragen zum Thema Erdung, zur Produktinstallation oder zu spezifischen Anwendungen haben.

 

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Häufige produktbezogene Fragen

  • Warum sollte eine Erdungsklammer über „scharfe Zähne“ verfügen?

    Klammern von Newson Gale haben Kontaktspitzen aus Wolframkarbid. Wolframkarbid ist eines der härtesten Werkstoffe, die derzeit in der Industrie verwendet werden. In Kombination mit einer gut konzipierten Klammerfeder können die Spitzen Anstriche/Beschichtungen, Rostschichten oder Produktablagerungen, mit denen Krokodil- oder Schweißklemmen Schwierigkeiten hätten, dauerhaft durchdringen.

  • Warum sollte man ein Kabel mit 4 mm^2 und nicht mit 16 mm^2 verwenden?

    In IEC TS 60079-32-1, Abschnitt 13.4.1, heißt es: „Beim Einsatz von Drahtleitern richtet sich die Mindeststärke des Potentialausgleichs- bzw. Erdungsdrahtleiters nach der mechanischen Festigkeit und nicht nach seiner Strombelastbarkeit. Für Potentialausgleichsdrahtleiter, die häufig angeschlossen und wieder von den Anlagenteilen getrennt werden, sollten Drahtlitzen oder Flechtlitzen verwendet werden.“

  • Warum sollte man ein Stahlkabel und nicht ein Kupferkabel verwenden?

    Wenn eine einadrige Erdungsklammer verwendet wird, muss darauf geachtet werden, die mechanische Festigkeit des Kabels zu bewahren. In IEC TS 60079-14 heißt es: „Leiter und Anschlüsse müssen stabil und flexibel sein und eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen, um Bewegungen im Betrieb standzuhalten. Die mechanische Festigkeit des Leiters muss mindestens der eines Kupferleiters mit einem Querschnitt von 4 mm2 entsprechen oder Teil einer flexiblen Verkabelung sein, die ein System für die Überwachung und Steuerung umfasst. Kupfer kann während der Verwendung verhärten, sodass die Kabel vorzeitig versagen können. Dies stellt ein potenzielles Risiko dar, wenn keine Möglichkeit der Überwachung gegeben ist.

  • Was bedeutet „eigensicher“?

    Ein eigensicherer Stromkreis ist ein Stromkreis, bei dem ein Funke oder ein thermischer Effekt, zu denen es unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise auch im Normalbetrieb oder bei spezifischen Fehlerbedingungen, kommen kann, nicht zur Zündung einer explosionsfähigen Atmosphäre führen kann.

  • Was versteht man unter einem „einfachen Gerät“?

    Ein einfaches Gerät ist eine elektrische Komponente oder eine Kombination aus Komponenten mit einer einfachen Konstruktion und gut definierten elektrischen Parametern. Ein solches Gerät ist mit der Eigensicherheit des Stromkreises, in dem es zum Einsatz kommt, kompatibel.

  • Warum ein grünes Kabel und kein grün-gelbes?

    Grün-gelbe Kabel kennzeichnen Schutzleiter in elektrischen Installationen. Ein vollständig grünes Kabel steht für den Erdungsleiter, sodass eine einfache Unterscheidung zwischen einem elektrischen Schutzleiter und einem Erdungsleiter für den Schutz vor elektrostatischen Ladungen gegeben ist.

  • Was macht die Kabel von Newson Gale so besonders?

    Die Cen-Stat-Kabel von Newson Gale verfügen über eine Ummantelung aus Hytrel. Hytrel sorgt für eine gute Beständigkeit gegen Chemikalien und mechanische Beanspruchung, sodass die Kabel perfekt für ihr typisches Betriebsumfeld geeignet sind. Hytrel-Kabel enthalten Zusatzstoffe für die Ableitung elektrostatischer Ladungen und den UV-Schutz, sodass sie besonders gut für ihre Einsatzbereiche geeignet sind.

  • Warum braucht man zwei Erdungsanschlüsse?

    Die Earth-Rite- und Bond-Rite-Erdungssysteme von Newson Gale verfügen über zwei Erdungsanschlüsse (G1 und G2), die über eine Erdungsschiene oder Erdungslasche mit einem verifizierbaren Erdungspunkt verbunden werden.

    Wenn beide Erdungsanschlüsse an einer Erdungsschiene oder Erdungslasche an denselben Kontaktbolzen angeschlossen werden, ist es immer möglich, dass der Kontaktbolzen von der Erdungsschiene/Erdungslasche abbricht. Wenn G1 und G2 auch weiterhin an denselben abgebrochenen Kontaktbolzen angeschlossen sind, ist die Erdungsschleife zwar noch intakt, jedoch nicht mehr mit dem verifizierbaren Erdungspunkt verbunden, sodass elektrostatische Ladungen nicht zur Erde hin abgeleitet werden können. Dies ist ein sehr gefährlicher Zustand.

    Aus diesem Grund und aufgrund weiterer Erkenntnisse durch Newson Gales langjährige Erfahrung, müssen die Erdungsanschlüsse G1 und G2 getrennt voneinander an jeweils separate Kontaktbolzen der Erdungsschiene/Erdungslasche angeschlossen werden. Wenn dann einer der Anschlüsse (G1 oder G2) den Kontakt zur Erdungsschiene/Erdungslasche verliert, wird dies durch das Erdungsüberwachungssystem erkannt, das sofort die Freigabe entzieht. Das heißt: Das Ausgangsrelais wird aktiviert und die LED-Anzeige schaltet von grünem Blinken auf rotes Dauerleuchten um. Dies dient zum Schutz des zu erdenden Prozesses.

    Mit dieser Verkabelung kann die derzeit weltweit sicherste Installation eines Erdungssystems realisiert werden.

Grundlagen der Erdung

  • Was versteht man unter Erdung?

    Erdung ist die beste und sicherste Möglichkeit zur Abführung elektrostatischer Ladungen. Ein Objekt zu erden bedeutet, es über einen Erdungsstab oder eine in den Boden gesteckte Elektrode mit der Erde zu verbinden. Durch Erdung werden elektrostatische Ladungen unmittelbar bei ihrer Entstehung abgeleitet. Der Abbau überschüssiger Ladungen erfolgt dabei durch den Austausch von Elektronen zwischen dem geerdeten Objekt und der Erde. In diesem Fall werden leitende metallische Werkstoffe oder Objekte mithilfe von Drahtleitern, Klemmen, Kabeln und Klammern mit der Erde verbunden.

  • Was versteht man unter Erdung?

    Erdung ist die beste und sicherste Möglichkeit zur Abführung elektrostatischer Ladungen. Ein Objekt zu erden bedeutet, es über einen Erdungsstab oder eine in den Boden gesteckte Elektrode mit der Erde zu verbinden. Durch Erdung werden elektrostatische Ladungen unmittelbar bei ihrer Entstehung abgeleitet. Der Abbau überschüssiger Ladungen erfolgt dabei durch den Austausch von Elektronen zwischen dem geerdeten Objekt und der Erde. In diesem Fall werden leitende metallische Werkstoffe oder Objekte mithilfe von Drahtleitern, Klemmen, Kabeln und Klammern mit der Erde verbunden.

  • Was ist der Unterschied zwischen Erdung und Potentialausgleich?

    Sowohl der Potentialausgleich als auch die Erdung sind wirksame Verfahren für den Umgang mit elektrostatischen Ladungen und deren Reduzierung, um die Wahrscheinlichkeit von elektrostatischen Funken oder einer Zündung zu minimieren. Der Unterschied besteht darin, dass beim Potentialausgleich zwei Objekte miteinander verbunden werden, um einen Ladungsausgleich zwischen den beiden Objekten herbeizuführen, während bei der Erdung Objekte mit der Erde verbunden werden. Beim Potentialausgleich werden zwei oder mehr leitende Anlagenteile mithilfe von Drahtleitern, Kabeln oder anderen Verbindungselementen miteinander verbunden, um einen Ausgleich ihrer elektrostatischen Ladung untereinander zu gewährleisten.

Grundlagen elektrostatischer Ladungen

  • Wie entstehen elektrostatische Ladungen?

    Unter elektrostatischer Aufladung versteht man die Aufladung von Objekten. Aufgrund dieser Ladung können sich Objekte gegenseitig anziehen. Man kennt das beispielsweise von Strümpfen, die aneinanderkleben, wenn man sie aus dem Wäschetrockner nimmt. Konkret versteht man unter elektrostatischer Anziehung die Anziehungskraft zwischen zwei Objekten mit entgegengesetzter Ladung, d. h. zwischen einem Objekt mit positiver elektrischer Ladung und einem Objekt mit negativer elektrischer Ladung. Eine elektrostatische Aufladung kann hervorgerufen werden, indem man zwei Objekte aneinanderreibt. Durch das Reiben werden Elektronen, also negative Ladungsträger, freigesetzt, die sich an einem der Objekte ansammeln und so zu einer elektrostatischen Aufladung führen können. Wenn man beispielsweise mit den Füßen über einen Teppich schlurft, können Elektronen auf den eigenen Körper übertragen werden und eine elektrostatische Aufladung der Haut bewirken. Wenn man dann eine andere Person oder irgendein Objekt berührt, kann es plötzlich zu einer Entladung kommen, sodass „man einen gewischt bekommt“. Während sich Objekte mit entgegengesetzter Ladung anziehen (wie die Strümpfe frisch aus dem Wäschetrockner), stoßen sich Objekte mit gleichartiger Ladung ab.

  • Was versteht man unter Aufladung?

    Unter elektrostatischer Aufladung versteht man die Aufladung von Objekten. Aufgrund dieser Ladung können sich Objekte gegenseitig anziehen. Man kennt das beispielsweise von Strümpfen, die aneinanderkleben, wenn man sie aus dem Wäschetrockner nimmt. Konkret versteht man unter elektrostatischer Anziehung die Anziehungskraft zwischen zwei Objekten mit entgegengesetzter Ladung, d. h. zwischen einem Objekt mit positiver elektrischer Ladung und einem Objekt mit negativer elektrischer Ladung. Eine elektrostatische Aufladung kann hervorgerufen werden, indem man zwei Objekte aneinanderreibt. Durch das Reiben werden Elektronen, also negative Ladungsträger, freigesetzt, die sich an einem der Objekte ansammeln und so zu einer elektrostatischen Aufladung führen können. Wenn man beispielsweise mit den Füßen über einen Teppich schlurft, können Elektronen auf den eigenen Körper übertragen werden und eine elektrostatische Aufladung der Haut bewirken. Wenn man dann eine andere Person oder irgendein Objekt berührt, kann es plötzlich zu einer Entladung kommen, sodass „man einen gewischt bekommt“. Während sich Objekte mit entgegengesetzter Ladung anziehen (wie die Strümpfe frisch aus dem Wäschetrockner), stoßen sich Objekte mit gleichartiger Ladung ab.

  • Was geschieht mit den Ladungen, die zu einer elektrostatischen Aufladung führen?

    Unter elektrostatischer Aufladung versteht man die Aufladung von Objekten. Aufgrund dieser Ladung können sich Objekte gegenseitig anziehen. Man kennt das beispielsweise von Strümpfen, die aneinanderkleben, wenn man sie aus dem Wäschetrockner nimmt. Konkret versteht man unter elektrostatischer Anziehung die Anziehungskraft zwischen zwei Objekten mit entgegengesetzter Ladung, d. h. zwischen einem Objekt mit positiver elektrischer Ladung und einem Objekt mit negativer elektrischer Ladung. Eine elektrostatische Aufladung kann hervorgerufen werden, indem man zwei Objekte aneinanderreibt. Durch das Reiben werden Elektronen, also negative Ladungsträger, freigesetzt, die sich an einem der Objekte ansammeln und so zu einer elektrostatischen Aufladung führen können. Wenn man beispielsweise mit den Füßen über einen Teppich schlurft, können Elektronen auf den eigenen Körper übertragen werden und eine elektrostatische Aufladung der Haut bewirken. Wenn man dann eine andere Person oder irgendein Objekt berührt, kann es plötzlich zu einer Entladung kommen, sodass „man einen gewischt bekommt“. Während sich Objekte mit entgegengesetzter Ladung anziehen (wie die Strümpfe frisch aus dem Wäschetrockner), stoßen sich Objekte mit gleichartiger Ladung ab.

  • Welche Wirkung haben elektrostatische Ladungen?

    Es gibt einige Beispiele für Probleme, die durch elektrostatische Ladungen hervorgerufen werden:

    • Es ist störend, wenn Staub und Schmutz von isolierten Objekten wie Fernsehgeräten und Computerbildschirmen angezogen werden.
    • Es ist störend, wenn Kleidungsstücke aus synthetischen Materialien aneinander und am Körper kleben. Dies ist ganz besonders dann der Fall, wenn sie im Wäschetrockner getrocknet wurden.

    Auch in Wolken können sich elektrostatische Ladungen aufbauen. Dies kann zu einem gewaltigen Funken zwischen der Erde und den Wolken führen. Man kennt dies als Blitzschlag, wenn Ladungen die Atmosphäre durchqueren.

    • Es ist gefährlich, wenn entzündliche Gase vorhanden sind oder eine hohe Sauerstoffkonzentration vorliegt. Funken können Gase entzünden und Explosionen hervorrufen.
    • Es ist gefährlich, wenn man etwas berührt, das stark aufgeladen ist. Die Ladung fließt dann durch den Körper, d. h. man bekommt einen elektrischen Schlag. Dies kann zu Verbrennungen oder gar zum Herzstillstand führen. Ein elektrischer Schlag kann tödlich sein.

    Beim Auftanken von Flugzeugen und Tanklastzügen besteht eine besonders große Gefahr. Wenn sich der Kraftstoff beim Fließen durch den Schlauch hin zum Flugzeug oder Fahrzeug elektrostatisch auflädt, kann der Kraftstoff durch einen elektrostatischen Zündfunken gezündet werden.

  • Sind elektrostatische Ladungen für den Menschen gefährlich?

    Die bekannteste Wirkung auf den Menschen und gleichzeitig der nach Ansicht von vielen Wissenschaftlern einzige nachgewiesene Effekt ist der elektrische Schlag durch eine Funkenentladung. Dies geschieht in der Regel, wenn eine aufgeladene Person ein geerdetes Objekt oder eine andere Person berührt, die ein anderes elektrisches Potential aufweist. Obwohl dieses Phänomen weithin bekannt ist, ist die Höhe der elektrischen Spannung des Körpers, die zu wahrnehmbaren Entladungen führt, nicht eindeutig definiert.

    Einige Menschen bemerken Entladungen schon bei einer Spannung unterhalb von ca. 1000 Volt. Die meisten empfinden ein unangenehmes Gefühl bei ca. 2000 Volt. Entladungen mit einer Spannung über 3000 Volt würden wohl nahezu alle Menschen deutlich spüren und sich beklagen. Dabei ist es jedoch die sekundäre Gefahr einer elektrostatischen Funkenbildung innerhalb eines explosionsgefährdeten Umfelds, die für den Menschen tödlich sein kann.

  • Welche wesentlichen Vorsichtsmaßnahmen gegen elektrostatische Ladungen gibt es?

    Hier einige wirksame Tipps für die Minimierung der Risiken durch elektrostatische Ladungen:

    • Tragen Sie keine Schuhe mit Gummisohle: Gummi ist ein hervorragender Isolator, weshalb sich Ihr Körper stark elektrostatisch aufladen kann, wenn Sie Schuhe mit Gummisohle tragen.
    • Erden Sie Ihre Haushaltsgeräte: Einige Geräte in Ihrem Haushalt können sich im Laufe der Zeit elektrostatisch aufladen, wenn keine Möglichkeit zur Entladung besteht. Achten Sie daher darauf, dass Ihre Geräte in irgendeiner Form geerdet sind, um die überschüssigen elektrostatischen Ladungen abführen zu können.
    • Erden Sie sich selbst: Wenn Sie glauben, elektrostatisch aufgeladen zu sein, berühren Sie einen metallischen Gegenstand, um die Spannung abzugeben.
    • Achten Sie in Innenräumen auf ausreichende Luftfeuchtigkeit: Durch trockene Luft erhöht sich das Risiko einer elektrostatischen Aufladung in Innenräumen. Im Idealfall sollte die relative Luftfeuchtigkeit daher über 30 % liegen. Luftbefeuchter können hier hilfreich sein.
    • Achten Sie auf die Feuchtigkeitsversorgung Ihrer Haut: Bei trockener Haut steigt die Wahrscheinlichkeit einer elektrostatischen Aufladung. Sie können beispielsweise Lotion oder Feuchtigkeitscreme auf Hände und Haut auftragen.
  • Fünf Gefahren durch elektrostatische Ladungen:
    1. Der Energiegehalt von elektrostatischen Zündfunken kann ausreichend sein, um einen elektrischen Schlag zu verursachen
    2. Schäden an elektronischen Geräten
    3. Verschmutzung mechanischer Bauteile
    4. Unterbrechung von Produktionsprozessen
    5. Brände und Explosionen

    Darüber hinaus sind elektrostatische Ladungen ganz einfach störend, auch wenn sie in den allermeisten Fällen durch entsprechende Erdungs- und Potentialausgleichslösungen vermieden werden können.

  • Gefahren durch elektrostatische Ladungen und deren Vermeidung
    1. Der Energiegehalt von elektrostatischen Zündfunken kann ausreichend sein, um einen elektrischen Schlag zu verursachen
    2. Schäden an elektronischen Geräten
    3. Verschmutzung mechanischer Bauteile
    4. Unterbrechung von Produktionsprozessen
    5. Brände und Explosionen

    Darüber hinaus sind elektrostatische Ladungen ganz einfach störend, auch wenn sie in den allermeisten Fällen durch entsprechende Erdungs- und Potentialausgleichslösungen vermieden werden können.

  • Wie kann eine elektrostatische Aufladung verhindert werden?

    Der elektrische Schlag, den man bekommt, kann reduziert werden, wenn man vor dem Berühren eines metallischen Türgriffs einen Nichtleiter wie beispielsweise eine Holztür berührt. Die beste Vorgehensweise besteht jedoch darin, die Ladungen vollständig abzuführen, indem man den Leiter direkt berührt. Dabei sollte sich jedoch etwas zwischen der Person und dem geerdeten Objekt befinden.

    Durch Erdung und Potentialausgleich mithilfe geeigneter Erdungslösungen kann eine elektrostatische Aufladung verhindert werden.

  • Welche Ursache haben elektrostatische Ladungen?

    Wir wissen, dass Objekte aus Atomen bestehen. Atome wiederum bestehen aus Protonen, Elektronen und Neutronen. Protonen sind positiv geladen, Elektronen negativ und Neutronen sind neutral. Sämtliche Dinge bestehen also aus Ladungen. Entgegengesetzte (negative und positive) Ladungen ziehen sich an. Gleichartige (positive und positive bzw. negative und negative) Ladungen stoßen sich ab. Meist befinden sich die positiven und negativen Ladungen von Objekten im Gleichgewicht, sodass die betreffenden Objekte wie im Fall der Moleküle elektrisch neutral sind.

    Elektrostatische Ladungen sind das Ergebnis eines Ungleichgewichts zwischen den negativen und positiven Ladungen eines Objekts. Diese Ladungen können sich an der Oberfläche von Objekten aufbauen, bis sie einen Weg zur Abgabe oder Entladung finden. Wenn man bestimmte Werkstoffe aneinanderreibt, können negative Ladungen, also Elektronen, übertragen werden. Wenn man beispielsweise seinen Schuh am Teppich reibt, nimmt der Körper zusätzliche Elektronen vom Teppich auf. Die Elektronen bleiben am Körper, bis sie abgegeben werden können, zum Beispiel wenn man einen metallischen Türgriff berührt.

    „… Das Phänomen elektrostatischer Ladungen erfordert eine Trennung von positiven und negativen Ladungen. Wenn zwei Objekte Kontakt miteinander haben, können Elektronen von einem Objekt ins andere wandern, sodass an einem Objekt ein Überschuss an positiver Ladung und am anderen Objekt ein Überschuss an negativer Ladung vorherrscht. Wenn die Objekte voneinander getrennt werden, bleibt dieses Ladungsungleichgewicht bestehen…“

  • Elektrostatische Ladungen und Zündgefahren in der Industrie
    1. Der Energiegehalt von elektrostatischen Zündfunken kann ausreichend sein, um einen elektrischen Schlag zu verursachen
    2. Schäden an elektronischen Geräten
    3. Verschmutzung mechanischer Bauteile
    4. Unterbrechung von Produktionsprozessen
    5. Brände und Explosionen

    Darüber hinaus sind elektrostatische Ladungen ganz einfach störend, auch wenn sie in den allermeisten Fällen durch entsprechende Erdungs- und Potentialausgleichslösungen vermieden werden können.

  • Wie werden elektrostatische Ladungen in der Industrie genutzt?

    Auch wenn sie gefährlich sind und in vielen Situationen unbedingt vermieden werden müssen, gibt es in der Praxis Fälle, in denen elektrostatische Ladungen genutzt werden. Hier einige Beispiele:

    • Elektrofilter, die nach dem elektrostatischen Prinzip funktionieren, dienen zur Abscheidung von Rauchpartikeln aus Nassgas, bevor dieses die Kraftwerke, in denen fossile Brennstoffe verbrannt werden, über die Schornsteine verlässt. Manche Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen in Privathaushalten nutzen solche Abscheider zum Filtern von Schadstoffen, Allergenen und Reizstoffen.
    • In Tintenstrahlkopierern und -druckern wird ein dünner Tintenstrahl mittels elektrostatischer Ladungen präzise auf dem Papier positioniert.
    • Laserdrucker und -kopierer basieren auf dem Prinzip der Xerografie.
    • Der Van-de-Graaff-Generator, der das elektrostatische Prinzip nutzt, wird in der Kernforschung eingesetzt.
  • Was ist die häufigste Ursache für Brände im industriellen Umfeld?

    1. Brennbare Stäube

    Brennbare Stäube werden häufig übersehen, können aber eine absolut tödliche Wirkung haben und stellen bei der Lebensmittelproduktion, Holzbearbeitung, chemischen Produktion, Metallbearbeitung sowie in der pharmazeutischen und praktisch jeder anderen Industrie eine Hauptursache für Brände dar. Der Grund dafür ist, dass so ziemlich alles, auch Lebensmittel, Farbstoffe, Chemikalien und Metalle, also sogar Werkstoffe, die in größerer Form kein Brandrisiko darstellen, in Staubform brennbar sein können. Die daraus entstehenden Explosionen sind nur äußerst schwer einzudämmen.

    Bei einem typischen Vorfall entsteht ein kleiner Brand durch brennbares Material, das mit einer Zündquelle in Kontakt kommt. Dabei kann es sich um eine Staubexplosion handeln, aber das muss nicht immer der Fall sein. Im Grunde ist jede andere Art von Explosion denkbar. Kleine Explosionen sind jedoch nicht das Problem. Das Problem ist das, was als Nächstes geschieht. Wenn in dem betreffenden Bereich Staub vorhanden ist, wird er durch die Primärexplosion aufgewirbelt. Anschließend kann sich die Staubwolke entzünden, wodurch eine Sekundärexplosion ausgelöst wird, die in Umfang und Schwere das vielfache Ausmaß der Primärexplosion haben kann. Wenn genug Staub vorhanden ist, können derartige Sekundärexplosionen ganze Gebäude zerstören und umfassende Sach- und Personenschäden verursachen.

    2. Heißarbeit

    Heißarbeit ist eine führende Brandursache in allen Industriezweigen.

    Auch wenn unter Heißarbeit meist Schweißen oder Brennschneiden verstanden wird, gibt es zahlreiche andere Tätigkeiten, darunter auch Hartlöten, Brennen, Erhitzen und Weichlöten, die eine Feuergefahr darstellen. Der Grund dafür ist, dass Funken und geschmolzenes Material mit Temperaturen über 500 °C problemlos 10 Meter weit fliegen können.

    3. Entzündliche Flüssigkeiten und Gase

    Diese Brände, zu denen es häufig in chemischen Anlagen kommt, können katastrophal sein. Beim Umgang mit entzündlichen Flüssigkeiten und Gasen besteht immer ein gewisses Risiko.

    4. Geräte und Maschinen

    Auch fehlerhafte Geräte und Maschinen sind eine häufige Ursache von Bränden im industriellen Umfeld.

    Heizgeräte und Geräte für Heißarbeiten sind hier die größte Problemquelle. Dies gilt besonders für Ofenanlagen, die nicht korrekt installiert, betrieben und gewartet werden. Darüber hinaus kann jede Art von mechanischen Geräten aufgrund der Reibung zwischen den beweglichen Teilen zur Brandgefahr werden.

    Überraschend ist dabei, dass selbst völlig harmlos wirkende Geräte unter bestimmten Umständen gefährlich werden können. In vielen Fällen erweisen sich Geräte, bei denen man am wenigsten an eine Brandgefahr denken würde, als besonders problematisch. Der Grund dafür ist, dass sich viele Unternehmen der Risiken nicht bewusst sind und daher auch keine Vorsichtsmaßnahmen ergreifen.

    5. Elektrische Gefahren

    Elektrobrände gehören zu den fünf häufigsten Brandursachen in Produktionsbetrieben. Hier, ohne Anspruch auf Vollständigkeit, eine Liste spezifischer elektrischer Gefahren:

    • Freiliegende oder nicht den Vorschriften entsprechende Verkabelungen
    • Überlastete Steckdosen
    • Verlängerungskabel
    • Überlastete Stromkreise
    • Elektrostatische Entladungen

    Die durch die Brände hervorgerufenen Schäden können durch mehrere der anderen Punkte auf dieser Liste schnell verschärft werden. Durch jede der oben genannten Gefahrenquellen können Funken erzeugt werden, die als Zündquelle für brennbare Stäube oder entzündliche Flüssigkeiten und Gase dienen können.

  • Wie lauten die fünf am häufigsten im industriellen Umfeld anzutreffenden Gefahrenquellen, die eine Explosion hervorrufen können? Warum?

    1. Brennbare Stäube

    Brennbare Stäube werden häufig übersehen, können aber eine absolut tödliche Wirkung haben und stellen bei der Lebensmittelproduktion, Holzbearbeitung, chemischen Produktion, Metallbearbeitung sowie in der pharmazeutischen und praktisch jeder anderen Industrie eine Hauptursache für Brände dar. Der Grund dafür ist, dass so ziemlich alles, auch Lebensmittel, Farbstoffe, Chemikalien und Metalle, also sogar Werkstoffe, die in größerer Form kein Brandrisiko darstellen, in Staubform brennbar sein können.

    Die daraus entstehenden Explosionen sind nur äußerst schwer einzudämmen. Bei einem typischen Vorfall entsteht ein kleiner Brand durch brennbares Material, das mit einer Zündquelle in Kontakt kommt. Dabei kann es sich um eine Staubexplosion handeln, aber das muss nicht immer der Fall sein. Im Grunde ist jede andere Art von Explosion denkbar.Kleine Explosionen sind jedoch nicht das Problem. Das Problem ist das, was als Nächstes geschieht.

    Wenn in dem betreffenden Bereich Staub vorhanden ist, wird er durch die Primärexplosion aufgewirbelt. Anschließend kann sich die Staubwolke entzünden, wodurch eine Sekundärexplosion ausgelöst wird, die in Umfang und Schwere das vielfache Ausmaß der Primärexplosion haben kann. Wenn genug Staub vorhanden ist, können derartige Sekundärexplosionen ganze Gebäude zerstören und umfassende Sach- und Personenschäden verursachen.

    2. Heißarbeit

    Heißarbeit ist eine führende Brandursache in allen Industriezweigen.

    Auch wenn unter Heißarbeit meist Schweißen oder Brennschneiden verstanden wird, gibt es zahlreiche andere Aktivitäten, darunter auch Hartlöten, Brennen, Erhitzen und Weichlöten, die eine Feuergefahr darstellen. Der Grund dafür ist, dass Funken und geschmolzenes Material mit Temperaturen über 500 °C problemlos 10 Meter weit fliegen können.

    3. Entzündliche Flüssigkeiten und Gase

    Diese Brände, zu denen es häufig in chemischen Anlagen kommt, können katastrophal sein. Beim Umgang mit entzündlichen Flüssigkeiten und Gasen besteht immer ein gewisses Risiko.

    4. Geräte und Maschinen

    Auch fehlerhafte Geräte und Maschinen sind eine häufige Ursache von Bränden im industriellen Umfeld.

    Heizgeräte und Geräte für Heißarbeiten sind hier die größte Problemquelle. Dies gilt besonders für Ofenanlagen, die nicht korrekt installiert, betrieben und gewartet werden. Darüber hinaus kann jede Art von mechanischen Geräten aufgrund der Reibung zwischen den beweglichen Teilen zur Brandgefahr werden.

    Überraschend ist dabei, dass selbst völlig harmlos wirkende Geräte unter bestimmten Umständen gefährlich werden können. In vielen Fällen erweisen sich Geräte, bei denen man am wenigsten an eine Brandgefahr denken würde, als besonders problematisch. Der Grund dafür ist, dass sich viele Unternehmen der Risiken nicht bewusst sind und daher auch keine Vorsichtsmaßnahmen ergreifen.

    5. Elektrische Gefahren

    Elektrobrände gehören zu den fünf häufigsten Brandursachen in Produktionsbetrieben. Hier, ohne Anspruch auf Vollständigkeit, eine Liste spezifischer elektrischer Gefahren:

    • Freiliegende oder nicht den Vorschriften entsprechende Verkabelungen
    • Überlastete Steckdosen
    • Verlängerungskabel
    • Überlastete Stromkreise
    • Elektrostatische Entladungen

    Die durch die Brände hervorgerufenen Schäden können durch mehrere der anderen Punkte auf dieser Liste schnell verschärft werden. Durch jede der oben genannten Gefahrenquellen können Funken erzeugt werden, die als Zündquelle für brennbare Stäube oder entzündliche Flüssigkeiten und Gase dienen können.

  • Welche Zündquellen gibt es (Beispiele)?

    Mögliche Zündquellen:

    • Flammen
    • Direkt befeuerte Anlagen für die Raum- und Prozesswärme
    • Zigaretten/Streichhölzer etc.
    • Schneid- und Schweißflammen
    • Heiße Oberflächen
    • Beheizte Prozesseinrichtungen wie Trockner und Öfen
    • Heiße Prozessbehälter
    • Heizgeräte und -anlagen für Raumwärme
  • Was ist eine häufige Zündquelle von Bränden?

    Tätigkeiten wie Schweißen und Brennschneiden sind häufige Zündquellen. Oft entstehen Brände hier nach Beendigung der Arbeiten. Funken oder heiße Schlacken auf brennbaren Oberflächen schwelen möglicherweise erst einige Zeit, bevor eine offene Flamme entsteht.

  • Können brennbare Stoffe durch elektrostatische Ladungen entzündet werden?

    Ja, Funken durch elektrostatische Ladungen sind die Hauptursache für die meisten Brände und Explosionen im industriellen Umfeld.

    Funken entstehen bei der Entladung von elektrostatischen Ladungen zwischen zwei Leitern. Zu Funkenentladungen kommt es, wenn durch die Ladung von aufgeladenen leitenden Objekten ein elektrisches Feld entsteht, das stärker als die Durchschlagfestigkeit der umgebenden Atmosphäre ist.

    Die bei einer elektrostatischen Entladung freigesetzte Energie schwankt innerhalb eines weit gefassten Bereichs. Die durch den Funken übertragene Energie hat eine Größenordnung von bis zu 10.000 mJ. Zündgefahr besteht bereits bei einem Wert von 0,2 mJ, wobei dieser Wert häufig unter der akustischen und optischen Wahrnehmungsschwelle von Menschen liegt. Die Ladungsmenge, die ein Objekt aufnehmen kann, hängt von seiner Speicherkapazität ab. Ein leitendes Objekt kann sich nicht wesentlich elektrostatisch aufladen, wenn es geerdet ist. Die Spannung bestimmt die Ladungsstärke. In einer trockenen Umgebung kann die Spannung des menschlichen Körpers bis zu 10.000 Volt betragen. In feuchter Umgebung kann dieser Wert einige Hundert Volt betragen.

    Es gibt andere Arten der Entladung, die von den Eigenschaften der beteiligten Werkstoffe abhängen, zum Beispiel Büschelentladungen, Gleitstielbüschelentladungen, Schüttkegelentladungen und Koronaentladungen. Die Fähigkeit zur Energieübertragung und Zündung variiert bei diesen verschiedenen Entladungsarten, kann jedoch durchaus über dem Zündpunkt zahlreicher entzündlicher Gase liegen.

  • Potentialausgleich und Erdung zur Funkenvermeidung

    Ein effektives Verfahren zur Verhinderung von Zündfunken ist die Verbindung sämtlicher Objekte mit einem Leiter (Potentialausgleich) und der Erde (Erdung).

    Unter Potentialausgleich versteht man das sichere Verbinden metallischer Teile zur Herstellung eines elektrisch leitenden Pfades, sodass die Potentialdifferenz der Objekte nahezu bei null liegt. Trotzdem kann in Bezug auf die Erde oder andere Objekte noch eine Potentialdifferenz vorliegen. Durch Potentialausgleich verhindert man das Überspringen von Funken zwischen zwei Objekten mit identischem Potential.

    Unter Erdung versteht man die Verbindung zwischen Objekten und der Erde, sodass elektrostatische Ladungen zur Erde hin abgeleitet werden können.

    Neben Anlagen müssen auch manchmal Personen geerdet werden. Bei der Personenerdung werden besondere Bodenbeläge und Erdungsbänder genutzt, die am Handgelenk oder über den Schuhen getragen werden.

  • Was versteht man unter einem Zündfunken?

    Dabei handelt es sich um einen Funken mit ausreichend hoher Temperatur und Energie für die Zündung eines entzündlichen Gases gemischt mit einem entsprechenden Anteil Luft.

  • Zündgefahren

    Dazu gehören entzündliche Gase, Dämpfe, Flüssigkeiten, Aerosole, Stäube und deren Gemische. Bei Mischung mit Luft bilden diese Substanzen eine explosionsgefährdete Atmosphäre. Alles, was erforderlich ist, um eine Explosion auszulösen, ist eine wirksame Zündquelle.

  • Welche Zündquellen gibt es (drei Beispiele)?

    Zu den möglichen Zündquellen gehören elektrische Funken, elektrostatische Ladungen, offenes Feuer, heiße Oberflächen, Schlag, Reibung etc.

  • Was versteht man unter einer elektrostatischen Zündung?

    Elektrostatische Entladungen können entzündliche Atmosphären in Gefahrenbereichen entzünden.

    Zu Funkenentladungen kommt es, wenn innerhalb einer entzündlichen Atmosphäre elektrostatische Ladungen über eine Funkenstrecke freigesetzt werden.

    Die Frage, ob ein Funken eine entzündliche Atmosphäre zünden kann, hängt von seiner Energie und Dauer ab. Wenn die Energie des Funkens die Mindestzündenergie eines entzündlichen Gemischs übersteigt, kommt es sehr wahrscheinlich zu einem Brand oder einer Explosion.

Grundlagen elektrostatischer Entladungen

  • Welche Beispiele für die Entladung elektrostatischer Ladungen gibt es?

    Unter einer elektrostatischen Entladung versteht man die Freisetzung elektrostatischer Ladungen, wenn sich zwei Objekte berühren. Zu elektrostatischen Entladungen kommt es, wenn sich zwei aufgeladene Oberflächen einander annähern und durch die plötzliche Rekombination der bis dahin voneinander getrennten positiven und negativen Ladungen ein Lichtbogen entsteht.

  • Wie können die erzeugten elektrostatischen Ladungen abgeleitet werden?

    Um die Bildung elektrostatischer Ladungen sowie durch Funken hervorgerufene Brände zu verhindern, müssen vor dem Umfüllen von Produkten von einem Behälter in einen anderen beide Behälter mithilfe einer Potentialausgleichsverbindung miteinander verbunden werden. Der Potentialausgleich wird durch eine elektrische Verbindung von einem Metallbehälter zum anderen hergestellt.

  • Wofür stehen die Buchstaben ESD?

    ESD steht für Electrostatic Discharge, also elektrostatische Entladung. Unter bestimmten Bedingungen kann es zur Übertragung des elektrischen Potentials kommen, wenn sich zwei unterschiedlich geladene Objekte einander annähern.

  • Was versteht man unter ESD-Schutz?

    ESD-Schutzsysteme schützen Stromkreise vor elektrostatischen Entladungen (ESD), um eine Fehlfunktion oder einen Ausfall von elektronischen Geräten zu verhindern.

  • Wie lassen sich elektrostatische Entladungen (ESD) anhand eines Beispiels erklären?

    Unter einer elektrostatischen Entladung (ESD) versteht man die Freisetzung elektrostatischer Ladungen, wenn sich zwei Objekte berühren. Zu den typischen Beispielen für elektrostatische Entladungen gehört der elektrische Schlag, den man bekommt, wenn man über einen Teppich läuft und anschließend einen metallischen Türgriff berührt, oder auch das elektrostatische Knistern, wenn man Wäsche aus dem Wäschetrockner nimmt.

  • Wie lassen sich elektrostatische Entladungen vermeiden?

    Durch elektrostatische Entladungen können Bauteile beschädigt werden. Beachten Sie diese Vorsichtsmaßnahmen:

    • Vermeiden Sie Berührungen mit der bloßen Hand, indem Sie Produkte in antistatischen Behältern transportieren und lagern.
    • Bewahren Sie Teile, die empfindlich auf elektrostatische Ladungen reagieren, in ihren Behältern auf, bis sie an den jeweiligen ESD-Arbeitsplätzen (Arbeitsplätze mit antistatischer Ausrüstung) ankommen.
    • Positionieren Sie die Teile in einem ESD-geschützten Bereich, bevor Sie sie aus den Behältern entnehmen.
    • Berühren Sie keine Kontakte, Leiter oder Stromkreise.
    • Wenn Sie Komponenten oder Baugruppen berühren, die empfindlich auf elektrostatische Ladungen reagieren, achten Sie darauf, stets korrekt geerdet zu sein.
    • Halten Sie den ESD-Arbeitsplatz sauber und entfernen Sie herumliegende Objekte (Kunststoff, Vinyl, Schaumstoff).
  • Was versteht man unter einem ESD-Schutzsystem?

    ESD-Schutzsysteme schützen Stromkreise vor elektrostatischen Entladungen (ESD), um eine Fehlfunktion oder einen Ausfall von elektronischen Geräten zu verhindern.

  • Warum verwenden wir ESD-Warnschilder?

    In bestimmten Umgebungen können elektrostatische Ladungen große Schäden an empfindlichen Instrumenten hervorrufen. Daher ist es notwendig, Besucher und Mitarbeiter mithilfe von ESD-Warnschildern auf die in diesen Bereichen notwendigen Vorsichtsmaßnahmen hinzuweisen. Diese Hinweise sind für den Arbeitsschutz und die Sicherheit dieser sensiblen Arbeitsplätze von entscheidender Bedeutung.

  • Was versteht man unter ESD-Normen?

    Diese Normen decken die Anforderungen ab, die erfüllt werden müssen, um ein System zum Schutz vor elektrostatischen Entladungen zu entwickeln, einzurichten, umzusetzen und zu pflegen, um elektrische oder elektronische Teile, Baugruppen und Geräte zu schützen, die anfällig für Schäden durch elektrostatische Entladungen größer oder gleich 100 Volt nach dem Human Body Model (HBM) sind.

  • Wie sieht das ESD-Symbol aus?

    ESD Susceptibility Symbol

    Das bekannteste ESD-Symbol stellt eine gelbe Hand dar, die im Begriff ist, etwas zu greifen. Darüber liegt ein Balken und das gesamte Symbol befindet sich in einem schwarzen Dreieck. Es dient zur Kennzeichnung von Geräten und Baugruppen, die vor elektrostatischen Entladungen geschützt werden müssen.

  • Wodurch werden elektrostatische Entladungen hervorgerufen?

    Wenn zwei elektrisch geladene Objekte, wie der menschliche Körper und ein elektronisches Gerät, miteinander in Kontakt kommen, kommt es zu einer elektrostatischen Entladung. Eine gebräuchliche Abkürzung für dieses Phänomen ist ESD (Electrostatic Discharge für elektrostatische Entladung). Vom menschlichen Körper ausgehende elektrostatische Entladungen können die Größenordnung von mehreren Tausend Volt haben.

  • Wie können elektrostatische Ladungen unschädlich gemacht werden?

    Die beste Maßnahme zur Verhinderung elektrostatischer Entladungen besteht grundsätzlich in der Verhinderung einer Aufladung. Auch wenn es nicht möglich ist, in einem Produktionsbetrieb sämtliche Quellen elektrostatischer Ladungen komplett zu neutralisieren, kann die Gefahr durch die Anwendung von Best Practices doch reduziert werden:

    • Halten Sie elektronische Geräte von Blasluft fern, da diese eine Aufladung fördert. Elektronikbaugruppen sollten daher von Ventilatoren und Klimaanlagen ferngehalten werden und dürfen nicht mit Druckluft gereinigt werden.
    • Halten Sie Elektronikkomponenten von Kunststoffen und anderen synthetischen Werkstoffen fern, die zur Aufladung neigen.
    • Installieren Sie ein Erdungssystem, das für die Ableitung von Niederspannung ausgelegt ist. Nehmen Sie Kontakt mit uns auf, wenn Sie weitere Informationen benötigen.
    • Behandeln Sie Fußböden und ganz besonders Teppiche und Läufer mit Antistatikmitteln. Wenn möglich, sollten Teppiche und Läufer ganz entfernt werden.

    Denken Sie neben der Einhaltung dieser Richtlinien auch über Investitionen in Geräte und Systeme nach, die Ihnen bei der Reduzierung von elektrostatischen Entladungen helfen können.

    Geräte und Systeme zur Verhinderung von elektrostatischen Entladungen

    Zur Verhinderung von elektrostatischen Entladungen im Rahmen von Produktionsprozessen gibt es drei primäre Lösungen:

    • ESD-Handgelenks- und -Knöchelbänder für Mitarbeiter
    • Antistatik-Werkzeuge
    • Antistatik-Bodenmatten

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