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1. Gesetzliche Anforderungen im EWR Bereich

Zur Erfüllung der Anforderungen der EG-Maschinen-Richtlinie (98/37/EG) spielt die im Amtsblatt der EU gelistete Norm EN 60204-1 “Sicherheit von Maschinen - Elektrische Ausrüstung von Maschinen - Teil 1: Allgemeine Anforderungen für die elektrische Ausrüstung an Maschinen“ eine entscheidende Rolle. Sie sichert innerhalb ihres Anwendungsbereichs dem Normenanwender die Konformitätsvermutung mit den im Anhang ZZ der Norm beschriebenen Anforderungen der EG-Maschinenrichtlinie.

Des Weiteren ist auch die Einhaltung der Elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) gegeben, auf die in der DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1):2007-06 „Sicherheit von Maschinen - Elektrische Ausrüstung von Maschinen - Teil 1: Allgemeine Anforderungen (IEC 60204-1:2005, modifiziert)“ der deutschen Fassung von EN 60204-1:2006, verwiesen wird, siehe dort 4.4.2 und 8.2.8, wenn die in 4.4.2 genannten EMV-Normen eingehalten sind. Generell sind zur Einhaltung der EMV-Richtlinie die darunter gelisteten Grundnormen zu berücksichtigen, da sie den Stand der Technik enthalten.

2. Normative Anforderungen

Für elektrische Anlagen, die fester Bestandteil von Gebäuden sind, gilt die Reihe DIN VDE 0100 (VDE 0100) (deutsche Übernahme der HD 384 bzw. HD 60364). Darin verwendete elektrische Betriebsmittel werden nur insoweit behandelt, wie deren Auswahl und Verwendung in der Anlage davon betroffen ist.

Die elektrische Ausrüstung von Maschinen, die von der Norm DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1):2007-06 abgedeckt wird, beginnt an der Netzanschlussstelle der elektrischen Ausrüstung der Maschine.

Festlegungen aus der Reihe DIN VDE 0100 (VDE 0100) gelten nicht grundsätzlich für die elektrische Ausrüstung von Maschinen nach DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1):2007-06.

3. Brandschutzaspekte aus Sicht der Reihe DIN VDE 0100 (VDE 0100)

Die Anforderungen der DIN VDE 0100-482 (VDE 0100-482):2003-06 (entspricht HD 384.4.482 S1:1997 + Corrigendum 1:1997) „Errichten von Niederspannungsanlagen - Teil 4: Schutzmaßnahmen – Kapitel 48: Auswahl von Schutzmaßnahmen; Hauptabschnitt 482: Brandschutz bei besonderen Risiken oder Gefahren“ sind dann von Bedeutung, wenn eine Betriebsstätte als „Betriebsstätte mit besonderem Brandrisiko – feuergefährdete Betriebsstätte –“ einzustufen ist. In Deutschland enthält die Richtlinie VdS 2033 „Feuergefährdete Betriebsstätten und diesen gleichzustellende Risiken“ entsprechende Fallbeispiele. Danach können z. B. Gebäudebereiche innerhalb von Druckereien, wie das Rollenpapierlager oder auch Sägewerke zu den feuergefährdeten Bereichen gezählt werden.

4. Problembeschreibung

Stand der Technik ist, dass die meisten der in Maschinen eingesetzten elektrischen Antriebe als frequenzgeregelte oder frequenzgesteuerte Antriebe in Halbleitertechnik ausgeführt werden. Bedingt durch steile Schaltflanken würde die Verwendung solcher Antriebe ohne den Einsatz von EMV-Maßnahmen (Filtertechnik, geschirmte Leitungen, etc.) zu Netzrückwirkungen und EMV-Störungen führen. Marktübliche Antriebsbaugruppen sind daher i. d. R. mit solchen EMV-Maßnahmen ausgestattet.

Durch die drehzahlgeregelten Antriebe in Halbleitertechnik und die dafür notwendigen EMV-Maßnahmen steigt infolge von Schutzleiterströmen (Ableitströmen) die Strombelastung des Schutzleiters stark an. Ein signifikanter Anteil dieser betriebsmäßigen Ableitströme wird durch parasitäre Kapazitäten, z. B. in geschirmten Motorleitungen, verursacht.

Eine Forderung der Norm DIN VDE 0100-482 (VDE 0100-482):2003-06 besteht darin, dass in TN- und TT-Systemen zum Schutz von Kabel- und Leitungsanlagen bei Isolationsfehlern

• Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) mit einem Bemessungsdifferenzstrom I_∆N ≤ 300 mA oder alternativ
• Leistungsschalter mit zugeordneten Fehlerstrom-Auslösern (CBRs) nach DIN EN 60947-2 (VDE 0660 Teil 101), Anhang B, die Außenleiter und Neutralleiter vom Netz trennen; oder
• Differenzstrom-Überwachungsgeräte (RCMs) nach DIN EN 62020 (VDE 0663), netzspannungsunabhängig mit Schaltgeräten, z. B. Leistungsschalter

eingesetzt werden sollen.

Die zuvor beschriebenen Ableitströme können eine Auslösung von solchen Schutzeinrichtungen bewirken, obwohl kein Isolationsfehler vorliegt.

Darüber hinaus sind nach Produktnorm Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) auf Bemessungsströme bis 125 A begrenzt.

In Stromkreisen für Maschinen mit den o. g. Ableitströmen in signifikanter Höhe ist der Einsatz der vorgenannten Schutzeinrichtungen mit marktgängigen Maßnahmen technisch und wirtschaftlich nicht sinnvoll umsetzbar.

Die in dieser Norm als Alternative zu diesen Schutzeinrichtungen aufgeführte Maßnahme „erd- und kurzschlusssicheres Verlegen von Kabeln und Leitungen nach DIN VDE 0100-520 (VDE 0100-520):2003-06, 521.13“ ist innerhalb einer solchen Maschine nicht gefordert und gegebenenfalls nicht anwendbar.  

5. Vorgeschlagene Vorgehensweise

Falls die Kombination einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) insbesondere mit einem oder mehreren elektronischen Betriebsmittel(n) der elektrischen Ausrüstung der Maschine unverträglich ist und dies durch den Hersteller der Maschine schriftlich bestätigt wird, z. B. wenn aus den oben beschriebenen Gründen der Gesamtableitstrom zu hoch ist oder die Art der Fehlerströme so beschaffen ist, dass die Fehlerstrom-Schutzeinrichtung in ihrer Funktion beeinträchtigt wird, kann alternativ zum Einsatz von o. g. Schutzeinrichtungen folgende Maßnahme gewählt werden:

In der elektrischen Anlage des Gebäudes müssen die Kabel und Leitungen bis zur Netzanschlussstelle der jeweiligen Maschine erd- und kurzschlusssicher (nach DIN VDE 0100-520 (VDE 0100-520)) verlegt werden.

Maschinenseitig muss ab einschließlich der Netzanschlussstelle die elektrische Ausrüstung einer Maschine entsprechend den Anforderungen der DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1) ausgeführt sein.

Bei einem Einsatz einer Maschine in feuergefährdeten Betriebsstätten sind ggf. Zusatzmaßnahmen notwendig, die von der Risikobewertung nach DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1):2007-06, 4.1 abhängig sind.

Hinsichtlich der maximal zulässigen dauernden Berührungsspannung gilt DIN VDE 0100-410
(VDE 0100-410).