1. Gesetzliche Anforderungen im EWR Bereich
Zur Erfüllung der Anforderungen der EG-Maschinen-Richtlinie (2006/42/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 der Normen DIN VDE 0100 (VDE 0100) (deutsche Übernahme der Normen der Reihe HD 60364/HD 384). 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 0100-420 (VDE 0100-420):2013-02 (entspricht HD 60364-4-42:2011) „Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 4-42: Schutzmaßnahmen – Schutz gegen thermische Auswirkungen“, Abschnitt 422.3 „Räume oder Orte mit besonderem Brandrisiko – Feuergefährdete Betriebsstätten“ sind dann von Bedeutung, wenn eine Betriebsstätte als 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 0100-420 (VDE 0100-420):2013-02 besteht darin, dass in TN- und TT-Systemen zum Schutz von Kabel- und Leitungsanlagen bei Isolationsfehlern grundsätzlich Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) nach DIN VDE 0100-530 (VDE 0100-530):2011-06, Anhang A, mit einem Bemessungsdifferenzstrom I∆N ≤ 300 mA eingesetzt werden, die Außenleiter und Neutralleiter vom Netz trennen.
Die zuvor beschriebenen Ableitströme können eine Auslösung von solchen Schutzeinrichtungen bewirken, obwohl kein Isolationsfehler vorliegt.
Die Reduzierung von derartigen Ableitströmen, die in signifikanter Höhe auftreten, ist mit marktgängigen Maßnahmen technisch und wirtschaftlich oftmals nicht sinnvoll umsetzbar.
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 (RCD) 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 kurzschluss- und erdschlusssicher (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. Dabei kann auch auf die in DIN VDE 0100-520 (VDE 0100-520) beschriebenen Maßnahmen zum kurzschluss- und erdschlusssicheren Verlegen von Kabeln und Leitungen zurückgegriffen werden. 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).
