Sicherheit und EMV von Maschinen und Anlagen

Hilfe, welche Normen gelten?

Wer Maschinen und Anlagen sowie IT-Anwendungen betreibt, muss den Personenschutz immer im Blick haben. Besonders zu beachten sind Gefahrenpotenziale, die von elektrischen Systemen an Schaltschränken oder IT-Racks ausgehen. Aber auch die Sicherung deren Systemfunktion und -verfügbarkeit vor äußeren Einflüssen muss gewährleistet sein. Um jedoch die Sicherheitsziele gesetzlicher Richtlinien zu erfüllen, müssen Hersteller und Errichter elektrischer Geräte und Systeme die jeweils zutreffenden Normen genau kennen.

(Bild: Rittal GmbH & Co. KG)

Die Einsatzgebiete von Schaltschränken sind ausgesprochen vielfältig. Sie reichen von Messsystemen für Produkt ionsumgebung oder Labor über die Steuerung und Energieverteilung für Maschinen und Fertigungsanlagen, reine Energieverteiler für Gebäude oder große Fabrikanlagen bis hin zu Audio- oder Videotechnik für Studios oder Netzwerk- oder Serverracks für große Gebäude und Rechenzentren.

Auswahl der zutreffenden Normen

Die Grundlage für die Planung von Anlagen ist die Auswahl der zutreffenden Normen. Für die meisten Schaltschrankanwendungen sind als gesetzliche Regelungen drei wesentliche Vorgaben im europäischen Wirtschaftsraum gegeben:

• die Maschinen- Richtlinie (2006/42/EG), die Sicherheitsziele in Bezug auf mechanische und sonstige Gefährdungen beschreibt
• die Niederspannungs-Richtlinie (2014/35/ EU), die Sicherheitsziele in Bezug auf Gefährdungen durch den elektrischen Strom beschreibt
• und die EMV-Richtlinie (2014/30/EU), die Sicherheitsziele in Bezug auf Funktionssicherheit und damit Verfügbarkeit von Geräten und Anlagen beschreibt.

Jede der genannten Richtlinien wird durch eine Auflistung der relevanten Normen ergänzt, deren Anwendung die Erfüllung der jeweiligen Schutzziele ermöglicht. Bei der Suche geht immer die spezifische Produktnorm (bspw. „Werkzeugmaschine“) der allgemeinen Norm vor oder muss in Kombination betrachtet werden.

Fallunterscheidung beachten

Folgende Fallunterscheidungen sollen die richtige Normenauswahl verdeutlichen:

• Ein Schaltschrank soll an einer Maschine zum Einsatz kommen. Darin sind elektrische Geräte der Niederspannungstechnik miteinander verbunden. Im Mittelpunkt der Betrachtung stehen die Sicherheit vor elektrischen Gefahren und die Gewährleistung der Funktion der gemeinsam betriebenen Geräte, das heißt die Maschinen-, Niederspannungs- und die EMV-Richtlinie müssen erfüllt werden. Die jeweiligen Listen werden durchgesehen und als in Frage kommende Normen folgende identifiziert:
• DIN EN 60204-1 (Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von Maschinen Teil 1: Allgemeine Anforderungen), die
• DIN EN 61439-1 (Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen Teil 1: Allgemeine Festlegungen) und die
• Fachgrundnormen zur EMV-Bewertung (je nach Einsatzumgebung der Maschine: Wohnbereich oder Industriebereich; jeweils Normen zur Störaussendung und Störfestigkeit) DIN EN 61000-6-1, -2, -3, -4
• Der Schaltschrank beinhaltet eine Niederspannungs-Haupt- oder Unterverteilung
• Mit Ausnahme der Maschinen-Richtlinie und der zugehörigen DIN EN 60204-1, die hierbei nicht zutreffen, gelten die übrigen Bezüge aus 1.
• Der „Schaltschrank“ ist ein IT-Rack und beinhaltet eine Informationstechnische Einrichtung.
• Hier gilt die Niederspannungs-Richtlinie. @Aufzählung:Zur Bewertung wird die Norm DIN EN 62368-1 (Einrichtungen für Audio/Video-, Informations- und Kommunikationstechnik Teil 1: Sicherheitsanforderungen; Ersatz für DIN EN 60950-1 ! ) ermittelt.
• Die EMV-Richtlinie gilt ebenfalls und dazu die Normen wie im Punkt 2.

Es ist hierdurch ersichtlich, dass eine große Zahl verschiedener Normen mit unterschiedlichsten Anforderungen berücksichtigt werden muss, um allen Schutzzielen gerecht zu werden. Viele der Anforderungen werden bereits durch die verwendeten Komponenten erfüllt, die wiederum eigenen Normen unterliegen. In denen sind ebenfalls sicherheitstechnische und/oder funkt ionssichernde Anforderungen und Maßnahmen beschrieben. Die Hersteller der Komponenten machen darüber hinaus in den jeweiligen technischen Dokumenten Angaben zur bestimmungsgemäßen Verwendung ihrer Produkte, die unbedingt beachtet werden müssen.

Eigene Norm für Leergehäuse

Für die leeren Gehäuse gibt es für den Anwendungsbereich der Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen eine solche eigene Norm, die DIN EN 62208 (Leer-gehäuse für Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen). Diese Norm ist hinter der Niederspannungs-Richtlinie gelistet und bildet die Grundlage für die Konformitätserklärung und die CE Kennzeichnung. Die Maschinen-Richtlinie und die EMV-Richtlinie sind für leere Schaltschränke nicht zu betrachten. Die Normen zur Sicherheit informationstechnischer Einrichtungen enthalten mit Ausnahme der DIN EN 60950-22 (Einrichtungen der Informat ionstechnik – Sicherheit Teil 22: Einrichtungen für den Außenbereich) keine Anforderungen an leere Gehäuse. Mit der Auswahl und dem Einsatz eines Leergehäuses nach DIN EN 62208 ist für die Anwendung im Rahmen der Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen bereits ein Großteil der Bauanforderungen der DIN EN 61439-1 erfüllt, wenn auch die Vorgaben des Gehäuseherstellers umgesetzt werden. Dies betrifft die Unterpunkte der „Festigkeit von Werkstoffen und Teilen“ sowie die „Schutzart von Gehäusen“, die ansonsten durch Prüfungen nachgewiesen werden müssten.

Verringerter Prüfaufwand

Durch diesen verringerten Prüfaufwand ergibt sich ein erhebliches Einsparpotenzial gegenüber selbstkonstruierten und selbstgefertigten Gehäusen. Wird die Konformitätserklärung des Leergehäuses in Verbindung mit den Herstellerdokumentationen zur Anwendung in die Anlagendokumentation übernommen, kann der Hersteller des fertig bestückten Schaltschrankes nachweisen, dass die beschriebenen Bauartanforderungen erfüllt werden. Im Einzelnen sind dies die Nachweise der Korrosionsbeständigkeit, der Eigenschaften von Isolierstoffen, des Anhebens, der Schlagprüfung sowie der Schutzart von Gehäusen. Besonders für die Groß-Schaltschränke der TS 8-Baureihe und des Nachfolgesystems VX25 hat Rittal bereits in der Vergangenheit mit einfallsreichen technischen Lösungen (bspw. die elektrische Direktkontaktierung von Gehäuseflächen zum Gehäuserahmen für den Potenzialausgleich / zur Schutzleiterverbindung) sowie umfangreichen ergänzenden Dokumentationen beachtliche Maßstäbe gesetzt. Zur Unterstützung bietet der Hersteller Montageanleitungen und ergänzende Broschüren zur Belastbarkeit der Gehäuseteile und wesentlicher Montage-Zubehörteile. Ebenso steht eine Broschüre zum Schutzleiteranschluss, zur Stromtragfähigkeit und Kurzschlussfestigkeit von Schutzleiterverbindungen und Systemzubehör zur Verfügung. Damit steht einer sicheren Anwendung wie auch der Dokumentation und dem Nachweis der Erfüllung der Schutzziele der verschiedenen Richtlinien nichts im Wege.