Elektrische El. Ausrüstung nach EN Maschinen

EN 60204-1

Die elek­trische Aus­rüstung von Maschinen soll

  • Sicher­heit von Personen gewähr­leisten,
  • Funktions­fähig­keit erhalten und
  • Betrieb und Instand­haltung erleich­tern.

Die europäische Norm DIN EN 60204-1 ist identisch mit der IEC 60204-1. Sie gilt für Maschinen mit einer Span­nung von maximal 1000 V AC und enthält u.a. diese Anforderungen:

Zusätz­liche Anforder­ungen gelten für z.B.

  • Hebe­zeug,
  • Maschinen für die Halb­leiter­herstellung,
  • Maschinen im Berg­bau,
  • Maschinen in explo­siver Atmos­phäre.

Für die elektrische Aus­rüstung von Haushaltsgeráten ist die europ­äische Norm EN 60335-2-102 maß­geblich.

Netzanschluss

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Eine Trennv­or­richtung für alle aktiven Leiter der Ein­speisung muss vor­handen sein. Oft wird dafür ein Leistungs­schalter verwendet. Der Haupt­schalter muss in der AUS-Stellung abschließ­bar sein, denn er soll auch den uner­warteten Anlauf der Maschine ver­hindern können.

Dieser Hauptschalter ist bei geöffneter Schaltschranktür an seinem Gehäuse mit einem Vorhangschloss in AUS-Stellung abgeschlossen, um unbefugtes Einschalten während der Wartungsarbeiten zu verhindern:

Mit Vorhangschloss in AUS-Stellung abgeschlossener Hauptschalter

Diser Haupt­schalter ist korrekt gekenn­zeichnet:

Gekennzeichneter Hauptschalter

Der Hand­griff muss gekenn­zeichnet und in einer Höhe von 0,6…1,9 m leicht erreichbar sein.

Soge­nannte aus­genom­mene Strom­kreise wie beispiels­weise für Beleuch­tung, dürfen bei ausge­schaltetem Haupt­schalter weiter versorgt bleiben.

Hauptschalter mit einem Warnschild für ausgenommene Stromkreise, die unter Spannung bleiben.

Schutz der Ausrüstung

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Die Maschine und ihre elektrische Ausrüstung müssen gegen

  • Folgen eines Kurz­schlusses,
  • Überhitzung von Motoren,
  • Überlastung von Stromk­reisen,
  • Spannungs­einbruch und -wiederkehr,
  • ggfs. Dreh­feld­umkehr und Über­spannung,

und einiges mehr geschützt sein.

Schutz gegen elektrischen Schlag

Wie auch sonst üblich muss

  • Basis­schutz durch Isolierung und Gehäuse, und
  • Fehler­schutz (meistens mittels Abschal­tens im Fehler­fall)

vorge­sehen sein. Für Steck­dosen bis 20 A sind Fehler­strom­schutz­schalter vorgeschrieben. Vor Rest­spannung von Konden­satoren muss gewarnt werden.

Gehäuse müssen mit dem dreieckigen Blitz­symbol W012 gemäß EN ISO 7010 gekenn­zeichnet sein und dürfen sich nur mit einem Schlüssel oder Werk­zeug öffnen lassen, oder nach Ab­schalten der Versorgungs­spannung.

Schutzleiter

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Eine beson­dere Bedeu­tung kommt dem Schutz­leiter­system zu. Alle leit­fähigen Teile müssen mit dem PE-Leiter ver­bunden werden, vor allem

  • metall­ische Leitungs­kanäle, Kabel­wannen, Kabel­pritschen;
  • Kabel­schirme und -armierungen und
  • Rohre.

Der Schutz­leiter-Anschluss­punkt der Maschine muss gekenn­zeichnet sein.

Steuer­strom­kreise und Not-Halt

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Alle Industriem­aschinen bis auf wenige Aus­nahmen müssen bei drohender Gefahr mit Not-Halt still­gesetzt werden können. Not-Halt Bedien­teile müssen rot sein.

Steuer­befehle werden durch Tipp­tasten mit selbständiger Rückstellung, Zweih­and­bedienung oder Zustimm­tasten erteilt. Beson­dere Anforder­ungen gelten für draht­lose Funk­bedienung.

Dieser Not-Halt ist richtig und ohne über­flüssige Beschrif­tung ausge­führt:

Korrekt ausgeführter Not-Halt Pilztaster

Die Steuer­strom­kreise müssen so gestaltet sein, dass sie vor­wiegend auf die sichere Seite ausfallen.

Betrieb mit offenen Schutz­türen ist nur unter vier strengen Voraus­setzungen gestattet. Für die Anwahl ist ein abschließ­barer Betriebs­arten­wahl­schalter einzu­bauen. Die Bewegung darf im Allge­meinen nur mit sicherer lang­samer Geschwindig­keit und nur bei gedrückter Tipp­taste erfolgen.

Ein Kragen wieder dieser ver­hindert das rasche Aus­lösen mit der flachen Hand oder mit der Faust. Die auf­fälligen weißen Pfeile können als Betätigungs­richtung für den Not­fall missver­standen werden:

Not-Halt Taster mit Schutzkragen

Schaltschränke

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Die Gehäuse bieten Basis­schutz vor elektri­schem Schlag und verhindern die Ver­schmutzung der Geräte. Pneumatik­komponenten wie z.B. Magnet­ventile sollen getrennt eingebaut werden.

Alle Schalt­geräte müssen identi­fiziert werden können und für die Instand­haltung gut zugänglich sein.

Breite Erdungs­bänder zu den Schalt­schrank­türen gewährleisten elektro­magnetische Verträglichkeit:

Mit Erdungband geerdete Schaltschranktür

Kästen mit Pneumatik­ventilen müssen aus­reichend ent­lüftet sein. Sonst besteht das Risiko einer physikalischen Explosion nach Druck­anstieg auf­grund (auch schleichen­der) Leckage.

Zur Trennung von Energieq­uellen ist auch für die Druck­luft ein leicht erreich­barer absperr­barer Hahn vorge­schrieben:

Abschließbarer Pneumatik-Haupthahn

Adern und Leitungen

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Die Leiter müssen für die Betriebs­bedingungen (Spannung, Strom, Isolierung) und die äußeren Einflüsse (Temperatur, Flüssig­keiten, mechanische Bean­spruchung) richtig ausgelegt sein.

Die Norm EN 60204-1 legt je nach Verlegungs­art, Umgebungs­temperatur und Strom­belastung von Kabeln deren erforder­lichen Mindest­querschnitt fest.

Verlegung der Leitungen

Leitungen müssen durch­gehend ohne Spleiße oder Verbinder von einer Klemme zur anderen laufen. Unter­schiedl­iche Strom­kreise dürfen direkt neben­einander verlegt sein, wenn ihre Isolation der höchsten Spannung stand­hält.

Für eine schnellere Fehler­suche müssen alle Leiter im Schalt­schrank am Anschluss identi­fiziert werden können.

Folgende Farben sind für Leiter zu verwenden:

Strom­kreis Farbe
Schutz­leiter gelb/grün
Neutral­leiter blau
Ausge­nommene Strom­kreise orange
Haupt­stromk­reise schwarz
AC Steuer­stromk­reise rot
DC Steuer­strom­kreise blau

Hier fehlt die Schutz­erdung und der graue Außen­leiter wurde auf die Neutral­leiterklemme geschlossen:

Falsch verwendete Adern einer Mantelleitung.

Elektro­motore

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Die elektrischen Motoren einer Maschine müssen gegen

  • Über­strom,
  • Über­temperatur und
  • Ggfs. gegen Über­drehzahl

geschützt sein.

Prüfungen

Für Industrie­maschinen sind dem Hersteller nur vier Prüfungen vorgeschrieben:

  • Über­ein­stimmung mit der Doku­mentation,
  • Durch­gängig­keit des Schutz­leiter­systems,
  • Fehler­schutz durch automa­tische Ab­schaltung,
  • Funktions­prüfung.

Zivil­techniker für Elektro­technik

Sehr gerne unter­stütze ich Sie in allen Fragen zur elektrischen Sicher­heit der Aus­rüstung, nehme die Schalt­schränke in Ihrem Namen ab und führe die obigen und weitere Messungen durch. Wenden Sie sich an Dipl.-Ing. Wolfgang Grassberger, Zivil­techniker für Elektro­technik.

FAQ

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Muss jede Maschine einen Hauptschalter haben?

Die Maschinen­richt­linie und die Norm EN 60204-1 über die elektrische Aus­rüstung von Maschinen fordert eine Trenn­vor­richtung. Auch ein Stecker ist erlaubt, wenn er unter Last gezo­gen werden darf und den größt­möglichen Strom tren­nen kann. Zu­meist wird aber ein Leistungs­schalter vorgesehen. Der Haupt­schalter muss in seiner AUS-Stel­lung abschließ­bar sein, wofür ein Vorhang­schloss ver­wendet wird. Gewisse soge­nannte ausge­nommene Strom­kreise dürfen weiter ver­sorgt bleiben, beispiels­weise für die Beleuchtung im Schalt­schrank. Sie müssen aber orange vers­drahtet oder mit einem Warnss­child gekenns­zeichnet sein.

Ist ein Not-Halt für jede Maschine vorgeschrieben?

Grund­sätzlich muss laut Maschinen­richt­linie 2006/42/EG – MRL jede Machine mit einem Not-Halt versehen sein, um eine unmittel­bar drohende oder ein­tretende Gefahr zu ver­meiden. Davon sind ledig­lich hand­gehaltene Maschinen und solche mit einer sehr großen Schwung­masse ausgenommen, oder wenn der Not-Halt erforder­liche Maß­nahmen verhin­dern würde. Ein Beispiel dafür ist eine Schleuder­guß­maschine, die durch Not-Halt nicht schneller als gewöhnlich still­gesetzt werden kann, und aus der dann womöglich flüssiger Stahl ausrinnen würde.

Was ist richtig: Not-Halt oder Not-Aus?

Für lange Zeit wurde der Begriff Not-Aus falsch verwendet, wenn es um das schnellst­mögliche Still­setzen gefährlicher Bewe­gungen ging. Die derzeit gültige Norm DIN EN bzw. IEC 60204-1 über die elektrische Aus­rüstung von Maschinen unter­scheidet klar zwischen den beiden Begriffen. Not-Halt ist dazu bestimmt, im Not­fall einen Prozess oder eine Bewegung anzuh­alten. Not-Aus hingegen schaltet die elektrische Energie ab, wenn das Risiko eines elektri­schen Schlages besteht. Ein Bei­spiel dafür sind offene nur durch Abstand geschützte Schleif­leitungen.

Müssen die Adern im Schalt­schrank einer Maschine ein­deutig nummeriert sein?

Die Norm DIN EN bzw. IEC 60204-1 über die elek­trische Aus­rüstung von Maschinen fordert ganz klar eine ein­deutige Identi­fizierung jedes Drahtes gemäß dem Strom­lauf­plan. Alpha­numerische Beschrif­tung ist die einzige prakti­kable Methode für die Ver­drahtung im Schalt­schrank. Diese ein­deutige Nummerierung stellt für den Maschinen­hersteller einen erheb­lichen Mehr­aufwand dar, der sich für den Betrieber über die gesamte Lebens­dauer durch schnellere Störungs­behebung aber bezahlt macht.

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