Eine explosionsfähige Atmosphäre besteht aus einem Gemisch von brennbaren gasen, Dämpfen, Nebel oder Stäuben mit Luft einschließlich üblicher Beimengungen von z.B. Feuchte. In der explosionsfähigen Atmosphäre pflanzt sich eine Reaktion nach erfolgter Zündung unter atmosphärischer Bedingungen selbständig fort.

Als atmosphärische Bedingungen gelten Gesamtdrücke von 0,8 bis 1,1 bar und Gemischtemperaturen von -20 C bis +60 C.

Die Gefahr einer Explosion besteht, wenn außerdem folgende Voraussetzungen gleichzeitig erfüllt sind:

• Der Anteil des brennbaren Stoffes ist so hoch, dass sich ein explosionsfähiges Gemisch bilden kann.
• Im gleichen Raum befindet sich eine Zündquelle, die das Gemisch entzünden kann.

Ist der Sauerstoffanteil eines Gemisches kleiner als 10 Vol. % liegt in der Regel kein explosionsfähiges Gemisch mehr vor. Um einen so geringen Anteil zu erreichen, werden dem Gemisch sogenannte gasförmige Inertstoffe wie Stickstoffe, Kohlendioxid, Wasserdampf oder Halogen-Kohlen-Wasserstoff zugegeben, bis die gewünschte Konzentration erreicht wird.

Wenn das Verhältnis des Volumenanteils des Inertgases zu brennbarem Gas mindestens 25:1 beträgt, so kann keine explosionsfähige Atmosphäre entstehen, unabhängig davon, welche Luftmenge zugemischt wird.

Durch Lüften lässt sich die Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verhindern oder einschränken. In Räumen oberhalb der Erdgleiche und ohne besondere Be- und Entlüftungsöffnungen erneuert sich die Luft durch natürliche Belüftung einmal pro Stunde. In Kellerräumen dauert der Luftaustausch dagegen bis zu 2,5 Stunden. Die Konzentration des Gemisches ist jedoch nur dann berechenbar, wenn die ausströmende Menge eines brennbaren Stoffes pro Zeiteinheit bekannt ist und eine gleichmäßige Durchmischung vorausgesetzt werden kann.

Nach Ausschöpfen aller Möglichkeiten des primären Explosionsschutzes kann es immer noch Bereiche geben, in denen eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre auftritt. Diese bereiche nennt man explosionsgefährdeten Bereich. Hier greift der sekundäre Explosionsschutz mit seinen Zündschutzmaßnahmen, die Zündquellen unwirksam machen. Alle elektrischen Betriebsmittel für explosionsgefährdete Bereiche zählen zum sekundären Explosionsschutz.

Explosionsgefährdete Bereiche werden in sechs Zonen eingeteilt. Die Einteilung richtet sich nach der Wahrscheinlichkeit, dass eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre auftritt. Außerdem wird zwischen brennbaren Gasen, Dämpfen und Nebeln einerseits und brennbaren Stäuben andererseits unterschieden.

Welche explosionsgeschützten elektrischen Betriebsmittel dürfen in den einzelnen Zonen verwendet werden??

Zone 0 – gefährliche explosionsfähige Atmosphäre ist ständig oder langzeitig vorhanden Zone 1 – Es ist damit zu rechnen, dass gefährliche explosionsfähige Atmosphäre gelegentlich auftritt Zone 2 – es ist damit zu rechnen, dass gefährliche explosionsfähige Atmosphäre nur selten und dann auch nur kurzzeitig auftritt Zone20 – Bereiche, in denen eine explosionsfähige Atmosphäre, die aus Staub-Luft-Gemischen besteht, ständig, langzeitig oder häufig vorhanden ist Zone21 – Bereiche, in denen damit zu rechnen ist, dass eine explosionsfähige Atmosphäre aus Staub-Luft-Gemischen gelegentlich, kurzzeitig auftritt Zone22 – Bereiche, in denen nicht damit zu rechnen ist, dass eine explosionsfähige Atmosphäre durch aufgewirbelten Staub auftritt, aber wenn sie dennoch auftritt, dann aller Wahrscheinlichkeit nach nur selten und während eines kurzen Zeitraums

Auf jedem Gerät und Schutzsystem müssen deutlich und unauslöschbar die folgenden Mindestangaben angebracht werden:

• Name und Anschrift des Herstellers
• CE – Kennzeichnung
• Bezeichnung der Serie und des Typs
• Falls nötig die Seriennummeren
• Das Baujahr
• Das Gemeinschaftskennzeichen von explosionsgeschützten Geräten gemäß der Richtlinie 76/117/EWG Ex in Verbindung mit dem Kennzeichen, das auf die Kategorie verweist
• Für die Gerätegruppe II der Buchstabe „G“ für Bereiche, in denen explosionsfähige Gas-, Dampf-, Nebel-, Luft- Gemische vorhanden sind
• Und/oder der Buchstabe „D“ für Bereiche, in denen Staub explosionsfähige Atmosphären bilden kann.

Gilt für Geräte zur Verwendung in Untertagebetrieben von Bergwerken sowie deren Übertageanlagen, die durch Grubengas und/oder brennbare Stäube gefährdet werden können.

Gilt für Geräte zur Verwendung in den übrigen Bereichen, die durch eine explosionsfähige Atmosphäre gefährdet werden können.

Die Gerätegruppe I wird in die Kategorie M! und M2 unterteilt.

Die Gerätegruppe II wird in die Kategorie:

1. Die Geräte sind zur Verwendung in Bereichen bestimmt, in denen eine explosionsfähige Atmosphäre ständig oder langzeitig oder häufig vorhanden ist.

Die Geräte müssen selbst bei selten auftretenden Gerätestörungen das erforderliche Maß an Sicherheit gewährleisten und weisen Explosionsschutzmaßnahmen auf.

2. Die Geräte sind zur Verwendung in Bereichen bestimmt, in denen eine explosionsfähige Atmosphäre gelegentlich auftritt.

Die apparativen Explosionsschutzmaßnahmen gewährleisten selbst bei häufigen Gerätestörungen oder Fehlerzuständen, die üblicherweise zu erwarten sind, das erforderliche Maß an Sicherheit.

3. Die Geräte sind zur Verwendung in Bereichen bestimmt, in denen nicht damit zu rechnen ist, dass eine explosionsfähige Atmosphäre durch Gase, Dämpfe, Nebel oder aufgewirbeltem Staub auftritt, aber wenn sie dennoch auftritt, dann aller Wahrscheinlichkeit nach nur selten oder während eines kurzen Zeitraums.

Die Geräte gewährleisten bei normalem Betrieb das erforderliche Maß an Sicherheit.

Es wäre unwirtschaftlich, alle explosionsgeschützten elektrischen Betriebsmittel so zu bauen, dass sie den strengsten Anforderungen in Bezug auf Zündtemperatur, Zünddurchschlagsvermögen und Zündfähigkeit der Gase genügen. Deshalb werden die elektrischen Betriebsmittel in Explosionsgruppen und Temperaturklassen eingeteilt.

Umfasst die elektrischen Betriebsmittel für schlagwettergefährdete Grubenbaue wie Kohlengrube

Umfasst die elektrischen Betriebsmittel für alle übrigen explosionsgefährdeten Bereiche

Für einige Zündschutzarten ist bei den elektrischen Betriebsmitteln der Gruppe II eine Unterteilung in A, B und C vorgeschrieben. Sie beruht bei der druckfesten Kapselung auf der experimentell ermittelten Grenzspaltweite ( MESG ) und bei den eigensicheren elektrischen Betriebsmitteln auf dem Mindestzündstrom ( MIC )

Explosionsgruppe II A – Grenzspaltweite >0,9mm – Mindestzündstromverhältnis >0,8 Explosionsgruppe II B – Grenzspaltweite 0,5 – 0,9 – Mindestzündstromverhältnis 0,45 – 0,8 Explosionsgruppe II C – Grenzspaltweite < 0,5 – Mindestzündstromverhältnis < 0,45

Einteilung der maximalen Oberflächentemperaturen in Klassen bei elektrischen Betriebsmitteln der Gruppe II

• T1 – höchstzulässige Oberflächentemperatur 450 C – Zündtemperatur >450C
• T2 – höchstzulässige Oberflächentemperatur 300 C – Zündtemperatur >300C<450C
• T3 – höchstzulässige Oberflächentemperatur 200 C – Zündtemperatur >200C<300C
• T4 – höchstzulässige Oberflächentemperatur 135 C – Zündtemperatur >135C<200C
• T5 – höchstzulässige Oberflächentemperatur 100 C – Zündtemperatur >100C<135C
• T6 – höchstzulässige Oberflächentemperatur 85 C – Zündtempertatur> 85C<100

Die höchste Oberflächentemperatur des elektrischen Betriebsmittels darf die Zündtemperatur der gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre nicht erreichen. Als Zündtemperatur eines brennbaren Stoffes gilt die mit einem Prüfgerät ermittelte niedrigste Temperatur einer erhitzten Wand, an der sich der brennbare Stoff im Gemisch mit Luft gerade noch entzündet.

Die Zündtemperaturen der verschiedenen Gemische unterscheiden sich sehr stark. Während ein Gemisch aus Luft und Stadtgas erst bei 560 C gezündet wird, kommt ein Benzin-Luft-Gemisch bereits bei etwa 250 C zu Entzündung.

Diese Einordnung ermöglicht es, die Ausführung der elektrischen Betriebsmittel wirtschaftlich zu staffeln. Die Anforderungen an die Konstruktion steigen mit der aufsteigenden Reihe der Buchstaben der Explosionsgruppen. Dabei versteht es sich, dass ein Betriebsmittel, das den Bestimmungen der Temperaturklasse T3 entspricht, auch für explosionsfähige Atmosphäre der Temperaturklassen T1 und T2 geeignet ist.