Glasfaser im Ex-Bereich
Sicherheit von Glasfasernetzen in explosionsgefährdeten Bereichen
Für viele Industriebereiche ist Explosionsschutz unverzichtbar. Anlagen, die in explosionsgefährdeten Bereichen betrieben werden, müssen entsprechende Zulassungen vorweisen. Dies gilt nicht nur für die gesamte Anlage, sondern auch für die einzelnen Komponenten. Um das sicherzustellen, gibt es entsprechende Normen und Direktiven wie Atex, nach denen auch Komponenten für Industrial Ethernet zertifiziert sein müssen. Anders als von vielen vermutet, müssen auch Glasfaser-Komponenten strenge Richtlinien erfüllen, wenn sie in Ex-Bereichen eingesetzt werden sollen. Denn auch die unter Umständen auftretende Lichtleistung stellt ein nicht zu unterschätzendes Explosionsrisiko dar.
Bild: Microsens GmbH & Co. KGExplosionsschutz ist für weit mehr Industriezweige wichtig, als man vielleicht annehmen mag. Jedem, den man zu dem Thema befragt, fällt zuallererst der Bergbau ein, wo Gase ('Grubengas') und Staub große Explosionsgefahren darstellten. Doch es gibt sehr viel mehr: Erdöl und Erdgas fördernde und verarbeitende Betriebe, die chemische Industrie, die Lack- und Farbenindustrie, pharmazeutische Betriebe, Tankstellen, Tanklager, aber auch die Landwirtschaft mit Biogas, Stallgasen und Stäuben, holzverarbeitende Betriebe (Holzstaub) und sogar metallverarbeitende Betriebe (Metallstäube, besonders Leichtmetalle) und Mühlen (Mehlstaub). Überall dort herrscht eine erhöhte Explosionsgefahr.
Ohne Zündquelle, keine Explosion
Die in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzten Geräte müssen so konstruiert und gebaut sein, dass sie sowohl im normalen Betrieb als auch im Fehlerfall unter keinen Umständen Energiedichten erzeugen, die ausreichen, um umgebende Gase und Stäube zu entzünden. Dies schließt auch den Fall ein, dass das Gerät durch Fremdeinwirkung beschädigt oder zerstört wird. Das ist leichter gesagt als getan. Nahezu alles, was eine hohe Energiedichte besitzt, kann als Zündquelle dienen, und hierzu gehört sehr viel mehr, als man denkt: heiße Oberflächen, Flammen, heiße Partikel, Funken, Funk- und Radiowellen, Ultraschall, Stoßwellen, die reine Kompression eines Stoffes und sogar die Lichtleistung. All das muss bei der Konstruktion und dem Betrieb der Anlagen und Geräte berücksichtigt werden.
Bild: Microsens GmbH & Co. KGAuch Licht ist problematisch
Selbst Licht kann so hohe Energiedichten besitzen, dass es zur Zündung von explosiven Atmosphären kommen kann. Was tun? Grundsätzlich kann ein nicht Atex-zugelassenes elektronisches Gerät in einem druckfesten Gehäuse untergebracht werden, doch für Anwendungen in der Datentechnik ist dies weniger geeignet, denn das Gerät und dessen Anschlüsse sind dann nicht zugänglich für Wartungsarbeiten oder um Patchkabel ein- und auszustecken. Doch selbst, wenn das elektronische Gerät in einem druckfesten Gehäuse oder außerhalb der Zone untergebracht ist, führen die Datenleitungen noch immer durch explosionsgefährdete Bereiche und stellen damit ein nicht zu unterschätzendes Risiko dar. Wenn der Kabelmantel eines Lichtwellenleiters verletzt wird oder eine Glasfaser bricht, kann Licht hoher Leistung austreten und zur Zündung explosiver Atmosphären führen. Dasselbe gilt, wenn ein Stecker in einer explosionsgefährdeten Umgebung abgezogen wird - sei es absichtlich oder unabsichtlich - oder sich im laufenden Betrieb löst, etwa durch Vibrationen oder Zug am Kabel. Das offene Ende einer Glasfaserleitung stellt ebenfalls ein Sicherheitsrisiko dar, so auch ein Anschluss in einem Patchfeld, einer Anschlussdose oder das freie Ende eines Patchkabels. In allen diesen in der Praxis anzutreffenden Fällen kann unter bestimmten Umständen Lichtleistung austreten, welche eine so hohe Energiedichte besitzt, dass es zur Explosion kommen kann. Will man diesen Gefahren wirksam vorbeugen, ist es notwendig, ausschließlich elektronische Geräte und Komponenten zu verwenden, deren Lichtleistung so zuverlässig begrenzt wird, dass sie als Zündquelle ausscheiden. Diesen Weg geht Microsens mit seinen Atex-SFP-Transceivern.
Praxistaugliche 1,25Gbit/s
Als Pionier der Glasfasertechnik hat der Hersteller einen SFP-Transceiver entwickelt, der die Energiedichte des austretenden Lichts begrenzt. Sie ist so niedrig, dass das Licht nicht als Zündquelle dienen kann. Auch bei einem Kabelbruch nicht. Der Transceiver erfüllt die DIN EN60079-28 für inhärent optische Strahlung ('op is') und ist gemäß Atex-Richtlinie 94/9/EG zertifiziert; die genaue Atex-Kennzeichnung lautet EX II(1)G [Ex op is Ga T4] IIC. Für die Fertigung des Transceivers hat Microsens die eigene Produktion nach DIN EN ISO/IEC80079-34 zertifizieren lassen. Er arbeitet protokolltransparent mit Datenraten bis 1,25Gbit/s und ist damit universell für Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Fibre Channel-, ATM- und Sonet-Anwendungen geeignet. Der Transceiver verfügt über Diagnostikfunktionen, die mit der SFF-8472-Spezifikation kompatibel sind. Durch seine robuste Technik und den erweiterten Temperaturbereich von -40 bis +85°C eignet er sich für industrielle Anwendungen und den Einsatz im Außenbereich gleichermaßen. Einsatzgebiete sind die Öl- und Gasförderung, Schiefergasbohrfelder, Gruben und Steinbruchablagen über Tage, Förderanlagen oder Pipelines. Auch klassische Ex-Bereiche können von der fortschrittlichen Technologie profitieren, beispielsweise Raffinerien und petrochemische Anlagen, Anlagen der chemischen Industrie oder auch große Stallanlagen.
Fazit
Mit dem Atex-zertifizierten SFP-Transceiver steht dem industriellen Anwender endlich eine Komponente zur Verfügung, mit der hohe Datenraten von bis zu 1,25Gbit/s sicher und zuverlässig durch explosionsgefährdete Bereiche der Zone 0 übertragen werden können. Durch seine robuste Technik und den Temperaturbereich von -40 bis +85°C eignet er sich für Anwendungen im Innen- wie im Außenbereich.
Für viele Industriebereiche ist Explosionsschutz unverzichtbar. Anlagen, die in explosionsgefährdeten Bereichen betrieben werden, müssen entsprechende Zulassungen vorweisen. Dies gilt nicht nur für die gesamte Anlage, sondern auch für die einzelnen Komponenten. Um das sicherzustellen, gibt es entsprechende Normen und Direktiven wie Atex, nach denen auch Komponenten für Industrial Ethernet zertifiziert sein müssen. Anders als von vielen vermutet, müssen auch Glasfaser-Komponenten strenge Richtlinien erfüllen, wenn sie in Ex-Bereichen eingesetzt werden sollen. Denn auch die unter Umständen auftretende Lichtleistung stellt ein nicht zu unterschätzendes Explosionsrisiko dar.
Bild: Microsens GmbH & Co. KGExplosionsschutz ist für weit mehr Industriezweige wichtig, als man vielleicht annehmen mag. Jedem, den man zu dem Thema befragt, fällt zuallererst der Bergbau ein, wo Gase ('Grubengas') und Staub große Explosionsgefahren darstellten. Doch es gibt sehr viel mehr: Erdöl und Erdgas fördernde und verarbeitende Betriebe, die chemische Industrie, die Lack- und Farbenindustrie, pharmazeutische Betriebe, Tankstellen, Tanklager, aber auch die Landwirtschaft mit Biogas, Stallgasen und Stäuben, holzverarbeitende Betriebe (Holzstaub) und sogar metallverarbeitende Betriebe (Metallstäube, besonders Leichtmetalle) und Mühlen (Mehlstaub). Überall dort herrscht eine erhöhte Explosionsgefahr.
Microsens GmbH & Co. KG
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 1+2 2014 - 29.01.14.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
