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Schutz vor Überspannung im Ex-Bereich

Isolierstücke an Rohrleitungen vor Überspannungen schützen – DEHN + SÖHNE bietet eine neue Anschlusstechnik, welche die Installation und Wartung von Trennfunkenstrecken erleichtern soll.

Blitzeinschläge und Überspannungen gefährden sämtliche technische Einrichtungen, die mit der Pipeline verbunden sind, wie etwa Messtechnik, KKS-Gleitrichter und Isolierflansche. Eine Zerstörung dieser führt zu erheblichen finanziellen Schäden und kann den sicheren Betrieb der Pipeline gefährden. Die Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) und die Gefahrenstoffverordnung (GefStoffV) geben daher vor, für alle Anlagen mit explosionsgefährdeten Bereichen – sogenannte Ex-Bereiche – eine Gefährdungsbeurteilung durchzuführen, um relevante wirksame Zündquellen zu identifizieren.

Das Koaxialkabel ermöglicht eine Anschlussleitung der EXFS Coax-Connection Box von bis zu fünf Metern bei einem bis zu dreimal niedrigeren Spannungsabfall als bei herkömmlichen Leitungen. Foto: DEHN + SÖHNE GmbH + Co.KG.

Bei Pipelines zählen zu den Ex-Bereichen beispielsweise GDRM-Anlagen und Gasverdichterstationen, in denen Isolierstücke oder Isolierflanschen installiert sind. Solche kommen für die elektrische Trennung von KKS-geschützten Pipelineanlagen zur umgebenden Erde oder zur Aufteilung hochspannungsbeeinflusster Rohrleitungen in einzelnen Pipelineabschnitten zum Einsatz. Die elektrische Trennung besteht bis zum Erreichen der Durchschlags- oder Überschlagsfestigkeit der Isolation. Die Überschreitung dieser – beispielsweise durch Blitzschlag – kann eine offene Funkenbildung, Undichtigkeit oder Zerstörung des Isolierstücks und damit Explosionsgefahr zur Folge haben. „Wurde die Zündquelle ,Blitzschlag‘ nach TRBS 2152-3 mit den möglichen Wechselwirkungen als gefahrdrohend eingestuft, so muss ein Blitzschutzkonzept als reduzierende Maßnahme zur Vermeidung erarbeitet und dokumentiert werden. Teil dessen sind auch Überspannungsschutzgeräte“, erklärt Tobias Braun, Business Development Manager für Prozesstechnik Öl/ Gas bei der DEHN + SÖHNE GmbH + Co.KG..

Oberirdisch und außerhalb des Ex-Bereiches

Überspannungsschutzgeräte leiten gefährliche und unzulässige Überspannungen in die Erde ab und schützen so die technischen Einrichtungen der Pipeline. In der Regel werden im Ex-Bereich dafür Ex-Funkenstrecken eingesetzt, die verschiedene technische Merkmale erfüllen, wie Braun beschreibt: „Die Ex-Funkenstrecken sollten Blitzströme bis 100 kA 10/350 und 50 Hz-Ströme von 500 A / 0,2 Sekunden ableiten können sowie über zündfunkenfreie Anschlusstechnik, zertifiziert nach ATEX und IEC Ex zur Installation in Ex-Zone 1, verfügen.“ Trennfunkenstrecken müssen zudem regelmäßig innerhalb der für die Anlage festgesetzten Inspektionsintervalle auf ihre Funktionstüchtigkeit überprüft werden. Nach DIN EN 62305-3 heißt das beispielsweise alle zwei Jahre oder nach DIN EN 60079-17 (VDE 0165 Teil 10-1) alle drei Jahre.

Wie Tobias Braun erklärt, ist eine Prüfung aber meistens zeitintensiv und aufwendig, denn die Trennfunkenstrecken werden direkt am Isolierstück unterirdisch oder auch im Ex-Bereich installiert. Mitarbeiter in der Gefahrenzone oder Grabungen sind daher die Regel. Um das künftig zu vermeiden, hat DEHN + SÖHNE die EXFS Coax-Connection Box mit einer neuen Anschlusstechnik entwickelt. Das Besondere: Die Box kann oberirdisch und außerhalb des Ex-Bereiches installiert werden.

Die EXFS Coax- Connection Box wird oberirdisch und außerhalb des Ex-Bereiches installiert. Foto: DEHN + SÖHNE GmbH + Co.KG.

Möglich macht das der Anschluss mit einem Koaxialkabel. „Es bewirkt einen bis zu dreimal niedrigeren Spannungsfall auf der Anschlussleitung, als es bei Verwendung herkömmlicher Leitungen der Fall ist. Daher kann die Länge der Anschlussleitung – je nach Isolationsfestigkeit des Isolierstücks – bis zu fünf Meter betragen“, hebt Braun hervor. Die oberirdische Installation ermögliche allerdings nicht nur eine einfachere und sicherere Überprüfung der integrierten EXFS 100-Trennfunkenstrecke ohne das Abklemmen von Leitungen oder das Entfernen von Isolierungen, sondern auch den Austausch der EXFS 100. Die eingesetzte Trennfunkenstrecke ist entsprechend der ATEX-Richtlinie 2014/34/EU, IEC Ex, UL und Inmetro zugelassen.

Bei getrennten Anlagenteilen, die nur eine geringe Isolationsfestigkeit zueinander aufweisen, haben sich die tiefen Ansprechspannungen der EXFS 100 bewährt, wie DEHN + SÖHNE angibt. „Außerdem kann die EXFS 100 mit einem maximalen Blitzstoßstrom von 100 kA (10/350) in allen vier bestehenden Blitzschutzklassen eingesetzt werden“, schließt Braun. (vb)

Kontakt: DEHN + SÖHNE GmbH + Co.KG., Tobias Braun, 92306 Neumarkt, Tel.: +49 9181 906-0, tobias.braun@dehn.de