Sicherheit von Maschinen Elektrische Ausrüstung von Maschinen Teil 32: Anforderungen für Hebezeuge
Im Wesentlichen sollen folgende Punkte gefördert bzw. sichergestellt werden:
- die Sicherheit von Personen und Sachen,
- die Erhaltung der Funktionsfähigkeit und
- die Erleichterung der Instandhaltung.
Alle Gefährdungen, die sich aus dem Betrieb von Hebezeugen ergeben, müssen durch eine Risikobeurteilung ermittelt und danach die notwendigen Schutzmaßnahmen festgelegt werden. Zu beachten sind besonders folgende Ursachen:
- Möglichkeit des elektrischen Schlags oder eines Brandes aus elektrischer Ursache,
- Ausfälle und Fehler in Steuerstromkreisen mit daraus folgendem Fehlverhalten des Hebezeugs,
- Störungen und Unterbrechungen der Energieversorgung sowie Ausfälle und Fehler in Hauptstromkreisen mit daraus folgendem Fehlverhalten des Hebezeugs,
- Verlust der durchgehenden Verbindung von Stromkreisen, z. B. Schleifkontakten, mit folgendem Fehlverhalten oder Ausfall von Sicherheitsfunktionen,
- elektromagnetische oder elektrostatische Störungen sowie Funkstörungen, die von innen oder außen auf die elektrische Ausrüstung einwirken und zu Fehlfunktionen führen;
- Verletzungen durch unerwartete Bewegungen oder einen elektrischen Schlag in Folge einer Freisetzung gespeicherter Energie;
- Verletzungen durch hohe Oberflächentemperaturen.
Einige der wesentlichen Anforderungen der Norm werden nachstehend in Kurzform erläutert.
Netzanschlüsse und Einrichtungen zum Trennen und Ausschalten
Es wird empfohlen, die elektrische Ausrüstung eines Hebezeugs, mit Ausnahme von großen, komplexen Anlagen, an eine einzige Energieversorgung anzuschließen. Die Funktionen des Trennens und/oder Schaltens werden durch Netzanschlussschalter, Kran-Trennschalter oder Kranschalter erfüllt.
Stecker/Steckdosen-Kombinationen sind nur für eine flexible Anschlussleitung bis zu einem Bemessungsstrom von 16 A zulässig oder es darf nicht möglich sein, Steckvorrichtungen, die kein Lastschaltvermögen besitzen, unter Last zu trennen bzw. zu verbinden.
Die genannten Schaltgeräte müssen mit Vorrichtungen ausgestattet sein, die es erlauben diese in der „AUS-Stellung“ abzuschließen. Das Ausschaltvermögen muss ausreichen, um den Strom des größten Motors im blockierten Zustand plus der Summe der Betriebsströme aller übrigen Verbraucher abzuschalten. Zur Verhinderung von unerwartetem Anlauf, z. B. nach einem Spannungsausfall, sind geeignete Einrichtungen vorzusehen.
Schutz gegen elektrischen Schlag
Der Schutz von Personen muss durch einen Basisschutz (Schutz gegen direktes Berühren) und Fehlerschutz (Schutz bei indirektem Berühren) sichergestellt sein. Dabei können grundsätzlich alle zugelassenen Schutzmaßnahmen angewendet werden. Gehäuse mit aktiven Teilen müssen mindestens der Schutzart IP2X oder IPXXB entsprechen, bei obenliegenden leicht zugänglichen Abdeckungen mindestens der Schutzart IP4X oder IPXXD.
Zum Schutz gegen Restspannungen müssen Teile, die nach dem Abschalten eine Spannung von mehr als 60 V aufweisen, innerhalb von 5 s auf eine Restspannung von kleiner 60 V entladen sein. Bei nach dem Ziehen berührbaren Steckvorrichtungen darf die Entladezeit 1 s nicht überschreiten.
In diesem Abschnitt sind Maßnahmen zum Schutz der elektrischen Ausrüstung gegen folgende Einflüsse beschrieben:
- Überstrom beim Auftreten eines Kurzschlusses,
- Überstrom bei Überlastung,
- Ausfall oder Absinken der Versorgungsspannung,
- Überspannungen durch Blitzschlag oder Schalthandlungen,
- Schäden durch Erdschlussströme,
- falsches Drehfeld,
- anormale Temperaturen und
- Überdrehzahl von Motoren.
Potentialausgleich
Der Potentialausgleich besteht aus einem Schutzpotentialausgleich und Funktionspotentialausgleich. In den Schutzpotentialausgleich sind alle leitfähigen Konstruktionsteile des Hebezeugs und die Schutzleiter einzubeziehen, um somit den Schutz gegen elektrischen Schlag zu ermöglichen. Zur Vermeidung von Funktionsstörungen durch auftretende Isolationsfehler oder elektrische Störfelder (EMV) können zur Reduzierung von Störgrößen weitere Funktionspotentialausgleichsverbindungen zu einem gemeinsamen Bezugspotential erforderlich sein.
Steuerstromkreise und Steuerfunktionen
Zur Versorgung der Steuerstromkreise sind zwingend Steuertransformatoren einzusetzen. In Steuerstromkreisen, bei denen eine Seite mit dem Schutzleitersystem verbunden ist, muss grundsätzlich ein Anschluss der Betätigungsspulen mit diesem direkt verbunden sein.
Detaillierte und umfangreiche Anforderungen werden an die START-, STOPP- und NOT-AUS bzw. NOT-HALT-Funktionen in den verschiedenen Kategorien gestellt. Das gleiche gilt für kabellose Steuerungen, Schutzverriegelungen und von Steuerfunktionen im Fehlerfall.
Festlegungen für die Montage, Kennzeichnung und Farbkodierung von Drucktaster, Anzeigeleuchten usw. sind im Abschnitt Bedienerschnittstelle und Steuergeräte der Norm festgelegt.
Leiter, Kabel und Leitungen
Leiter, Kabel und Leitungen sind so auszuwählen, dass sie den vorkommenden Betriebsbedingungen, wie Spannung, Strom, Häufung und den äußeren Einflüssen, wie Umgebungstemperatur, Wasser, korrosiven Stoffen, mechanischen Beanspruchungen usw. gewachsen sind.
Bei der Installation auf Hebezeugen im Freien müssen sie für den Betrieb im Freien geeignet sein, z. B. UV-beständig, oder entsprechend geschützt verlegt sein.
Der maximale Spannungsfall vom Netzanschlussschalter bis zu den Motoren darf 5 % nicht überschreiten. Zur Sicherstellung einer ausreichenden mechanischen Festigkeit nennt die Norm Mindestquerschnitte innerhalb und außerhalb von Gehäusen. Ebenso werden Werte für die Strombelastbarkeit für von PVCisolierten Leitungen und Kabeln in Abhängigkeit von den Verlegebedingungen genannt.
Besondere Anforderungen werden an flexible Leitungen gestellt, wenn diese einer Zugbeanspruchung ausgesetzt und/oder aufgetrommelt werden. Ähnliches gilt auch für die Konstruktion und die Errichtung von Schleifleitungen.
Verdrahtungstechnik
Dieser Abschnitt enthält unter anderem Festlegungen an Anschlüsse und Leitungsverlauf, Identifizierung von Leitern, Verdrahtung innerhalb und außerhalb von Gehäusen, Stecker/Steckdosen-Kombinationen, Leitungskanäle und Verbindungskästen, Elektro-Installationsrohre und ähnlichem.
Elektromotoren und zugehörige Ausrüstung
Elektromotoren müssen mindestens der Schutzart IP 23 entsprechen und so angeordnet sein, dass sie ausreichend gegen mechanische Beschädigungen geschützt sind und für Inspektion, Wartung usw. leicht zugänglich sind.
Kennzeichnung, Warnschilder und Referenzkennzeichen
Alle Gehäuse, bei denen nicht eindeutig erkennbar ist, dass sie elektrische Betriebsmittel enthalten, müssen mit einem schwarzen Blitz auf gelbem Grund gekennzeichnet sein. Steuergeräte, optische Anzeigen und ähnliches an der Mensch-Maschine-Schnittstelle sind ebenfalls dauerhaft entsprechend ihrer Funktion zu kennzeichnen.
Bei Hebezeugen, deren Ausrüstung mehr als einen Motor umfasst, müssen alle Gehäuse, Zubehörteile, Steuergeräte und sonstigen Komponenten mit demselben Referenzkennzeichen (Betriebsmittelkennzeichen), wie in der Technischen Dokumentation festgelegt, gekennzeichnet sein. Schaltgerätekombinationen für die Steuerausrüstung sind mit einem Leistungsschild, welches mindestens die in der Norm geforderten Angaben enthält, zu versehen.
Technische Dokumentation
Für das Errichten, den Betrieb und die Instandhaltung der elektrischen Ausrüstung muss eine Technische Dokumentation in einer vereinbarten Sprache in Form von Zeichnungen, Schaltplänen, Schaubildern, Betriebsanleitungen usw. geliefert werden. Der Umfang ist abhängig vom Umfang der elektrischen Ausrüstung. Unter anderem müssen die Unterlagen folgende Angaben enthalten:
- Umfassende Beschreibung der Ausrüstung und des Anschlusses an die elektrische Versorgung,
- Anforderungen an die elektrische Versorgung,
- Übersichts- und Block-Schaltplan sowie Stromlaufpläne,
- Angaben zur Programmierung, Überwachungsintervalle, Anleitung zur Einstellung, Wartung und Reparatur besonders für Stromkreise mit Sicherheitsfunktionen,
- Stückliste und Liste mit empfohlenen Ersatzteilen,
- eine Beschreibung der Schutzfunktionen und Verriegelungen für gefahrbringende Bewegungen und
- eine Bedienungs- und Instandhaltungsanleitung.