Ein Ex-geeignetes Kabelsystem ist mehr als nur ein Kabel
In explosionsgefährdeten Bereichen wird häufig von einem "Ex-Kabel" gesprochen. Das klingt naheliegend: Wenn Motor, Anschlusskasten und Kabeleinführung Ex-zertifiziert sind, müsste auch das Kabel selbst ein ATEX-Kabel sein.
Technisch und rechtlich ist das differenzierter zu betrachten. Ein Energie-, Steuer- oder Instrumentierungskabel ist in der Regel ein passiver Bestandteil der Installation und kein eigenständiges Ex-Gerät mit einer eigenen Zündschutzart wie Ex d, Ex e, Ex i oder Ex t. Eine Produktbeschreibung wie "ATEX cable" belegt daher nicht, dass das Kabel ohne weitere Bewertung in jeder explosionsgefährdeten Anlage eingesetzt werden darf.
Das macht das Kabel aber nicht unwichtig. Im Gegenteil: Es ist Teil des gesamten Schutzkonzepts. Ein falsch ausgewähltes Kabel kann den sicheren Anschluss eines korrekt zertifizierten Ex-Geräts gefährden.
Das Kabel muss zur Zündschutzart passen
Die Bewertung beginnt bei den angeschlossenen Ex-Geräten und bei der konkreten Verwendung. Zone, Equipment Protection Level, Gas- oder Staubgruppe, Temperaturklasse, Zündschutzart und besondere Bedingungen aus der Bescheinigung bestimmen die Anforderungen an Kabel und Kabeleinführung. Hinzu kommen Betriebsstrom, Kurzschlussbelastung, Umgebungstemperatur, Bündelung, Sonneneinstrahlung, Prozesswärme, Staubablagerungen, chemische Einwirkungen, Schwingungen, Bewegung, Zugbelastung und mechanische Gefährdung.
Maßgebend ist die schwächste Grenze des Systems. Wenn Gerät und Kabeleinführung höhere Temperaturen zulassen als der Kabelmantel, begrenzt der Kabelmantel den zulässigen Einsatzbereich. Wenn Chemikalien den Mantel quellen, verspröden oder verhärten lassen, können Isolation, Maßhaltigkeit, Klemmung und Abdichtung beeinträchtigt werden.
Explosionsschutz und elektrotechnische Auslegung lassen sich deshalb nicht trennen. Ein zu kleiner Leiterquerschnitt, Überlast oder eine schlechte Verbindung kann unzulässige Temperaturen verursachen, auch wenn einzelne Komponenten eine Ex-Kennzeichnung tragen.
Bei Ex d reicht die äußere Form nicht aus
Bei druckfester Kapselung ist nicht nur die äußere Form des Kabels entscheidend, sondern auch sein innerer Aufbau. Ein Kabel kann rund und geschlossen erscheinen, obwohl zwischen den Adern Hohlräume vorhanden sind. Diese Hohlräume können eine Gasmigration begünstigen und das Verhalten von Druck und heißen Verbrennungsprodukten bei einer inneren Zündung beeinflussen.
Deshalb muss bei Ex-d-Anwendungen geprüft werden, ob Kabelaufbau, Kabeleinführung, Gehäuse, Gasgruppe, Bescheinigungsbedingungen und Installationsmethode zusammenpassen. Dazu gehören unter anderem Kompaktheit, Füllmaterial, Hygroskopizität, Mantelqualität und die Entscheidung zwischen Kompressionsverschraubung und vergussgefüllter Barriereverschraubung.
Die Aussage, dass bei Ex d immer eine Barriereverschraubung erforderlich ist, ist zu absolut. Ebenso falsch ist die Annahme, dass jede Ex-d-Kabeleinführung mit jedem Kabel verwendet werden kann. Die Auswahl muss aus Herstellerangaben, Kabelspezifikation, Zertifikatsbedingungen und Installationsnorm nachvollziehbar begründet werden.
Bei Eigensicherheit wird das Kabel Teil des elektrischen Systems
In einem eigensicheren Stromkreis ist das Kabel mehr als eine mechanische Verbindung. Es fügt Kapazität und Induktivität hinzu und beeinflusst damit die verfügbare Energie.
Die Systembewertung muss zeigen, dass die innere Kapazität des Feldgeräts plus Kabelkapazität die zulässige äußere Kapazität der zugehörigen Quelle nicht überschreitet: Ci + Cc <= Co. Für Induktivität gilt entsprechend: Li + Lc <= Lo. Auch das Verhältnis von Induktivität zu Widerstand kann begrenzend sein.
Die zulässige Kabellänge ist daher nicht frei wählbar. Der kleinste Grenzwert aus Kapazität, Induktivität oder L/R-Verhältnis ist maßgebend. Ein hellblauer Kabelmantel macht einen Stromkreis nicht eigensicher; die Farbe dient vor allem der Erkennbarkeit. Sicherheit entsteht durch Entitätsparameter, Kabeldaten, Trennung zu nicht eigensicheren Stromkreisen, Schirmung, Erdung und Systemdokumentation.
Die tatsächliche Kabelabmessung zählt
Für die Kabeleinführung zählt nicht nur der Nennwert, sondern der tatsächliche Außendurchmesser, die Rundheit und der Zustand des Mantels. Ein zu kleines Kabel kann unzureichend abdichten oder zugentlastet werden. Ein zu großes Kabel kann Dichtung oder Klemmelemente beschädigen. Ein ovaler, gerippter oder beschädigter Mantel kann außerhalb des zertifizierten Einsatzbereichs der Einführung liegen.
Auch der Mindestbiegeradius ist relevant. Eine zu enge Biegung kann das Kabel intern beschädigen, die Rundheit verändern oder mechanische Lasten auf die Einführung übertragen. Bei vibrierenden Maschinen, beweglichen Betriebsmitteln oder dynamisch beanspruchten Leitungen ist ein Standardkabel für feste Verlegung nicht automatisch geeignet.
Das Explosionsschutzdokument braucht nachvollziehbare Nachweise
In Deutschland ist neben der Produktseite auch die Betreiberseite zu beachten. Die ATEX-Richtlinie 2014/34/EU ist durch die 11. ProdSV in deutsches Recht umgesetzt. Für Betrieb, Gefährdungsbeurteilung, Prüfung und Explosionsschutzdokument sind außerdem insbesondere BetrSichV, GefStoffV sowie die einschlägigen TRGS/TRBS heranzuziehen.
Für eine nachvollziehbare Ex-Bewertung reicht ein Kabeltyp mit Leiterquerschnitt nicht aus. Das Dossier muss zeigen, warum das Kabel elektrisch, thermisch, chemisch und mechanisch geeignet ist. Bei Ex d müssen Kabelaufbau und Auswahl der Kabeleinführung nachvollziehbar sein. Bei eigensicheren Systemen müssen Kapazität, Induktivität, L/R-Verhältnis und maximale Kabellänge dokumentiert werden.
Besonders bei Prüfung und Änderung wird dies sichtbar. Ein Ersatzkabel kann denselben Leiterquerschnitt haben, aber einen anderen Durchmesser, Mantelwerkstoff oder inneren Aufbau. Elektrisch wirkt es gleichwertig; explosionsschutztechnisch kann es eine andere Bewertung erfordern.
Nicht das Etikett, sondern die Begründung entscheidet
Die richtige Frage lautet nicht, ob es ein "echtes Ex-Kabel" gibt. Entscheidend ist, ob das ausgewählte Kabel nachweislich zu Gerät, Zündschutzart, Umgebung und Installationsmethode passt.
Eine sichere Ex-Anlage entsteht nicht durch nebeneinander montierte Einzelkomponenten mit Kennzeichnung. Sie entsteht durch die geplante und dokumentierte Zusammenwirkung von Kabel, Einführung, Gehäuse, Leiterabschluss, Erdung, mechanischem Schutz, Prüfung und Änderungsmanagement.
Quellen
- BMAS, Geräte und Schutzsysteme zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen: https://www.bmas.de/DE/Arbeit/Arbeitsschutz/Produktsicherheit/geraete-und-schutzsysteme.html
- 11. ProdSV, Explosionsschutzprodukteverordnung: https://www.gesetze-im-internet.de/gsgv_11_2016/BJNR003900016.html
- BAuA, TRGS-Regelwerk: https://www.baua.de/DE/Angebote/Regelwerk/TRGS/TRGS.html
- BAuA, TRBS-Regelwerk: https://www.baua.de/DE/Angebote/Regelwerk/TRBS/TRBS
- Europäische Kommission, ATEX und harmonisierte Normen: https://single-market-economy.ec.europa.eu/single-market/goods/european-standards/harmonised-standards/equipment-explosive-atmospheres-atex_en
- DKE, DIN EN IEC 60079-14: https://www.dke.de/de/normen-standards/dokument?id=7143270&type=dke%7Cdokument
- DKE, DIN EN IEC 60079-25:2024-01: https://www.dke.de/de/normen-standards/dokument?id=7194071&type=dke%7Cdokument