Zonen der Explosionsgefahr
Um das notwendige Schutzniveau in einer Anlage festzulegen, müssen Betreiber die Arbeitsbereiche in einer Anlage nach dem Grad der Explosionsgefahr in Zonen einteilen. In der Regel wird dazu die Wahrscheinlichkeit, Häufigkeit und Dauer möglicher Explosionsgefahren bewertet. Demnach werden die drei Zonen 0, 1 und 2 (brennbare Gase und Dämpfe) sowie die Zonen 20, 21 und 22 (brennbare Stäube) unterschieden, wobei 0 bzw. 20 die jeweils höchste Explosionsgefahr kennzeichnen. Aus der Ex-Zone resultiert dann die erforderliche Gerätekategorie der Leuchte. Gerätekategorien definieren das Maß an Sicherheit, das von dem Gerät erreicht wird (1: sehr hoch, 2: hoch, 3: normal). Die in der Gerätekennzeichnung folgenden Buchstaben G oder D stehen für Gas oder Staub (dust). Bei der Auswahl von Geräten für den Einsatz in explosionsfähigen Gasatmosphären werden die Temperaturklasse und die Geräteuntergruppe (IIA, IIB, IIC), für explosionsfähige Staubatmosphären die maximal zulässige Oberflächentemperatur und die Geräteuntergruppe (IIIA, IIIB, IIIC) benötigt. Durch die Einhaltung der Temperaturklasse (T) bzw. der max. zulässigen Oberflächentemperatur wird sichergestellt, dass die Oberflächentemperatur der Leuchte unter der Zündtemperatur der Ex-Atmosphäre liegt. Im Vergleich zu Leuchtstofflampen, bei denen die Luft im Gehäuse als thermischer Isolator fungiert, kommt hier ein wesentlicher Unterschied der LED-Leuchten zu Tragen: Bei diesen muss die entstehende Wärme möglichst schnell nach außen abtransportiert werden, um die Oberflächentemperatur am Gehäuse zu begrenzen. Dies hat u.a. zur Entwicklung der kompakten LED-Rohrleuchten geführt.
Lebensdauer hängt von Temperatur ab
Die Temperatur der LED-Leuchten ist jedoch nicht nur im Hinblick auf den Explosionsschutz bedeutend, sondern auch für deren Lebensdauer. LED-Chips und Vorschaltelektronik sind thermosensibel, das heißt sie altern mit steigender Temperatur immer schneller. Eine Faustregel besagt, dass sich die Lebensdauer halbiert, wenn die Temperatur sich um 10K erhöht. Weil die kompakte LED-Technik den Bau immer kleinerer Leuchten ermöglicht, wird der thermische Pfad zur Elektronik verkürzt. Deshalb kommt es bei der Konstruktion von LED-Leuchten auf ein effektives Temperaturmanagement an, das durch die Konstruktion und eine ausgeklügelte Steuerungselektronik erreicht wird. Unproblematisch sind in der Regel Betriebstemperaturen bis +60°C. Jüngste Entwicklungen, wie z.B. die LED-Rohrleuchte 6036 von R. Stahl, können bis +70°C betrieben werden und erreichen trotzdem eine Lebensdauer von 100.000 Betriebsstunden. Wichtig ist das nicht nur in Anlagen, in denen die Leuchten betriebsbedingten Wärmequellen ausgesetzt sind, sondern auch in klimatisch anspruchsvollen Regionen. Um Hochgeschwindigkeitsübertragungsraten bei VR/AR, Dateidownloads und Cloud-Diensten zu gewährleisten, bedarf es verbesserter Heimnetzwerke – die neue Fiber-to-the-Room-(FTTR)-Lösung von Huawei kann hierbei helfen. ‣ weiterlesen
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Smarte Überwachung mit Dali
Wie bereits oben erwähnt, sind die langen Wartungszyklen ein wesentliches Argument für den Umstieg auf LED-Leuchten. Doch nicht nur die lange Lebensdauer spricht für den Einsatz der LED, sondern auch die Möglichkeit, Überwachungsaufgaben zu automatisieren. Weil Licht in Anlagen der Prozessindustrie sicherheitsrelevant ist, muss die Beleuchtung regelmäßig inspiziert werden – im Fall von selbstversorgten Sicherheitsleuchten sogar jede Woche. Die manuelle Inspektion lässt sich dabei durch Digitalisierung über das nach IEC62386 standardisierte Digital Adressable Lighting Interface, kurz Dali ersetzen. Dieses macht es möglich, Leuchten nicht nur individuell zu steuern, sondern diese auch permanent zu überwachen. Das ersetzt nicht nur den Rundgang, sondern ermöglicht es, für jede Leuchte individuelle Wartungszyklen zu definieren und Wartungstermine zu planen. Die genannte Rohrleuchte 6036 verfügt nicht nur über die Option der digitalen Dali-Schnittstelle, sie kann über eine optionale zweite Schaltphase auch auf 50% gedimmt werden. Außerdem lassen sich mit einem Adressmodul an der Rohrleuchte mit einem Zentralbatteriesystem auch verschiedene Notlichtszenarien sehr einfach erstellen.
Fazit
Fazit: Der Umstieg von klassischen Leuchtstofflampen auf moderne LED-Beleuchtung in Industrieanlagen wird durch das EU-Verbot weiter vorangetrieben. Auch wenn für den explosionsgefährdeten Bereich Ausnahmen gelten, spricht schon jetzt vieles für den Umstieg auf die sparsame und langlebige LED-Technik.
