Ex d vs. Ex e: Japanische Ex-Kennzeichen, TIIS und ATEX

Im Wareneingang steht eine Pumpe aus Japan. Auf dem Motorschild steht d2G4, am zweiten Antrieb desselben Skids Ex db IIB T4 Gb mit einer japanischen Zertifikatsnummer. Oder Sie sitzen auf der anderen Seite: Ihr japanischer Kunde verlangt einen Klemmenkasten mit Ex eb, und man sagt Ihnen, Ihr ATEX- oder IECEx-Zertifikat „reiche für Japan nicht aus“. In beiden Fällen müssen Sie wissen, was die Buchstaben d und e bedeuten, wie Japan explosionsgeschützte Geräte zertifiziert und was Sie klären sollten, bevor das Gerät in einen explosionsgefährdeten Bereich kommt.

Kurz gesagt: Erhöhte Sicherheit (Ex e) trifft Maßnahmen, damit ein Gerät im Betrieb gar keine Funken oder heißen Stellen erzeugt. Bei der druckfesten Kapselung (Ex d) darf Gas in das Gehäuse eindringen, doch eine Explosion im Inneren wird vom Gehäuse beherrscht und zündet die Atmosphäre außen nicht. Dieser Leitfaden erklärt beide Zündschutzarten, zeigt, wie Sie japanische und IEC-Kennzeichen lesen, und ordnet sie den Zonen, IECEx und ATEX zu, soweit wir das prüfen konnten. Am Ende finden Sie eine Checkliste und eine E-Mail-Vorlage für Ihren japanischen Lieferanten.

Sicherheitshinweis: Dieser Artikel erklärt Konzepte und Prüfpunkte. Er ist kein Auswahlverfahren. Die Zoneneinteilung und die Geräteauswahl müssen von fachkundigen Personen festgelegt und mit der Zertifizierungsstelle sowie den an Ihrem Standort geltenden Vorschriften abgestimmt werden.

Inhalt

1. Ex d und Ex e auf einen Blick
2. Grundlagen des Explosionsschutzes
3. So zertifiziert Japan explosionsgeschützte Geräte
4. Ex-Kennzeichnung nach IEC lesen
5. Was ist erhöhte Sicherheit (Ex e)?
6. Was ist druckfeste Kapselung (Ex d)?
7. Ex d und Ex e im direkten Vergleich
8. Auswahl nach Bereich: Zone 0, 1 und 2
9. Japan, IECEx und ATEX: wie die Systeme zusammenhängen
10. Spezifikation und Instandhaltung prüfen
11. Checkliste: Ex-Geräte zwischen Japan und Ihrem Standort
12. Grenzen dieses Leitfadens
13. FAQ
14. Quellen

Ex d und Ex e auf einen Blick

Beide Zündschutzarten schützen elektrische Betriebsmittel dort, wo brennbares Gas oder brennbarer Dampf mit Luft ein explosionsfähiges Gemisch bilden kann. Sie verhindern die Zündung jedoch auf unterschiedliche Weise, und daraus ergibt sich, welche Teile bei Auswahl und Instandhaltung besondere Aufmerksamkeit brauchen.

• Ex e (erhöhte Sicherheit, 安全増防爆 anzen-zo bobaku): für Betriebsmittel, die im Normalbetrieb keine Funken, Lichtbögen oder zündfähigen Temperaturen erzeugen. Sichere Klemmstellen, ausreichende Isolierstrecken und Temperaturgrenzen halten diesen Zustand aufrecht.
• Ex d (druckfeste Kapselung, 耐圧防爆 taiatsu bobaku): Das Gehäuse hält einer inneren Explosion stand, und seine Spalte verhindern, dass austretende Gase die Atmosphäre außen zünden. Schaltkontakte und andere Teile, die im Normalbetrieb funken, dürfen im Inneren sitzen.

Der Buchstabe allein sagt nicht, wo das Gerät eingesetzt werden darf. Dazu gehören außerdem das Geräteschutzniveau (EPL), die Explosionsgruppe, die Temperaturklasse und für Japan die Einzelheiten der japanischen Typprüfung. Die folgenden Abschnitte behandeln jeden dieser Punkte.

Grundlagen des Explosionsschutzes

Explosionsschutz (防爆 bobaku) verhindert, dass elektrische Betriebsmittel eine explosionsfähige Atmosphäre zünden. Wo brennbare Gase oder Dämpfe brennbarer Flüssigkeiten sich mit Luft mischen, können ein elektrischer Funke oder eine heiße Geräteoberfläche zur Zündquelle werden.

Allein dass ein brennbarer Stoff vorhanden ist, heißt nicht, dass es jederzeit zur Explosion kommen kann. Gefährlich wird es, wenn drei Bedingungen zusammentreffen: ein Gemisch im explosionsfähigen Konzentrationsbereich, Sauerstoff und genug Energie zur Zündung.

Abbildung 1: Dampffreisetzung und elektrische Zündquellen

Anlagen kombinieren zwei Maßnahmen: Lüftung, um das explosionsfähige Gemisch zu verringern, und Betriebsmittel, die keine Zündquelle darstellen.

Prinzipskizze zum Explosionsschutz für Gase und Dämpfe. Auch Konzentration und Zündenergie entscheiden darüber, ob eine Explosion entstehen kann.

Anlagen senken das Risiko auf drei Wegen: Das Gas wird durch Lüftung verdünnt, die Gerätetemperatur wird begrenzt, und die Betriebsmittel sind so gebaut, dass Funken die Umgebung nicht beeinflussen. Ex e und Ex d sind zwei verschiedene Wege, die Zündung am elektrischen Betriebsmittel selbst zu verhindern.

In Japan betrifft Artikel 280 der Verordnung über Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz (Rodo anzen eisei kisoku) Orte, an denen trotz Lüftung und anderer Maßnahmen eine Explosionsgefahr bleibt. Dort gilt als Grundregel, elektrische Betriebsmittel mit explosionsgeschützter Bauart zu verwenden, passend zur Gasart und zum Grad der Gefährdung.

In Deutschland und der EU verteilen sich die Pflichten ähnlich: Die ATEX-Produktrichtlinie 2014/34/EU, national umgesetzt durch die 11. ProdSV (Explosionsschutzprodukteverordnung), richtet sich an Hersteller und Inverkehrbringer. Der Betreiber folgt der Richtlinie 1999/92/EG, in Deutschland vor allem über Gefahrstoffverordnung und Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV), mit Zoneneinteilung und Explosionsschutzdokument.

Der Kauf eines explosionsgeschützten Geräts allein erledigt die Aufgabe also nicht. Freisetzungsquellen und Lüftungskonzept, Geräteauswahl sowie korrekte Installation und Instandhaltung gehören in einen gemeinsamen Plan.

Für Gase und Dämpfe gelten andere Bereichseinteilungen und Kennzeichen als für brennbare Stäube in der Luft. Dieser Artikel behandelt nur Gase und Dämpfe, nicht die Staubzonen 20, 21 und 22.

So zertifiziert Japan explosionsgeschützte Geräte

Hier stolpern Ingenieure außerhalb Japans am häufigsten. Japan arbeitet mit denselben IEC-Konzepten, die Sie kennen, hat aber einen eigenen gesetzlichen Zertifizierungsschritt, und ältere Geräte tragen ein japanisches Kennzeichnungssystem, das sich nicht Buchstabe für Buchstabe übersetzen lässt.

Zwei Regelwerke

Der gesetzliche Standard Japans ist die 電気機械器具防爆構造規格 (denki kikai kigu bobaku kozo kikaku), die Konstruktionsnorm für explosionsgeschützte elektrische Geräte. Sie wird vom japanischen Ministerium für Gesundheit, Arbeit und Soziales (MHLW) herausgegeben und legt Bauart und Leistung jeder Zündschutzart fest.

Daneben gibt es technische Richtlinien, die an die Normenreihe IEC 60079 angelehnt sind. Das Japanische Institut für Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz (JNIOSH) veröffentlicht sie, und nach diesen IEC-harmonisierten Anforderungen geprüfte Geräte tragen IEC-typische Kennzeichen wie Ex db oder Ex eb. In derselben japanischen Anlage finden Sie deshalb beide Kennzeichnungssysteme.

Typprüfung und TIIS

Nach dem japanischen Arbeitssicherheits- und Gesundheitsschutzgesetz muss explosionsgeschütztes elektrisches Gerät eine japanische Typprüfung (型式検定 keishiki kentei) bestehen, bevor es in Japan verwendet werden darf. Die registrierte Prüfstelle für diese Geräte ist die Technology Institution of Industrial Safety (TIIS). Eine Liste des MHLW nennt ihre Registrierung seit März 2004, die aktuelle Periode läuft bis März 2029. Die japanische Typprüfung ist nicht mit der EU-Baumusterprüfung gleichzusetzen.

Beim Grenzübertritt von Geräten sind diese Punkte wichtig:

• Auch importierte Geräte brauchen die Typprüfung. TIIS stellt klar, dass ein Gerät vor der Verwendung in Japan die japanische Prüfung bestehen muss, selbst wenn eine ausländische Stelle es bereits zertifiziert hat.
• IECEx-Prüfberichte können den Prüfaufwand senken, ersetzen die Prüfung aber nicht. TIIS kann einen IECEx-Prüfbericht (ExTR) als vorhandene Prüfdaten akzeptieren, wenn er das Produkt abdeckt, von einer gültigen IECEx-Zertifizierungsstelle stammt und eine IECEx-Kennnummer trägt. Um auf körperliche Prüfungen zu verzichten, muss er außerdem der aktuellen japanischen Richtlinie entsprechen und Daten zu den nationalen Abweichungen Japans enthalten. Ein vollständiges Seriengerät als Muster wird weiterhin benötigt.
• Zertifikate sind kleinteilig und befristet. Ein Leitfaden von CML aus dem Jahr 2017 (CML ist eine britische Stelle, die das MHLW für japanische Zertifizierungen anerkannt hatte) beschreibt, dass Japan für jede Kombination aus Typ, Gasgruppe, Temperaturklasse und Ex-Code ein eigenes Zertifikat ausstellt. Das unterscheidet sich vom Zertifikat für eine ganze Produktreihe, wie es bei ATEX oder IECEx üblich ist. Unterlagen des MHLW nennen für das Typprüfungszertifikat eine Gültigkeit von drei Jahren und eine Verlängerung durch erneute Prüfung.
• Ausländische Stellen gibt es, aber prüfen Sie die aktuelle Liste. Das MHLW hat einzelne ausländische Stellen für japanische Zertifizierungen oder Prüfdaten anerkannt; TIIS führte Stand März 2023 DEKRA Certification B.V. als benannte ausländische Prüfstelle (designated foreign inspection agency). Solche Benennungen sind befristet. Klären Sie den aktuellen Status mit dem MHLW oder TIIS.

Ein IECEx-, ATEX- oder anderes ausländisches Zeichen und eine bestandene japanische Typprüfung sind zwei getrennte Dinge. Tragen Sie bei importierten Geräten die japanische Zertifikatsnummer samt Bedingungen in die Spezifikation ein, nicht nur den Namen des ausländischen Zertifikats.

Ältere japanische Kennzeichen wie d2G4 lesen

Typschilder nach der japanischen Konstruktionsnorm zeigen Kurzcodes wie d2G4. Dabei steht d für druckfeste Kapselung, die 2 für die 爆発等級 (bakuhatsu tokyu, Explosionsklasse) und G4 für den 発火度 (hakkado, Zündgrad). Zusammen beschreiben sie die Zündschutzart und die Gaseigenschaften, für die das Gerät ausgelegt ist.

Lesen Sie die 4 in G4 nicht als gemessene Temperatur, und schreiben Sie sie nicht in die IEC-Temperaturklasse T4 um. G ist der japanische Zündgrad, T die IEC-Temperaturklasse. Es sind getrennte Einteilungen, die Sie jeweils in der Tabelle des maßgebenden Dokuments nachschlagen.

Aceton, ein verbreitetes Lösungsmittel, zeigt den Unterschied. Beispiele zur japanischen Einteilung ordnen es der Explosionsklasse 1 und dem Zündgrad G1 zu, das IEC-harmonisierte System der Explosionsgruppe IIA und der Temperaturklasse T1. Schlagen Sie zuerst das Gas nach, prüfen Sie dann, ob die Gerätekennzeichnung es abdeckt, und mischen Sie nie Buchstaben beider Systeme zu einem eigenen Code.

Beim Ersatz eines Geräts fehlen Bedingungen, wenn Sie nur den Kurzcode vom alten Typschild in die Bestellspezifikation übernehmen. Halten Sie auch Typ, Zertifikatsnummer, Zielgas und Stromversorgung fest, damit Sie das Altgerät mit einem Neuprodukt vergleichen können, das nach einer anderen Norm zertifiziert ist.

Ex-Kennzeichnung nach IEC lesen

Die Normenreihe IEC 60079 (in Europa als EN IEC 60079 übernommen) ist die internationale Grundlage des Explosionsschutzes. Eine typische Kennzeichnung lautet Ex db IIB T4 Gb: Ex steht für Explosionsschutz, db für druckfeste Kapselung mit Schutzniveau b, IIB für die Explosionsgruppe des Gases, T4 für die Temperaturklasse und Gb für das Geräteschutzniveau.

Auf einem europäischen Typschild steht davor die ATEX-Kennzeichnung, etwa CE mit der Kennnummer der benannten Stelle, das Ex-Sechseck und „II 2G“ (Gerätegruppe II, Kategorie 2, Gas). Japanische IEC-harmonisierte Geräte tragen diese ATEX-Angaben nur, wenn sie zusätzlich nach ATEX zertifiziert wurden.

Abbildung 2: Ex-Kennzeichnung in Einzelteilen lesen – Zündschutzart, Gas, Temperatur, Schutzniveau

Beispielkennzeichnung zur Veranschaulichung. Legen Sie den Einsatzort nicht allein anhand des Buchstabens d oder e fest.

ExKennzeichen
Explosionsschutz

dbDruckfeste
Kapselung, db

IIBExplosionsgruppe
des Gases

T4max. Oberflächen-
temperatur 135 °C

GbGeräteschutzniveau
für Zone 1 und 2

Umgebungstemperatur, besondere Verwendungsbedingungen und die Einzelheiten der japanischen Prüfung sind getrennt zu prüfen. Ältere Kennzeichnungen wie Ex d IIB T5 folgen der Normausgabe, die bei der Zertifizierung des Geräts galt.

Gruppe I gilt für Bergwerke mit Grubengasgefahr, Gruppe II für alle anderen explosionsfähigen Gasatmosphären. Die Untergruppen IIA, IIB und IIC spiegeln wider, wie leicht sich ein Gas zünden lässt und wie sich eine Flamme durch Spalte ausbreitet; sie beschreiben nicht die Gaskonzentration. Wasserstoff und Acetylen gehören zu IIC, und mit IIC gekennzeichnete Geräte decken auch IIA und IIB ab.

Die Grenzwerte der Temperaturklassen T1 bis T6 betragen 450, 300, 200, 135, 100 und 85 °C. Eine höhere Zahl bedeutet eine niedrigere maximale Oberflächentemperatur, sodass das Gerät auch für Gase mit niedrigerer Zündtemperatur in Betracht kommt.

Bei einem Gerät der Klasse T4 vergleichen Sie beispielsweise die Grenze von 135 °C mit der Zündtemperatur des Gases. Lesen Sie zugleich den Umgebungstemperaturbereich, und berücksichtigen Sie sommerliche Bedingungen und Wärme benachbarter Geräte.

Ein X hinter der Zertifikatsnummer oder im Zertifikat bedeutet, dass besondere Bedingungen für die sichere Verwendung gelten. Übernehmen Sie diese Bedingungen, etwa zur Montageart und zu Umgebungsgrenzen, in die Montagespezifikation. Das Lesen des Typschilds beendet die Prüfung nicht.

Was ist erhöhte Sicherheit (Ex e)?

Erhöhte Sicherheit gilt für Betriebsmittel, die im Normalbetrieb keine Funken, Lichtbögen oder zündfähigen Temperaturen erzeugen. Japanische Techniker nennen sie kurz „Anmashi“, und Sie finden sie an Klemmenkästen und Motoren.

Klemmen, die sich nicht lösen, ausreichende Isolierstrecken und eine begrenzte Temperaturerhöhung machen Zündquellen unwahrscheinlich. Ein stabiles Gehäuse mit Dichtung macht ein Gerät noch nicht zu Ex e. Die japanische Konstruktionsnorm beschreibt die erhöhte Sicherheit als Steigerung der Sicherheit von Teilen, die im Normalbetrieb keine Zündquelle sind, einschließlich Isolationsfestigkeit, Temperaturerhöhung und Schutz vor äußerer Beschädigung.

Abbildung 3: Ein Ex-e-Klemmenkasten verhindert die Zündung über Anschluss, Isolierung und Temperatur

Die Bauweise verhindert, dass sich Klemmen lösen und die Isolierung altert, sodass Funken und örtliche Überhitzung unwahrscheinlich sind.

Schematischer Schnitt: Braun ist der Leiter, Hellblau die Isolierung, Grau der Kabelmantel. Das Kabel wird samt Mantel durch die Verschraubung geführt; blanke Leiter berühren die Metallwand nicht. Dies ist weder eine Fertigungszeichnung noch eine Anschlussanweisung. Die erhöhte Sicherheit beruht nicht darauf, Gas vollständig fernzuhalten.

Ein schlechter Kontakt an einer Klemme erhöht den Übergangswiderstand und kann örtliche Erwärmung verursachen. Zu kurze Isolierstrecken oder verschmutzte Oberflächen können zu Entladungen führen. Das sind Probleme schon bei gewöhnlichen Reihenklemmen.

Ex-e-Geräte beherrschen diese Risiken durch Konstruktion und Bauteile des gesamten Geräts. Tauschen Sie nach der Installation eine Klemme gegen einen anderen Typ aus, wählen Sie ein Teil, das den ursprünglichen Schutz erhält.

Nach den IEC-harmonisierten Regeln gibt es die erhöhte Sicherheit in zwei Schutzniveaus: eb und ec. Das Niveau eb entspricht dem EPL Gb, ec dem EPL Gc. Daher sind Betriebsmittel, die dem Namen nach „erhöhte Sicherheit“ sind, nicht für dieselben Bereiche zugelassen.

Ex-e-Motoren brauchen passende Schutzeinrichtungen

Bei Motoren genügt es nicht, dass im Normalbetrieb keine Kontaktfunken entstehen. Auch die Wärme aus der Belastung muss beherrscht werden. Ein Katalog von Oriental Motor für Motoren in erhöhter Sicherheit verlangt etwa eine Schutzeinrichtung, die auf den Strom bei blockiertem Läufer und die zulässige Zeit bei blockiertem Läufer abgestimmt ist. In der europäischen Praxis kennen Sie diesen Zusammenhang als tE-Zeit und Anlaufstromverhältnis I_A/I_N nach EN IEC 60079-7.

Ein blockierter Kühlluftweg oder eine Umgebungstemperatur über dem Nennbereich bringt den Motor ebenfalls außerhalb seiner Auswahlbedingungen. Auch wenn ein Ersatzmotor dieselbe Leistung und Drehzahl hat, prüfen Sie Ex-Kennzeichnung und Betriebsbedingungen getrennt.

Beschaffen Sie Motor und Schutzeinrichtung getrennt, schreiben Sie die Einstellwerte in beide Spezifikationen. Wählen Sie nicht nur nach dem Nennstrom: Zu den zugelassenen Betriebsbedingungen gehört auch die Temperaturerhöhung beim Anlauf und bei blockiertem Läufer.

Hat der Überlastschutz ausgelöst, ist es gefährlich, nur zurückzusetzen und weiterzufahren. Suchen Sie nach Verstopfung auf der Lastseite, einer festgefahrenen Maschine oder einem Kühlungsproblem, und beseitigen Sie die Ursache der Temperaturerhöhung vor dem Wiederanlauf.

Was ist druckfeste Kapselung (Ex d)?

Ein druckfestes Gehäuse lässt Gas eindringen. Explodiert dieses Gas im Inneren, verhindert das Gehäuse, dass die Explosion das Gemisch außen zündet. Es verbindet die Festigkeit gegen den Explosionsdruck mit Spalten, die den Flammendurchschlag verhindern.

Ein dicker Metallkasten allein macht ein Gerät nicht zu Ex d. Jeder Weg von innen nach außen zählt: die Fuge zwischen Deckel und Gehäuse, Wellendurchführungen und Kabeleinführungen.

Abbildung 4: Ein druckfestes Gehäuse hält dem Druck stand und verhindert die Zündung nach außen

Weite und Länge jedes Zündspalts verhindern den Flammendurchschlag. Dichtheit allein erklärt die Funktionsweise nicht.

Der Spalt der ebenen Fuge ist zur Verdeutlichung übertrieben groß gezeichnet. Der blaue waagerechte Pfeil zeigt die gesamte Spaltlänge, der senkrechte Pfeil rechts die Spaltweite, der braune Pfeil den Weg heißer Verbrennungsprodukte von innen nach außen. Zulässige Maße hängen von Explosionsgruppe, Bauart und Zertifizierung ab. Maße lassen sich aus dieser Abbildung nicht entnehmen.

Bei der druckfesten Kapselung dürfen heiße Verbrennungsprodukte, die durch einen Spalt austreten, das umgebende Gemisch nicht zünden. Spaltlänge und Spaltweite werden für Gehäuse und Zielgas festgelegt und durch Konstruktion und Prüfung des Herstellers nachgewiesen.

Wer eine Spaltfläche zerkratzt, Befestigungsschrauben weglässt oder einen anderen Deckel anbaut, mindert den Schutz. Auch bei ähnlich aussehenden Teilen dürfen nur zugelassene Kombinationen verwendet und die vorgegebenen Anzugsbedingungen eingehalten werden.

Prüfen Sie bei der Instandhaltung nach dem Abnehmen des Deckels die Spaltflächen auf Korrosion und Fremdkörper sowie die Gewinde auf Schäden. Kratzer dürfen vor Ort nicht ausgeschliffen und Spalte nicht durch aufgetragenes Material gefüllt werden. Reparaturen erfolgen nach den Bedingungen des Herstellers.

Schalter, die im Normalbetrieb Kontakte öffnen und schließen, sind ein typisches Beispiel für Geräte in druckfester Kapselung. Der Kontaktmechanismus kann derselbe sein wie bei einem gewöhnlichen Endschalter, doch ein Standardgerät darf nicht unverändert in einen explosionsgefährdeten Bereich.

Zwei Fehldeutungen sollten Sie vermeiden. Erstens bedeutet Ex d nicht, dass nie Gas eindringen kann. Zweitens ist in japanischen Spezifikationen 耐圧防爆 (druckfeste Kapselung) nicht dasselbe wie 耐圧仕様 (taiatsu shiyo), die Auslegung für den Druck der Prozessleitung. Beide beginnen mit 耐圧 („druckfest“), lesen Sie also den ganzen Begriff.

Ex d und Ex e im direkten Vergleich

Der Kern des Unterschieds: Entweder verhindert die Bauart, dass Zündquellen entstehen, oder sie verhindert, dass eine innere Explosion nach außen wirkt. Wer nach Gewicht oder Preis unterscheidet, wählt falsch, besonders bei kombinierten Bauarten und kleinen Geräten.

Merkmal	Erhöhte Sicherheit	Druckfeste Kapselung
Hauptkürzel	e (IEC-harmonisiert: eb, ec)	d (meist db)
Wie die Zündung verhindert wird	Höhere Sicherheit bei Anschlüssen, Isolierung und Temperatur	Hält einer inneren Explosion stand und verhindert die Zündung außen
Anwendung auf	Teile, die im Normalbetrieb weder Funken noch zündfähige Wärme erzeugen	Kann auch Zündquellen wie Schaltkontakte aufnehmen
Wichtigste Instandhaltungspunkte	Klemmen, Isolierung, Temperatur, Schutzaufbau	Gehäuse, Spalte, Befestigung, Kabeleinführungen
Einsatzbereich	eb/Gb und ec/Gc unterscheiden; Geräte nach der japanischen Konstruktionsnorm gesondert prüfen	Schutzniveau (z. B. db/Gb) und Zertifikatsangaben prüfen
Preis und Gewicht	Hängen von Bauart, Werkstoffen und Spezifikation ab	Bearbeitung von Gehäuse und Spalten beeinflusst Kosten und Gewicht

Gehen Sie nicht davon aus, dass Ex e immer günstiger ist. Der Preis hängt von Gerätetyp, Leistung, Werkstoffen und Zertifizierungsumfang ab. Grenzen Sie zuerst die Geräte ein, die für Bereich, Gas und Temperatur geeignet sind, und vergleichen Sie dann Gerät, Montage und Instandhaltung.

Ein einzelnes Gerät kann beides kombinieren. Ein Anschlussraum kann in erhöhter Sicherheit ausgeführt sein, während die funkenden Kontakte in einem druckfesten Raum sitzen; jeder Teil erhält den passenden Schutz.

IDEC bietet beispielsweise eine Steuerstation mit der Kennzeichnung Ex db eb IIC T6 Gb an, eine Kombination aus druckfester Kapselung und erhöhter Sicherheit. Stehen d und e auf einem Typschild, ist das kein Widerspruch, sondern zeigt, dass das Gerät mehrere Zündschutzarten nutzt.

Halten Sie IP-Schutzarten, die den Schutz gegen Wasser und Staub beschreiben, von den Ex-Kürzeln getrennt. Ein wasserdichter Standardkasten bietet keinen Schutz gegen Funken, heiße Oberflächen oder innere Explosionen.

Bei Steuersignalen werden Verdrahtungsart und Zündschutzart getrennt festgelegt, auch wenn das Signal dasselbe ist.

Auswahl nach Bereich: Zone 0, 1 und 2

Die Auswahl beginnt bei der Zoneneinteilung am Einbauort, nicht beim Namen der Zündschutzart. Je nachdem, wie oft und wie lange Gas oder Dampf eine explosionsfähige Atmosphäre bildet, werden Bereiche in Zone 0, 1 oder 2 eingeteilt. Für Deutschland und die EU gilt dafür die Betreiberseite (BetrSichV, Gefahrstoffverordnung); als Normgrundlage der Einteilung dient EN IEC 60079-10-1.

Japanische Dokumente verwenden auch die Begriffe 特別危険箇所 (tokubetsu kiken kasho, besonders gefährdeter Bereich), 第1類危険箇所 (Klasse-1-Gefahrenbereich) und 第2類危険箇所 (Klasse-2-Gefahrenbereich). In der Werkhalle hören Sie 0種, 1種 und 2種 (zero-shu, isshu, nishu). Ordnen Sie diese Zone 0, 1 und 2 zu und nutzen Sie die Begriffe der Norm, nach der Ihr Projekt arbeitet.

Zone 0

In Zone 0 ist eine explosionsfähige Atmosphäre ständig, langzeitig oder häufig vorhanden. Der Raum über der Flüssigkeitsoberfläche in einem Behälter mit brennbarer Flüssigkeit ist ein verbreitetes Beispiel, doch die tatsächliche Einteilung hängt auch von den Betriebsbedingungen ab.

Die Aussage, ein Tank sei „voller brennbarem Stoff“, sagt nichts darüber, ob die Atmosphäre explosionsfähig ist. Entscheidend ist das Gemisch aus Dampf und Luft in dem Raum, in dem das Gerät sitzt.

Geräte für Zone 0 werden in der Regel nach EPL Ga gewählt, in der ATEX-Welt Kategorie 1G. Die Eigensicherheit auf Niveau ia ist ein typisches Beispiel, doch sicherer ist es, das Schutzniveau des gesamten Geräts zu lesen, statt sich eine einzelne Zündschutzart zu merken.

Eigensicherheit (Ex i) begrenzt die Energie so, dass Funken und Wärme unter festgelegten Normal- und Fehlerbedingungen keine Zündung verursachen können. Eine niedrige Versorgungsspannung allein macht einen gewöhnlichen Sensor oder Messkreis nicht eigensicher.

Zone 1

In Zone 1 ist im Normalbetrieb gelegentlich mit einer explosionsfähigen Atmosphäre zu rechnen. Bereiche in der Nähe von Öffnungen, aus denen brennbarer Dampf austritt, kommen infrage; die Ausdehnung folgt aus Freisetzungshäufigkeit und Lüftung.

Bei IEC-harmonisierter Kennzeichnung kommen Geräte mit Gb in Frage, darunter druckfeste Kapselung db und erhöhte Sicherheit eb, in der ATEX-Welt Kategorie 2G. Wer jedes Ex-e-Gerät nur Zone 2 zuordnet, behandelt Gb-Geräte und Kombinationen falsch. In deutschen Anlagen sind Ex-e-Klemmenkästen in Zone 1 durchaus üblich.

Auch Artikel 2 der japanischen Konstruktionsnorm führt die erhöhte Sicherheit unter den Bauarten für Klasse-1-Gefahrenbereiche auf. Manche japanischen Hersteller sehen in ihren Auswahlbeispielen für Zone 1 jedoch keine Leuchten in erhöhter Sicherheit vor.

Trennen Sie die Aufzählung in der Vorschrift von den Auswahlbedingungen des einzelnen Geräts, und entscheiden Sie nach Gerätetyp, der im Projekt verwendeten Norm und den japanischen Zertifikatsangaben. Weder „Zone 1 heißt nur druckfest“ noch „jedes e-Gerät geht in Zone 1“ ist eine gültige Regel.

Ersetzen Sie zum Beispiel einen Klemmenkasten in Zone 1, prüfen Sie die Gb-Eignung des Kastens selbst und die Bedingungen für die angeschlossenen Geräte getrennt. Ein geeigneter Kasten bedeutet nicht, dass Sie darin beliebige Relais ergänzen dürfen.

Zone 2

In Zone 2 ist im Normalbetrieb nicht mit einer explosionsfähigen Atmosphäre zu rechnen, und wenn sie auftritt, hält sie nur kurze Zeit an. Berücksichtigen Sie Leckagen und Lüftungsausfälle; wählen Sie kein Standardgerät, nur weil Sie den Normalzustand betrachten.

Bei IEC-harmonisierter Kennzeichnung kommen Geräte mit Gc in Frage (ATEX Kategorie 3G), ebenso höherwertige Geräte mit Gb oder Ga. Erhöhte Sicherheit ec und Zündschutzart „nicht funkend“ sind Optionen, doch Explosionsgruppe und Temperaturklasse müssen trotzdem passen.

Abbildung 5: Explosionsgefährdete Bereiche folgen aus Freisetzungsquellen und Lüftung; die EPL werden ihnen zugeordnet

Die Bedingungen für eine explosionsfähige Atmosphäre sind im Behälter und außerhalb seiner Öffnung verschieden.

Bereich	EPL im Regelfall	Beispiele in diesem Artikel
Zone 0	Ga	Eigensicherheit ia usw.
Zone 1	Ga, Gb	Druckfeste Kapselung db, erhöhte Sicherheit eb usw.
Zone 2	Ga, Gb, Gc	Alle oben genannten sowie erhöhte Sicherheit ec usw.

Prinzipskizze der Beziehung zwischen den Bereichen. Übertragen Sie diese Formen und Abstände nicht auf eine reale Anlage. Tatsächliche explosionsgefährdete Bereiche hängen von Freisetzungsbedingungen, Stoffeigenschaften und Lüftung ab, und auch die Bedingungen des japanischen Zertifikats sind zu prüfen.

Innerhalb eines Raums können Bereiche nahe einer Freisetzungsquelle und weiter entfernte Bereiche in verschiedene Zonen fallen. Gasdichte, Freisetzungsrichtung, Lüftung sowie Mulden und Hindernisse, in denen sich Gas sammeln kann, beeinflussen die Ausdehnung.

Zonen lassen sich nicht schematisch aus Anlagenbezeichnungen wie Tank, Gasflasche oder Tür ableiten. Legen Sie Lage und Höhe des Geräts über den Zonenplan, und betrachten Sie Grenzen und Anschlusspunkte genau.

Japan, IECEx und ATEX: wie die Systeme zusammenhängen

Weil Japans harmonisierte Regeln IEC 60079 folgen, stimmen die Konzepte von Zone und EPL mit IECEx und ATEX überein. Die Zertifikate gelten jedoch nicht gegenseitig: Jeder Markt hat einen eigenen gesetzlichen Anerkennungsschritt.

Zone (IEC / Japan)	EPL (IEC 60079)	ATEX-Gerätekategorie (EU, Gruppe II)
Zone 0	Ga	1G
Zone 1	Gb	2G
Zone 2	Gc	3G

Das nordamerikanische System mit Class und Division weicht vom Zonensystem ab und wird hier nicht behandelt. Wenn Ihre Anlage oder Ihr Kunde dort sitzt, klären Sie die Anerkennung gesondert.

Praktisch bedeutet das:

• Japanisches Gerät für die EU: Ein japanisches Typprüfungszertifikat ist eine japanische gesetzliche Zulassung. Gehen Sie nicht davon aus, dass sie als ATEX oder IECEx gilt. Für den Einsatz in Zonen in Deutschland braucht das Gerät die ATEX-Konformität nach 2014/34/EU: nach unserem Kenntnisstand bei Kategorie 1 und 2 eine EU-Baumusterprüfbescheinigung einer benannten Stelle, dazu CE-Kennzeichnung, EU-Konformitätserklärung und Betriebsanleitung in der Landessprache. Fragen Sie, ob dasselbe Modell auch ein ATEX- oder IECEx-Zertifikat besitzt.
• Ausländisches Gerät für Japan: Ein ATEX- oder IECEx-Zertifikat macht die japanische Typprüfung nicht überflüssig. Ein IECEx-Prüfbericht kann unter den oben genannten Bedingungen als Prüfdaten dienen.
• Alte japanische Codes: Ein Kennzeichen wie d2G4 hat kein Buchstabe-für-Buchstabe-Gegenstück in IEC. Fragen Sie den Hersteller, für welche Explosionsgruppen und Temperaturklassen das Gerät nach heutiger Systematik zertifiziert ist, statt selbst umzurechnen. Ob und wie ein solches Gerät ohne ATEX in einem deutschen Ex-Bereich betrieben werden darf, klären Sie mit Ihrer befähigten Person oder der zugelassenen Überwachungsstelle.

Spezifikation und Instandhaltung prüfen

Übernehmen Sie zuerst das Gas und die Betriebsbedingungen aus der Zoneneinteilung in die Spezifikation. Wechseln Sie später das Lösungsmittel, prüfen Sie schon im Änderungsmanagement, ob Zone und Temperaturklasse noch passen.

Geben Sie beim Angebotsvergleich allen Herstellern dieselben Anforderungen. Enthält ein Angebot die japanische Typprüfung und ein anderes nur eine ausländische Zertifizierung, sagt der Preisunterschied nichts über die bessere Auslegung.

Verändern Sie die Einbauhöhe eines Geräts oder ergänzen Sie ein Gehäuse, das die Luftströmung ändert, prüfen Sie dies erneut anhand des Zonenplans. Es ändert sich nicht nur das Layout, sondern der Weg, auf dem freigesetztes Gas strömt oder sich sammelt.

Kabelverschraubungen und Verschlussstopfen für ungenutzte Einführungen gehören zur zertifizierten Baugruppe, nicht nur das Gerät selbst. Wer wegen des passenden Gewindes ein Standardteil einsetzt, zerstört die zugelassene Kombination; stimmen Sie die Teile bis zur Typenbezeichnung ab.

Bei eigensicherer Messtechnik prüfen Sie Feldgerät, zugehöriges Betriebsmittel (Sicherheitsbarriere) und Kabel als einen Stromkreis. Verwechseln Sie einen gewöhnlichen Signaltrenner nicht mit der Energiebegrenzung für den Explosionsschutz.

Planen Sie Schirmerdung und Schutzerdung getrennt, jeweils für ihren eigenen Zweck. In Ex-Stromkreisen richten Sie diese Verbindungen nach den Installationsbedingungen des Geräts.

Halten Sie bei der Instandhaltung Kennzeichnung und tatsächlichen Typ fest, außerdem Gehäuseschäden oder fehlende Teile. Legen Sie die Prüfpunkte nach Zündschutzart fest: Klemmen und Temperatur bei Ex e, Spalte und Befestigungen bei Ex d.

Bevor Sie einen Klemmenkasten öffnen, schalten Sie die Spannung frei, beherrschen gespeicherte Energie und stellen sicher, dass die Gasatmosphäre ungefährlich ist. Nehmen Sie das zusammen mit Lockout/Tagout in die Ex-Arbeitsanweisung Ihres Standorts auf; hierzulande entsprechen dem die fünf Sicherheitsregeln (freischalten, gegen Wiedereinschalten sichern, Spannungsfreiheit feststellen usw.).

Vergleichen Sie bei Ersatzteilen nicht nur den Kaufpreis, sondern auch die Verfügbarkeit und die Stillstandszeit für Prüfung und Austausch. Zeit- und zustandsorientierte Instandhaltung helfen dabei, die Prüfaufzeichnungen zu strukturieren.

Bewahren Sie Zertifikate, Betriebsanleitungen und den zugelassenen Teileumfang in der Übergabedokumentation auf. Wenn Sie Typ und Zertifikatsnummer im Anlagenverzeichnis erfassen, lassen sich die Auswahlbedingungen noch Jahre später nachvollziehen. Halten Sie auch die Verknüpfung zwischen Zonenplan, Spezifikation und jedem Typschild fest, damit die Gründe jeder Auswahl bei späteren Umbauten und Teiletauschen erhalten bleiben.

Checkliste: Ex-Geräte zwischen Japan und Ihrem Standort

Nutzen Sie diese Liste, wenn Sie japanische Geräte erhalten, Geräte für ein japanisches Werk spezifizieren oder ein bestehendes Gerät ersetzen.

• Einbauort und Zoneneinteilung (Zone) sowie die beteiligten Gase
• Zündschutzart, Explosionsgruppe, Temperaturklasse und EPL
• Nummer des japanischen Typprüfungszertifikats, zugelassenes Modell und besondere Verwendungsbedingungen (X)
• Gültigkeitsdaten der Zertifikate (japanische Zertifikate laufen drei Jahre)
• Für die EU: ATEX-Kennzeichnung (Gruppe II, Kategorie, G), EU-Baumusterprüfbescheinigung mit Nummer der benannten Stelle, EU-Konformitätserklärung, Betriebsanleitung in Deutsch
• Für andere Zielländer: IECEx oder die dort geforderte Zulassung
• Umgebungstemperaturbereich, Spannungsversorgung, Last und Einstellung der Schutzeinrichtungen
• Kabeleinführungen, Verschraubungen, Verschlussstopfen, Erdung und Instandhaltungsverfahren
• Eintrag im Explosionsschutzdokument und Prüfung vor Inbetriebnahme durch eine befähigte Person
• Bei älteren japanischen Kennzeichen (z. B. d2G4): schriftliche Aussage des Herstellers zu Explosionsgruppe und Temperaturklasse nach IEC, falls es eine gibt

Fragen an den japanischen Lieferanten

• Nach welchem Standard wurde das Gerät zertifiziert: der japanischen Konstruktionsnorm oder der IEC-harmonisierten Richtlinie?
• Wie lautet die Nummer des japanischen Typprüfungszertifikats, und wann läuft es ab?
• Enthält das Zertifikat besondere Verwendungsbedingungen (X)? Bitte auf Englisch zusenden.
• Besitzt dieses Modell auch ein ATEX-, IECEx- oder anderes Zertifikat? Bitte Zertifikatsnummern angeben.
• Sind Kabelverschraubungen und Verschlussstopfen Teil der zertifizierten Baugruppe? Welche Typenbezeichnungen haben sie?
• Bei Motoren: Welche Schutzeinrichtung und welche Einstellwerte sind erforderlich (Strom bei blockiertem Läufer, zulässige Zeit bei blockiertem Läufer)?

E-Mail-Vorlage

Die Vorlage ist auf Englisch, weil sie an den japanischen Lieferanten geht.

Subject: Ex certification details for [equipment / model]

Dear [Name],
We plan to install [model] in a [Zone 1 / Zone 2] area at our site in [country]. The gases involved are [gas names]. Before we finalize the order, please send the following:
1. The Ex marking and the Japanese type examination certificate number, with its expiry date
2. Any specific conditions of use (X) in English
3. Any ATEX (EU type examination certificate and notified body), IECEx or other certificates for the same model, and the EU Declaration of Conformity
4. Model numbers of the cable glands and blanking plugs in the certified assembly
5. For motors, the required protection device and settings (including tE time and I_A/I_N, if applicable)
Our final selection will be confirmed by our engineering team and the competent person.
Best regards,
[Your name]

Grenzen dieses Leitfadens

• Er behandelt nur Gase und Dämpfe, keinen brennbaren Staub.
• Zertifizierungsregeln, anerkannte Stellen und Normausgaben ändern sich. Die Angaben zu TIIS und ausländischen Stellen geben die unten genannten Quellen zum Zeitpunkt der Erstellung wieder; prüfen Sie den aktuellen Stand.
• Die Zuordnung von Zone, EPL und ATEX-Kategorie ist eine Orientierung. Die rechtlichen Anforderungen der EU und Deutschlands (ATEX-Richtlinien, BetrSichV, Gefahrstoffverordnung) sind hier nur angerissen.
• Ob eine Zündschutzart in einer Zone akzeptiert wird, hängt auch von den Standards Ihres Unternehmens oder Projekts ab, die strenger sein können als die Vorschriften.
• Zoneneinteilung und Geräteauswahl sind Entscheidungen fachkundiger Personen, der Zertifizierungsstelle und der zuständigen Behörde. Nichts hier ersetzt sie.

FAQ

Darf Ex e (erhöhte Sicherheit) in Zone 1 eingesetzt werden?

Geräte mit eb und EPL Gb sind eine der Optionen für Zone 1 (ATEX Kategorie 2G). Setzen Sie sie nicht mit e-Geräten nach der japanischen Konstruktionsnorm gleich; entscheiden Sie nach Gerätetyp, Zertifikatsangaben und den Standards Ihres Standorts.

Darf ich in ein druckfestes (Ex d) Gehäuse beliebige Geräte einbauen?

Nein. Wärme der eingebauten Geräte, Bearbeitung des Gehäuses sowie Änderungen an Klemmen oder Kabeleinführungen beeinflussen den Schutz. Das zertifizierte Modell und die zugelassene Konfiguration müssen erhalten bleiben.

Reicht ein IECEx- oder ATEX-Zertifikat für den Einsatz in Japan, und gilt die japanische Typprüfung in der EU?

Nein, in beiden Richtungen nicht automatisch. Ein Gerät muss vor der Verwendung in Japan die japanische Typprüfung bestehen; ein IECEx-Prüfbericht (ExTR) kann als Prüfdaten eingereicht werden und den Prüfaufwand senken, wenn er die Bedingungen von TIIS erfüllt. Umgekehrt ersetzt die japanische Typprüfung nicht die ATEX-Konformität in der EU.

Bedeutet T4, dass das Gerät bei 135 °C Umgebungstemperatur eingesetzt werden darf?

Nein. T4 ist eine Klasse für die maximale Oberflächentemperatur des Geräts, nicht für die obere Umgebungstemperatur. Die Umgebungstemperatur ist ein eigener Bemessungswert, den die Installation einhalten muss, auch bei äußerer Erwärmung.

Sind explosionsgeschützte Geräte für Wasserstoff geeignet?

Nur wenn sie für die passende Explosionsgruppe und die Bedingungen zertifiziert sind. Wasserstoff gehört zu IIC. Gleichen Sie Gas- und Temperaturbedingungen mit dem Zertifikat und den Herstellerangaben ab.

Quellen

• MHLW, Konstruktionsnorm für explosionsgeschützte elektrische Geräte (japanisch): Definitionen der Zündschutzarten, Zündgrade
• MHLW, Verordnung über Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz, Artikel 280 (japanisch): elektrische Betriebsmittel in explosionsgefährdeten Bereichen
• JNIOSH, Technische Richtlinie für explosionsgeschützte elektrische Anlagen, Teil 1: Allgemeines (japanisch): Kennzeichnung, EPL, Temperaturklassen
• JNIOSH, Teil 5: Erhöhte Sicherheit (japanisch): eb, ec und bauliche Anforderungen
• JNIOSH, Teil 2: Druckfeste Kapselung (japanisch): Gehäuse und Spalte
• JNIOSH, Leitfaden für Anwender explosionsgeschützter Anlagen (japanisch): explosionsgefährdete Bereiche, EPL, Einstufung von Aceton
• TIIS, System der benannten ausländischen Prüfstellen und FAQ (japanisch): Typprüfung importierter Geräte, Verwendung des IECEx-ExTR
• MHLW, Liste der registrierten Typprüfstellen (japanisch)
• MHLW, Auskunft zur Gültigkeit des Typprüfungszertifikats (japanisch): drei Jahre Gültigkeit und Verlängerung
• CML, Ex Equipment Certification Guide for Japan (2017): Zertifikate je Variante
• WEG, Guide to Explosive Atmospheres (englisch): Explosionsgruppen, Temperaturklassen, ATEX-Kategorien
• Richtlinie 2014/34/EU (ATEX-Produktrichtlinie): Anforderungen an Geräte und Schutzsysteme
• Richtlinie 1999/92/EG (ATEX-Betreiberrichtlinie): Pflichten des Arbeitgebers, Zoneneinteilung
• WEKA, ATEX-Richtlinie 2014/34/EU im Überblick: 11. ProdSV, Gerätekategorien, Zonen
• Panasonic, explosionsgeschützte Leuchten (japanisch): Leuchtenauswahl nach Bereich
• Oriental Motor, Katalog Motoren in erhöhter Sicherheit (japanisch): Schutzeinrichtungen bei blockiertem Läufer
• IDEC, Steuerstation EC2B (japanisch): kombinierte druckfeste Kapselung und erhöhte Sicherheit