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WEKA (kp) | News | 22.05.2018

Aufladung bis 35.000 Volt möglich - Menschen als Zündquelle

Trockene Luft, nicht ableitfähige Böden – ein elektrostatisch aufgeladener Mensch ist eine Zündquelle. Informieren Sie sich im Beitrag über die Mindestzündenergie und wie Sie die statische Aufladung vermeiden.

Kenngröße Mindestzündenergie aus dem Sicherheitsdatenblatt

Mindestzündenergie bedeutet die niedrigste – von einer Zündquelle abgegebene – Energie, die ausreicht, das zündwilligste Brennstoff-/Luft-Gemisch zu entzünden. Hilfreich ist diese Kenngröße ua besonders dann, wenn Sie die Gefahren von elektrostatischer Entladung beurteilen wollen. Die konkreten Werte für Ihre Arbeitsstoffe finden Sie in Ihren Sicherheitsdatenblättern.

Aufladung durch Reibungselektrizität, Zündung durch Spannungsdurchschlag

Die elektrostatische Aufladung entsteht vorwiegend durch Reibungselektrizität oder durch Influenz (Induktion durch die Einwirkung elektrische Felder). Sie führt zu hohen Ladungsdichten und großen Potentialdifferenzen. Sie verursachen bei der Entladung einen kurzen, hohen elektrischen Strom (Spannungsdurchschlag).

Beispiele für die Mindestzündenergie 

Beispielhaft sind in der folgenden Tabelle die Werte für die Mindestzündenergie einiger brennbarer Gase und Dämpfe angeführt – gereiht nach steigenden Werten beim zündwilligsten Gemisch:

Stoff

Vol-% in Luft

Mindestzündenergie [mJ]

Schwefelkohlenstoff

7,8

0,009

Wasserstoff

22

0,016

Acetylen

7,7

0,019

Methanol, Benzol

14,7

0,20

Propan

5,2

0,25

Methan

8,5

0,28

Ethylacetat (Essigsäureethylester)

5,2

0,46

Aceton

6,5

0,55

Ammoniak

20

14

Quelle: TRGS 727 – „Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen“

Aufladung bis 35.000 Volt möglich – Menschen als Zündquelle

Trägt eine Person zB keine leitfähigen Schuhe, kann sie sich beim Gehen bei trockenem Raumklima (unter 20 % relative Luftfeuchte) auf einem Teppichboden bis auf 35.000 Volt aufladen. Eine Potentialdifferenz von 10.000 V (10 kV) bewirkt bereits eine Ladung von 10 mJ Energie. Bei der Entladung über die Fingerspitzen, die im Nanosekunden-Bereich erfolgt (sog Coronaentladung), werden Stromspitzen bis 20 A erreicht. Die Entladung von 500 V setzt eine Energie von 0,0125 mJ frei, bei 2.000 V sind es bereits 0,2 mJ.

Aus der obigen Tabelle ist erkennbar, dass im ersteren Fall bereits Gas- (Dampf-) Luft-Gemische aus Schwefelkohlenstoff, Acetylen oder Wasserstoff zündbar sind. Im letzteren Fall zusätzlich zB Methanol und Benzol.

Übrigens: die menschliche Wahrnehmungsschwelle liegt bei einer Entladung von 0,5mJ. Mit dieser Entladung können Sie somit schon zündwirksam sein.

Wann entsteht die Aufladung

Menschen können aufgeladen werden, zB beim Gehen, beim Aufstehen von einem Sitz, beim Kleiderwechsel, beim Umgang mit Kunststoffen, durch Schütt- oder Füllarbeiten oder durch Influenz beim Aufenthalt in der Nähe aufgeladener Gegenstände. Auch das Tragen von Überschuhen mit nicht ableitfähiger Sohle oder nicht ableitfähigen Einlagen kann zur Aufladung führen. Und schließlich können Tritte, Leitern oder Podeste den Erdkontakt der Person unterbrechen, wenn sie nicht geerdet sind.

Wie vermeiden Sie Aufladung

An erster Stelle stehen Erdung und Potenzialausgleich der Einrichtung und aller Gegenstände bzw Hilfsmittel. Der Ableitwiderstand soll 106 Ohm nicht überschreiten, in explosionsgefährdeten Bereichen darf er laut TRGS 727 maximal 105 Ohm betragen.

Eine weitere Einflussmöglichkeit ist die Luftfeuchtigkeit im Arbeitsraum. Ist im Arbeitsbereich eine relative Luftfeuchte von 65 % und höher herstellbar, sinkt die Aufladung auf etwa 1.500 V und damit auch wesentlich die Zündgefahr.

Zusätzlich muss die Arbeitskleidung, allen voran das Schuhwerk, ableitfähig sein. In explosionsgefährdeten Bereichen der Zonen 0 und 1 darf darüber hinaus Arbeits- oder Schutzkleidung nicht gewechselt werden, da das zu Zündgefahren führen kann.

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