Een `nieuwe` IEC 60204-1 maar niemand past hem toe? Deel II

18/06/18

Meer dan een jaar na de publicatie van de nieuwste versie van de norm voor de elektrische uitrusting van machines - de IEC 60204-1:2016 valt op dat veel machinefabrikanten nog de versie uit 2006 toepassen. Waarom het toch verstandig is je rekenschap te geven van de nu nog niet geharmoniseerde norm, is in de vorige publicatie besproken. Maar wat zijn nu eigenlijk de belangrijkste wijzigingen?

De ‘nieuwe IEC 60204-1’ is inmiddels alweer de zesde versie van één van de meest gebruikte machineveiligheidsnormen wereldwijd. IEC 60204-1 beschrijft de eisen met betrekking tot de elektrische uitrusting van machines (met uitzondering van handgereedschap) welke moeten leiden tot:

  • Veiligheid van personen;
  • Consistentie in besturing;
  • Bedienings- en onderhoudsgemak.

IEC 60204-1 is van toepassing op de complete elektrische installatie van een machine. Dit wordt beschouwd vanaf het punt waar de binnenkomende vDe nieuwe versie van IEC 60204-1oedingskabel kan worden aangesloten op de klemmen of hoofdschakelaar van de machine.

Zoals toegelicht in het eerste deel van deze publicatie is de nieuwe versie van IEC 60204-1 nog niet geharmoniseerd onder de Machine- en laagspanningsrichtlijn, maar kan het zeker geen kwaad om alvast te bekijken wat deze nieuwe norm betekent voor uw organisatie.

Belangrijkste wijzigingen

Behalve tekstuele updates en het actualiseren van referenties naar andere normen, hebben de belangrijkste wijzigingen betrekking op:

  • Applicaties welke gebruik maken van ‘Power Drive Systems’ (PDS) zoals frequentie omvormers (met Safe Torque Off);
  • Elektromagnetische Compatibiliteit (EMC);
  • Bepaling kortsluitstroom;
  • Potentiaalvereffening;
  • Documentatie.

Stop categorieën en Safe Torque Off (STO)

In de vorige versie van de norm worden al drie ‘stop-categorieën’ gedefinieerd:

  • Stop categorie 0 (stoppen van bewegingen door meteen de voeding ‘power’ af te schakelen).
  • Stop categorie 1 (gecontroleerd tot stilstand brengen (aftoeren, remmen, enz.) en daarna de voeding afschakelen).
  • Stop categorie 2 (gecontroleerd tot stilstand brengen waarbij de energie beschikbaar mag blijven.

Safe Torque Off (STO-functie)Hierbij is het voor een noodstopfunctie alleen toegestaan om deze uit te voeren in stop categorie 0 of 1. Dit zijn beide stop-categorieën waarbij de voeding naar de actuatoren (uiteindelijk) afgeschakeld wordt.

De laatste jaren is er wat discussie ontstaan in welke situaties je gebruik kunt maken van een Safe Torque Off-functie (STO) van een frequentie omvormer. Eén van de deze discussiepunten is of een STO als een ‘categorie 0 stop’ mag worden gebruikt en voort uit de definitie van ‘voeding’ (power). Een STO garandeert alleen dat een motor geen koppel/kracht meer kan leveren. Maar dat niet wil zeggen dat er geen spanning meer op de wikkelingen kan staan. Daarom wordt soms aanvullend op de STO ook een (extra) magneetschakelaar in de voeding van de frequentieomvormer geplaatst om zeker te stellen dat ‘de voeding’ daadwerkelijk wordt afgeschakeld.

Expliciet

In de nieuwe IEC 60204-1 is nu expliciet opgenomen dat het afschakelen van koppel/kracht beschouwd mag worden als het afschakelen van ’de voeding’ (power). Hierbij staat concreet aangegeven dat dit gerealiseerd kan worden door een ‘Power Drive System’ zoals een frequentie omvormer met STO. Ook met de vorige versie van de norm zijn mogelijkheden beschikbaar om een werkschakelaar ‘in de stuurstroom’ te schakelen. In lijn hiermee is nu ook het afschakelen van een motor middels een frequentie omvormer (PDS) expliciet vermeldt als één van mogelijkheden om gebruikt te worden als beveiliging tegen onverwacht opstarten. Hieraan zijn echter strenge voorwaarden verbonden aangezien het veiligstellen in de stuurstroom met bijvoorbeeld een magneetschakelaar geen scheidingsfunctie vervult. Alleen korte werkzaamheden zoals inspectie en afstellen zijn in deze situatie toegestaan!

Concreet: Het activeren van de STO functie van een frequentie omvormer mag beschouwd worden als een ‘categorie 0 stop’ en kan daarmee gebruikt worden om bij een noodstop een beweging te stoppen1.

1 Wanneer een beweging bijvoorbeeld een grote massatraagheid heeft, is een categorie 1 stop wenselijk
om zo snel mogelijk tot stilstand te komen. Daarna kan eventueel alsnog met een STO-functie de energie naar de motor worden afgeschakeld.

Elektromagnetische compatibiliteit (EMC)

Het onderwerp EMC is niet nieuw in de norm. Ook in de vorige versie zijn eisen aan de elektrische installatie geformuleerd die zijn gerelateerd aan EMC. De installatie moet een bepaalde mate van ongevoeligheid hebben voor ‘stoorsignalen’ van buitenaf en mag zelf niet teveel verstoringen genereren voor de omgeving van de machine. Dit is niet veranderd. De voorheen beschreven maatregelen en ‘best practices’ om de machine aan de EMC-eisen te kunnen laten voldoen, zijn nu opgenomen in een veel uitgebreidere informatieve en praktische bijlage van de norm. Hierin worden onder andere concrete voorbeelden en aansluitprincipe gegeven.

Een belangrijke toevoeging in de nieuwe norm is dat EMC immuniteit- en emissie testen verplicht worden tenzij:

  • de toegepaste elektrische componenten al voldoen aan de betreffende EMC-eisen voor dat type component (meestal CE-markering op basis van o.a. de EMC richtlijn 2014/30/EU);
  • de elektrische componenten, installatie en bedrading/bekabeling in overeenstemming met de betreffende gebruiksvoorschriften van de fabrikanten van deze componenten is gerealiseerd (of wanneer er geen relevante EMC voorschriften zijn, de maatregelen uit de nieuwe EMC bijlage toegepast zijn).

Kortsluitstroom en overstroombeveiliging

Waar het vaak al wel gebruikelijk was om de kortsluitvastheid (‘kA-waarde’) van een machine te bepalen, is in de nieuwe versie van de norm aangegeven dat de kortsluitstroom met een drietal methoden kan worden bepaald:

  • door gebruik te maken van standaard ontwerpregels;
  • door kortsluitstroom berekeningen;
  • door het uitvoeren van kortsluittesten.

In principe is het toepassen van de IEC 61439-1 (norm voor laagspanningsverdeling) voor de elektrische installatie van een machine volgens de laatste versie van de IEC 60204-1 niet noodzakelijk en dekt IEC 60204-1 alle relevante aspecten van de elektrische installatie in de machine af. Voor het bepalen van de kortsluitvastheid van een installatie wordt nog wel verwezen naar onder andere de IEC 61439-1 als één van de normen die hiervoor toegepast zou kunnen worden.

De update van de norm vereist dat frequentie omvormers moeten zijn voorzien van een beveiliging die de uitgaande voeding automatisch afschakelt wanneer een fout wordt gedetecteerd. Wanneer een frequentie omvormer hier niet in voorziet, zal de fabrikant van de frequentie omvormer in de gebruiksaanwijzing aan moeten geven welke aanvullende maatregelen de gebruiker alsnog moet nemen.

Potentiaalvereffening

Er zijn twee vormen van potentiaalvereffening te onderscheiden namelijk:

  • Beschermende potentiaalvereffening 
    (bescherming tegen aanraking van een geleidend deel dat door een fout onder spanning is komen te staan);
  • Functionele potentiaalvereffening
    (bescherming van de (werking van de) machine tegen isolatiefouten, EMC en zoals toegevoegd in de nieuwe norm ook tegen de eventuele invloed van bliksem).

Ondanks dat in de vorige versie van de norm de eisen met betrekking tot potentiaalvereffening al uitgebreid zijn beschreven, is dit hoofdstuk in de nieuwe norm voor een groot gedeelte herschreven. Hierbij is getracht duidelijker en explicieter te specificeren aan welke eisen moet worden voldaan en welke delen van de machine met welke vereffeningsleiding moeten worden verbonden.

potentiaalvereffening

Beschermingsketen

De beschermingsketen (ten behoeve van de beschermende potentiaalvereffening) bestaat uit:

  • PE-aansluitklemmen;
  • de beschermingsleidingen van de uitrusting van de machine met inbegrip van glijcontacten, waar deze deel uitmaken van deze beschermingsketen;
  • de aanraakbare geleidende delen en geleidende constructieve delen van de elektrische uitrusting.

Voorheen werd dit overzicht compleet gemaakt met ‘alle vreemde geleidende delen die de structuur van de machine vormen’. In de praktijk bleek dat soms niet duidelijk was wat hiermee werd bedoeld. In de nieuwe norm is dit laatste punt vervangen door 'geleidende constructieve delen van de machine'.

Ook zijn de eisen met betrekking tot de minimale diameter van beschermingsleidingen gewijzigd/verduidelijkt. Voor beschermingsleidingen welke geen onderdeel uitmaken van een kabel en die niet binnen een schakelkast blijven, gelden de eisen vermeld in onderstaande tabel.

Minimale aderdoorsnede beschermingsleiding

Ook in de vorige versie van de norm worden voorbeelden van geleidende delen van de elektrische installatie en de machine zelf die moeten worden verbonden met de beschermingsketen (potentiaalvereffening). In de nieuwe versie van de norm is nu een lijst opgenomen met delen die verbonden moeten worden met de beschermingsketen. Samengevat zijn dit:

  • Geleidende constructieve delen van de machine (met een aanraakbaar oppervlakte groter dan 50x50 mm2 of waar een risico bestaat dat door een fout dat deel van de machine onder spanning kan komen te staan);
  • Metalen draadgoten, kabelgoten, kabelladders, kabelkokers, installatiebuizen (al dan niet flexibel uitgevoerd);
  • metalen kabelwapening of afscherming;
  • Metalen leidingwerk bedoeld voor brandbare (vloei)stoffen of gassen.

Documentatie

Een groot deel van het documentatiehoofdstuk is in de nieuwe versie van de norm compleet herschreven. Het resultaat is een completere en beter gestructureerde set aan documentatie-eisen. Een aantal van deze nieuw te documenteren onderwerpen zijn:

  • voor elke inkomende voeding dient de kortsluitvastheid (‘kA-waarde’) van de elektrische installatie gespecificeerd te zijn;
  • de gespecificeerde minimale benodigde ruimte voor onderhoud aan de elektrische installatie;
  • alle relevante parameters, instellingen, DIP-switch settings enzovoort;
  • alle relevante informatie voor eventuele periodieke testen van veiligheidsfuncties en informatie voor validatie van veiligheidsfuncties na reparatie of modificaties;
  • instructies met betrekking tot het vereffenen van vreemd geleidende delen in/rondom de machine die zich bijvoorbeeld binnen de 2,5 m van elkaar bevinden (aanraakbaar door spreiden beide armen) zoals: leidingwerk, afschermingen en/of hekwerken, ladders en leuningwerk.

Meer duidelijkheid

Inhoudelijk is het niet zo dat de zesde editie van IEC 60204-1 een compleet nieuwe en herschreven norm is. De hoofdstukindeling is bijvoorbeeld zoveel mogelijk gelijk gehouden en veel paragrafen zijn gelijk gebleven of zijn alleen voorzien van enkele nuances. Er is daarnaast op een aantal onderwerpen zeker meer duidelijkheid gegeven. Een voorbeeld hiervan is de compleet nieuwe bijlage H die praktische oplossingen en voorbeelden geeft van maatregelen in het kader van EMC. Daarnaast zijn een aantal onderwerpen zoals het gebruik van ‘Power Drive Systems’ (met STO) en potentiaal vereffening toegevoegd of aangepast.

Kortom, de nieuwe versie van de norm heeft een goede upgrade naar de huidige stand der techniek gehad en geeft meer duidelijkheid en praktische oplossingsrichtingen. Het kan daarom zeker geen kwaad om alvast te bekijken wat deze nieuwe norm voor uw machines kan betekenen.

Dennis van Loon, D&F Consulting BV

 

Geschreven door Dennis van Loon, Senior consultant Machine Safety bij D&F Consulting B.V.. Dennis is tevens TÜV certified Functional Safety Engineer (FS Eng TÜV Rheinland #9013/14, Machinery). Dit artikel is tevens gepubliceerd in de vakbladen 'Aandrijven en Besturen' en 'Constructeur'. Download hier de publicatie.

Deel I van dit artikel gemist? Klik hier om deel I na te lezen.

Vragen over machineveiligheid?

Heeft u vragen naar aanleiding van dit artikel of wilt u meer informatie over machineveiligheid. Neem geheel vrijblijvend contact op met een van onze veiligheidsadviseurs:

  • telefonisch contact via (076) 50 40 340
  • stel uw vraag direct via het contactformulier  

Training Elektrische uitrusting van machines volgens vernieuwde EN-IEC 60204-1

Volg de 1-daagse training Elektrische uitrusting van machines volgens vernieuwde EN-IEC 60204-1 en leer de elektrische installatie van machines in overeenstemming met EN-IEC 60204-1 veilig uit te voeren, te testen en te documenteren. De training benadrukt de praktische toepasbaarheid van de vernieuwde norm in de praktijk.

Neem contact met mij op

versturen

Of bel ons direct op

076 5040 340