IP-защита электрооборудования
Быстрая навигация
Таблицы по IP-защите электрооборудования
| Код | Первая цифра (защита от твердых частиц) | Вторая цифра (защита от жидкостей) | Дополнительные буквы (при наличии) | Вспомогательные буквы (при наличии) |
|---|---|---|---|---|
| IP00 | Нет защиты | Нет защиты | A - защита от доступа тыльной стороной руки B - защита от доступа пальцем C - защита от доступа инструментом D - защита от доступа проволокой |
H - высоковольтное оборудование M - испытания устройства в движении S - испытания устройства в неподвижном состоянии W - устойчивость к погодным условиям |
| IP20 | Защита от твердых тел размером ≥ 12,5 мм | Нет защиты от воды | ||
| IP21 | Защита от твердых тел размером ≥ 12,5 мм | Защита от вертикально капающей воды | ||
| IP23 | Защита от твердых тел размером ≥ 12,5 мм | Защита от дождя (до 60° от вертикали) | ||
| IP44 | Защита от твердых тел размером ≥ 1 мм | Защита от брызг воды с любого направления | ||
| IP54 | Частичная защита от пыли | Защита от брызг воды с любого направления | ||
| IP55 | Частичная защита от пыли | Защита от струй воды с любого направления | ||
| IP65 | Полная защита от пыли | Защита от струй воды с любого направления | ||
| IP66 | Полная защита от пыли | Защита от сильных струй воды | ||
| IP67 | Полная защита от пыли | Защита при временном погружении в воду | ||
| IP68 | Полная защита от пыли | Защита при длительном погружении в воду | ||
| IP69K | Полная защита от пыли | Защита от воды под высоким давлением и температурой | ||
| Условия эксплуатации | Минимальный класс IP | Примеры объектов | Материалы корпуса | Материалы уплотнений | Система охлаждения |
|---|---|---|---|---|---|
| Сухие чистые помещения | IP21 | Серверные, офисные помещения | Сталь, алюминий | Резина EPDM | Внешний вентилятор |
| Сухие запыленные помещения | IP54 | Деревообработка, склады | Сталь с покрытием | Резина EPDM, неопрен | Внешний вентилятор с фильтром |
| Влажные помещения | IP55 | Пищевая промышленность, прачечные | Нержавеющая сталь | Силикон, неопрен | Закрытая система охлаждения |
| Влажные запыленные помещения | IP65 | Бумажная промышленность, цементные заводы | Нержавеющая сталь | Силикон, фторэластомеры | Закрытая система охлаждения с теплообменником |
| Условия периодического попадания брызг воды | IP66 | Автомойки, химическая промышленность | Нержавеющая сталь | Фторэластомеры, силикон | Закрытая система охлаждения с теплообменником |
| Условия возможного кратковременного затопления | IP67 | Очистные сооружения, насосные станции | Нержавеющая сталь, композитные материалы | Фторэластомеры, специальные компаунды | Полностью закрытая система охлаждения |
| Условия длительного погружения в воду | IP68 | Подводные насосы, морское оборудование | Нержавеющая сталь, бронза, композиты | Специальные компаунды | Герметичная система с жидкостным охлаждением |
| Условия высокого давления воды/пара | IP69K | Пищевая промышленность (зоны CIP), моечные | Полированная нержавеющая сталь | Специальные компаунды, PTFE | Герметичная система с теплообменником |
| Взрывоопасные зоны | IP65+Ex | Нефтехимия, газовая промышленность | Алюминиевые сплавы, нержавеющая сталь | Фторэластомеры, специальные компаунды | Взрывозащищенная система охлаждения |
| Класс IP | Влияние на тепловой режим | Ограничения по мощности (%) | Ограничения по скорости (%) | Массогабаритные показатели (%) | Влияние на стоимость (%) | Срок службы (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IP21 | Минимальное | 0 | 0 | 100 (базовый) | 100 (базовый) | 100 (базовый) |
| IP23 | Незначительное | 0 | 0 | 105-110 | 110-115 | 100-105 |
| IP44 | Умеренное | 5-10 | 0-5 | 110-120 | 120-130 | 105-110 |
| IP54 | Значительное | 10-15 | 5-10 | 115-125 | 130-140 | 110-115 |
| IP55 | Значительное | 10-15 | 5-10 | 120-130 | 135-145 | 110-120 |
| IP65 | Высокое | 15-20 | 10-15 | 125-135 | 150-170 | 115-125 |
| IP66 | Высокое | 20-25 | 10-15 | 130-140 | 170-190 | 120-130 |
| IP67 | Очень высокое | 25-30 | 15-20 | 135-150 | 200-230 | 120-130 |
| IP68 | Критическое | 30-40 | 20-30 | 150-170 | 250-300 | 125-135 |
| IP69K | Экстремальное | 35-45 | 25-35 | 160-180 | 300-350 | 130-140 |
Полное содержание статьи
- 1. Введение в IP-защиту электрооборудования
- 2. Система классификации IP-кодов
- 3. Методы испытаний на соответствие IP-классам
- 4. Конструктивные решения для обеспечения IP-защиты
- 5. Выбор IP-защиты для различных условий эксплуатации
- 6. Влияние IP-защиты на характеристики электроприводов
- 7. Практические рекомендации по обслуживанию и монтажу
1. Введение в IP-защиту электрооборудования
IP-защита (Ingress Protection) — международная система классификации степени защиты электрооборудования от проникновения твердых предметов и жидкостей. Система разработана Международной электротехнической комиссией (IEC) и регламентируется стандартом IEC 60529. Правильный выбор степени защиты оборудования является критически важным фактором, определяющим надежность работы электрооборудования в различных условиях эксплуатации.
Для электродвигателей и других видов электрооборудования, эксплуатируемых в промышленных условиях, степень IP-защиты является одним из ключевых параметров, влияющих на долговечность, безопасность и эффективность работы. Особое значение IP-защита приобретает для взрывозащищенных электродвигателей, где требования к герметичности и пылевлагозащите особенно высоки.
2. Система классификации IP-кодов
IP-код состоит из букв "IP", за которыми следуют две обязательные цифры и необязательные дополнительные и вспомогательные буквы. Первая цифра (от 0 до 6) обозначает степень защиты от проникновения твердых предметов, вторая цифра (от 0 до 9) — степень защиты от проникновения жидкостей.
2.1 Первая цифра: защита от твердых частиц
Первая цифра IP-кода определяет уровень защиты от проникновения твердых предметов и от доступа к опасным частям:
- 0 — отсутствие защиты
- 1 — защита от объектов размером более 50 мм (например, руки)
- 2 — защита от объектов размером более 12,5 мм (например, пальцы)
- 3 — защита от объектов размером более 2,5 мм (инструменты, провода)
- 4 — защита от объектов размером более 1 мм (мелкие инструменты, тонкая проволока)
- 5 — частичная защита от пыли (допускается проникновение пыли в количестве, не нарушающем работу устройства)
- 6 — полная защита от пыли (пыленепроницаемость)
2.2 Вторая цифра: защита от жидкостей
Вторая цифра IP-кода определяет уровень защиты от проникновения жидкостей:
- 0 — отсутствие защиты
- 1 — защита от вертикально падающих капель воды
- 2 — защита от капель воды, падающих под углом до 15° от вертикали
- 3 — защита от капель воды, падающих под углом до 60° от вертикали (дождь)
- 4 — защита от брызг воды с любого направления
- 5 — защита от струй воды с любого направления
- 6 — защита от сильных струй воды или временного затопления
- 7 — защита при кратковременном погружении в воду (до 1 метра, до 30 минут)
- 8 — защита при длительном погружении в воду (глубина и время определяются производителем)
- 9K — защита от воздействия воды под высоким давлением и высокой температурой
2.3 Дополнительные и вспомогательные буквы
После цифр в IP-коде могут следовать дополнительные и вспомогательные буквы:
Дополнительные буквы (A, B, C, D) обозначают степень защиты от доступа к опасным частям:
- A — защита от доступа тыльной стороной руки
- B — защита от доступа пальцем
- C — защита от доступа инструментом
- D — защита от доступа проволокой
Вспомогательные буквы (H, M, S, W) предоставляют дополнительную информацию:
- H — высоковольтное оборудование
- M — устройство проходило испытания на водонепроницаемость во время работы
- S — устройство проходило испытания на водонепроницаемость в неподвижном состоянии
- W — устройство обладает устойчивостью к погодным условиям
3. Методы испытаний на соответствие IP-классам
3.1 Стандарты, регламентирующие испытания
Методы испытаний на соответствие IP-классам регламентируются несколькими международными и региональными стандартами:
- IEC 60529 — основной международный стандарт, определяющий степени защиты (коды IP)
- ГОСТ 14254-2015 — российский аналог IEC 60529
- EN 60529 — европейский аналог IEC 60529
- DIN 40050-9 — немецкий стандарт, введший класс защиты IP69K
- ISO 20653 — международный стандарт для автомобильной промышленности
3.2 Процедуры испытаний
Процедуры испытаний зависят от конкретного класса IP, но обычно включают следующие тесты:
- Для первой цифры (защита от твердых частиц):
- Использование испытательных пальцев, проволок или шаров определенного диаметра
- Пылевые камеры с тальком или другими материалами для испытания уровней 5 и 6
- Для второй цифры (защита от жидкостей):
- Капельные устройства для уровней 1 и 2
- Дождевальные установки для уровня 3
- Разбрызгивающие устройства для уровней 4 и 5
- Испытательные форсунки для уровня 6
- Испытательные ванны для уровней 7 и 8
- Высоконапорные и высокотемпературные струи для уровня 9K
После испытаний проверяется внутреннее состояние устройства на предмет проникновения воды или пыли и проводятся испытания на электробезопасность и функциональность.
4. Конструктивные решения для обеспечения IP-защиты
Для обеспечения требуемого уровня IP-защиты электрооборудования применяются различные конструктивные решения, включая специальные материалы корпуса, уплотнения и системы кабельных вводов.
4.1 Материалы уплотнений
Выбор материала уплотнений зависит от требуемого класса защиты, условий эксплуатации и совместимости с другими материалами:
- EPDM (этилен-пропилен-диеновый каучук) — обладает высокой устойчивостью к погодным условиям, озону, УФ-излучению, используется для IP54-IP65
- Неопрен (полихлоропрен) — хорошая устойчивость к маслам и ограниченная устойчивость к растворителям, используется для IP54-IP65
- Силикон — отличная температурная стойкость (-60°C до +230°C), устойчивость к УФ-излучению, озону, ограниченная устойчивость к маслам, используется для IP54-IP67
- Фторэластомеры (Viton, FKM) — высокая химическая и температурная стойкость, используется для IP65-IP68
- PTFE (политетрафторэтилен) — исключительная химическая стойкость, используется для IP68-IP69K в качестве уплотнительных лент и прокладок
- Полиуретан (PU) — высокая износостойкость, используется для IP67-IP68
- Специальные компаунды — для экстремальных условий, IP68-IP69K
4.2 Кабельные вводы
Кабельные вводы являются критически важными элементами для обеспечения IP-защиты. Они должны обеспечивать надежное уплотнение места ввода кабеля в корпус:
- Кабельные сальники (гланды) — наиболее распространенный тип, обеспечивающий степень защиты от IP54 до IP68 в зависимости от конструкции
- Мембранные вводы — эластичные мембраны, через которые пропускается кабель, обеспечивая защиту до IP65
- Компрессионные вводы — с многоступенчатыми резиновыми вставками для IP67-IP68
- Заливные вводы — с применением компаундов для заливки, обеспечивающие защиту IP68-IP69K
- Модульные системы — с разделительными пластинами и эластомерными блоками для IP65-IP68
Для обеспечения высокой степени защиты кабельные вводы должны:
- Соответствовать диаметру используемого кабеля
- Быть совместимыми с материалом корпуса и условиями эксплуатации
- Монтироваться с соблюдением рекомендаций производителя и требований к моменту затяжки
- Регулярно проверяться на предмет повреждений и износа уплотнений
5. Выбор IP-защиты для различных условий эксплуатации
Выбор степени IP-защиты электрооборудования должен осуществляться с учетом реальных условий эксплуатации, потенциальных рисков и экономической целесообразности. Избыточная степень защиты приводит к удорожанию оборудования и может негативно влиять на его технические характеристики.
Как видно из Таблицы 6.2, для каждого типа условий эксплуатации рекомендуется определенный минимальный класс IP-защиты. При выборе степени защиты следует учитывать:
- Наличие пыли и ее концентрацию
- Наличие влаги, воды и характер ее воздействия (капли, брызги, струи, погружение)
- Наличие агрессивных веществ
- Температурные условия
- Потенциальную возможность механических воздействий
- Требования отраслевых стандартов и нормативов
Для крановых электродвигателей серий MTF и MTH рекомендуется использовать степень защиты не ниже IP54, а в условиях высокой запыленности или влажности — IP65.
Для электродвигателей со встроенным тормозом выбор степени защиты осложняется необходимостью обеспечения надежной работы тормозного механизма при контакте с пылью и влагой. В этом случае рекомендуется выбирать модели с повышенной степенью защиты, такие как MSEJ.
Примечание: В случае когда невозможно обеспечить требуемую степень IP-защиты для всего оборудования, следует рассмотреть вариант установки оборудования в защитные шкафы или кожухи соответствующего класса защиты или организации защитных навесов для предотвращения прямого попадания воды.
6. Влияние IP-защиты на характеристики электроприводов
Повышение степени IP-защиты электропривода оказывает существенное влияние на его технические и экономические характеристики, что отражено в Таблице 6.3. Основные факторы влияния:
Тепловой режим: Повышение степени защиты ограничивает воздухообмен и естественное охлаждение, что приводит к росту рабочей температуры и снижению допустимой мощности. Для общепромышленных двигателей серии АИР с защитой IP55 снижение допустимой мощности может достигать 10-15% по сравнению с аналогичными двигателями с защитой IP23.
Массогабаритные показатели: Для компенсации ухудшения теплоотвода при высоких степенях защиты увеличиваются размеры и масса электродвигателя. Так, электродвигатель с IP68 может быть на 50-70% тяжелее аналогичного с IP21 при той же мощности.
Стоимость: Повышение степени защиты значительно увеличивает стоимость электродвигателя. Для IP68 стоимость может быть в 2,5-3 раза выше, чем для базового варианта с IP21.
Срок службы: За счет лучшей защиты от внешних воздействий, высокая степень IP может увеличивать срок службы оборудования в сложных условиях эксплуатации. Однако в случае избыточной защиты для данных условий, срок службы может даже снижаться из-за повышенной рабочей температуры.
Рекомендации по подбору мощности: При выборе электропривода с высокой степенью защиты рекомендуется закладывать следующий запас по мощности:
- IP54-IP55: 10-15%
- IP65-IP66: 15-25%
- IP67: 25-30%
- IP68-IP69K: 30-45%
Совместимость с частотными преобразователями: Электродвигатели с высокой степенью защиты имеют особенности при работе с частотными преобразователями, связанные с ухудшенным теплоотводом при низких скоростях вращения. Для таких случаев может потребоваться дополнительный запас по мощности или применение принудительного охлаждения.
7. Практические рекомендации по обслуживанию и монтажу
Для обеспечения заявленного уровня IP-защиты и продления срока службы электрооборудования следует соблюдать следующие рекомендации:
- Периодичность технического обслуживания:
- IP21-IP23: каждые 6-12 месяцев
- IP44-IP55: каждые 12-18 месяцев
- IP65-IP66: каждые 18-24 месяца
- IP67-IP69K: каждые 24-36 месяцев
- Монтаж кабельных соединений:
- Использовать кабельные вводы соответствующего диаметра и IP-класса
- Применять кабели с соответствующей оболочкой (ПВХ, резина, полиуретан)
- Соблюдать рекомендованные моменты затяжки кабельных вводов
- Формировать "водяные петли" на входящих кабелях для предотвращения проникновения воды по кабелю
- Проверка состояния уплотнений:
- Регулярно осматривать уплотнения на предмет повреждений, трещин, потери эластичности
- Заменять уплотнения при видимых признаках износа
- Использовать только рекомендованные производителем уплотнительные материалы
- Дренажные и вентиляционные элементы:
- Для оборудования IP55-IP66 регулярно проверять состояние дренажных и вентиляционных элементов (если предусмотрены конструкцией)
- Очищать дренажные отверстия от загрязнений
- Проверять работоспособность конденсатоотводчиков
При выборе электродвигателей европейского DIN стандарта, таких как 5А, 6А, 6AМ или AИС, следует учитывать, что стандартная степень защиты для них обычно составляет IP55, что в большинстве случаев достаточно для общепромышленного применения.
Примечание
Данная статья носит ознакомительный характер. Информация, содержащаяся в статье, основана на международных стандартах и передовых отраслевых практиках, но не заменяет техническую документацию производителей оборудования и нормативные документы.
Источники информации
- IEC 60529:2013 - Degrees of protection provided by enclosures (IP Code)
- ГОСТ 14254-2015 (IEC 60529:2013) - Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP)
- DIN 40050-9:1993 - Road vehicles; IP-protection classes; protection against foreign objects, water and contact; electrical equipment
- EN 60034-5:2001 - Rotating electrical machines - Part 5: Degrees of protection provided by the integral design of rotating electrical machines (IP code)
- Технические каталоги производителей электрооборудования
Отказ от ответственности
Автор не несет ответственности за любые убытки или ущерб, вызванные применением информации, содержащейся в данной статье. Перед выбором и установкой электрооборудования необходимо проконсультироваться с квалифицированными специалистами и ознакомиться с актуальной технической документацией производителя.
