Die Schutzart (IP): Weshalb das wichtig ist

Die Arbeit in elektrischen Umgebungen ist gefährlich. Um diese Gefahren zu mindern und Elektrofachkräfte vor potenziellen Unfällen zu schützen, werden Sicherheitsausrüstungsteile wie Kleidung, Handschuhe, Stiefel usw. verwendet. Eine weniger offensichtliche Sicherheitsmaßnahme ist die Auslegung der zur Wartung der elektrischen Anlage verwendeten Prüfgeräte.

Die IEC-Norm 61010 der International Electrotechnical Commission (Internationale Elektrotechnische Kommission) befasst sich mit Sicherheitsanforderungen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte. Sie enthält Anforderungen an Prüf- und Messschaltungen sowie an Geräte. Ein wichtiger Aspekt dieser Norm ist der Schutz vor Flüssigkeiten und festen Gegenständen. Fremdkörperablagerungen auf Isolierteilen können zur Gefahr werden, da sie zur Ausbreitung eines Brandes führen können.

Da die meisten tragbaren elektrischen Prüfgeräte außerhalb von Reinraumumgebungen verwendet werden, sind die Umgebungsbedingungen, in denen Prüfungen durchgeführt werden, oft problematisch. Feuchtigkeit, Staub und extreme Temperaturen erschweren die Prüfungen. In diesem Dokument werden der Verschmutzungsgrad und die Schutzart (IP) untersucht und es wird erläutert, warum sie für die Auslegung von Geräten und die Auswahl durch den Benutzer entscheidend sind.

Verschmutzungsgrad

Wie bereits erwähnt, spezifiziert IEC 61010 den Schutz sowohl gegen Flüssigkeiten als auch gegen feste Gegenstände. Wasser ist die häufigste Flüssigkeit und Staub der häufigste feste Stoff, obwohl auch andere Objekte wie Drähte, Finger, Werkzeuge usw. berücksichtigt werden. Die IEC klassifiziert diese externen Elemente als „Verschmutzung“ und hat ein Einstufungssystem festgelegt, um den Grad der Verschmutzung in der Umgebung zu bestimmen, in der die Prüfungen durchgeführt werden.

Die Norm IEC 60947-1 beschreibt den Grad der Verschmutzung oder Kontamination, der in einer Umgebung zu erwarten ist. Der Verschmutzungsgrad ist definiert als der Grad der Verunreinigung durch Staub, leitfähige Partikel oder andere Substanzen, die sich in der Prüfumgebung ansammeln und die Leistung oder Sicherheit beeinträchtigen können. Neben Staub und anderen Verunreinigungen wirken sich auch Feuchtigkeit und Temperatur auf die Bewertungszahl aus. Je höher diese Zahl ist, desto größer ist die leitfähige Verschmutzung.

Für diejenigen, die eine komplexere Beschreibung des Verschmutzungsgrads wünschen, enthält die Norm folgende Definition:

„Die Menge an leitfähigem oder hygroskopischem Staub, ionisiertem Gas oder Salz in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit und der Häufigkeit ihres Auftretens, was zu einer hygroskopischen Absorption oder Kondensation von Feuchtigkeit und damit zu einer Verringerung der Durchschlagfestigkeit und/oder des Oberflächenwiderstandes führt.“

Der Verschmutzungsgrad beeinflusst die Kriech- und die Luftstrecke. Die Gremien für Sicherheitsnormen wie Underwriters Laboratories und IEC unterteilen die verschiedenen Verschmutzungsgrade wie folgt:

Verschmutzungsgrad 1: Es liegt keine oder nur trockene, nichtleitende Verschmutzung vor. Die Verschmutzung hat keine Auswirkungen. Eine Reinraumumgebung.

Verschmutzungsgrad 2: In der Regel liegt nur nichtleitende Verschmutzung vor. Es ist jedoch mit einer vorübergehenden Leitfähigkeit aufgrund von Kondensation zu rechnen. Labor- oder Büroumgebung.

Verschmutzungsgrad 3: Leitfähige Verschmutzung oder trockene, nichtleitende Verschmutzung, die durch Kondensation leitfähig wird. Raue Industrieumgebungen.

Verschmutzungsgrad 4: Die Verschmutzung erzeugt eine dauerhafte Leitfähigkeit, die durch leitfähigen Staub, Regen oder Schnee verursacht wird. Außenbereiche mit übermäßiger Feuchtigkeit und/oder übermäßigem Staub.

Die Umgebung, in der Prüfungen durchgeführt werden, hat erhebliche Auswirkungen auf die sichere Auslegung von Geräten. Dies führt uns zur IP-Schutzart.

Schutzart (IP)

Elektrische Probleme treten meist bei schlechtem Wetter auf. Prüfungen im Regen mit Spritzwasser sind keine Seltenheit. Prüfungen werden auch in schmutzigen, staubigen Umgebungen durchgeführt. Die Geräte werden oft in ebenso ungünstigen Umgebungen gelagert und manchmal auch im Freien gelassen, wo sie allen Witterungseinflüssen ausgesetzt sind.

Die IP-Schutzart gibt an, wie gut ein elektrisches Gehäuse Fremdkörper (Staub, Feuchtigkeit, Flüssigkeiten) abhält. Sie gibt Auskunft darüber, ob das Gerät in der Umgebung, in der es eingesetzt wird, gefahrlos verwendet werden kann. Das System der IP-Schutzart wurde von der IEC in der Norm 529 festgelegt. Die IP-Schutzart besteht aus zwei Ziffern, die jeweils für ein separates Merkmal stehen. Die erste Ziffer gibt den Schutz vor gefährlichen Teilen (wie Drähten oder Werkzeugen) und festen Fremdkörpern (wie Staub) an. Die zweite Ziffer gibt den Schutz vor Feuchtigkeit an. Je höher die Zahl(en), desto besser ist der Schutzgrad.

In den folgenden Tabellen ist der Schutzgrad auf der Grundlage der IP-Schutzart angegeben:

       
Schutz gegen Zugang zu gefährlichen Teilen (erste Ziffer)

Schutz gegen Eindringen von festen Fremdkörpern (erste Ziffer)

         
Schutz gegen Eindringen von Flüssigkeiten (zweite Ziffer)

   
Betrachten wir als Beispiel die Schutzart IP54. Beachten Sie, dass sich jede Ziffer auf eine separate Einstufung bezieht. Ein Grad von „5“ bedeutet „staubgeschützt“ sowie gegen Eindringen mit einem Draht bis zu 1,0 mm geschützt. Es gibt nur eine höhere Kategorie: „staubdicht“. Die zweite Ziffer bezieht sich auf die Feuchtigkeit. Ein Wert von „4“ bedeutet Beständigkeit gegen „Spritzwasser, in jede Richtung“.

Alternativ kann ein Gerät mit der Schutzart IP40 über einen angemessenen Staubschutz verfügen, es ist jedoch nicht gegen Wasser geschützt und darf nicht im Freien oder in feuchten Innenräumen verwendet werden. Einige Geräte haben mehrere Schutzarten, eine bei geöffnetem Deckel und eine höhere Schutzart bei geschlossenem Deckel (zur Aufbewahrung). Es empfiehlt sich, sowohl die Schutzart bei „Deckel geöffnet“ als auch die Schutzart bei „Deckel geschlossen“ zu prüfen.

Gerätehersteller müssen die IP-Schutzarten für ihre Geräte veröffentlichen. Vergleichen Sie die Schutzart mit der Umgebung, in der die Prüfungen durchgeführt werden.

Fazit

Elektrische Prüfgeräte werden häufig in problematischen Umgebungen verwendet. Die Kenntnis der Umgebungsbedingungen und des Verschmutzungsgrads ist entscheidend für die Auswahl eines Geräts, das die Umweltbedingungen unbeschadet übersteht und Ihnen Sicherheit bietet. Stellen Sie sich vor, Sie arbeiten in einem Steinbruch oder einem Zementwerk. Überall befindet sich leitfähiger Staub in der Luft. Wie verhält es sich mit einer Zellstoff- und Papierfabrik mit hoher Feuchtigkeit? Das Gleiche gilt für verschiedene Teile der Welt, in denen eine hohe Luftfeuchtigkeit oder andere Wetterbedingungen herrschen können.

Die IP-Schutzart ist Ihr Anhaltspunkt für die Kompatibilität mit der Prüfumgebung. Machen Sie sich mit Ihrer Umgebung vertraut und bestimmen Sie dann die mindestens erforderliche IP-Schutzart, um das Gerät und sich selbst zu schützen. Ein Gerät, das über die Mindestanforderungen hinausgeht, ist ein Vorteil. Vermeiden Sie Geräte, deren IP-Schutzart unter den Mindestanforderungen liegt.