Библиотека

Недостаточно просто обеспечить выполнение оборудованием своих функций. Кроме этого, оборудование должно быть защищено от возможных неблагоприятных внешних воздействий. Необходимо также гарантировать отсутствие вреда от оборудования для обслуживающего персонала и окружающей среды.

Чтобы удовлетворить этим требованиям, могут быть использованы различные решения или комбинации решений. Все они основаны на одном из следующих методов:
- ограничение доступа со всех сторон,
- полная изоляция, как правило, используемая для кабелей, но трудно реализуемая для движущихся частей оборудования,
- размещение в оболочке.

Последний метод имеет преимущество, обеспечивая простое решение всех проблем, то есть защиту оборудования от различных воздействий, таких как:
- проникновение посторонних тел, которые могут привести к механическим или электрическим повреждениям. Это не только песок и пыль, но и небольшие животные, а также летающие или ползающие насекомые,
- вода и другие жидкости, которые могут нарушить изоляцию,
- механические удары, которые могут вызвать деформацию или повреждение хрупких элементов оборудования,
- коррозионные газы из окружающей среды,
- воздействие электромагнитных полей,
- различные излучения, включая свет.

Оболочка образует основу, каркас, на который могут быть смонтированы различные сборки, включающие основное и дополнительное оборудование, а также необходимые аксессуары. Поэтому это самый распространенный метод защиты. Оболочки используются как для высоковольтного, так и для низковольтного оборудования (включая электронное оборудование и оборудование информационных технологий), как в промышленности, так и в быту, как для стационарного оборудования, так и для вращающихся машин. Оболочка может быть изготовлена как составная часть оборудования, так и отдельно.

Чтобы облегчить взаимодействие между производителями, потребителями и разработчиками нормативов, стандарты определяют терминологию, характеристики и способы контроля продукта, а также требования к монтажу и сервисному обслуживанию. Вопросы защиты, обеспечиваемой оболочкой, являются основным содержанием и целью разработки международных стандартов МЭК 529 и EN 50102 (или соответствующих национальных стандартов). Следует при этом отметить, что данные стандарты определяют защиты, которые могут быть обеспечены оболочками, но не характеристики самих оболочек.

Эти, так называемые, «горизонтальные» стандарты применяются только в комбинации с соответствующим стандартом на продукт. Степени защиты оболочек используются также для описания защиты, обеспечиваемой барьерами.

Определения

• Оболочка – часть, обеспечивающая защиту оборудования от некоторых внешних воздействий и защиту по всем направлениям от прямых контактов (определение, взятое из Международного Электротехнического Словаря (IEV)). Стандарт МЭК 529 добавляет следующие примечания:
1) оболочки обеспечивают защиту людей или домашних животных от прикосновения к опасным частям,
2) ограждения, форма отверстий или любые другие средства (относятся ли они к оболочке, либо образованы оборудованием внутри оболочки), предназначенные для предотвращения или ограничения доступа специальных испытательных приспособлений, рассматриваются как часть оболочки, исключая случаи, когда их снимают без помощи ключа или другого инструмента». Рис. 1 и Рис. 2 иллюстрируют эти определения.

Таким образом, оболочки обеспечивают защиту от прямых контактов. При наличии надежного электрического контакта между проводящими элементами, оболочки могут также защищать и от непрямых контактов

• Степень защиты - способ защиты, обеспечиваемый оболочкой от доступа к опасным частям, попадания внешних твердых предметов и (или) воды и проверяемый стандартными методами испытаний.

• Опасная часть - часть оборудования, приближаться либо прикасаться к которой опасно, обладающая признаками опасного производственного фактора. Это может относиться к любому виду опасности: электрической (высокое или низкое напряжение), механической, тепловой или другой.

• Расстояние, достаточное для защиты от доступа к опасным частям - расстояние, не позволяющее щупу доступности прикасаться либо приближаться к опасным частям. Расстояние зависит от используемого напряжения.

• Щуп доступности - испытательный щуп для проверки достаточности расстояния от опасных частей оборудования, имитирующий соответствующим образом часть человеческого тела или инструмента, или аналог, который держит человек.

Следует более подробно объяснить, что означает имитация части человеческого тела. Имитация прикосновения не претендует на то, чтобы изобразить прикосновение самого длинного или самого тонкого пальца. Это только наименование щупа, имитирующего, как правило, палец. Когда необходима более надежная защита, должна быть использована более высокая степень защиты. Щуп доступности используется для того, чтобы проверить защиту персонала. Испытание с использованием данного щупа считается пройденным, если щуп не проходит полностью, при этом необходимое расстояние (для защиты от доступа к опасным частям) считается обеспеченным.

• Щуп-предмет - испытательный щуп для проверки возможности проникновения внутрь оболочки, имитирующий внешний твердый предмет. Испытание считается пройденным, если щуп не проходит через отверстие.

• Аппаратура распределения и управления - общий термин для коммутационных аппаратов и их комбинации с относящимися к ним устройствами управления, измерения, защиты и регулирования, а также для узлов, в которых такие аппараты и устройства соединяются с соответствующими фидерами, комплектующим оборудованием, оболочками и опорными конструкциями.

• Закрытое распределительное устройство - комплектное устройство, огражденное со всех сторон, сверху и снизу таким образом, чтобы обеспечить указанную степень защиты.

Код IP

Код IP установлен стандартом Международной Электротехнической Комиссии МЭК 529. IP означает «International Protection», то есть «Международная Защита». Этот код позволяет описать степени защиты (обеспечиваемые оболочкой) от прикосновения к опасным частям, от проникновения посторонних твердых тел и от проникновения воды путем специальных буквенно-цифровых индексов, подробно рассмотренные ниже.

Этот стандартизированный код предназначен для использования в стандартах на оборудование. Он также может быть использован для описания пустой оболочки, но при этом в некоторых случаях можно столкнуться со следующими трудностями:
- где расположены опасные части, чтобы обеспечить необходимую дистанцию с целью обеспечения безопасности обслуживающего персонала?
- где следует исключить скопление пыли или воды, чтобы не нарушить нормальную работу оборудования?

Фактически, степени защиты можно окончательно определить только тогда, когда оболочка заполнена внутри оборудованием и находится в рабочем состоянии. Поэтому за соответствие конечного продукта соответствующему стандарту отвечает сборщик электрического щита. Вместе с тем, изготовитель оболочки должен указать в сопроводительной документации, в каком месте внутри оболочки должно быть установлено оборудование, чтобы обеспечить требуемую степень защиты оболочки.

В конечном счете, монтаж и подключение электрооборудования, кабельную разводку внутри щита, а также установку дополнительных аксессуаров (кнопок, измерительных приборов и т. д.) выполняют сборщики электрического щита. При этом должна быть обеспечена заявленная изготовителем степень защиты оболочки.

Код IP включает две независимых цифры и иногда буквы. В случае, если степень защиты, соответствующая одной из характеристических цифр, не установлена (например, она не нужна или неизвестна), она заменяется на букву Х.

Первая характеристическая цифра

В результате решений, которые приняты ранее в предыдущих изданиях стандартов и которые не могут быть пересмотрены, первая цифра характеризует одновременно:
- степень защиты людей от доступа к опасным частям и
- степень защиты от проникновения внешних твердых предметов.

В связи с этим, чтобы проверить соответствие защиты первой цифре кода IP должны быть использованы два щупа (щуп доступности и щуп-предмет) с испытательными усилиями, определенными в стандарте, а также может быть использован один и тот же щуп, удовлетворяющий двум критериям.

Различные степени защиты соответствуют следующим определениям:

IP 1X - защитная проволочная сетка или оболочка, наибольшее отверстие которой не позволяет проникнуть сфере диаметром 50 мм. Это соответствует защите от доступа к опасным частям тыльной стороной руки (Рис. 3).

IP 2X - защитная проволочная сетка или оболочка имеет меньшие отверстия, и диаметр щупа-предмета составляет 12.5 мм. Кроме того, испытательный шарнирный палец должен оставаться на достаточном расстоянии от опасных частей. Это соответствует защите от доступа к опасным частям пальцем.

IP 3X - оболочка защищена от проникновения внешних твердых предметов диаметром 2.5 мм. При этом гладкая стальная проволока диаметром 2,5 мм не должна проникать внутрь оболочки (использование сферы диаметром 2,5 мм в данном случае неудобно).

IP 4X - то же самое, что для предыдущей степени защиты, но размер 1 мм вместо 2,5 мм.

IP 5X и IP 6X - эти две степени защиты соответствуют защите от проникновения пыли. Для IP 5X допускается проникновение небольшого количества пыли в те места, где это не может нарушить нормальную работу оборудования или снизить его безопасность. Для IP 6X не допускается проникновение в оболочку никакой пыли.

Проверки выполняются порошком талька в закрытой испытательной камере, циркуляция порошка в испытательном пространстве поддерживается насосом циркуляции или любым другим устройством, позволяющим поддерживать порошок талька во взвешенном состоянии. Кроме того, при испытаниях оболочек давление внутри оболочки понижается до давления, ниже окружающего. Это не относится к оболочкам 2 категории, для которых после монтажа оборудования давление внутри оболочки не может быть существенно ниже окружающего давления. Хотя проверки выполняются при помощи порошка талька, эффекты, которые могут быть обусловлены любым другим типом пыли, должны учитываться.

Первая цифра кода IP подразумевает, что оборудование соответствует указанной выше степени защиты, а также всем предыдущим степеням защиты с меньшими значениями первой цифры.

Вторая характеристическая цифра

Вторая характеристическая цифра кода IP обозначает степень защиты, обеспечиваемую оболочками против вредного воздействия на оборудование в результате проникновения воды. Испытания для второй характеристической цифры проводят с использованием пресной воды ( Рис. 4).

IP X1 - защита от проникновения вертикально падающих капель воды.	IP X2 - защита от проникновения капель воды, падающих под углом не более 15° к вертикали.
IP X3 защита от воды, падающей в виде дождя.	IP X4 защита от сплошного обрызгивания.
IP X5 защита от водяных струй.	IP X6 защита от сильных водяных струй, аналогичных морским волнам.
IP X7 защита от воздействия при временном (непродолжительном) погружении в воду.	IP X8 защита от воздействия при длительном погружении в воду (при условиях, согласованных между изготовителем и потребителем).

Интерпретация данных тестов может быть затруднена, поскольку проникновение воды внутрь оболочки разрешается, если это не производит вредных воздействий на оборудование.

Различные степени защиты, описываемые второй цифрой, соответствуют следующим ситуациям:

IP X1 - первая степень соответствует защите от вертикально падающих капель воды. Эти капли могут появиться внутри помещения и затем воздействовать на оболочку из-за неплотных соединений или конденсации на потолке помещения или на трубах, проходящих над оболочкой.

IP X2 - эта степень также соответствует защите от падающих капель воды, но капли могут падать под углом до 15°. Это, например, случай оборудования на морских кораблях.

IP X3 - эта степень соответствует защите от дождя. Максимальный угол дождевых струй составляет 60° от вертикали. Основание оболочки может быть открытым. Проверка может быть выполнена посредством качающейся трубы в форме дуги или разбрызгивателя с ограничивающим экраном (при этом формируются брызги под углом ±60° к вертикали). В обоих случаях расход воды определен в стандарте.

IP X4 - то же самое, что для предыдущей степени, но обрызгивание производится под углом ±180° к вертикали. При этом в качающейся трубе должны быть предусмотрены отверстия по всей полуокружности, то есть на дуге 180°. Эта проверка имитирует сильный дождь и брызги.

IP X5 и IP X6 - производятся проверки водным брандспойтом, имитирующим водяные струи, и сильные водяные струи, аналогичные морским волнам. Условия проверки более серьезны для степени 6, чем для степени 5: используется больший диаметр сопла брандспойта и значительно увеличивается расход воды.

IP X7 и IP X8 - проверки связаны с временным или длительным погружением в воду.

Если оболочка, наряду с некоторой степенью защиты от проникновения воды, также соответствует и более низкой степени, то она должна иметь двойную маркировку, например, IP X5/X7 (в частности, перевернутое ведро будет иметь степень защиты IP X8, но не будет соответствовать IP X4).

Дополнительная буква

Дополнительная буква добавляется после двух цифр IP кода и обозначает степень защиты людей от доступа к опасным частям. Дополнительные буквы используются в двух случаях:
- когда действительная защита от доступа к опасным частям выше защиты, указанной первой характеристической цифрой,
- если обозначена только защита от доступа к опасным частям, а первая характеристическая цифра заменена символом Х (как упомянуто выше, первая цифра также показывает степень защиты от проникновения внутрь посторонних тел).

Например, более высокая степень защиты может быть обеспечена путем установки специальных барьеров и использования отверстий специальной формы. Это позволяет выполнить отверстия, необходимые для отвода тепла при сохранении требуемой степени защиты от доступа персонала к опасным частям.

Степени защиты от доступа к опасным частям, обозначаемые дополнительной буквой:

IP XXA не имеет практического значения, поскольку испытание для буквы A аналогично испытанию для цифры 1 (Рис. 3).

IP XXB означает, что внешние тела диаметром большим, чем 12.5 мм могут проникать в оболочку, но шарнирный испытательный палец диаметром 12 мм и длиной 80 мм должен оставаться на достаточном расстоянии от опасных частей (Рис. 5). При этом через отверстие не должен проникать ограничитель шарнирного испытательного пальца (D80×20 мм).

IP XXC позволяет проникать внешним твердым телам диаметром большим, чем 2.5 мм, но щуп доступности с таким диаметром и длиной 100 мм должен оставаться на достаточном расстоянии от опасных частей.

IP XXD ситуация подобна предыдущей степени, но используется щуп доступности диаметром 1 мм. Дополнительная буква также используется в тех случаях, когда основной целью является защита персонала.

Вспомогательная буква

IP код включает также вспомогательную букву, следующую после второй характеристической цифры или после дополнительной буквы для того, чтобы сообщить специфическую информацию. Для электрической коммутационной аппаратуры используется только дополнительная буква W. Она означает защиту от воздействия окружающей среды, установленную на основе испытаний, отличающихся от описанных в стандарте МЭК 529 для второй характеристической цифры. Испытания, предписанные МЭК 529 для второй характеристической цифры, могут быть затруднены для оборудования больших размеров. Например, для испытаний защиты от воздействия окружающей среды оболочек с высоковольтной коммутационной аппаратурой используется разбрызгиватель, разработанный для диэлектрических тестов. Буквы М.и S используются для вращающихся машин с целью указать, что ротор вращающейся машины во время испытаний находился в состоянии движения (буква М) или в неподвижном состоянии (буква S).