Stopnie ochrony IP: kompletny przewodnik

Podczas zakupu kosztownej elektroniki, znajomość jej szacowanej wytrzymałości i niezawodności to podstawa. Klasyfikacja IP (Ingress Protection, czyli stopień ochrony) jest kluczowa dla zorientowanych konsumentów i fachowców, którzy chcą wiedzieć, jak wytrzymały i niezawodny jest przyrząd lub urządzenie. Dzięki zrozumieniu, jak solidne jest urządzenie, użytkownicy będą w stanie ocenić, kiedy i gdzie mogą bezpiecznie korzystać ze swojej elektroniki. Jest to istotny czynnik, który powinien być brany pod uwagę przez każdego, kto dokonuje zakupu sprzętu elektronicznego, jednakże może okazać się nieoceniony dla serwisantów pracujących w terenie i w różnych warunkach, dla których znajomość ograniczeń używanej technologii odgrywa zasadniczą rolę.

Czym jest klasyfikacja IP i co klasyfikuje?

Klasyfikacja IP odnosi się do oznaczenia stopnia ochrony. Jest to system oceny stosowany dla obudów urządzeń mechanicznych i elektrycznych. Definiowany jest przez normę międzynarodową EN60529, dzięki czemu ma uniwersalny wymiar. Zwykle klasyfikacja IP składa się z dwóch cyfr, które informują konsumenta o poziomie odporności przedmiotu na różnego rodzaju czynniki.

Klasyfikacja IP wyróżnia trzy poziomy ochrony:

• Ochrona użytkownika
• Ochrona sprzętu przed elementami takimi jak kurz/pył
• Ochrona sprzętu w obudowie przed wodą

Wykorzystanie uniwersalnego systemu klasyfikacji IP to podstawa, gdyż pozwala użytkownikom zrozumieć, jak bezpieczne jest dane urządzenie w konkretnym otoczeniu i przy konkretnych zastosowaniach. Terminy takie jak „wodoszczelność” oraz „odporność na warunki atmosferyczne” są niejednoznaczne, dlatego też klasyfikacja IP jest tak przydatna, bowiem zapewnia bardziej precyzyjną i łatwiejszą do zrozumienia skalę ocen.

Wyjaśnienie klasyfikacji IP

Klasyfikacja IP często przedstawiana jest w formacie „IP67” lub podobnym.

Pierwsza cyfra, z przedziału 0–6, oznacza stopień ochrony przed dostępem ze strony obiektów stałych takich jak użytkownicy oraz ciał obcych pokroju kurzu i pyłu.

Druga cyfra, z przedziału 0–8, wskazuje poziom ochrony przed wnikaniem wilgoci.

Aby określić, która klasa obudowy najlepiej pasuje do Twojego zastosowania, musisz określić rodzaj warunków, w jakich produkt będzie używany oraz potencjalne ingerencje, na jakie może być narażony. Odsłonięte komponenty powinny mieć wystarczająco wysoką klasę obudowy, aby spełnić minimalne wymagania bezpieczeństwa.

Ponieważ klasyfikacja IP uwzględnia tylko zagrożenia wymienione powyżej, mogą wystąpić szczególne okoliczności, w których potrzebne są bardziej szczegółowe poziomy ochrony. Jest to możliwe dzięki literze na końcu klasy obudowy, która wskazuje na pewną ochronę przed określonym obiektem lub zagrożeniem. Niektóre z nich to:

LITERA	DODATKOWA OCHRONA
C	Ochrona przed dostępem do części narzędziem
D	Drutem
F	Odporność na olej
H	Aparaty wysokiego napięcia
M	Badania szkodliwych efektów wnikania wody, gdy ruchome części urządzenia są w ruchu
S	Badania szkodliwych efektów wnikania wody, gdy ruchome części urządzenia są nieruchome
W	Nadaje się do stosowania w określonych warunkach pogodowych

Klasyfikacja IPX, klasyfikacje wodoszczelności i odporności na warunki atmosferyczne

Klasyfikacja IPX

Niektóre klasyfikacje IP mogą zawierać X w miejscu jednej z cyfr. Przykładowym zapisem może być IPX7 lub IPX5, gdzie X oznacza, że klasyfikacja numeryczna zapewniona została tylko dla jednego z głównych rodzajów czynników (stałych lub płynnych), ale nie dla dwóch jednocześnie. Warto zauważyć, że „X” nie jest tożsame z „0” i oznacza jedynie, iż producent nie testował produktu pod kątem wpływu konkretnych czynników, nie zaś, że ochrona przed tymi czynnikami nie występuje wcale. Klasyfikacje IP mogą być nieobecne również w przypadku, gdy producent zdecydował się na wykorzystanie alternatywnych systemów certyfikacji lub standardów klasyfikacji, dlatego też warto sprawdzić, czy nie użyto np. oznaczeń amerykańskiego Narodowego Stowarzyszenia Producentów Aparatury Elektrycznej (NEMA) lub innych, co mogłoby wskazywać, że produkt jest wodo- lub pyłoszczelny.

Wodoszczelność

Z powodu braku standaryzacji, terminy takie jak „wodoszczelność” są problematyczne. Jednakże klasyfikacje IP, które powszechnie uznawane są za te zapewniające „wodoszczelność”, to IP65, IP66, IP67 oraz IP68.

Zrozumienie różnicy pomiędzy wodoszczelnością a wodoodpornością to podstawa. Urządzenia wodoszczelne nie ulegają żadnym wpływom wody bez względu na głębokość zanurzenia, podczas gdy urządzenia wodoodporne zapobiegają wnikaniu wody do pewnego stopnia, ale nie całkowicie. Błędne przekonanie dotyczące wodoodporności jest takie, że wraz ze wzrostem stopni ochrony IP wzrasta również odporność urządzenia. Kody IPX7, IPX8 oraz IPX9 odnoszą się do właściwości związanych z zanurzeniem, ale niekoniecznie muszą spełniać kryteria odporności przed zalaniem strugą wody pod ciśnieniem, w przeciwieństwie do niższych klasyfikacji, jak chociażby IPX5 i IPX6. Do pozostałych względów zaliczyć można także fakt, że klasyfikacja IP jest nadawana urządzeniom, które były testowane wyłącznie w wodzie słodkiej, co oznacza, że ochrona nie jest gwarantowana w przypadku innych płynów, takich jak woda słona, napoje bądź też woda zawierająca chemikalia (np. woda w basenie). Istotne jest także wzięcie pod uwagę mniej oczywistych źródeł wilgoci, takich jak para wodna czy skraplanie.

Odporność na warunki atmosferyczne

Można założyć, że przedmioty stworzone z myślą o długotrwałym wykorzystywaniu na zewnątrz wymagają najwyższego stopnia klasyfikacji IP dla ochrony przed wilgocią. Jednakże nie do końca jest to prawdą, gdyż deszcz z reguły pada pionowo i pod niskim ciśnieniem, więc urządzenia z klasyfikacją IPX2 powinny mieć zapewnioną ochronę przed opadami wynoszącymi 3 mm na minutę. Dodatkowo sprzęt z przyznaną oceną IPX3 powinien mieć na tyle wysoką odporność, by wytrzymać ciągłe natryskiwanie wodą pod dowolnym kątem do 60° od pionu. Pomimo relatywnie niskiej klasyfikacji IP, takie urządzenia powinny mieć poziom odporności na warunki atmosferyczne wystarczający dla codziennego użytku.

Gdy producenci opisują produkty jako „odporne na warunki atmosferyczne” lub „przeciwwybuchowe”, lecz nie podają klasyfikacji IP, może to oznaczać, że produkty te były testowane przy wykorzystaniu alternatywnych standardów, które mogą być wystarczające dla zakładanego zastosowania.
 

Produkty i klasyfikacja IP

Produkty powszechne oraz ich typowe klasyfikacje IP:

Oświetlenie

Oświetlenie zewnętrzne

• IPX4+ dla użytku zewnętrznego
• IPX5+ dla użytku zewnętrznego, można myć wodą pod ciśnieniem
• IPX7+ dla odporności na zanurzenie do 1 m (np. oświetlenie basenu)

Oświetlenie łazienkowe

• IP67+ dla oświetlenia wewnątrz wanny/kabiny prysznicowej
• IP65+ nad wanną/kabiną prysznicową
• IP44+ w promieniu 60 cm od wanny/kabiny prysznicowej

Oświetlenie LED

• IP20+ dla zastosowań wewnątrz pomieszczeń
• IP40+ dla ochrony przed obiektami fizycznymi, ale nie wilgocią
• IP54+ dla użytku zewnętrznego z odpornością na kurz i zachlapania
• IP66+ dla użytku zewnętrznego z pyło- i wodoszczelnością

Obudowy urządzeń elektrycznych

Obudowy o zastosowaniach ogólnych, takich jak jednostki magazynowania

• IP43+ dla użytku wewnątrz pomieszczeń ze średnią ochroną przed wnikaniem wody/obiektów fizycznych
• IP65+ dla użytku zewnętrznego

Obudowy przenośne do ochrony urządzeń sterujących i przyrządów

• IP65+ dla większości zastosowań z ochroną zarówno użytkownika, jak i sprzętu

Osłony przyrządów, takie jak obudowy produktów elektrycznych codziennego użytku

• IP40+ dla użytku wewnątrz pomieszczeń
• IP67+ dla ochrony przed pełnym zanurzeniem

Obudowy zasilaczy dla komponentów o wysokim napięciu

• IP20+ pozwala na rozchodzenie się ciepła (często obejmuje dodatkowe środki bezpieczeństwa zapewniające odporność na korozję/ścieranie)

Akcesoria do obudów

Obudowy można rozbudować o dodatkowe akcesoria, które zapewnią najlepszą ochronę na potrzeby zakładanych zastosowań. Biorąc pod uwagę szeroką ofertę dostępnych obudów, akcesoriów i złączek mających nadaną klasyfikację IP, warto uwzględnić szereg dodatkowych specyfikacji, takich jak rodzaj komponentu, system montażu, rodzaj mocowania oraz zabezpieczenia. Akcesoria z reguły mają klasyfikację IP odpowiadającą tej na obudowach, dla których są przeznaczone. Typowe akcesoria:
 

1. Mocowania, nakrętki śruby
2. Zamki, kluczyki i klawiatury
3. Stojaki, półki i panele
4. Nóżki gumowe

Metalowe kontra niemetalowe obudowy

Klasyfikacje IP mają kluczowe znaczenie dla serwisantów, jako że urządzenia, które nie mają odpowiedniej ochrony, będą bardziej zawodne i podatne na uszkodzenia. Zakup obudowy z nadaną klasyfikacją IP to opłacalny, wysoce wydajny i prosty sposób zabezpieczenia sprzętu, dzięki któremu ten spełni swoją rolę w środowiskach, w których mogą wystąpić czynniki niebezpieczne.

Metalowe obudowy są dobrym wyborem, gdy chcemy chronić sprzęt elektryczny, bowiem oferują trwałość i wytrzymałość. Metalowe obudowy — doskonałe, by zmierzyć się z niekorzystnymi warunkami pogodowymi i nadmierną wilgotnością — są długotrwałe i wysoce skuteczne.

Dla wielu inżynierów metal może być pierwszym wyborem w przypadku obudów z nadaną klasyfikacją IP. Jednakże w zależności od wymagań związanych z zastosowaniem — inne materiały mogą oferować tańsze, bardziej wszechstronne alternatywy. Na przykład plastikowe obudowy są często lekkie, odporne na korozję, proste w modyfikacji i montażu, jak również mogą być przezroczyste, dzięki czemu obudowana elektronika będzie widoczna. Wymogi dla zakładanego zastosowania wpływają więc na wybór obudowy.