电气设备外壳防护等级及试验方法.doc

1电气设备外壳防护等级及试验方法摘　要：简述了电气设备外壳防护等级（IP 代码）概念及其体系设置，分析了防护原理，以灯具为例对外壳防护等级试验方法进行了讨论关键词：外壳　 防护等级　 试验 方法在南京长江隧道机电工程中，我们接触到大量关于设备外壳防护等级的技术要求，例如：隧道灯具及户外泛光灯 IP65、可变情报板及限速板 IP66、双波长红外火焰探测器 IP67、地埋式变压器及排污泵 IP68、户内配电箱及控制柜 IP55IP 代码所表达的具体含义是什么？防护等级的分级系统是如何设置的？设备防护等级如何检验？在设备选型、定购、检验及验收等场合，都不可忽视防护等级因此，有必要全面了解其概念、体系和试验方法1 外壳防护等级概念IP（INTERNATIONAL PROTECTION）代码系统是由 IEC（INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION）拟定，表明外壳对人接近危险部件、防止固体异物或水进入的防护等级以及与这些防护有关的附加信息的代码系统我国全国电气安全标准化技术委员会（SAC/TC25）制定 GB4208-2008《外壳防护等级（IP 代码）》标准，等同采用IEC60529:2001《外壳防护等级（IP 代码）》(英文版)，该标准的全部技术内容为强制性，适用于额定电压不超过 72.5KV、借助外壳防护的电气设备的防护分级。

IP 代码第一位特征数字表示防止接近危险部件和防止固定异物进入的防护等级，其包括两层含义，一是指对人提供防护：设备外壳通过防止人体的一部分或人手持物体接近危险部件而受到触电、击伤等人体伤害，二是指对设备提供防护：设备外壳通过防止固体异物进入而使设备受到损害；第二位特征数字表示设备外壳防止由于进水而对设备造成有害影响的防护等级数字越大表示其防护等级越高例如上述可变情报板防护等级为 IP66，两位特征数字 66 含义分别为“尘密” 、 “防猛烈喷水” ，第一位特征数字 6“尘密”对人提供防护程度意为“防止金属线接近危险部件，直径1.0mm 的试具不得进入壳内”、对设备提供防护意为“无灰尘进入”，第二位特征数字6“防猛烈喷水” 对设备提供防水保护意为“向外壳各个方向强烈喷水无有害影响”，该防护等级可保证户外可变情报板在大风、扬尘、暴雨环境不受侵入损害；控制柜防护等级IP55，两位特征数字 55 含义分别为“防尘” 、 “防喷水” ，第一位特征数字 5“防尘”对人提供防护程度意思也是“防止金属线接近危险部件，直径 1.0mm 的试具不得进入壳内”、对设备提供防护意思而是“不能完全防止尘埃进入，但进入的灰尘量不得影响设备的正常运行，不得影响安全”，第二位特征数字 5“防喷水” 对设备提供防水保护意为“向外壳各个方向喷水无有害影响”，该防护等级可保证户内配电箱及控制柜在室内正常环境下稳定工作。

2IP 代码体系2IP 代码由代码字母 IP、第一位特征数字、第二位特征数字、附加字母、补充字母组成不要求规定特征数字时，该处由字母“X”代替（如果两个字母都省略则用“XX”表示）附加字母和（或）补充字母省略，不需代替当使用一个以上的补充字母时，应按字母顺序排列当外壳采用不同安装方式提供不同的防护等级时，制造厂应在相应安装方式的说明书上表明该防护等级IP 代码各要素的简要说明见表 2-1，IP 代码配置见图 2-1表 2-1 IP 代码各要素及含义简表组成 数字或字母 对人员防护的含义 对设备防护的含义代码字母 IP --- ---防止接近危险部件 防止固定异物进入0 无防护 无防护1 手背 ≥直径 50mm2 手指 ≥直径 12.5mm3 工具 ≥直径 2.5mm4 金属线 ≥直径 1.0mm5 金属线 防尘第一位特征数字6 金属线 沉密防止进水造成有害影响0 无防护1 垂直滴水2 15°滴水3 淋水4 溅水5 喷水6 猛烈喷水7 短时间浸水第二位特征数字8 连续浸水防止接近危险部件A 手背B 手指C 工具附加字母（可选择）D 金属线专门补充的信息H 高压设备M 做防水试验时试样运行S 做防水试验时试样静止补充字母（可选择）W 气候条件第一位特征数字（数字 0-6或字母 X）附加字母（字母 A,B,C,D）3IP 6 5 A H图 2-1 IP 代码配置图我们通常接触的防护等级代码要素是第一位特征数字、第二位特征数字；附加字母表示对人接近危险部件的防护等级，仅用于以下情境：①、接近危险部件的实际防护高于第一位特征数字代表的防护等级，②、第一位特征数字用“X”代替，仅需表示对接近危险部件的防护等级；补充字母表示补充的内容，补充内容应与 IP 代码标准一致，产品标准应明确说明进行该级试验的补充要求。

各代码要素所示防护等级见表 2-2、表 2-3、表 2-4、表 2-5、表 2-6表 2-2 第一位特征数字所表示的对接近危险部件的防护等级防护等级第一位特征数字 简要说明 含 义0 无防护 ———1 防止手背接近危险部件 直径 50mm 球形试具应与危险部件有足够间隙2 防止手指接近危险部件 直径 12mm，长 80mm 的铰接试指应与危险部件有足够间隙3 防止工具接近危险部件 直径 2.5mm 的试具不得进入壳内4 防止金属线接近危险部件 直径 1.0mm 的试具不得进入壳内5 防止金属线接近危险部件 直径 1.0mm 的试具不得进入壳内6 防止金属线接近危险部件 直径 1.0mm 的试具不得进入壳内注：第一位特征数字为 3-6 时，如试具与壳内危险部件有足够间隙则认为符合要求表 2-3 第一位特征数字所表示的防止固体异物进入的防护等级防护等级第一位特征数字 简要说明 含 义0 无防护 ———1 防止直径≥50mm 的固体异物 直径 50mm 球形物体试具不得完全进入壳内2 防止直径≥12.5mm 的固体异物 直径 12.5mm 的球形物体试具不得完全进入壳内3 防止直径≥2.5mm 的固体异物 直径 2.5mm 的物体试具完全不得进入壳内4 防止直径≥1.0mm 的固体异物 直径 1.0mm 的物体试具完全不得进入壳内5 防尘不能完全防止尘埃进入，但进入的灰尘量不得影响设备的正常运行，不得影响安全6 尘密 无灰尘进入注：物体试具的直径部分不得进入外壳的开口。

代码字母（国际防护）第二位特征数字（数字 0-8或字母 X）补充字母（字母 A,B,C,D）4表 2-4 第二位特征数字所表示的防止水进入的防护等级防护等级第二位特征数字 简要说明 含 义0 无防护 ———1 防止垂直方向滴水 垂直方向滴水应无有害影响2 防止当外壳在 15°范围内倾斜时垂直方向滴水 当外壳的各垂直面在 15º 范围内倾斜时，垂直方向滴水应无有害影响3 防淋水 各垂直面在 60º 范围内淋水，无有害影响4 防溅水 向外壳各方向溅水无有害影响5 防喷水 向外壳各方向喷水无有害影响6 防强烈喷水 向外壳各方向强烈喷水无有害影响7 防短时间浸水影响 浸入规定压力的水中经规定时间后外壳进水量不致达有害程度8 防持续浸水影响 按生产厂和用户双方同意的条件（应比特征数字为 7 时严酷）持续潜水后进水量不致达有害程度表 2-5 附加字母所表示的对接近危险部件的防护等级防护等级附加字母简要说明 含 义A 防止手背接近 直径 50mm 球形试具应与危险部件有足够间隙B 防止手指接近 直径 12mm，长 80mm 的铰接试指应与危险部件有足够间隙C 防止工具接近 直径 2.5mm，长 100mm 的铰接试指应与危险部件有足够间隙D 防止金属线接近 直径 1.0mm，长 100mm 的铰接试指应与危险部件有足够间隙表 2-6 补充字母所表示的含义补充字母 含 义H 高压设备M 防水试验在设备的可动部件（如旋转电机的转子）运动时进行S 防水试验在设备的可动部件（如旋转电机的转子）静止时进行W 提供附加防护或处理以适用于规定的气候条件例如设备外壳带有代码：IP23CS，其表示的含义：第一位数字代码 2：防止手指接近危险部件，防止直径≥12.5mm 的固体异物进入外壳。

第二位数字代码 3：防止淋水对壳内设备的有害影响附加字母 C: 防止人手持直径不小于 2.5mm，长度不超过 100mm 的工具接近危险部件（工具应全部穿过外壳，直至挡盘）补充字母 S: 防止进水造成有害影响的试验是在设备的所有部件静止时进行53 外壳防护等级试验方法设备到货防护等级检验一直是一个难点，南京地区附近具有防护等级法定试验资质的单位仅有苏州电器科学研究院（国家电器产品质量监督检验中心）我们对设备的防护等级试验主要寄予出厂前检验，此前须选择满足项目需要的产品供方在此以灯具为例，介绍防护等级试验环境设计及方法步骤安装在室外的灯具会受到大风、扬尘、雨雾等的环境影响，如果灯具无法抵御这些自然侵蚀，就有可能会使灯具发生故障或损坏，从而影响产品使用寿命户外灯具出厂前必须作防护等级试验，特别是防水试验3.1 防水试验环境参数的确定3.1.1 降雨的强度和方向降雨强度是根据天然降雨条件和达到试验的加速性来考虑的我国气象资料表明，某些地区的极端降雨情况为 10min 内最大降雨量可达 50mm；１小时内最大降雨量可达116mm；24h 内最大降雨量可达 466mm；72h 内最大降雨量可达 1000mm。

从上述数据可知，大的降雨强度的出现时间很短，随着降雨时间的增加，平均降雨强度下降由于天然降雨的情况较为复杂，如雨滴的大小、降雨密度、降雨强度等都不同，因此要使人工降雨完全模拟天然降雨的情况是很困难的另外，下雨时常伴有大风，风力从３～４级至７~８级不等还有台风、强台风、飓风等自然现象，故雨水下落时一般不与地垂直，因而要求人工降雨时雨滴下落方向也不与地面垂直而与被测试产品成一定夹角3.1.2 降雨时间试验时间的长短直接影响试验结果的合理性，试验时间过长则不符合自然降雨的情况；太短则雨水不能进入被试产品，达不到考核的效果另外，在自然降雨时，由于每次降雨方向不可能相同，这就是使被试产品表面受雨淋的情况也不同，因而我们在试验时将被试产品置于正常使用的状态3.1.3 水的温度一般情况下，较大降雨强度出现在温度较高的夏季，但由于降雨时，雨水能调节温度，因而降到地面的雨水温度不会太高，根据标准试验条件进行试验时，则对水的温度可不必进行控制，但水的温度应尽量接近被试产品的温度，以减少被试产品内部产生冷凝水的可能一般试验用水的温度应为 15℃±10℃3.1.4 水的压力防水试验装置压力是靠自来水供给的，有时压力大，有时压力小，波动性很大，不能满足标准规定的供给产品的水压，所以我们需要特别设计积水稳压装置。

不但能源源不断地供给水，而且能定期保持试验需要的规定水压，保证试验在正常的水压下进行总之，灯具外壳防护等级试验参数是以多年来气象资料作为依据，并尽可能地模拟较严酷的自然条件，同时适当考虑试验的加速性和重复性来考核产品的63.2 防水试验方法灯具外壳防护等级试验用 IPXX 表示，其中第一位数字表示灯具防尘等级，第二位数字表示防水等级，试验时应用清水进行3.2.1 准备阶段（1）产品技术条件规定对被试产品进行外观或其它规定的检查，除 IPX8 可用点灯或其他适当的方法加热灯具，使灯具外壳的温度超过试验桶内的水温 5℃～10℃以外，其各类被试产品进行第２位特征数值试验前，整个灯具包括光源在内应在额定电压下点燃至稳定的工作温度；（2）进行防水试验时灯具应按正常使用安装和接线，并置于最不利位置，装好防护半透明罩；（3）安装时灯需体与安装表面接触的固定式灯具，在防水试验时用金属网隔板插在灯具和安装表面之间，隔板的外形、尺寸应至少等于灯具的投影面积；（4）安装说明书中规定，防滴水灯具是安装于顶棚或天棚下面的，灯具应固定在一块平板的下侧，平板的尺寸应比灯具与安装表面相接触部分的周边宽 10mm；（5）嵌入式灯具凹槽内。