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電氣設(shè)備外殼防護等級（IP代碼）淺析

外殼防護等級（IP代碼）淺析

電氣設(shè)備在正常的使用環(huán)境中，需要對外界的灰塵、雨、水進行防護，有些產(chǎn)品甚至直接在水面以下使用，因而其外殼需要對這些嚴酷條件進行防護，以保證設(shè)備在惡劣條件下能夠正常的工作，同時設(shè)備外殼亦需要防止人體接觸危險部件。

廣東科鑒檢測工程技術(shù)有限公司（科鑒檢測）作為一家具有CNAS、CMA、DILAC第三方檢測資質(zhì)的國家高新技術(shù)企業(yè)，擁有GB/T 4208-2017外殼防護等級（IP代碼）標準要求的所有檢測能力，為客戶提供科學(xué)、公正、準確、高效的測試和認證服務(wù)。

本文中科鑒檢測根據(jù)GB/T 4208-2017外殼防護等級(IP代碼)標準，對于外殼防護等級試驗的方法和判定標準進行了簡單的介紹，GB/T 4208-2017標準闡述的分級系統(tǒng)適用于多數(shù)型式的電氣設(shè)備。

一、外殼防護等級試驗分類

為了對電氣設(shè)備外殼的防護能力進行驗證，國內(nèi)使用的設(shè)備常采用GB/T 4208-2017外殼防護等級(IP代碼)（等同采用的標準為IEC 60529-2013）標準對電氣設(shè)備進行試驗。

按照標準的規(guī)定，外殼防護等級（IP代碼）是將電氣設(shè)備的外殼依其防塵、防止外物侵入、防水、防濕氣的特性加以分級。電氣的設(shè)備的外殼防護包括下面3個方面：

（一）對人體觸及外殼內(nèi)的危險部件的防護；

（二）對固體異物進入外殼內(nèi)的防護；

（三）對水進入外殼內(nèi)對設(shè)備造成有害影響的防護。

外殼防護等級一般是由兩個數(shù)字、附加字母和補充字母所組成（例如：IP23CH），第一個數(shù)字表示產(chǎn)品防塵、防止外物侵入、防止接近危險部件的等級（數(shù)字0-6）；第二個數(shù)字表示產(chǎn)品防濕氣、防水侵入的密閉程度（數(shù)字0-9）。附加字母表示防止接近危險部件（A-D），補充字母表示專門的補充信息。一般來說數(shù)字越大，表示其防護等級越高，0表示不防護。對外殼防護不做要求時用X表示，附加字母和補充字母可省略。

（一）對人體觸及外殼內(nèi)的危險部件的防護試驗

對人體觸及低壓設(shè)備（額定電壓不超過：交流1kV，直流1.5kV）外殼內(nèi)的危險部件的防護等級由第一位特征數(shù)字和補充字母規(guī)定。

1和A表示對手背接近危險部件的防護，試驗要求使用50±5N的力，使用直徑50mm的球形試驗器具不應(yīng)觸及到危險部件；

2和B是對手指接近危險部件的防護，試驗要求使用10±1N的力，使用直徑12mm，長80mm的試驗指不應(yīng)觸及到危險部件；

3和C表示對于工具接近危險部件的防護，試驗要求使用3±0.3N的力，使用直徑2.5mm試驗器具不應(yīng)進入到殼內(nèi)。

4、5、6和D表示對于金屬線接觸危險部件的防護，試驗要求1±0.1N的力，使用直徑1.0mm試驗器具不應(yīng)進入到殼內(nèi)。

如果設(shè)備的開口附件有運動，應(yīng)使運動部件緩慢轉(zhuǎn)動，在試驗過程中，試驗器具不應(yīng)觸及到危險部件，如果使用指示燈電路來檢驗符合性，則指示燈在試驗過程中應(yīng)不亮。

對于高壓設(shè)備（額定電壓超過：交流1kV，直流1.5kV）的試驗，應(yīng)將試具放在最不利的位置，高壓設(shè)備應(yīng)能承受該產(chǎn)品相關(guān)標準規(guī)定的耐壓試驗。

（二）對防塵、防固體異物進入外殼內(nèi)的防護

對防塵、防固體異物進入外殼內(nèi)部的防護等級由第一位特征數(shù)字規(guī)定

1表示對手背接近危險部件的防護，試驗要求使用50±5N的力，使用直徑50mm的球形試驗器具不應(yīng)完全進入設(shè)備外殼內(nèi)部；

2是對手指接近危險部件的防護，試驗要求使用30±3N的力，使用直徑12.5mm球形試驗器具完全進入設(shè)備外殼內(nèi)部；

3表示對于工具接近危險部件的防護，試驗要求使用3±0.3N的力，使用直徑2.5mm試驗器具不應(yīng)完全進入設(shè)備外殼內(nèi)部。

4表示對于金屬線接觸危險部件的防護，試驗要求1±0.1N的力，使用直徑1.0mm試驗器具不應(yīng)完全進入設(shè)備外殼內(nèi)部；

5表示對粉塵的防護，試驗要求粉塵進入設(shè)備外殼內(nèi)部不得影響設(shè)備的正常運行和安全；6表示無粉塵的進入設(shè)備外殼內(nèi)部。

對于1、2、3、4的接受條件是試驗器具不能通過任何開口進入被試設(shè)備內(nèi)部。

對于5和6防塵試驗，應(yīng)在粉塵試驗箱中進行，粉塵使用滑石粉，粉塵的用量為每立方米試驗箱容積使用2kg，滑石粉循環(huán)使用的次數(shù)不得超過20次。

粉塵試驗時首先要確定被試設(shè)備的外殼類型。外殼類型分為一類和二類，一類外殼的設(shè)備正常工作時內(nèi)部氣壓低于周圍大氣壓，一般內(nèi)部氣壓低是由于熱循環(huán)效應(yīng)引起的。二類外殼的設(shè)備內(nèi)部氣壓與周圍大氣壓一致。對于一類外殼的測試，被試設(shè)備應(yīng)連接真空泵將實驗箱內(nèi)的空氣利用壓差抽入設(shè)備內(nèi)，抽氣量為80倍的設(shè)備外殼容積，任何情況下壓差不得超過2kPa，試壓最短時間2小時，最長時間8小時。對于二類外殼不需要抽真空，試驗時間為8小時。

電氣設(shè)備外殼防護等級（IP代碼）淺析(圖1)

圖1 粉塵試驗箱

（三）對水進入外殼內(nèi)對設(shè)備造成有害影響的防護

對水進入外殼的防護的等級有第二位特征數(shù)字規(guī)定：

1表示對垂直方向滴水的防護，被試設(shè)備放置于水平支撐臺上，支撐臺的轉(zhuǎn)速為1r/min，偏心距大約100mm，滴水量為1^+0.5mm/min，試驗時間10min，試驗要求垂直方向滴水應(yīng)無有害影響。當(dāng)外殼面積比較大時可分成幾個部分進行試驗，每個部分的大小應(yīng)保證滴水設(shè)備完全可以將其覆蓋；

2表示在外殼傾斜15°時對垂直方向滴水的防護，試驗要求外殼傾斜15°放置，支撐臺不轉(zhuǎn)動，被試外殼應(yīng)在四個方向上個試驗2.5min，試驗總時間為10min，滴水量為3^+0.5mm/min，垂直方向滴水應(yīng)無有害影響；

3表示對淋水的防護，試驗可以使用擺管或淋雨噴頭，使用擺管時要求中心點兩邊各60°有噴口，使用未打孔支撐臺，被試樣品外殼到噴嘴最大200mm，水流量為0.07L±0.0035L/min乘以孔數(shù)，試驗5min，然后轉(zhuǎn)動樣品90°，再試驗5min，總試驗時間10min。使用淋雨噴頭試驗時總時間為1min/m²，最少為5min，水量為10L±0.5L/min，試驗時要安裝帶平衡重物的擋板。要求外殼在垂直面60°范圍內(nèi)淋雨應(yīng)無有害影響；

4表示對于濺水的防護，試驗可以使用擺管或淋雨噴頭，使用擺管時要求中心點兩邊各180°有噴口，使用打孔支撐臺，被試樣品外殼到噴嘴最大200mm，水流量為0.07L±0.0035L/min乘以孔數(shù)，總試驗時間10min。使用淋雨噴頭試驗時總時間為1min/m²，最少為5min，水量為10L±0.5L/min，試驗時不安裝帶平衡重物的擋板，要求外殼在垂直面180°范圍內(nèi)淋雨應(yīng)無有害影響；

5表示對噴水的防護，試驗使用內(nèi)徑6.3mm的噴嘴，水量為12.5L±0.625L/min，被試樣品外殼到噴嘴2.5m~3m，試驗時間為1min/m²，總時間最少3min，要求對外殼各方向噴水無有害影響；

6表示對強烈噴水的防護，試驗使用內(nèi)徑12.5mm的噴嘴，水量為100L±5L/min，被試樣品外殼到噴嘴2.5m~3m，試驗時間為1min/m²，總時間最少3min，要求對外殼各方向噴水無有害影響；

7表示對短時間浸水的防護，試驗要求將設(shè)備浸入規(guī)定壓力的水中，樣品高度小于等于850mm的樣品的浸水深度為樣品底部到水面距離1m，樣品高度大于850mm的樣品的浸水深度為樣品頂部到水面距離150mm，水溫與樣品的溫差不大于5K，試驗時間30min，試驗后外殼進水量不致達有害程度；

8表示對持續(xù)浸水的防護，試驗要求將設(shè)備浸入規(guī)定壓力的水中經(jīng)規(guī)定的時間后外殼進水量不致達有害程度，試驗的浸水深度、試驗時間有生產(chǎn)廠和用戶協(xié)商確定，試驗條件不得低于IPX7的要求并且要考慮實際使用中外殼持續(xù)潛水的要求，試驗后外殼進水量不致達有害程度；

9和9k表示對高溫、高壓噴水的防護，對于小型外殼（最大尺寸不超過250mm），樣品安裝在試驗箱內(nèi)的支撐臺上，轉(zhuǎn)速(5±1)r/min，噴射角度為0°、30°、60°、90°，每個位置的試驗時間為30s。，對于大型外殼（最大尺寸超過250mm），樣品按照預(yù)期使用的方式安裝，保證外殼的全部外表面都會被噴射，樣品到噴嘴的距離為（175±25）mm，試驗時間為1min/m²，噴水水溫（80±5）℃，水量為15L±1L/min，要求對外殼各方向噴高溫高壓水無有害影響。

試驗后，樣機移動和檢查應(yīng)輕拿輕放，不得倒置，防水試驗的接受條件應(yīng)按照產(chǎn)品標準的要求，一般來說，應(yīng)不足以影響設(shè)備的正常操作和破壞安全性。水不積聚在可能導(dǎo)致沿爬電距離引起的漏電起痕的絕緣部件上。如果有要求時應(yīng)進行電氣強度試驗以確定防水等級的符合性。

圖2 淋雨試驗箱

電氣設(shè)備外殼防護等級（IP代碼）淺析(圖3)

圖3 IPX9/ IPX9K試驗箱

二、IP等級試驗的一般要求

GB/T 4208-2017外殼防護等級(IP代碼)標準僅適用于額定電壓不超過72.5kV的電氣設(shè)備，根據(jù)本標準進行的試驗為型式試驗，試驗的環(huán)境應(yīng)在標準規(guī)定的條件下進行，試驗的樣品原則上應(yīng)為清潔的新制品，所有部件按照制造廠指定的狀態(tài)按照到位，試驗結(jié)果的判定應(yīng)當(dāng)由有關(guān)產(chǎn)品的標準規(guī)定，如果相關(guān)產(chǎn)品標準沒有規(guī)定的，GB/T 4208-2017的接受條件應(yīng)作為最低要求。

如不能以整臺設(shè)備進行，應(yīng)以有代表性的部件或以有相同比例設(shè)計較小的設(shè)備上進行試驗。

三、GB/T 4208-2017外殼防護等級（IP代碼）標準說明

GB/T 4208-2017外殼防護等級（IP代碼）試驗規(guī)定了多種類型的電氣設(shè)備的防護等級，IP代碼的標識、試驗樣品、試驗設(shè)備、試驗方法、最低接受條件，但是對于IP代碼被采用的程序和方法，各類產(chǎn)品最低IP代碼等級、用于外殼外部的運動部件的防護等細節(jié)需要在相關(guān)的產(chǎn)品標準規(guī)定。對于滿足GB/T 4208-2008標準要求的外殼防護等級將適合本版本規(guī)定的同樣等級。