EN
NEMA ir IP reitingavimų supratimas išorinių elektros korpusų apsaugai
Pasirinkiant išorinis elektros korpusas reikalauja pritaikyti jo apsaugos klasę prie realių pavojų, kuriems jis bus veikiamas. NEMA standartai – kurie sukurti Nacionalinės elektros įrangos gamintojų asociacijos (National Electrical Manufacturers Association) ir plačiai taikomi Šiaurės Amerikoje – bei IP (įsiskverbimo apsauga) kodai, nustatyti tarptautiniame standarte IEC 60529, abu nurodo atsparumą kietosioms dalelėms, skystiesiems skysčiams ir aplinkos poveikiui. Nors jie turi panašias funkcijas, jų bandymo metodai, taikymo sritis ir regioninis naudojimas žymiai skiriasi. Šių skirtumų supratimas padeda išvengti per didelės specifikacijos (kuri padidina sąnaudas ir pristatymo laiką) arba per mažos specifikacijos (kuri kelia įrangos gedimo ir saugos reikalavimų neatitikties riziką).
NEMA 3R, 4, 4X, 6 ir 6P: Apsaugos klasės pritaikymas lietui, dulkiams, korozijai ir trumpalaikiam panardinimui
NEMA reitingai yra taikymo specifiniai, o ne sekos – kiekvienas iš jų apima tiksliai apibrėžtą aplinkos pavojų rinkinį. NEMA 3R užtikrina apsaugą nuo lietaus, šerkšno ir išorinio ledo susidarymo, todėl jis tinka paprastam lauko naudojimui, kur pakanka lašų nepraleidžiamumo, pvz., dengtiems takams ar apsaugotiems elektros paskirstymo stulpsniams. NEMA 4 prideda dulkių nepraleidžiamumą ir atsparumą vandens srovei iš žarnos, todėl jis tinka tokiose srityse kaip maisto pramonės valymo zonos ar lauko statybos skydai. NEMA 4X plėtoja NEMA 4 funkcionalumą patvirtintu korozijos atsparumu – dažniausiai pasiekiamu naudojant nerūdijančiąją plieną (316 tipo) arba padengtą aliuminį – todėl jis būtinas pakrantės, cheminių medžiagų ar aukštos druskos koncentracijos aplinkose. NEMA 6 ir 6P skirti apsaugai nuo panardinimo: NEMA 6 leidžia retkarčiais trumpalaikiškai panardinti į vandenį (pvz., staigaus potvynio metu), o NEMA 6P prideda ilgesnio panardinimo galimybę (iki 30 minučių esant 1,5 metro gyliui) bei sustiprintą korozijos atsparumą. Teisingai pasirinkus reitingą užtikrinama ilgalaikė patikimumo garantija be nereikalingų medžiagų ar gamybos sąnaudų.
IP65 prieš IP66 prieš IP67: tikrojo pasaulio naudojimo skirtumai lauke dėl drėgmės ir kietųjų dalelių poveikio
IP kodas naudoja du skaitmenis: pirmasis (0–6) nurodo apsaugą nuo kietųjų dalelių; antrasis (0–9K) apibrėžia apsaugą nuo skysčių įsiskverbimo. Visi trys aptariami reitingai – IP65, IP66 ir IP67 – turi tą pačią „6“ reikšmę, reiškiančią apsaugą nuo dulkių, tačiau skiriasi skysčių apsaugos lygiuose. IP65 atlaiko žemo slėgio vandens srautus (6,3 mm dydžio žarnelė, 30 kPa, 3 m atstumu) iš bet kurios krypties – tai tinkama įprastoms lietaus sąlygoms ar lengvam valymui. IP66 keliamas reikalavimas – aukšto slėgio vandens srautai (12,5 mm dydžio žarnelė, 100 kPa, 3 m atstumu), kas ypač svarbu netoliese esančiose slėgio valymo stotyse, pramoninėse purškimo zonose ar vėjo pustomose pakrantėse. IP67 sertifikuoja laikiną panardinimą iki 1 metro gylio 30 minučių, todėl šis reitingas tinka potvynių pavojingose vietose, požeminiuose rūsiuose ar įrenginiams, montuojamiems drenažo baseinuose. Svarbu pažymėti, kad IP67 ne ne užtikrinti nuolatinį panardinimą arba pasipriešinimą tekamajam vandeniui – tam reikia IP68 arba IP69K apsaugos laipsnio. Pasirinkimas tarp jų priklauso nuo veikiamumo intensyvumo, o ne tik nuo drėgmės buvimo.
Medžiagų pasirinkimas ilgalaikiam lauko elektros korpusų tvirtumui
Nerūdijantis plienas (304 prieš 316) ir aliuminis: korozijos atsparumas pakrantės, pramoniniuose ir miestuose
Medžiagų pasirinkimas yra pagrindas lauko korpusų ilgaamžiškumui – ypač ten, kur korozija gali pažeisti konstrukcinę vientisumą ir elektros saugą. Nerūdijantis plienas 304 užtikrina gerą bendrąją korozijos atsparumą miestuose ar švelniai pramoninėse aplinkose, tačiau jo molibdeno kiekis nepakankamas, kad būtų atsparus chloridų sukeliamai duobuotei. Nerūdijantis plienas 316 – turintis 2–3 % molibdeno – yra etalonas pakrantės, jūrinėms ir cheminėms medžiagoms tvarkyti skirtoms aplikacijoms, o jo atsparumas druskos purškimui patvirtintas ASTM B117 bandymais. Aliuminio lydiniai (pvz., 5052 ar 6061), kai jie anodizuoti arba dengti miltelinėmis danga, suteikia lengvų, nemagnetinių alternatyvų su stipriu natūraliu oksidų sluoksniu, tačiau reikalauja paviršiaus apdorojimo, kad būtų išvengta galvaninės korozijos montuojant prie kitokių metalų ar įbetonuojant į betoną. Teisingas pasirinkimas tiesiogiai veikia techninės priežiūros dažnumą, viso gyvavimo ciklo sąnaudas ir ilgalaikį atitikimą NEMA 4X ar IP66+ reikalavimams.
Nemetalinės parinktys: UV stabilizuotas PVC, stiklo pluoštas ir polikarbonatas smūgio atsparumui ir orų poveikio stabilumui
Nemetalinės korpusų konstrukcijos užpildo svarbias nišas, kur korozija, svoris ar elektromagnetiniai trikdžiai yra pagrindiniai veiksniai. UV stabilizuotas PVC užtikrina puikią cheminę atsparumą ir kainos efektyvumą, tačiau jo šiluminė stabilumas ribotas – todėl jis paprastai naudojamas tik aplinkos temperatūrose žemesnėse nei 60 °C ir ne tiesioginės saulės šviesos veikiamose vietose. Stiklo pluoštu sustiprintas poliesteris (FRP) sujungia aukštą smūgio atsparumą, matmeninę stabilumą esant ekstremalioms temperatūroms (nuo –40 °F iki 250 °F) bei įprastinę atsparumą UV spinduliuotei, rūgščiams ir šarmams – todėl jis ypač tinka nuotekų valymo įmonėms ar sunkiosios pramonės objektams. Polikarbonatas pasižymi išsklitančiu smūgio atsparumu (iki 250 kartų stipresnis už stiklą) ir, kai jis gamintas su UV sugerikliais ir stabilizatoriais ekstruzijos metu, išlaiko skaidrumą ir tempiamąją stiprybę net po kelių metų tiesioginės saulės šviesos poveikio. Svarbu pažymėti, kad nei NEMA, nei IP reitingai neįvertina UV senėjimo – todėl ilgalaikiam orui atspariam naudojimui būtina nurodyti sertifikuotą UV stabilizaciją (pvz., ciklinio UV poveikio bandymus pagal ASTM G154 standartą).
Aplinkos veiksniai, kurie tiesiogiai paveikia lauko elektros korpusų vientisumą
Temperatūros ciklai, UV spinduliavimas ir drėgmė: poveikis sandarinimams, korpusams ir vidinių komponentų tarnavimo laikui
Lauko korpusai patiria kaupiamąją aplinkos įtampą, kuri pablogina jų veikimą nepriklausomai nuo įsiskverbimo klasifikavimo. Temperatūros ciklai – pakartotinis išsiplėtimas ir susitraukimas dėl kasdieniškų ar sezoninių temperatūros svyravimų – sukelia guminių tarpinės medžiagų nuovargį ir atlaisvina mechanines jungtis, palaipsniui pažeisdami sandarumo vientisumą. UV spinduliavimas skaido polimerų grandines elastomeruose, plastikuose ir dengiamuosiuose sluoksniuose, sukelia tarpinės įtrūkimus, korpuso sukietėjimą ir spalvos blėsimą – ypač problemiška polikarbonatui arba PVC, neturint tinkamos stabilizacijos. Drėgnumas sukelia kondensaciją korpusuose, ypač staigiai atvėstant, pagreitina vario kontaktų oksidaciją ir skatina dendritinį augimą ant spausdintųjų plokštų (PCB). Šie veiksniai veikia sinergiškai: UV spinduliavimu pažeistos tarpinės lengviau praleidžia skysčius temperatūros sąlygotame deformavime, o per mikroplyšius į korpusą patenkančiame drėgname ore greičiau koroduoja komponentai. Šių rizikų mažinimui reikia integruoto projektavimo – ne tik atitikties reikalavimams – įskaitant ventiliuojamas nutekėjimo kelius, džiovinamųjų priemonių angas bei UV ir temperatūrai atsparias sandarinimo medžiagas.
Kritinė sandarinimo ir įrangos konstrukcija patikimam lauko elektros korpusų oro sąlygoms atlaikyti
Ilgaamžio NEMA 4X arba IP66+ našumo pasiekimas priklauso mažiau nuo korpuso klasifikavimo žymos, o daugiau nuo to, kaip sandarinimo sistemos veikia ilgainiui. Klasifikavimo žyma atspindi pradines bandymų sąlygas – ne dešimtmečius trunkančią eksploataciją lauke.
Sandarinimo tarpinės medžiagos (silikonas prieš EPDM), vyrių tipai ir užraktų sistemos: užtikrinamas ilgaamžis NEMA 4X atitikties laikymasis
Paklodžių medžiagos pasirinkimas nulemia sandarinimo tarnavimo trukmę: silikonas išlaiko elastingumą nuo –60 °C iki 200 °C ir atsparus ozono bei UV spindulių poveikiui, todėl jis yra optimalus plačiai klimatinėje aplinkoje naudojamoms lauko įrenginių konstrukcijoms. EPDM puikiai tinka garui, karštam vandeniui ir UV spindulių poveikiui atlaikyti, tačiau ši medžiaga pabursta angliavandeniliuose turinčiose aplinkose – todėl jos naudojimas ribojamas arti degalų saugyklos ar tepalų apdorojimo vietų. Durelių vyriams rekomenduojami nepertraukiami nerūdijančiojo plieno „pianino“ vyriai, kurie pašalina silpnas vietas, būdingas daugiapinėms vyrių konstrukcijoms, ir atsparūs deformacijai (nusėdimui) durelių daugkartinio atidarymo ir uždarymo cikluose. Užraktų sistemos turi užtikrinti nuolatinę suspaudimo jėgą: ketvirčio posūkio suspaudimo užraktai su fiksuotais varžtais užtikrina vienodą paklodžių apkrovimą ir neleidžia perdaug suspausti, dėl ko gali atsirasti lėtas deformavimasis arba paklodžių išspaudimas. Kai šios trys komponentės – silikono paklodė, nerūdijančiojo plieno vyriai ir tikslusis suspaudimo užraktas – naudojamos kartu, korpusas išlaiko vandens nepraleidžiamumą net po temperatūros ciklų, vėjo nešamo lietaus ir ilgalaikio UV spindulių poveikio, taip įvykdant NEMA 4X standarto funkcines reikalavimus žymiai ilgesnį laiką nei numatyta jo pradinėje sertifikacijoje.
Dažniausiai užduodami klausimai
Koks skirtumas tarp NEMA ir IP reitingų?
Nors abu nustato apsaugos lygius nuo kietųjų ir skystųjų dalelių, NEMA reitingai daugiausia naudojami Šiaurės Amerikoje ir apima platesnius aplinkos veiksnius, tuo tarpu IP reitingai visame pasaulyje orientuoti į skysčių ir dalelių patekimo įrenginių vidun atsparumą.
Kokiose aplikacijose reikalingi NEMA 4X arba IP66 reitingai?
NEMA 4X ypač svarbus korozijai atsparioms lauko sąlygoms, pvz., pakrantės zonose, o IP66 idealus aplinkoms, kuriose reikalinga aukšto slėgio vandens apsauga, pvz., pramoninėse purškimo zonose.
Kodėl medžiagų pasirinkimas yra lemiamas veiksnys lauko korpusams?
Tokios medžiagos kaip nerūdijantis plienas ir stiklo pluoštas užtikrina ilgaamžiškumą, atsparų korozijai ir aplinkos poveikiui, tiesiogiai veikdamos techninės priežiūros dažnumą bei ilgalaikį atitikimą apsaugos standartams.
Ar UV spinduliavimas veikia lauko korpusų patikimumą?
Taip, UV spinduliavimas laikui bėgant gali suardyti sandarinimus ir korpusų medžiagas. UV stabilizuotų polimerų, dangų ir sandarinimų pasirinkimas padeda sumažinti šiuos poveikius.
Kaip tarpinės medžiagos veikia korpuso našumą?
Tarpinės medžiagos, tokios kaip silikonas ir EPDM, įtakoja atsparumą ekstremalioms temperatūroms, garui, UV spinduliavimui ir cheminiams poveikiams, tiesiogiai veikdamos sandarinimo vientisumą.
