Ihr ultimativer Leitfaden zu NEMA-Gehäusen und IP-Schutzarten: So erhalten Sie den richtigen Schutz

In diesem Artikel werde ich Ihnen alles über die NEMA- und IP-Schutzarten erklären. Das sind Codes, die Ihnen sagen, wogegen ein Gehäuse schützen kann. Es geht dabei nicht nur darum, verwirrende Fachbegriffe zu kennen. Es ist das Geheimnis, wie Sie Ihre wichtigen elektrischen Teile dort, wo sie verwendet werden, sicher aufbewahren können. Wenn Sie diesen Leitfaden zu Ende gelesen haben, werden Sie sicher wissen, wie Sie das richtige Gehäuse für jede Situation auswählen können.

Was genau ist ein Gehäuse und warum sind seine Schutzwerte so wichtig?

Fangen wir zunächst mit den einfachen Dingen an. Ein Gehäuse ist einfach ein Kasten oder ein Schrank. Er dient zur Aufnahme elektrischer Komponenten. Aber es erfüllt eine viel größere Aufgabe als das. Ich stelle mir ein Gehäuse gerne als einen Bodyguard für wichtige Elektronik vor. Seine Hauptaufgabe besteht darin, die Teile im Inneren vor der Außenwelt zu schützen. Es schützt aber auch die Menschen vor den Bauteilen im Inneren. Der Schutz, den ein Gehäuse bietet, ist seine wichtigste Aufgabe. Mit einem billigen Gehäuse können Sie vielleicht ein wenig Geld sparen. Aber wenn es nicht das richtige Maß an Schutz bietet, taugt es überhaupt nichts.

In diesem Fall sind Schutzarten sehr hilfreich. Eine Schutzart ist ein spezieller Code. Sie sagt Ihnen genau, was das Gehäuse aushalten kann. Hält es Staub ab? Hält es einem direkten Spritzer aus einem Schlauch stand? Was ist mit Chemikalien, die Korrosion verursachen? Wenn es keine Bewertung gibt, können Sie nur raten. Diese Bewertungen stammen aus harten Tests, die in einem speziellen Labor durchgeführt wurden. Das Bewertungssystem stellt sicher, dass Sie, wenn Sie ein Gehäuse mit einer bestimmten Bewertung erwerben, genau wissen, welchen Schutzgrad Sie erhalten.

Ich sage meinen Kunden immer, dass der Schaltschrank nicht der Ort ist, an dem sie versuchen können, ein wenig Geld zu sparen. Der Schaltschrank selbst macht nur einen kleinen Teil der Gesamtkosten des Projekts aus. Aber wenn sie versagt, sind die Kosten sehr hoch. Ein guter Schaltschrank verhindert das Eindringen von Fremdkörpern, Staub und Flüssigkeiten. Ein gutes Gehäuse hat eine besondere Kennzeichnung, z. B. die NEMA-Kennzeichnung oder eine IP-Kennzeichnung. Diese Einstufung verspricht, dass das Innere des Gehäuses geschützt ist. Die Wahl des richtigen Gehäuses ist der erste Schritt zu einem System, auf das Sie sich verlassen können.

Wie fange ich an, die NEMA-Bewertungen zu verstehen? Ein Blick auf das NEMA-System.

Wenn Sie im nordamerikanischen Raum arbeiten, werden Sie viel über NEMA-Bewertungen hören. NEMA ist die Abkürzung für die National Electrical Manufacturers Association. Diese Gruppe hat ein Standardbewertungssystem entwickelt. Es hilft Leuten wie uns, das richtige Gehäuse zu spezifizieren. Das Verständnis von NEMA ist für jeden, der in diesem Bereich tätig ist, sehr wichtig. Das NEMA-Bewertungssystem ist großartig, denn es berücksichtigt nicht nur den Schutz vor äußeren Einflüssen. Es geht auch darum, wie das Gehäuse gebaut ist und wie gut es gegen Korrosion geschützt ist.

Ein Gehäuse mit NEMA-Einstufung hat Tests bestanden, um bestimmte Vorschriften zu erfüllen. Diese Tests zeigen den Schutzgrad des Gehäuses gegen Gefahren in der Umgebung. Dazu gehört alles, von der versehentlichen Berührung von Teilen bis zum Schutz gegen das Eindringen von Schmutz, Staub und Wasser. Einige NEMA-Einstufungen sind zum Beispiel nur für den Innenbereich geeignet. Andere NEMA-Einstufungen sind für die Verwendung im Freien ausgelegt, wo sie unter Umständen Regen oder Schneeregen ausgesetzt sind.

Das Schöne am NEMA-Standardsystem ist, dass es eine Aussagekraft hat. Die Zahl gibt Ihnen eine Vorstellung davon, was das Gehäuse leisten kann. Eine größere Zahl bedeutet nicht immer mehr Schutz. Sie bedeutet nur, dass das Gehäuse auf eine andere Weise schützt. Ein Gehäuse mit einer der vielen NEMA-Einstufungen bietet einen Schutzgrad, dem Sie vertrauen können. Wenn Sie ein UL-Symbol auf einem Gehäuse sehen, bedeutet dies in der Regel, dass es von Underwriters Laboratories geprüft wurde. Dies zeigt, dass das Gehäuse die NEMA-Vorschriften erfüllt. Es ist Ihr Versprechen für gute Qualität. Dieser NEMA-Leitfaden hilft Ihnen, dieses System zu verstehen.

Was ist mit dem IP-Bewertungssystem? Unterscheidet es sich von den NEMA-Bewertungen?

Lassen Sie uns nun über das andere wichtige System sprechen: die IP-Bewertung. Sie finden diese Kennzeichnung auf Geräten aus der ganzen Welt. IP steht für Ingress Protection (Schutz vor Eindringen). Dieses Bewertungssystem wurde von der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) entwickelt. Seine Regel wird oft als IEC 60529 bezeichnet. Das IP-Bewertungssystem ist ein wenig einfacher als das NEMA-System. Es berücksichtigt nur einen Aspekt: den Grad des Schutzes, den ein Gehäuse gegen das Eindringen von festen Gegenständen und Flüssigkeiten bietet.

IP-Einstufungen werden auf der ganzen Welt verwendet und sind sehr einfach zu verstehen. Eine IP-Bewertung besteht aus den Buchstaben "IP", gefolgt von zwei Zahlen. Die erste Ziffer gibt den Schutzgrad gegen feste Gegenstände an. Das kann von der Hand eines Menschen bis zu winzigem Staub reichen. Die Zahlen reichen von 0, was keinen Schutz bedeutet, bis 6, was bedeutet, dass das Gerät völlig sicher vor Staub ist. Die zweite Zahl gibt an, wie gut der Schutz gegen Flüssigkeiten ist. Dies kann von leichtem Tropfwasser bis zu starkem Strahlwasser und sogar vollständigem Untertauchen reichen. Diese beiden Zahlen geben Ihnen eine klare Vorstellung vom Schutz des Gehäuses gegen Eindringen von Flüssigkeiten.

Ein IP-geschütztes Gehäuse gibt zum Beispiel Auskunft darüber, wie gut es bei einem bestimmten Test abgeschnitten hat. Bei einem Test für Wasserdüsen können Sie den Wasserdruck und die Wassermenge in Litern pro Minute angeben. Dies ist nicht dasselbe wie die NEMA-Bewertungen, die eher eine allgemeine "Art" darstellen. Sowohl die NEMA- als auch die IP-Bewertung helfen Ihnen zwar bei der Auswahl eines Gehäuses, aber auf leicht unterschiedliche Weise. Ein Gehäuse mit einer guten IP-Bewertung bietet einen Schutzgrad, den Sie mit Sicherheit kennen.

Können Sie die Hauptunterschiede zwischen NEMA- und IP-Schutzklassen erklären?

Diese Frage wird mir immer wieder gestellt. Die Leute wollen ein einfaches Diagramm, um das eine mit dem anderen zu verwechseln, aber so einfach ist es nicht. Sie können Diagramme finden, die zeigen, was ist schließenaber NEMA und IP-Schutz sind nicht dasselbe. Man kann das eine nicht einfach gegen das andere austauschen. Der Hauptgrund dafür ist, dass die NEMA-Bewertungen nicht nur den Schutz vor Eindringen in das Gehäuse, sondern auch andere Aspekte umfassen. NEMA-Gehäusebewertungen geben auch Auskunft darüber, wie das Gehäuse beschaffen ist, wie stabil es ist und wie es vor Korrosion schützt.

Die IP-Einstufung sagt nur etwas über den Schutz aus, den ein Gehäuse gegen feste Gegenstände und das Eindringen von Wasser bietet. Die NEMA-Einstufung deckt auch das ab, aber sie prüft auch andere Dinge. Dazu gehört, wie sich eine korrosive Atmosphäre auswirkt, wie gut die Dichtung im Laufe der Zeit hält und wie sich ein Gehäuse verhält, wenn es mit Eis bedeckt ist. Ein NEMA 4X-Gehäuse bietet beispielsweise den gleichen Wasserschutz wie ein NEMA 4-Gehäuse. Es bietet aber auch einen hohen Schutz gegen Korrosion. Eine IP-Einstufung hat nichts von diesem 'X'. Die beiden Systeme gehen das Problem auf unterschiedliche Weise an.

Die folgende Tabelle soll Ihnen einen Überblick über den Vergleich zwischen den beiden Bewertungssystemen geben. Denken Sie daran, dass es sich um einen Leitfaden handelt, nicht um eine perfekte Übereinstimmung!

Wie Sie sehen, sind die NEMA-Bewertungen und die IP-Bewertungen in mancher Hinsicht ähnlich. Aber NEMA deckt oft mehr Dinge ab. Ein Gehäuse kann beide Schutzarten haben. Das beste Gehäuse ist dasjenige, das den besonderen Anforderungen Ihres Standorts entspricht.

Was sind die gängigsten NEMA-Gehäusedaten, die ich kennen sollte?

Wenn Sie ein Gehäuse auswählen, müssen Sie nicht alle Nennwerte auswendig lernen. Soweit ich weiß, werden nur einige wenige NEMA-Einstufungen für etwa 95% aller Aufträge verwendet. Wenn Sie sich auf diese konzentrieren, wird Ihre Arbeit viel einfacher sein. Diese Typen verwende ich die meiste Zeit. Sie sind die erste Wahl in der Welt der Schaltschränke.

Hier sind die häufigsten Bewertungen, die Sie sehen werden:

• NEMA 1: Dies ist das Basisgehäuse für Innenanwendungen. Ein NEMA 1-Gehäuse ist für saubere und trockene Räume gedacht. Es bietet einen gewissen Schutz davor, dass Menschen gefährliche Teile berühren. Es bietet auch Schutz gegen herabfallenden Schmutz. Es ist das einfachste Gehäuse, das Sie finden können.
• NEMA 3R: Wenn Sie ein Gehäuse im Freien aufstellen, es aber nicht völlig staubdicht sein muss, sind die NEMA 3R-Gehäuse eine gute Wahl, die nicht zu viel kostet. Sie bieten einen gewissen Schutz vor Regen, Graupel, Schnee und Eis auf der Außenseite.
• NEMA 4: Dies ist ein sehr gängiges Gehäuse für Innen- und Außenanwendungen. Das Wichtigste an einem NEMA 4-Gehäuse ist der Schutz vor Wasser, das aus einem Schlauch kommt. Dadurch eignet es sich hervorragend für Orte, die häufig gewaschen werden müssen. Es bietet auch einen guten Schutz gegen Staub.
• NEMA 4X: Wenn man ein NEMA 4-Gehäuse aus Edelstahl oder einem starken Kunststoff herstellt, erhält man ein NEMA 4X-Gehäuse. Das "X" bedeutet, dass es gegen Korrosion geschützt ist. Diese NEMA 4X-Gehäuse eignen sich perfekt für Bereiche wie Lebensmittelfabriken, Schiffe und chemische Anlagen.
• NEMA 12: Im Inneren ist das NEMA 12-Gehäuse eine beliebte Wahl für viele Werkseinrichtungen. Es schützt vor Staub, der in der Luft schwebt, vor Flusen, Fasern und einem leichten Tropfen oder Spritzer von Wasser oder Öl. Dieses Gehäuse hält den Schmutz aus der Fabrik von Ihren Steuerungen fern.

Die Kenntnis dieser fünf Bewertungen gibt Ihnen einen guten Start. Sie helfen Ihnen bei der Auswahl des richtigen Gehäuses für fast jede normale Aufgabe. Jedes Gehäuse bietet ein bestimmtes Maß an Schutz.

Wie wähle ich zwischen NEMA 1- und NEMA 3-Gehäusen für mein Projekt?

Diese Entscheidung müssen die Menschen oft treffen. Brauche ich ein Gehäuse für den Innenbereich oder ein Gehäuse für den Außenbereich? Bei der Wahl zwischen einem NEMA-1- und einem NEMA-3-Gehäuse kommt es ganz auf den Standort an. Ein NEMA-1-Gehäuse ist nur für den Innenbereich geeignet. NEMA-1-Gehäuse werden in der Regel in Elektroräumen oder Büros verwendet. Ihre Aufgabe ist einfach. Sie bieten einen gewissen Schutz gegen feste Gegenstände, wie z. B. ein herunterfallendes Werkzeug. Sie verhindern auch, dass Menschen die elektrischen Komponenten im Inneren versehentlich berühren. Sie bieten keinen wirklichen Schutz vor Flüssigkeiten, nicht einmal vor einem kleinen Tropfen.

Ein NEMA 3-Gehäuse hingegen ist für den Außenbereich gedacht. Diese Art von Gehäuse bietet einen weitaus höheren Schutzgrad. Es hält Regen, Graupel und Schnee ab. Ein NEMA 3-Gehäuse ist auch gut gegen vom Wind verwehten Staub geschützt. Wenn Ihr Gehäuse an der Seite eines Gebäudes oder in einem Hof aufgestellt werden soll, benötigen Sie mindestens ein Gehäuse der Klasse NEMA 3. Dieses Gehäuse ist wesentlich stabiler.

Ich habe gesehen, wie Leute versucht haben, ein NEMA-1-Gehäuse an einer Stelle im Freien zu verwenden, die ein wenig überdacht ist, z. B. unter einem Dach. Das klappt nie gut. Die Nässe findet immer einen Weg, um hineinzukommen. Ein NEMA-3-Gehäuse hat eine gute Dichtung und ist so gebaut, dass Wasser ablaufen kann. Der Preisunterschied ist gering, wenn man die Kosten für den Austausch der Teile im Inneren bedenkt. Die Regel ist also einfach: Wenn das Gehäuse im Freien steht, verwenden Sie ein NEMA 3-Gehäuse oder ein höheres Modell.

Wann ist ein NEMA 4- oder NEMA 4X-Gehäuse die richtige Wahl?

Wenn Wasser das Hauptproblem ist, sollten Sie sich für ein NEMA 4- oder NEMA 4X-Gehäuse entscheiden. Dies gilt insbesondere für Hochdruckwasser. Denken Sie an Orte, an denen die Geräte zur Reinigung mit einem Schlauch abgespritzt werden. Ein NEMA 4-Gehäuse ist so konstruiert, dass es von allen Seiten mit Wasser bespritzt werden kann, ohne undicht zu werden. Wir sprechen hier nicht von einem sanften Strahl. Wir sprechen hier von einem starken Wasserstrahl. Die Abdichtung dieser NEMA-4-Gehäuse muss perfekt sein. Sie werden häufig in der Bierherstellung, der Lebensmittelverarbeitung und in Fabriken eingesetzt, wo Sauberkeit sehr wichtig ist. Das Gehäuse darf kein Wasser eindringen lassen.

Was aber, wenn beim Abwaschen Reinigungschemikalien verwendet werden? Oder was ist, wenn das Gehäuse in der Nähe des Ozeans steht, wo es Salz in der Luft gibt? In diesem Fall benötigen Sie ein NEMA 4X-Gehäuse. Ein NEMA 4X-Gehäuse bietet den gleichen Wasserschutz wie ein NEMA 4-Gehäuse, aber zusätzlich etwas sehr Wichtiges: Korrosionsschutz. Diese Gehäuse sind oft aus Edelstahl oder Glasfaser gefertigt. Das "X" ist Ihr Schutz gegen Rost und Schäden durch Chemikalien. Ein Gehäuse mit der Einstufung NEMA 4X ist für schwierige Bedingungen ausgelegt.

Ich empfehle immer NEMA 4X-Gehäuse für alle Arbeiten, bei denen eine korrosive Atmosphäre vorhanden ist. Der Versuch, mit einem normalen NEMA-4-Gehäuse aus lackiertem Stahl Geld zu sparen, ist an einem solchen Ort eine schlechte Idee. Die Farbe wird sich mit der Zeit ablösen. Die Korrosion wird beginnen. Dann ist die Festigkeit des Gehäuses nicht mehr gegeben. Ein NEMA 4X-Gehäuse mag anfangs mehr kosten. Aber es hält länger und ist daher auf lange Sicht die bessere Wahl. Dieses Gehäuse wird viele Jahre lang funktionieren.

Welches Schutzniveau bieten NEMA 12- und NEMA 13-Gehäuse?

Gehen wir zurück in die Fabrikhalle. Hier finden Sie häufig NEMA 12- und NEMA 13-Gehäuse. Diese Schutzklassen dienen dazu, die Geräte vor den schädlichen Einflüssen in Fabriken zu schützen. Ein NEMA 12-Gehäuse bietet einen gewissen Schutz gegen Staub, der sich in der Luft absetzt, herabfallenden Schmutz, Fasern und Flusen. Es schützt auch vor leichten Tropf- und Spritzern von Flüssigkeiten, die nicht korrosiv sind, wie Wasser oder Öl.

Ein wichtiger Punkt bei NEMA 12-Gehäusen ist, dass sie in der Regel keine bereits ausgeschnittenen Löcher haben. Damit soll verhindert werden, dass Staub oder Flüssigkeiten eindringen können. Sie müssen Ihre eigenen Löcher machen. So können Sie sie mit speziellen Anschlüssen richtig abdichten. Dieses Gehäuse ist viel besser als ein NEMA 1-Gehäuse für alle Innenräume, die staubig oder schmutzig sind. Die Dichtung an der Tür des Gehäuses ist sehr wichtig für die Abdichtung. Ein NEMA 12-Gehäuse ist eine sehr gute Wahl.

Ein NEMA 13-Gehäuse bietet noch mehr Schutz. Es bietet den gleichen Schutz wie ein NEMA 12-Gehäuse. Darüber hinaus bietet es einen besonderen Schutz gegen das Eindringen von Öl und nicht korrosiven Kühlmitteln sowie gegen Spritzer. Denken Sie an eine Maschinenwerkstatt, in der Schneidflüssigkeiten umhergespritzt werden. Ein NEMA 13-Gehäuse sorgt dafür, dass dieser ölige Nebel nicht ins Innere gelangt und die Steuerungen beschädigt. Es bietet ein ganz bestimmtes Schutzniveau, das bei einigen Arten von Maschinen in der Fabrik erforderlich ist.

Gibt es noch höhere Schutzklassen für ein Gehäuse?

Ja, ganz sicher. Für besonders schwierige Situationen gibt es sogar noch höhere NEMA-Einstufungen. Die gängigsten sind NEMA 6 und NEMA 6P. Diese Einstufungen sind für das größte Wasserproblem gedacht: Unterwassereinsatz. Ein NEMA 6-Gehäuse ist so ausgelegt, dass es einen gewissen Schutz bietet, wenn es für kurze Zeit und nicht zu tief unter Wasser steht. Dies könnte ein Gehäuse in einem Erdloch sein, das gelegentlich überflutet werden könnte.

Die beste Einstufung für den Wasserschutz ist das NEMA 6P-Gehäuse. Das "P" steht für prolonged, d. h. für lange Zeit. Dieses Gehäuse soll das Eindringen von Wasser bei längerem Untertauchen in einer begrenzten Tiefe verhindern. Die Tests für diese Einstufung sind sehr hart. Das Gehäuse wird oft einen ganzen Tag lang unter Wasser gesetzt, um sicherzustellen, dass es gegen jegliches Eindringen von Wasser abgedichtet ist. Diese NEMA 6P-Gehäuse werden an den härtesten Arbeitsplätzen eingesetzt. Dies gilt beispielsweise für den Einsatz auf Schiffen, in Bergwerken oder in Anlagen zur Abwasserbehandlung.

Diese höher eingestuften Gehäuse bieten ebenso wie ein NEMA-4-Gehäuse einen hervorragenden Schutz vor Staub und Spritzwasser. Ihr besonderes Merkmal ist jedoch, dass sie auch unter Wasser eingesetzt werden können. Wenn Sie sicher sein müssen, dass keine Flüssigkeit in Ihr Gehäuse eindringt, selbst wenn es unter Wasser steht, ist ein NEMA 6P-Gehäuse das richtige Gehäuse für diese Aufgabe. Dieses Gehäuse bietet den besten Schutz vor Wasser.

Wie wähle ich die richtige Schutzart für meine Anwendung?

Wir haben über eine Menge Dinge gesprochen. Jetzt wollen wir all diese Informationen zusammenfassen. Die Auswahl des richtigen Gehäuses muss nicht schwer sein. Ich sage meinem Team, dass es sich wie eine Liste von Fragen anfühlt. Sie müssen nur die richtigen Fragen zu dem Ort stellen, an dem das Gehäuse aufgestellt werden soll. Bei der Auswahl eines Gehäuses geht es darum, sicherzustellen, dass seine Schutzwerte den Gefahren entsprechen, denen es ausgesetzt sein wird.

Denken Sie bei Ihrer Entscheidung an die folgenden Faktoren. Erstens: Wird das Gehege drinnen oder draußen verwendet? Dies ist die erste und wichtigste Frage. Für die Verwendung im Freien benötigen Sie mindestens eine NEMA 3-Einstufung. Zweitens: Mit welcher Art von Flüssigkeit wird es zu tun haben? Handelt es sich nur um ein leichtes Abtropfen (NEMA 2 oder NEMA 12)? Wird es mit Wasser aus einem Schlauch abgespritzt (NEMA 4, NEMA 4X)? Oder kann es unter Wasser gesetzt werden (NEMA 6P)?

Drittens: Was ist mit festen Gegenständen? Ist es nur Schmutz, der herunterfällt (NEMA 1)? Oder gibt es winzigen, in der Luft befindlichen Staub, Flusen oder Fasern (NEMA 12)? Und schließlich: Ist Korrosion ein Problem? Wenn sich das Gehäuse in einer salzhaltigen oder chemikalienhaltigen Atmosphäre befindet, müssen Sie ein NEMA 4X-Gehäuse wählen. Die Beantwortung dieser Fragen zeigt Ihnen, welches Gehäuse das richtige ist. Wählen Sie keinen zu hohen Wert und geben Sie nicht zu viel Geld aus. Aber am wichtigsten ist, dass Sie kein zu niedriges Gehäuse wählen und einen wirklich schlimmen Ausfall riskieren. Wenn Sie jetzt darüber nachdenken, können Sie sich später große Probleme ersparen. Das richtige Gehäuse ist ein sehr wichtiger Teil Ihres Systems.

Die wichtigsten Punkte zum Mitnehmen:

• Passen Sie das Gehäuse immer an die Umgebung an: Die wichtigste Regel ist, ein Gehäuse zu wählen, das so gut oder besser ist als die Gefahren an seinem Standort.
• NEMA vs. IP ist keine direkte Umrechnung: Die NEMA-Einstufungen umfassen mehr als nur das Eindringen von Gegenständen. Sie umfassen oft auch Dinge wie Korrosion und die Art der Konstruktion. Verwenden Sie IP-Bewertungen als Richtlinie, nicht als exakte Entsprechung.
• Innen oder Außen ist die erste Entscheidung: Wenn das Gehäuse im Freien steht, benötigen Sie eine NEMA 3-Einstufung oder höher, um es vor Regen und Schneeregen zu schützen.
• Der Schutz vor Wasser variiert sehr stark: Kennen Sie den Unterschied zwischen dem Schutz vor einem Tropfen (NEMA 2), einem starken Sprühnebel (NEMA 4) und dem Schutz unter Wasser (NEMA 6P).
• Das "X" in NEMA 4X steht für Korrosion: Wenn Ihr Gehäuse mit Chemikalien oder salzhaltiger Luft in Berührung kommt, ist NEMA 4X keine Option; es ist ein Muss, damit es lange hält.
• Vergessen Sie Staub und Schmutz nicht: Für Fabrikbereiche im Inneren ist ein NEMA 12-Gehäuse oft die beste Wahl, um vor Staub, Flusen und Fasern in der Luft zu schützen.