Source: https://www.jpcfrance.fr/bases-pratiques/protections/les-classes-de-protection-electriques/
Timestamp: 2019-03-18 15:40:54+00:00
Document Index: 40521875

Matched Legal Cases: ['§ 27', '§ 27', '§ 27', '§ 28', '§ 28', '§ 28', '§ 28']

Les classes de protection - JPC France
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Les boîtiers ont pour but de protéger le matériel électrique situé à l’intérieur. Cette protection doit être considérée sous les angles électriques, environnementaux et mécaniques).
Nos séries Y0 à YF décrivent des produits dont les classes de protection sont différentes, et destinées à des applications différentes. Cette introduction permet de bien comprendre et définir les spécifications nécessaires à une application.
Chapitre 1: Protection électrique
Chapitre 2: Protection environnementale (IP)
Chapitre 3: Protection mécanique (IK)
1. les classes de protection électrique
Il existe deux grands types de protection électrique, la protection contre les risques de contact direct (Isolation fonctionnelle) et la protection contre les risques de contact indirect.
L’isolation fonctionnelle n’est pas suffisante en cas de défaillance électrique et il est nécessaire d’y ajouter une protection contre les risques de contacts indirects, qui peut être réalisée par les moyens suivants:
Une alimentation en basse tension par l’intermédiaire d’un transformateur La combinaison de ces protections détermine la classe de protection électrique de l’appareil.
1 Matériel possédant une isolation fonctionnelle et une liaison à la terre des masses métalliques. Ces appareils doivent être raccordés à la terre.
2 Matériel possédant une double isolation des parties actives (isolation fonctionnelle et matérielle). Cette double isolation garantit qu’aucune partie accessible ne peut être soumise à une tension dangereuse même à la suite d’un premier défaut d’isolement.
L’avantage des appareils électriques de cette classe est une protection accrue de l’utilisateur quelles que soient les prises secteur utilisées (Avec ou sans terre).
Cette solution garantit qu’aucune partie accessible ne peut être soumise à une tension dangereuse même à la suite d’un premier et d’un deuxième défaut d’isolement. L’isolation galvanique d’un appareil par un transformateur situé à l’écart élimine les risques électriques par retour à la terre sur un utilisateur qui serait mis accidentellement en contact avec une fuite électrique. D’autre part, la faible tension de la TBTS limite fortement le courant pouvant traverser le corps humain en contact avec deux éléments de l’appareil sous différents potentiels.
Mise à la terre des boitiers métalliques et des raccords
La conception de la mise à la terre a été prévue pour répondre à tous les points de la norme EN60335-1 et en particulier aux paragraphes suivants:
EN60335-1, § 27.1: Les parties en métal accessibles des appareils de classe 1 qui peuvent être sous tension dans le cas d’un défaut d’isolement doivent être reliés à une borne de terre de manière permanente et sûre.
Pour répondre à cette obligation normative, nos boitiers métalliques et nos raccords en laiton et en inox sont munis d’au moins une borne mise à la terre. Pour les boitiers en tôle emboutie, la mise à la terre est réalisée par une borne soudée comportant au moins deux points de soudure.
EN60335-1, § 27.2: Les moyens de serrage des conducteurs de terre doivent être protégés de manière adéquate contre le desserrage accidentel. Il ne doit pas être possible de desserrer les conducteurs sans l’aide d’un outil.
Pour répondre à cette obligation normative, nos bornes de mise à la terre sont équipées de vis et sont munis d’une rondelle frein.
EN60335-1, § 27.4: Toutes les parties de la borne de terre utilisée pour le raccordement d’un conducteur externe doivent être réalisées de manière à ce qu’aucun risque de corrosion n’existe entre ces parties et le cuivre du conducteur de terre ou toute autre pièce en métal.
Pour répondre à cette obligation normative, le choix des matières des bornes et de la visserie est effectué en tenant compte du couple thermoélectrique, pour éviter la corrosion galvanique, et en privilégiant, chaque fois que possible, la visserie et les bornes en acier inoxydable.
EN60335-1, § 28.1: Les connecteurs de terre dont la rupture pourrait résulter en un défaut de mise à la terre doivent supporter le stress mécanique résultant de leur usage normal. Les vis utilisées dans les borniers de terre doivent se visser dans du métal.
Pour répondre à cette obligation normative, les bornes de terre supportent plus d’une fois et demi le couple de serrage nominal demandé par les normes et sont taraudées dans la masse du métal du boitier ou du raccord.
EN60335-1, § 28.2: Les connecteurs de terre doivent être construits de manière à ce que la pression de contact ne soit pas transmise par un matériau isolant qui puisse se déformer ou rétrécir.
Les vis auto-taraudeuses ne doivent pas être utilisées si elles peuvent être utilisées par l’installateur ou l’utilisateur
Au moins deux vis doivent être utilisées pour chaque connecteur de terre à moins que la vis forme un filetage ayant une longueur au moins égale à la moitié du diamètre de la
Pour répondre à cette obligation normative, les bornes de terre des raccords sont prévues pour que, même lorsque-ils sont utilisés avec un boitier plastique avec joint intercalé, le serrage du conducteur se fasse uniquement sur des parties métalliques.
EN60335-1, § 28.2: Les vis auto-taraudeuses ne doivent pas être utilisées si elles peuvent être utilisées par l’installateur ou l’utilisateur. Au moins deux vis doivent être utilisées pour chaque connecteur de terre à moins que la vis forme un filetage ayant une longueur au moins égale à la moitié du diamètre de la vis.
Pour répondre à cette obligation normative, il n’est jamais utilisé de vis auto-taraudeuses pour la mise à la terre, et lorsque la mise à la terre est effectuée par une vis dans un taraudage, la longueur de celui-ci est toujours supérieure à la valeur donnée par la norme.
EN60335-1, § 28.4: Les vis et écrous qui forment un lien mécanique entre les différentes parties de l’appareil doivent être protégés contre le desserrage s’ils réalisent une continuité de terre. Un produit de blocage de filetage qui ramollit en température ne donne une sécurité satisfaisante que pour des bornes à vis qui ne sont pas soumises à un couple de torsion en usage normal.
Pour répondre à cette obligation normative, Les vis des couvercles métalliques comportent un dispositif mécanique évitant le desserrement accidentel. Il n’est pas utilisé de produit de freinage sur les filets.
2. Les classes de protection IP (Protection environnementale)
L’indice IP, défini par la norme IEC 60529 indique le degré de protection contre la pénétration des corps solides (1er chiffre) et contre la pénétration de l’eau (2e chiffre). Un troisième et un 4ème caractères, optionnels, donnent des informations complémentaires sur le niveau de protection.
Le classement s’effectue en efficacité croissante. Il existe 7 niveaux contre les corps solides (de 0 : sans protection, à 6 : totalement protégé) et 9 niveaux contre l’eau (de 0 : sans protection, à 8 : protégé contre les immersions sous pression).
Attention: Certaines classes de protection IP peuvent être données pour une position d’installation précise.
2.1 l’utilisation des « x » dans la codification IP
La lettre X est utilisée dans n’importe quel endroit dans le code lorsque que la protection qu’elle représente est censée être évitée. Il peut y avoir diverses raisons pour choisir ce type de codage, telles que des considérations de marketing. Ainsi, par exemple un indice IPX7 pour un appareil grand public précise que l’appareil dispose d’une protection contre les pénétrations d’eau jusqu’à une immersion limitée, mais donne délibérément aucune information quant à savoir si l’appareil dispose d’une protection contre la pénétration d’objets ou de poussière. Une autre codification courante est IPX4.
IP2X est fréquemment utilisé sur les appareils électriques pour spécifier que l’appareil doit empêcher l’accès aux bornes avec un doigt, par exemple les prises de courant sont souvent définies par l’indice IP2X.
2.2 Premier chiffre (protection contre les particules solides)
Le premier chiffre indique le niveau de protection que l’enveloppe fournit une contre l’accès aux parties dangereuses (par exemple, les conducteurs électriques, les pièces mobiles) et la pénétration de corps solides étrangers.
Le premier chiffre du marquage IP n’est pas requis par la norme EN 60335-1.
IP1X IP2X IP3X IP4X IP5X IP6X
Premier chiffre Type de protection Protection effective contre
1 Protection contre les objets solides de plus de 50mm
Protégé contre l’introduction accidentelle de larges parties du corps comme le dos de la main, mais pas de protection contre l’introduction délibérée d’une partie plus petite
Protection contre les objets solides de plus de 12,5 mm
Protection contre les objets solides de plus de 2,5mm
Protection contre les objets solides de plus de 1mm
5 Protection contre la poussière La pénétration de poussière n’est pas totalement évitée, mais elle ne doit pas pénétrer en quantité suffisante pour interférer avec le bon fonctionnement de l’équipement.
2.3 Deuxième chiffre (Protection contre les liquides)
Deuxième chiffre Type de protection Protection réalisée Description du test
1 Protection contre les gouttes d’eau verticales (condensation) Des gouttes d’eau tombant à la verticale n’ont pas d’effet nuisible. – Pluie équivalente à 1mm par minute.
– Durée: 10 minutes
2 Protection contre les gouttes d’eau dans un angle d’inclinaison de 15° Des gouttes d’eau tombant à la verticale n’ont pas d’effet nuisiblelorsque le boîtier est incliné à un angle de 15 ° par rapport à sa position normale. – Pluie équivalente à 3mm par minute.
3 Protection contre la pluie L’eau tombant sous forme de pulvérisation à n’importe quel angle jusqu’à 60 ° par rapport à la verticale ne doit avoir aucun effet nuisible. – Volume d’eau: 0.7L/min
– Pression: 80-100kPa
4 Protection contre les éclaboussures Des éclaboussures d’eau contre l’enceinte venant de de toutes les directions ne doivent pas avoir d’effet nuisible. – Volume d’eau: 10L/min
IPX5 IPX6 IPX7 IPX8
5 Protection contre les jets d’eau L’eau projetée à la lance avec une buse de 6.3mm sous toutes les directions ne doit pas avoir d’effet nuisible – Volume d’eau: 12,5L/min
– Pression: 30kPa
– Distance: 3m
– Durée: 3 minutes
6 Protection contre les vagues et jets puissants L’eau projetée à la lance avec une buse de 12,5 mm sous toutes les directions ne doit pas avoir d’effet nuisible – Volume d’eau: 100L/min
– Pression: 100kPa
7 Protection contre l’immersion jusqu’à une profondeur de 1m et une durée de 30 minutes La pénétration de l’eau en quantité nuisible n’est pas possible lorsque le boîtier est immergé dans l’eau dans des conditions définies de pression et de temps (jusqu’à 1 m de submersion). – Immersion de l’enveloppe à une profondeur d’au moins 1 m mesurée sous l’enveloppe et d’au moins 15 cm mesurée au-dessus de l’enveloppe
8 Protection contre la submersion L’équipement est adapté pour une immersion continue dans l’eau dans des conditions précisées par le fabricant. Normalement, cela signifie que l’appareil est hermétiquement fermé. Cependant, avec certains types de matériel, cela peut signifier que l’eau peut pénétrer, mais seulement de telle manière qu’elle ne produit pas d’effets nocifs. – Immersion continue de l’enveloppe à une profondeur spécifiée par le constructeur
2.4 Lettres additionnelles de la classification IP
Première lettre additionnelle
Lettre Protection contre les contacts dangereux avec
A L’arrière de la main
B Les doigts
D Fils
H Appareil à haute tension
M Appareil bougeant lors des tests avec l’eau
S Appareil immobile durant les tests avec l’eau
2.5 IP69K (DIN 40050-9)
Indice de protection spécifique pour les applications de lavage à haute température et haute pression, De telles enveloppes ne doivent pas seulement être étanche à la poussière (IP6X), mais aussi capable de résister aux jets à haute pression et au nettoyage à la vapeur.
– Volume d’eau : 14-16L litres par minute
– Température de l’eau-: 80 ° C
– Pression: 8-10 MPa (80-100 bar)
– Distance: 10 à 15 cm de l’appareil testé à des angles de 0°, 30°, 60° et 90° pendant 30s chacun. Le dispositif d’essai est placé sur une table tournante qui tourne une fois toutes les 12s
2.6 Exemples de degrés de protection environnementale requis par les normes et les application
Salles de bain, piscines et assimilés Ces locaux sont divisés en quatre volumes : 0, 1, 2, 3. Se référer à la norme française NFC15100 définissant ces zones, et détaillant les conditions de mise en œuvre, et pour d’autres pays à la norme Cenelec HD384, ainsi qu’à la norme Européenne IEC60364.
Volumes Spécifications minimales IP Protection électrique
0 Tous les appareils de chauffage électrique sont interdits. Autres équipements :
Salles de bain: IPX7 Piscines et assimilés: IPX8 TBTS limitée à 12V continu ou 30V alternatif
1 Tous les appareils de chauffage électrique sont interdits. Autres équipements :
Salles de bains: IPX4, mais IPX5si ce volume peut être soumis à des jets d’eau pour nettoyage dans les bains publics.
Piscines et assimilés: IPX5 TBTS limitée à 12V continu ou 30V alternatif
2 Salles de bains: Appareils de chauffage IP24 mini autorisés. Autres équipements :
IPX3, mais IPX5 si ce volume peut être soumis à des jets d’eau pour nettoyage dans les bains publics.
Piscines à l’intérieur des bâtiments: Appareils de chauffage autorisés, IP24 mini, autres appareils IPX2, mais IPX5 si ce volume peut être soumis à des jets d’eau pour nettoyage. Piscines à l’extérieur des bâtiments: IPX5 – Appareils de classe 2
-Les commandes ne doivent pas être accessibles de la douche ou d e la baignoire.
– Les appareils de chauffage ne doivent pas être alimentés par une
– La ligne doit être protégée par un disjoncteur différentiel 30 mA.
3 Salles de bains: Appareils de chauffage autorisés, IP21 mini, autres appareils IPX1
Piscines: Appareils de chauffage autorisés, IP21 mini, autres appareils IPX1, mais IPX5 si ce volume peut être soumis à des jets d’eau pour nettoyage dans les bains publics.
Piscines à l’extérieur des bâtiments: IPX5 Classe 1 ou classe 2 Les appareils de chauffage ne doivent pas être alimentés par une prise de courant.
Saunas Les matériels électriques doivent posséder au moins les degrés de protection IP24.
Planchers chauffants Les éléments de chauffage destinés à être noyés dans un plancher en béton ou autre matériau analogue doivent être IPX7
Appareils électriques qui se trouvent en permanence à l’extérieur Le degré de protection doit être au minimum IPX4.
Appartements, bureaux, écoles. Locaux généralement propres, secs et exempts de dépôts nuisibles de poussière, mais certains condensats peuvent être présents en raison des conditions atmosphériques. La protection minimale est généralement IP2X pour des conditions sèches.
Centres de contrôle, postes de commande Locaux généralement propres, secs et exempts de dépôts nuisibles de poussière, mais certains condensats peuvent être présent en raison des conditions atmosphériques. Lorsque l’accès est réservé aux personnes qualifiées ou averties, IP2X est l’exigence minimale typique
Boutiques, petits locaux industriels Ces locaux peuvent ne pas être propres, mais sont normalement, secs et exempts de dépôts nuisibles de poussière.
– Lorsqu’il n’y a pas de risque de condensation: IP2X
– Lorsqu’il y a risque de condensation: IP21.
– Lorsque l’équipement installé à portée des systèmes de gicleurs d’incendie (sprinklers): IP22.
Equipement de contrôle de machines Lorsque des fluides peuvent être présents, par exemple sur tours, fraiseuses, etc, le minimum généralement requis est IP54.
Industrie lourde, industrie chimique, etc. Ces locaux ne sont pas en général totalement propres, avec présence possible d’éléments corrosifs et importants dépôts de poussière.
Une protection minimale IP54 sera généralement nécessaire, avec une attention particulière à donner à la résistance à la corrosion de l’enveloppe.
Lorsque des risques d’explosion existent, les enveloppes doivent répondre aux spécifications particulières de ces environnements.
Industrie Alimentaire Ces locaux ne sont pas en général totalement propres, avec présence possible d’éléments corrosifs et importants dépôts de poussière.
Camions, bétonnières, industrie alimentaire, lavage de voiture Dans ces applications où sont utilisés des appareils de lavage à haute pression et haute température, les enceintes ne doivent pas seulement être étanches à la poussière (IP6X), mais aussi capables de résister à des jets à haute pression et au nettoyage à la vapeur. Le degré de protection recommandé est IP69K (DIN40050-9)
Matériel étanche Lorsque des appareils sont soumis à des conditions climatiques particulières, un accord entre l’utilisateur et le fabricant est nécessaire pour définir des conditions d’essai particuliers, y compris la résistance à la corrosion de l’enceinte, des raccords et presse-étoupes
La norme NFC 15100 réfère aussi à un marquage « goutte d’eau » que les appareils domestiques et luminaires peuvent porter en fonction de leur degré de protection. Ce marquage est différent du marquage IP. Un double marquage,gouttes d’eau et code IP, n’est pas admis car les essais sont différents.
Description Protégé contre les chutes d’eau verticales Protégé contre la pluie Protégé contre les projections d’eau Protégé contre les jets d’eau Etanche à l’immersion jusqu’à 1m
Equivalence IP IPX1 IPX3 IPX4 IPX5 IPX7
Équivalences de la classification NEMA (USA) avec IP
Le tableau ci-dessus indique la classification NEMA minimum qui satisfait une classe de protection IP donnée, sans que l’inverse soit applicable. Les indices de protection Nord-américains sont décrits dans les normes NEMA 250, UL 50, UL 508 et CSA C22.2 N °94.
Code IP équivalent Classification minimale NEMA pour garantir l’équivalence avec la classification IP
IP20 NEMA-1
IP54 NEMA-3
IP66 NEMA-4, NEMA-4X
IP67 NEMA-6
IP68 NEMA-6P
Essais IPx5 et IPx6 de boitiers dans notre laboratoire
Essais IP5x et IP6x (protection contre la poussière) de boitiers dans notre laboratoire
Chambre d'essai IP5x et IP6x
Boitier en cours de test IP6x
Essais IPx9K de boitiers dans notre laboratoire (Jets d’eau sous haute pression et à haute température)
Chambre d'essai IPx9
Boitier en cours d’essai IPx9K
3. La classe de protection IK: résistance aux chocs (EN62262)
La classe de protection de résistance aux chocs est définie par l’énergie à laquelle une enveloppe peut résister, exprimée en Joules
(J) Cette classe de résistance aux chocs était précédemment donnée éventuellement par le troisième chiffre de la classe IP. Ce chiffre a été supprimé lors de la 3ème édition de la norme CEI60529 (1978), et remplacé par un marquage indépendant spécifié dans la norme EN62262. Il n’y a pas une correspondance exacte des valeurs entre les anciennes et les nouvelles normes.
Bien que retiré lors de la 3e édition de la CEI 60529 et absent des versions actuelles, des spécifications anciennes d’enveloppes peuvent encore porter ce troisième caractère IP. Les enveloppes actuelles devraient porter un code IK.
Analyse des résultats des tests d’impact:
Les essais sont effectués de la manière suivante:
Pour les matières plastiques:
1/ Sur des éprouvettes, de taille identiques (60mm x 60mm), épaisseur 3 mm. Un seul choc est réalisé au centre de l’éprouvette Cela permet d’obtenir une table comparative de résistance des différents matériaux.
2/ Les essais sont ensuite effectués sur les appareils, sur le couvercle et sur les faces latérales. Un premier choc est produit au milieu de chacune des faces. Il est ensuite suivi de 4 autres chocs répartis uniformément sur le reste de la surface.
Le test est considéré comme réussi lorsque la matière plastique n’est pas fendue ou brisée. Bien entendu l’appareil doit conserver son aptitude à la fonction et son degré d’étanchéité.
Pour les boitiers en aluminium ou en acier inoxydable:
Un premier choc est produit au milieu de chacune des faces des appareils. Il est ensuite suivi de 4 autres chocs répartis uniformément sur le reste de la face testée.
Le test est considéré comme non concluant lorsque la déformation la plus importante mesurée sur le métal à un emplacement quelconque des différents impacts est supérieure à 2 mm. En effet, bien que cette valeur ne soit pas spécifiée dans la norme, nous avons considéré que cette déformation permanente empêchait le montage d’accessoires.
Lorsque les boitiers sont équipés d’instruments, c’est souvent l’accessoire qui sera la partie la plus fragile et déterminera le classement. Si le boitier est équipé d’accessoires (manette, lampe témoin, opercule, interrupteur, presse-étoupe etc.), un essai est effectué au centre de cet accessoire et sous deux directions orthogonales. Les presse étoupes ont des degrés de résistance variables car ils existent en version plastique polyamide et aussi en métal.
Le test est considéré comme réussi lorsque cet accessoire n’est pas brisé et conserve sa fonction.
Valeurs des classes de résistance au choc IK selon EN 62262
classification IK Energie d’impact
(Joules) Masse et hauteur de chute correspondante
00 Non protégé Pas de test
01 0.15 200 g chutant de 7.5 cm
02 0.2 200 g chutant de 10 cm
03 0.35 200 g chutant de 17.5 cm
04 0.5 200 g chutant de 25 cm
05 0.7 200 g chutant de 35 cm
06 1 500 g chutant de 20 cm
07 2 500 g chutant de 40 cm
08 5 1.7 kg chutant de 29.5 cm
09 10 5 kg chutant de 20 cm
10 20 5 kg chutant de 40 cm
3ème chiffre IP Energie d’impact (Joules) Masse et hauteur de chute correspondante
0 Non protégé Pas de test
1 0.225 150 g chutant de 15 cm
2 0.375 250 g chutant de 15 cm
3 0.5 250 g chutant de 20 cm
5 2 500 g chutant de 40 cm
7 6 1.5 kg chutant de 40 cm
9 20 5.0 kg chutant de 40 cm
Essais IK de boitiers dans notre laboratoire
Equipement d’essai pour IK04 à IK06 Equipement d’essai pour IK07 à IK10 Essais IK10 sur éprouvette Essai IK10 sur boitier
Essais comparatifs de spécimens en matière plastique de 60mm x 60mm en 3mm d’épaisseur
Matière PA66, 25%GF PC PVDF PP
IK 10 10 09 10
Essais comparatifs de spécimens en métal de 60mm x 60mm dans les épaisseurs courantes utilisées dans les boitiers*
Acier inoxydable 304 Aluminium
Epaisseur 1mm 1.2mm 2mm 1.7mm 2mm 3mm
Déformation après impact IK10 10.6mm 7.5mm 4.4mm 11.8 9.7 0.45
* la valeur de la déformation sous impact IK10 de spécimens plats est indicative mais n’est pas représentative de la déformation de pièces embouties ou moulées, car la forme y est alors prépondérante.
Classement IK des accessoires courants (Pour information uniquement)
Description Photos IK Description Photos IK
Manette extérieure dia 40mm non protégée
Opercule souple d’accès interne
Manette extérieure dia 50mm encastrée
Opercule M25 d’accès interne en PA6
Interrupteur à levier non protégé
<IK04
Presse étoupe M20 en laiton nickelé
Lampe témoin dia. 22mm non protégée
Presse étoupe M16 en laiton nickelé
Lampe témoin dia 16mm encastrée
Presse étoupe M25 en PA6
Lentille de lampe témoin dia 8mm encastrée
Presse étoupe M16 en PA6
Lampe témoin dia. 16mm non protégée
Presse étoupe M20 en PA6
miniature, assemblé avec partie mobile
Connecteur M21 assemblé avec partie mobile
Interrupteur plat encastré
Connecteur Cnomo miniature, assemblé avec partie mobile
Interrupteur à levier encastré
Presse étoupe M25 en laiton nickelé
Interrupteur plat non protégé
Connecteur Cnomo miniature, partie fixe
miniature, partie fixe
Connecteur M21, partie fixe
Capuchon de réarmement manuel externe