Alles über Schutzklassen und IP-Schutzarten

Zunächst einmal muss man festhalten, dass es sich bei IP-Schutzarten und Schutzklassen strenggenommen um zwei verschiedene Kennzeichnungen handelt. Während die IP-Schutzart hauptsächlich Aufschluss darüber gibt, wie sicher das Gehäuse eines Gerätes die innenliegenden elektrischen Teile bzw. die Elektronik vor Berührung, Fremdkörpern oder Feuchte schützt, beziehen sich die Schutzklassen auf die Schutzmaßnahmen zur Verhinderung eines elektrischen Schlages gegen berührungsgefährliche Spannungen. Während es zudem insgesamt vier Schutzklassen gibt, setzt sich die IP-Schutzart aus dem zweistelligen IP-Code zusammen.

Die erste Ziffer gibt den Schutzgrad gegen Fremdkörper und Berührung an. Sie reicht von 0 (kein Schutz) bis 6 (vollständiger Schutz gegen Staub und Berührung).

Beispiel: Eine "0" würde bedeuten, dass das Gerät keinen speziellen Schutz gegen Fremdkörper oder Berührungen bietet, während eine "6" bedeutet, dass das Gerät vollständig gegen Staub und Berührungen geschützt ist.

Die zweite Ziffer gibt den Schutzgrad gegen Wasser an. Sie reicht von 0 (kein Schutz) bis 9 (Schutz gegen Hochdruck-/Dampfstrahlreinigung).

Beispiel: Eine "0" würde bedeuten, dass das Gerät keinen speziellen Schutz gegen Wasser bietet, während eine "8" bedeutet, dass das Gerät für den dauerhaften Einsatz unter Wasser geeignet ist.

Für Verbraucher vermutlich eine der bekanntesten Einstufungen der IP-Schutzarten ist die Kennzeichnung IP68. Geräte dieser Schutzart bieten vollständigen Schutz gegen Staub und dauerhaftes Untertauchen in Wasser. Moderne Smartphones sind häufig mit dieser Schutzart ausgezeichnet.

Die Abkürzung IP-steht für International Protection; der im englischen Sprachraum ebenfalls geläufige Begriff Ingress Protection, zu Deutsch Schutz vor Eindringen, hebt die eigentliche Definition deutlicher hervor.

Der Begriff „IP-Schutzklassen“ ist somit nicht ganz richtig. Die dreifache Bedeutung der IP-Einstufung beinhaltet jedoch, neben Schutz vor Staub und Wasser, auch Schutz vor Berührungen durch den Benutzer (Hände, Finger usw.), sowohl vor mechanischen als auch elektrischen Teilen. Dadurch kommt der IP-Schutzart eine ähnliche Bedeutung zu wie der Schutzklasse. Auf die genauen Unterschiede werden wir in einem eigenen Abschnitt zu den Schutzklassen 0 - 4 näher eingehen.

Generell unterscheidet man Schutzklassen von IP-Schutzarten. Erstere beziehen sich auf die Maßnahmen gegen berührungsgefährliche Spannungen durch elektrische Bauteile, letztere wiederum auf den Schutz dieser vor Fremdkörpern wie Staub und Wasser.

Schutzklassen und IP-Schutzarten sind wesentliche Aspekte, um die Sicherheit und Funktionalität von elektrischen Geräten und Systemen in verschiedenen Umgebungen zu gewährleisten. Diese sind sowohl für Endverbraucher als auch für die Industrie von entscheidender Bedeutung.

Sicherheit

Schutzklassen geben an, inwieweit elektrische Geräte vor Berührungen und Fremdkörpern geschützt sind, was essentiell für die Sicherheit des Endverbrauchers ist. Außerdem ist die Sicherheit in der industriellen Umgebung von höchster Wichtigkeit, um die Risiken von Unfällen zu minimieren und die Einhaltung von Gesundheits- und Sicherheitsvorschriften zu gewährleisten.

Betriebszuverlässigkeit

Betriebszuverlässigkeit ist kritisch in der Industrie, da Ausfallzeiten teuer sein können. Ein angemessener Schutz gegen äußere Einflüsse wie Wasser, Staub oder Chemikalien trägt zur Aufrechterhaltung der Betriebszeit bei und reduziert die Wartungskosten.

Anpassung an spezifische Anforderungen

Industrieunternehmen können Geräte und Systeme mit den geeigneten Schutzklassen und IP-Schutzarten auswählen, um speziellen Anforderungen oder extremen Bedingungen gerecht zu werden.

Auch Endverbraucher können die Auswahl der Geräte ihren speziellen Bedürfnissen anpassen und so eine lange Produktlebensdauer gewährleisten.

Einhaltung von Normen und Vorschriften

Neben den Vorgenannten Aspekten zur Sicherheit und Zuverlässigkeit spielen für die Industrie auch rechtliche Aspekte eine Rolle. Denn die Einhaltung von Schutzklassen und IP-Schutzarten ist oft eine Voraussetzung für die Einhaltung von Industrienormen und Vorschriften, was für den Marktzugang und die Rechtskonformität entscheidend sein kann.

In Deutschland, Österreich und in der Schweiz führt beispielsweise der TÜV entsprechende Prüfungen zur Bestimmung der IP-Schutzart durch, um diese unabhängig zu bescheinigen. IP-Schutzarten werden je nach Regionen genormt, wodurch sie sich von Land zu Land leicht unterscheiden. Die Europäische Norm DIN EN 60529 entspricht weitgehend der IEC-Norm 60509:1989. Auf welche Norm sich der IP-Schutz letztendlich bezieht, ist zusammen mit dem IP-Code angegeben.

Das IP-Bewertungssystem bietet Endverbrauchern und gewerblichen Nutzern eine Skala, die im Gegensatz zu ungenauen Begriffen (wie „wasserfest“ usw.) nach messbaren und vergleichbaren Kriterien genormt ist. Auf diese Weise können jeweils passende Geräte gewählt werden, welche den Einsatz- und Umgebungsbedingungen zu Genüge standhalten.

Für die Vergabe einer IP-Kennzahl prüfen Hersteller die Gerätegehäuse und Bauteile, ob und wie effektiv folgendes verhindert wird:

• versehentliches Berühren durch Nutzer, entweder mit einem Körperteil oder (elektrisch leitfähigen) Gegenstand,
• das Eindringen von Partikeln wie Staub und Schmutz,
• das Eindringen von Wasser bzw. Flüssigkeiten.

Daraus ergibt sich eine zweistellige Kennzahl. Die erste Ziffer, zwischen 0 und 6, gibt Auskunft über den Schutz vor Fremdkörpern, die zweite (0 - 9) den Grad der Widerstandsfähigkeit gegenüber Wasser(druck). Bei den Kennzeichnungen ist an dritter oder vierter Stelle manchmal auch ein Buchstabe angegeben. Dieser kann für spezielle Anwendungen und Situationen nach DIN EN 60529 vergeben werden.

ERSTE KENNZIFFER – SCHUTZ GEGEN FREMDKÖRPER UND FESTE OBJEKTE

*entspricht 5K nach ISO 20653

**entspricht 6K nach ISO 20653

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ZWEITE KENNZIFFER – SCHUTZ GEGEN WASSER UND FEUCHTE

Die oben aufgeführten Tabellen geben einen allgemeinen Überblick über die einzelnen IP-Schutzarten. Einige typische Anwendungsbeispiele sollen diese noch verständlicher machen:

• Ein Gehäuse bzw. eine Abdeckung mit IP44-Zertifikat verhindert ein versehentliches Berühren innenliegender Teile mit dem Finger und auch mit Werkzeugen, die dicker sind als Draht. Außerdem muss es von allen Seiten spritzwassergeschützt sein. Die Schutzart IP44 trifft häufig auf Leuchten, Steckdosen und Schalter im Haushalt zu.
• Die Schutzart IP54 empfiehlt sich für Leuchten im Außenbereich, z.B. im Garten. Im Vergleich zu IP44 sind sie besser vor Staub und Fremdkörpern geschützt, also auch vor Insekten, die vom Licht angezogen werden. Kleinste Partikel können zwar immer noch eindringen, verursachen jedoch keine Schäden.
• Soll eine Leuchte als Bodeneinbauleuchte im Außenbereich verwendet werden, eignet sich die Schutzart IP65. Diese IP Schutzklasse ist für den Außenbereich geeignet, denn die Leuchte ist staubdicht, hat vollständigen Schutz gegen Berührungen und ist gegen Strahlwasser aus beliebigen Winkeln geschützt.
• Die erste Kennziffer bei IP67 und IP68 sagt aus, dass diese Geräte jeweils unempfindlich gegenüber Staub sind. Beim Schutz gegen Wasser sieht es hingegen anders aus. Während ein Smartphone mit IP67 Klassifikation beispielsweise beim kurzen Eintauchen in Wasser keinen Schäden davonträgt, hält es längeren Tauchzeiten nicht stand. Anders beispielsweise bei Premium Smartphones. So gibt Apple für das iPhone 11 Pro eine Tauchzeit von bis zu 30 Minuten bei einer Tiefe bis vier Metern an.

Optional verwenden Hersteller auch die Buchstaben A, B, C, D sowie H, M, S und W. Sie kennzeichnen zusätzlichen Berührungsschutz (Buchstabe an dritter Stelle) oder unter besonderen Bedingungen getesteten Schutz vor Wasser (Buchstabe an vierter Stelle).

Wie bereits eingangs erwähnt, spricht man oftmals zwar von „IP-Schutzklassen“, doch dieser Begriff ist nicht ganz korrekt. Die in der Elektrotechnik verwendete Schutzklasse gibt an, wie sicher Nutzer vor der Gefahr eines elektrischen Schlages sind. Insgesamt gibt es vier Schutzklassen, von denen allerdings nur drei wirklich verwendet werden (auf die Verwendung von Schutzklasse 0 wird in Zukunft verzichtet).

Schutz vor Feuchtigkeit und Nässe sowie Witterung ist eines der häufigsten Kriterien, nach denen Nutzer Ausschau halten, ob bei Mobiltelefonen, Badezimmerleuchten oder Stromkästen.

In diesem Zusammenhang gebrauchen Hersteller auch häufig allgemeine Beschreibungen wie „wasserdicht“, die aber keine einheitlich und gewerbeübergreifend definierten Produkteigenschaften sind. Hier leistet das IP-Rating Abhilfe: Typische Zertifizierungen, nach denen Geräte wirklich als wasserdicht gelten, sind beispielsweise IP67 und IP68.

Eine niedrigere nummerische Wertung bedeutet übrigens noch lange nicht, dass das Gehäuse nicht ausreichend Schutz bietet. So fällt Regenwasser meistens senkrecht zum Gehäuse, bei Wind etwas schräg, etwa in einem Winkel von 15 Grad. Bei der in Deutschland durchschnittlichen Niederschlagsmenge von 700 mm/Jahr reicht eine IPX2-Einstufung also vollkommen aus.

In diesem Sinne ist es auch wichtig zu betonen, dass ein Wert von IPX6 oder höher sich lediglich darauf bezieht, dass ein solch gekennzeichnetes Gerät als eintauchsicher gilt. Artikel mit diesen Einstufungen halten nicht unbedingt auch den Kriterien stand, die für IPX5 gelten, also Schutz vor Wasserstrahlen aus einer Düse. Nehmen Sie Ihr Smartphone also ruhig ins Bad mit, aber lassen Sie es beim Duschen lieber draußen.

Kondenswasser, Regen oder vom Wind aufgewirbelter Schmutz stellen ein potenzielles Risiko für Außenleuchten, einschließlich Spots, Deckenstrahler und Flutlichter dar. Die Auswahl der passenden IP-Stufe für Leuchten ist daher der Schlüssel zu einem langlebigen, wartungsarmen und vor allem gefahrlosen Betrieb von elektrischen Installationen, ob im Haushalt oder in der Industrie.

Badezimmer sind typischerweise in Zonen für die Beleuchtung und die IP-Einstufung eingeteilt, wobei jede einzelne davon unterschiedliche Kriterien erfüllen muss:

Zone 0 bezeichnet den Bereich innerhalb einer Badewanne oder Dusche selbst (wie z.B. die Beleuchtung auf der Wannenebene in einer Duschkabine oder die Jacuzzi Beleuchtungen). Armaturen und Gehäuse innerhalb dieser Zone müssen mindestens die Schutzart IP67 für vollständiges Eintauchen aufweisen. Gleichzeitig müssen Sie die Kriterien für die VDE-Schutzklasse III (Schutz durch Kleinspannung) erfüllen.

Zone 1 bezeichnet einen Bereich direkt über einer Bade- oder Duschkabine bis zu einer Höhe von 2,25 Metern über dem Boden. Dazu gehören Spots im Duschkabinenbereich einschließlich der Decke. Dieser Bereich erfordert einen Schutzgrad von IP45 oder höher, oftmals werden sogar Abdeckungen mit dem Schutzgrad IP65 verwendet.

Zone 2 gibt einen Radius von 60 cm um jede Badewanne oder Duschkabine an. Hier ist mindestens ein Schutzgrad von IP44 erforderlich. Der Bereich der Zone 2 wird üblicherweise auch auf Bereiche um Waschbecken herum ausgedehnt, gemessen an der Entfernung vom Wasserhahn.

IP-Zertifizierungen findet man natürlich auch für Sensoren, Sammelschienengehäuse und andere Komponenten in Industrie und Gewerbe. Im Folgenden finden Sie einen Überblick der gebräuchlichsten Gehäuse zum Schutz von Elektrogeräten:

IP-zertifizierte Standgehäuse

Standgehäuse mit IP-Einstufung schützen meist empfindliche Elektrogeräte, beispielsweise vor Staub und/oder Wasser. Sie weisen häufig eine Metallkonstruktion auf, die ihnen zusätzliche Robustheit verleiht. Je nach Einsatzumgebung empfiehlt sich ein Schutz von IPX6, sodass selbst eine Reinigung per Gartenschlauch o.ä. möglich wäre.

Auch Allzweckgehäuse sind häufig mit IP-Einstufung erhältlich, durch die sich ihre Verwendungsmöglichkeiten um ein Vielfaches erhöhen. Und natürlich bieten sie so Elektronik und anderen empfindlichen Geräten sicheren Schutz.

Wasser- und staubgeschützte Handheld-Gehäuse sind idealerweise aus robusten und leichten Materialien wie Aluminium konstruiert. Dadurch erhöht sich ihre Tragbarkeit und Stabilität, beispielsweise bei einem versehentlichen Fallenlassen. Besonders praktisch ist es, wenn sie über Batteriefächer mit leicht abnehmbaren Deckeln oder Acrylfenster zum Ablesen von Gerätedisplays verfügen. Da batteriebetriebene tragbare Geräte oftmals der Schutzklasse III (Schutz durch Kleinspannung) entsprechen und im freien verwendet werden, empfiehlt es sich, auf eine hohe IP-Einstufung der Gehäuse zu achten. Je nach Anwendung, kann ein Schutz bei vollständigem Eintauchen in Wasser (IP65 oder höher) notwendig sein.

Zum Schluss wollen wir noch auf eine weitere Schutzkategorie eingehen, den IK-Stoßfestigkeitsgrad. Er ist genormt nach IEC 62262 und EN 50102 und gibt die Schlagenergie in Joule an, bis zu der ein Gehäuse Schutz bietet. Die Angabe der IK-Schutzart ergänzt somit die bisher genannten Schutzarten um die mechanische Beanspruchung eines Gehäuses in puncto Schlagenergieabsorption. Insgesamt gibt es zehn Kennziffern:

IK-Schutzarten sind besonders relevant in Branchen und Anwendungen, in denen Geräte vor physischen Beschädigungen geschützt werden müssen. Hier sind einige Sektoren und Anwendungen, in denen IK-Schutzklassen von Bedeutung sind:

Industrielle Anwendungen

In Fabriken und Produktionsstätten können IK-geschützte Gehäuse dabei helfen, wichtige elektrische Ausrüstungen vor Beschädigungen durch Stoßeinwirkungen zu schützen. Maschinensteuerungen, Schalttafeln und andere kritische Komponenten können von IK-geschützten Gehäusen profitieren.

Öffentliche Infrastrukturen

In öffentlichen Bereichen wie Bahnhöfen, Flughäfen oder Straßen werden IK-geschützte Gehäuse für Beleuchtungssysteme, Informationsanzeigen und andere elektrische Einrichtungen verwendet, um Vandalismus und mechanische Beschädigungen zu verhindern.

Transportwesen

Im Transportsektor sind IK-geschützte Gehäuse für Signalanlagen, Schaltkästen und andere kritische Systeme im Einsatz, um ihre Zuverlässigkeit und Langlebigkeit zu gewährleisten.

Sicherheitssysteme

IK-geschützte Gehäuse werden in Sicherheitssystemen wie Überwachungskameras, Zugangskontrollsystemen und Alarmanlagen verwendet, um ihre Funktionstüchtigkeit in rauen Umgebungsbedingungen zu gewährleisten.

Energieversorgung

In Energieverteilungsnetzen und Umspannwerken werden IK-geschützte Gehäuse für Schaltanlagen, Verteiler und andere kritische Komponenten eingesetzt, um ihre Zuverlässigkeit und Sicherheit zu gewährleisten.