NEMA 12 vs NEMA 3R: qual è la differenza e quale scegliere?

Introduzione

La scelta dell'involucro appropriato per un'apparecchiatura elettrica è una delle decisioni più importanti per la sicurezza, l'affidabilità e la durata delle parti contenute. La National Electrical Manufacturers Association (NEMA) fornisce un sistema di classificazione, noto come NEMA enclosure ratings, per le custodie elettriche che aiuta a determinare il livello di protezione fornito contro determinate condizioni.

Nominalmente, il NEMA offre un'ampia gamma di classificazioni, ciascuna identificata con un numero (1, 3, 3R, 4, 4X, 12, 13) e alcune possono contenere lettere che descrivono le capacità di protezione. Nel decidere le capacità di protezione offerte da queste classificazioni, è prudente valutare l'ambiente e i rischi specifici. Per i prescrittori, gli ingegneri e i responsabili degli impianti, questa guida ha lo scopo di aiutare a garantire prestazioni e sicurezza ottimali delle apparecchiature, approfondendo le classificazioni NEMA 12 e NEMA 3R e fornendo chiarimenti sulla loro distinzione e sulle applicazioni più comuni.

Che cos'è il NEMA 12?

La classificazione NEMA 12 indica che le custodie sono destinate principalmente all'uso in ambienti interni, con molteplici scopi. La definizione di involucro NEMA 12 è incentrata sulla fornitura di un certo grado di protezione per il personale dalle parti pericolose dell'apparecchiatura e sulla fornitura di un certo livello di protezione all'apparecchiatura da oggetti solidi estranei che sono specificamente:

• Sporcizia in caduta
• Polvere, lanugine, fibre e volatili in circolo
• Gocce o spruzzi di liquidi non corrosivi
• Infiltrazioni di olio e refrigerante

Per raggiungere i livelli di protezione delle parti interne dai danni esterni, la costruzione NEMA 12 si concentra sulla tenuta della struttura. Ciò avviene principalmente con l'uso di guarnizioni. Tutte le aperture necessarie devono essere dotate di raccordi speciali per proteggerle da polvere, fibre o liquidi. Per migliorare ulteriormente la protezione, la ventilazione è generalmente filtrata o esclusa. In generale, l'affidabilità NEMA 12 si concentra sulla protezione contro i contaminanti industriali interni, come particolato, olio e gocce, piuttosto che contro le intemperie, i getti d'acqua o l'erosione.

Che cos'è il NEMA 3R?

Le custodie con classificazione NEMA 3R sono costruite sia per uso esterno che interno. Il loro scopo principale è quello di limitare, in una certa misura, l'accesso alle parti pericolose dell'apparecchiatura all'interno dell'involucro e di proteggere l'apparecchiatura stessa dall'ingresso di corpi estranei solidi e, soprattutto, dall'acqua proveniente dall'esterno. Le protezioni specifiche offerte dal NEMA 3R comprendono:

• Sporcizia in caduta
• Ingresso di acqua (pioggia, nevischio, neve)
• Nessun danno/modifica dovuta alla formazione di ghiaccio sull'involucro

Il design del NEMA 3R è incentrato sulla protezione dalle intemperie per gli ambienti esterni. Le caratteristiche includono una parte superiore inclinata per allontanare la pioggia e fori di drenaggio per gestire l'ingresso dell'acqua o la condensa. Il design offre una protezione dalla caduta di sporcizia, ma non una protezione a tenuta di polvere contro le particelle trasportate dal vento. In genere, si utilizzano i fori di chiusura consentiti. L'obiettivo principale è garantire la protezione all'esterno e in caso di neve e altre condizioni atmosferiche avverse.

Prova di forza: NEMA 12 vs NEMA 3R a confronto

Questa sezione offre un confronto diretto; la comprensione della corrispondenza tra NEMA 12 e 3R è fondamentale per la scelta della custodia corretta.

Uso primario Ubicazione

La differenza principale sta nell'ambiente di utilizzo previsto: Il NEMA 12 è limitato all'uso in interni in un ambiente industriale, mentre il NEMA 3R ha uno scopo più ampio come apparecchiatura per applicazioni sia in interni che in esterni, anche se è principalmente adattato alle condizioni esterne.

Protezione contro gli oggetti solidi estranei

La protezione NEMA 12 è superiore per le polveri sottili, in quanto fornisce una tenuta ermetica contro la circolazione interna di polvere, lanugine, fibre e volatili. La protezione NEMA 3R, invece, protegge solo dalla caduta di sporcizia e detriti e non protegge dalle forme di polvere trasportate dal vento o in circolazione, a causa dell'inadeguata tenuta richiesta.

Protezione contro le infiltrazioni d'acqua

Sebbene il NEMA 12 offra protezione contro rischi interni come gocce d'acqua e spruzzi leggeri di liquidi non corrosivi, non protegge dalla pioggia o dall'acqua diretta in qualsiasi forma. D'altra parte, il NEMA 3R è progettato per resistere alle precipitazioni - pioggia, nevischio e neve - per uso esterno, ma non protegge dagli spruzzi d'acqua in interni o dagli spruzzi d'acqua in pressione. Inoltre, nessuno dei due sistemi può essere definito "impermeabile", vale a dire resistente all'immersione o al getto diretto dell'acqua.

Protezione contro le infiltrazioni di olio e refrigerante

Il NEMA 12 è progettato per proteggere dall'ingresso di olio e refrigeranti non corrosivi, un requisito comune in prossimità di macchinari industriali. Il NEMA 3R non include questa specifica protezione da refrigeranti e oli in nessuna delle sue versioni standard.

Protezione contro la formazione di ghiaccio

In questo caso, il NEMA 3R è in vantaggio rispetto al NEMA 12, poiché il 3R può resistere alla formazione di ghiaccio esterno senza subire danni, mentre il 12 no. Pertanto, il 3R è più adatto ai climi esterni gelidi.

Sigillatura

Le guarnizioni per il NEMA 12 sono resistenti all'olio e sono progettate per contenere continuamente polvere e liquidi. Il NEMA 3R scherma e drena parte della sua resistenza agli agenti atmosferici e può quindi utilizzare guarnizioni, ma non allo stesso livello del NEMA 12. Pertanto, il NEMA 3R non può essere sigillato così finemente come il NEMA 12.

Ventilazione e drenaggio

Di solito, il NEMA 12 è sigillato. Rendere disponibili attraverso filtri specializzati che hanno un ricambio d'aria con l'ambiente esterno. Le custodie NEMA 3R includono fori di drenaggio liberi per consentire l'uscita dei liquidi intrappolati e prese d'aria schermate che consentono la circolazione dell'aria. Queste caratteristiche sono incompatibili con un design a tenuta di polvere, che rende il NEMA 3R incapace di essere completamente sigillato contro le particelle.

Applicazioni comuni: Quando utilizzare il NEMA 12 rispetto al NEMA 3R

La decisione di utilizzare un involucro NEMA 12 o NEMA 3R dipende esclusivamente dall'ambiente in cui verrà utilizzato.

Le custodie NEMA 12 sono tipicamente utilizzate per:

• Pannelli di controllo industriali: Involucro di PLC, VFD, MCS, relè e altri dispositivi di controllo situati in un'area di controllo di un impianto di produzione, in cui sono presenti polvere, fibre o persino nebbie leggere di olio/refrigerante. Ciò include impianti di lavorazione alimentare che non lavano il quadro, nonché impianti automobilistici, fabbriche tessili, officine meccaniche, ecc.
• Stazioni di interfaccia operatore: Salvaguardia degli schermi tattili e di altri componenti HMI presenti sulle macchine o in prossimità di esse.
• Scatola di giunzione e morsettiera elettrica: Utilizzato in ambienti industriali interni molto sensibili alla polvere, dove è necessario un involucro superiore a quello di base NEMA 1. Queste aree sono anche leggermente esposte ai liquidi.
• Apparecchiature di telecomunicazione: Salvaguardia di delicate apparecchiature di rete e comunicazione situate in aree interne non controllate dall'ambiente, come pavimenti di fabbriche e magazzini.

Le custodie NEMA 3R sono tipicamente utilizzate per:

• Scatole di derivazione e di estrazione elettrica per esterni: Tipico per lavori di pubblica utilità e cablaggi generici all'esterno.
• Dispositivi di controllo per uso esterno: I timer, le fotocellule e gli altri dispositivi di controllo che regolano l'illuminazione di strade, parcheggi o luci multifunzionali sono nascosti qui.
• Struttura di ingresso del servizio: protezione degli interruttori automatici e delle basi dei contatori quando il servizio elettrico è installato in un edificio.
• Applicazioni agricole: I controlli per gli impianti di irrigazione o altre apparecchiature contenute negli edifici agricoli o nei capannoni sono in sintonia con i fattori di esposizione alle intemperie.
• Controlli per sistemi HVAC: Protezione generale per i componenti esterni degli impianti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria.
• Controlli delle attrezzature per piscine e spa: I timer e i regolatori delle pompe e dei riscaldatori esposti alle intemperie, insieme alle pompe e ai riscaldatori, sono alloggiati.
• Applicazioni interne con acqua che gocciola: Si applica in un ambiente in cui la minaccia principale è il gocciolamento dell'acqua dall'alto (tubature aeree) e la preoccupazione non si concentra sui contaminanti grossolani. In linea di massima, si può pensare a un NEMA 3R con qualche speranza, ma anche un NEMA 12 potrebbe essere adatto in base ad altre condizioni NEMA 12 applicabili.
• Scenari speciali in interni: Umidità elevata e condensa: In alcuni ambienti interni, come le aree non soggette a lavaggio di impianti di lavorazione alimentare, birrerie o magazzini non climatizzati, la sfida principale non è rappresentata dalla polvere o dall'olio, ma dall'elevata umidità, dal vapore e dalla potenziale formazione di condensa all'interno dell'involucro. Questa è una distinzione critica in cui il design del NEMA 3R potrebbe offrire un vantaggio inaspettato rispetto a un NEMA 12 sigillato.

È fondamentale considerare i rischi specifici presenti nell'ambiente di applicazione. La protezione da pioggia e ghiaccio sarebbe insufficiente se una custodia NEMA 12 fosse collocata all'esterno. D'altro canto, la contaminazione di un involucro collocato in un'area industriale interna piena di polvere e nebbia d'olio, utilizzando un involucro NEMA 3R, porterebbe a un guasto prematuro dell'apparecchiatura.

Principi fondamentali per il raggiungimento delle classificazioni NEMA 12 vs NEMA 3R: Progettazione e fabbricazione

Una verifica Classificazione NEMA non è una semplice etichetta, ma il risultato diretto di scelte ingegneristiche specifiche e tangibili. La conformità si ottiene grazie a due aspetti fondamentali: una progettazione intenzionale che anticipa le sfide ambientali e una fabbricazione di precisione. La sezione seguente esamina i principi fondamentali di progettazione e fabbricazione delle custodie NEMA 12 e 3R.

Principi per NEMA 12

Per ottenere la classificazione NEMA 12 è necessario concentrarsi su tre aree critiche di tenuta e integrità:

• L'interfaccia della guarnizione della porta: Intorno all'apertura dell'involucro si forma una flangia a più curve, o "canalina". Questo canale assicura una compressione uniforme della guarnizione, creando una tenuta continua contro polvere, lanugine e liquidi.
• Saldatura di una struttura monolitica: La saldatura a cordone pieno crea una struttura solida e monoblocco, a differenza della saldatura a punti che può lasciare spazi vuoti. Le saldature continue eliminano tutti i punti di ingresso della polvere e dell'umidità, aggiungendo al contempo una notevole rigidità per prevenire le deformazioni.
• Aperture di precisione: Il taglio laser ad alta precisione o la punzonatura CNC creano aperture esatte per i componenti. Questa precisione è essenziale affinché i pressacavi e le guarnizioni con classificazione NEMA si adattino perfettamente, mantenendo la classificazione complessiva dell'involucro.

Principi per NEMA 3R

Le custodie NEMA 3R sono progettate per gestire attivamente le condizioni atmosferiche grazie a queste caratteristiche:

• Deviazione sistematica dell'acqua: I modelli NEMA 3R utilizzano schermi salvagoccia, ovvero flange estese sopra la porta, per deviare la pioggia dalla guarnizione. Le prese d'aria con griglia interna consentono il flusso d'aria per il raffreddamento e bloccano la pioggia e i detriti.
• Gestione della condensa e del drenaggio: Per gestire la condensa interna dovuta agli sbalzi di temperatura, nel punto più basso dell'involucro sono integrati dei fori di drenaggio. Queste aperture protette consentono all'umidità di defluire in modo sicuro, impedendo al contempo l'ingresso di parassiti.
• Rinforzo per condizioni difficili: I rinforzi sono saldati su superfici ampie come le porte e i pannelli posteriori per aggiungere rigidità. Questo rinforzo impedisce la flessione causata da neve o ghiaccio, assicurando che la porta rimanga allineata e la tenuta efficace.

Per TZR, questi principi non sono solo linee guida, ma sono il fondamento di ogni copertura personalizzata che produciamo.

Scegliere il giusto involucro: Fattori da considerare prima dell'acquisto

La scelta dell'involucro NEMA 12 o 3R appropriato implica la considerazione dei fattori ambientali, delle caratteristiche dell'apparecchiatura e delle norme vigenti. Seguendo una metodologia prestabilita, si garantisce l'adeguatezza economica e di protezione.

Una preaccuratezza Ambiente Valutazione: È necessario effettuare un'attenta valutazione della posizione, se interna o esterna, del tipo di polvere, delle infiltrazioni di liquidi (gocciolamento, pioggia, spruzzi), delle temperature estreme e delle possibilità di ghiaccio o corrosione. La precisione della valutazione è essenziale per evitare guasti.

Rispondere alle esigenze: Allineare i rischi con i tipi di protezione NEMA pertinenti. Verificare se è necessaria la tenuta alla polvere, la protezione dalla pioggia, la resistenza all'olio e così via, con un livello di protezione NEMA 12 (polvere/goccia/olio per interni) o 3R (pioggia/ghiaccio per esterni) o superiore.

Fattori che influenzano il controllo delle apparecchiature: Valutare il calore emesso dalle apparecchiature (che influisce sulla ventilazione), le dimensioni fisiche e i requisiti di accesso. Questi fattori influenzano il profilo dell'involucro, dal punto di vista dimensionale, termico e radiativo, controllando le variabili e mantenendo la classificazione NEMA.

Conformità alle normative e agli standard richiesti: Determinare se esistono standard specifici del settore, politiche edilizie o leggi sulla sicurezza che richiedono una classificazione minima NEMA o un marchio UL. La conformità dell'involucro è fondamentale per garantire il superamento degli standard prestazionali previsti.

Valutare le coperture alla luce della costruzione: Considerare gli standard di fabbricazione del materiale dell'involucro, concentrarsi sulla resistenza e sulla forza contro la corrosione in ambienti estremi e le condizioni ambientali incontrollate potrebbero distorcere la qualità. La qualità della produzione influisce notevolmente sulla capacità della struttura di mantenere la classificazione NEMA per tutta la durata di vita prevista.

Analisi costi-benefici: Valutate i costi associati alla custodia rispetto ai possibili costi legati a danni, perdita di produttività o problemi di sicurezza dovuti a una protezione insufficiente. Il NEMA 12 tende a essere più economico, ma sceglietelo in base al livello di protezione necessario, non al prezzo più basso.

Considerazioni future: Considerare i cambiamenti emergenti nell'ambiente o le modifiche alle apparecchiature esistenti. Anticipare le esigenze future aiuta a evitare costose sostituzioni dovute a una pianificazione inadeguata fin dall'inizio.

Conclusione

La scelta della custodia appropriata non significa scegliere la classificazione "migliore", ma determinare quale classificazione si adatta meglio al vostro ambiente. Una scelta errata può causare guasti operativi, riduzione della durata di vita, ulteriori problemi di sicurezza e costosi tempi di inattività. Con le informazioni fornite sopra, credo che si possa scegliere tranquillamente tra NEMA 3R e NEMA 12, purché corrispondano alle proprie esigenze specifiche.

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Domande frequenti

Che cos'è la classificazione ambientale di tipo 3R?

Le custodie NEMA 3R sono progettate per l'uso esterno e proteggono le apparecchiature da pioggia, neve, nevischio e formazione di ghiaccio. Mantiene i componenti interni asciutti in condizioni climatiche normali, ma non è sigillato contro l'acqua ad alta pressione o gli agenti corrosivi.

Qual è la soluzione migliore, NEMA 3R o 4X?

Il NEMA 4X supera il 3R aggiungendo la protezione contro l'acqua diretta dai tubi, la polvere trasportata dal vento e la corrosione (ad esempio, nebbia salina o sostanze chimiche leggere). Scegliete il 4X quando avete bisogno di integrità impermeabile e resistenza alla corrosione in ambienti difficili o soggetti a lavaggi. Se avete bisogno di un'impermeabilità e di una resistenza alla corrosione più forti, date un'occhiata al confronto tra i seguenti prodotti NEMA 4 e NEMA 4X.

Il NEMA 12 è migliore del NEMA 2?

Sì. Mentre il NEMA 2 offre una protezione di base per interni contro la polvere leggera e l'acqua che gocciola, il NEMA 12 offre una tenuta più rigida contro la polvere in circolazione, la lanugine, la nebbia d'olio e gli spruzzi di liquidi, rendendolo più adatto agli ambienti industriali.