Cấp bảo vệ đèn LED: Chỉ số Class, IP, IK

Chỉ số Class

Các chỉ số Class

Bên cạnh thông số điện và quang của thiết bị, cấp bảo vệ điện Class I/II/III là chỉ số quan trọng nhất, ảnh hưởng đến an toàn cho người sử dụng. 

Chỉ số Class là chỉ số chỉ cấp bảo vệ điện (Protection Class, Safety Class), bảo vệ chống giật điện, thể hiện khả năng cách điện của thiết bị.

Cấp bảo vệ điện Class được quy chuẩn bởi tiêu chuẩn quốc tế IEC:61140 từ Uỷ ban Kỹ thuật Điện Quốc tế IEC (International Electrotechnical Commission).

Các bộ đèn nói chung và đèn LED nói riêng thường có cấp độ bảo vệ Class I hoặc Class II.

Theo tiêu chuẩn IEC:61140, có 3 cấp bảo vệ:

Class 0

Loại vật liệu cách nhiệt cơ bản nhất được tìm thấy trong thiết bị điện tử Class 0. Cách điện cơ bản này chỉ bao gồm lớp phủ PVC của dây dẫn. Do thiếu kết nối PE trên đèn, có nguy cơ bị điện giật và nổ đáng kể nếu dây bị hỏng. Thiết bị class 0 không có nhiều trên thị trường, vì nó gây hại lớn cho môi trường. Giữa dây dẫn sống và kim loại, chỉ có một cấp độ bảo vệ.

Thiết bị như vậy là cực kỳ hiếm ở các địa điểm đông dân cư, chẳng hạn như nhà ở và địa điểm kinh doanh. Một lỗi nhỏ có thể gây ra hậu quả lớn như điện giật, nổ và hỏa hoạn. Do mức độ bảo vệ kém của thiết bị, nó thiếu khả năng cảnh báo cho người tiêu dùng trong trường hợp xảy ra thảm họa. Loại bảo vệ này không sử dụng cầu chì hoặc bộ ngắt mạch.

Loại thiết bị này rủi ro đến mức nhiều chính phủ các nước đã cấm mua bán sử dụng.

Một ví dụ dễ tìm thấy nhất của thiết bị điện tử Class 0 là mỏ hàn cắm hai chân (không có kết nối nối đất) và “đèn dây tráng trí Giáng sinh” rất thông dụng ở Việt Nam.

Class 01

Ngoài ra, Class 01 cũng là loại có rủi ro cao. So với các thiết bị Class 1, các thiết bị điện tử tử này có thêm phần nối đất.

Class I: Bảo vệ bằng cách nối đất với vỏ kim loại của thiết bị. Thiết bị theo chuẩn ClassI có thể nhìn thấy ba chân, một trong số đó được kết nối với dây đất của tòa nhà. Tất cả các thành phần kim loại trong loại thiết bị này đều được ‘nối đất’, và được bảo vệ như vậy.

Bộ đèn Class I có hai cấp độ bảo vệ, bao gồm cách điện cơ bản và nối đất, có nghĩa là bộ đèn bắt buộc phải nối đất an toàn cho người sử dụng khi chạm vào. Cách điện cơ bản này bao gồm cách điện bằng nhựa của dây dẫn. Nếu không có dây nối đất và dây bị hỏng vì bất kỳ lý do gì, người dùng có thể bị điện giật. Nối đất tất cả các dây dẫn và đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

Thiết bị nối đất loại I꞉
Thiết bị loại I có lớp cách điện cơ bản và cần kết nối nối đất. Kết nối này bảo vệ con người khỏi bị điện giật. Trong các khu công nghiệp có máy móc lớn, thiết bị loại I rất quan trọng. Các máy móc sử dụng an toàn loại I vì rủi ro rất cao.

Thông thường, cầu chì nằm trong phích cắm hoặc hộp cầu chì chính bảo vệ người dùng bằng cách cắt hoàn toàn kết nối và báo động. Bộ đèn, cầu chì, RCD hoặc MCB class I bảo vệ người dùng khỏi những rủi ro nghiêm trọng.

Phích cắm ba chân được sử dụng trong thiết bị điện tử class 1. Một đầu nóng, một đầu trung tính và một đầu nối đất. Ngoài ra, phích cắm sẽ có cầu chì. Nếu một dây màu vàng / xanh lá cây có thể nhìn thấy trong đèn điện, đây là màu sắc phổ biến cho ‘dây đất’.

Ứng dụng꞉
Máy móc công nghiệp꞉ Các máy móc như băng tải và động cơ cần đạt Cấp độ I về an toàn
Dụng cụ điện꞉ Các dụng cụ như máy khoan và cưa có nối đất. Nối đất này sẽ ngăn chặn điện giật nếu lớp cách điện bị đứt

Class II: Hai lớp bảo vệ có mặt trong bộ đèn class II, bề mặt tiếp xúc không có khả năng dẫn điện, không cần bảo vệ bằng nối đất. Bộ đèn Class II có nghĩa là bộ đèn có lớp vỏ cách điện bao bọc bên ngoài, do đó không cần nối đất. Do không có nối đất trên thiết bị class II, bạn sẽ nhận thấy cổng kết nối chỉ có 2 dây, một dây nóng và một dây trung tính. Không nên nhầm lẫn class II với “Class 2”, đây là một danh mục riêng biệt không liên quan gì đến nhau

Thiết bị nối đất loại II꞉ Cách điện kép
Thiết bị loại II không cần nối đất. Chúng có lớp cách điện kép, nghĩa là có hai cấp độ bảo vệ chống sốc. Nhiều đồ gia dụng thuộc loại này. Điều này mang lại cảm giác an toàn.

Đèn điện class II được chế tạo theo cách mà không có dây hoặc linh kiện điện nào có thể chạm trực tiếp. Các đặc điểm sau của đèn chỉ định nó là đèn chiếu sáng class II:

• Ngoại trừ các tấm kim loại, đinh tán và những thứ tương tự, vỏ của đèn điện bao gồm một vật liệu cách nhiệt cao như nhựa. Do đó, nhà ở hoàn toàn an toàn cho người sử dụng. Ngoài ra, vỏ cô lập tất cả các thành phần điện và hệ thống dây điện. Kiểu đèn này được gọi là “vỏ cô lập class I”.
• Một bộ đèn với vỏ kim loại cứng cáp với các thành phần cách điện kép. Chúng được gọi là vỏ kim loại class II.
• Đèn chiếu sáng class II là sự kết hợp của 1 và 2.
• Có một phân loại khác được gọi là vỏ cách nhiệt loại n, bao gồm cả cách nhiệt gia cố và cách nhiệt bổ sung.
• Một số bộ đèn class II nhất định bao gồm kết nối đất.

Ứng dụng꞉
Thiết bị gia dụng꞉ Máy sấy tóc và máy nướng bánh mì thuộc loại II. Các thiết bị này hoạt động an toàn ngay cả ở những nơi ẩm ướt.
Thiết bị di động꞉ Bộ sạc điện thoại di động, máy tính xách tay và bộ sạc thường có lớp cách điện kép.

Class III: Điện áp cực thấp an toàn (SELV), điện áp thiết bị nhỏ dưới 50V, không có khả năng gây nguy hiểm. Thiết bị loại III sử dụng điện áp cực thấp. Phương pháp này làm giảm nguy cơ bị điện giật. Thật ấn tượng khi các nhà thiết kế giữ cho các thiết bị này an toàn trong mọi tình huống.

Bộ đèn điện chuẩn class III được cung cấp bởi một máy biến áp chuyên dụng tạo ra được gọi là “Điện áp cực thấp được tách biệt” (SELV). Bộ đèn Class III có nghĩa là bộ đèn sử dụng điện áp thấp DC.12V, do đó không cần nối đất. Máy biến áp an toàn này hoạt động ở dòng điện xoay chiều 50 volt, hoặc đôi khi là 24 volt hoặc 12 volt. Điện áp này thấp đến mức trong điều kiện bình thường, người dùng có thể tiếp xúc trực tiếp mà không có nguy cơ bị điện giật. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là bạn nên tiếp cận nó mà không cần cẩn thận!

Đèn LED dây chủ yếu được phân loại là sản phẩm Class III. Chúng thường xuyên yêu cầu mua một máy biến áp điện áp thấp (còn được gọi là Trình điều khiển LED hay LED Driver).

Myas biến áp cách li: Hai cuộn dây bao gồm máy biến áp cung cấp điện áp thấp. Đầu tiên được gọi là ‘cuộn dây sơ cấp’, và nó được kết nối với nguồn điện chính. Loại cuộn dây khác được gọi là ‘cuộn dây thứ cấp’, và nó được kết nối với đèn điện.

Cả hai cuộn dây đều có mặt trong một lõi từ tính đối lập với nhau. Do thực tế là các cuộn dây này được tách ra và không chạm vào nhau, máy biến áp được gọi là ‘máy biến áp cách ly’. ‘Cảm ứng’ được sử dụng để truyền điện áp. Sự cách ly này giữa các cuộn dây cung cấp mức độ an toàn tương tự như cách nhiệt kép ở các lớp khác.

Không có yêu cầu về kết nối đất, vì máy biến áp an toàn cung cấp tất cả các biện pháp bảo vệ cần thiết. Điều này có nghĩa là các vật liệu cách nhiệt an toàn cần thiết cho Class I và Class II không áp dụng cho Class III, vì máy biến áp thực hiện tất cả các công việc.

Ứng dụng꞉
Đèn điện áp thấp꞉ Đèn LED dưới 50V phù hợp với danh mục này. Chúng hoạt động tốt trong nhà và doanh nghiệp. Chiếu sáng ngày càng an toàn hơn trong những năm qua đồng thời vẫn đảm bảo an toàn cho chúng ta.
Thiết bị y tế꞉ Nhiều thiết bị chăm sóc sức khỏe áp dụng thiết kế Class III. An toàn cho bệnh nhân là mối quan tâm hàng đầu.

Sự nhầm lẫn thường tồn tại liên quan đến sự khác biệt giữa nguồn điện AC-DC được xếp hạng Class 2 và Class II. Sự khác biệt là đáng kể và quan trọng để hiểu. Nhận dạng NEC (Mã điện quốc gia) của Class 2 đề cập đến điện áp đầu ra và năng lượng của nguồn cung cấp AC-DC, trong khi IEC (Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế), Class II, đề cập đến cấu trúc bên trong và cách điện của nguồn điện.

Bảo vệ cách điện IEC loại II và loại I

Các lớp bảo vệ IEC chi phối việc xây dựng và cách điện của nguồn điện để bảo vệ người dùng khỏi bị điện giật. Trong nguồn điện Class II, có hai lớp cách điện (hoặc một lớp cách điện gia cố duy nhất) giữa người sử dụng và dây dẫn mang dòng điện bên trong. Trong các vật tư được thiết kế với hai lớp cách nhiệt, lớp cách nhiệt đầu tiên thường được gọi là “Vật liệu cách nhiệt cơ bản”. Lớp cách nhiệt thứ hai thường là lớp cách điện bao quanh sản phẩm, chẳng hạn như vỏ nhựa có trên giá treo tường và nguồn điện để bàn.

Một ví dụ phổ biến về cách điện cơ bản là cách điện có trên dây dẫn. Các mẫu đầu vào IEC Class I có lớp cách điện cơ bản và phải kết hợp kết nối đất (nối đất) bảo vệ để giảm thiểu nguy cơ bị điện giật.

Bộ nguồn cấp bảo vệ IEC Class II sẽ có dây nguồn hai dây trái ngược với dây nguồn ba dây (Class I) có dây nối Trái đất an toàn. Các sản phẩm được thiết kế với lớp cách nhiệt Class II thường được dán nhãn là “Class II” hoặc “cách nhiệt kép” hoặc sẽ có ký hiệu vuông đồng tâm trên nhãn an toàn.

• Chỉ số đầu tiên (0-6): Đánh giá khả năng chống bụi.
• Chỉ số thứ hai (0-8): Đánh giá khả năng chống nước.

Chỉ số càng cao, khả năng bảo vệ càng tốt.

Ví dụ, IP68 là tiêu chuẩn cao cho phép thiết bị chống bụi hoàn toàn và chịu được ngâm trong nước ở độ sâu tối đa 1,5 mét trong 30 phút.

Thường đèn Led chiếu sáng trong nhà có thông số IP20 là đủ. Nếu dùng để chiếu sáng ngoài trời, có thể phải cần đến IP65. Trong khi các đèn âm nước phải cần IP68 mới đủ đảm bảo cho các thiết bị hoạt động bình thường.

Tiêu chí	Chuẩn IP67	Tiêu chuẩn IP68	Tiêu chuẩn IP69
Môi trường sử dụng	Dùng cho thiết bị sử dụng ngoài trời	Dùng cho thiết bị sử dụng dưới nước	Dùng cho thiết bị sử dụng dưới nước
Chống nước	Bảo vệ thiết bị ngâm trong nước trong khoảng 30p	Bảo vệ thiết bị ngâm trong nước trong nhiều giờ liền	Bảo vệ thiết bị ngâm trong nước lâu dài với áp lực nước lớn.
	Có thể ngâm trong độ sâu dưới 1m	Có thể ngâm trong độ sâu hơn 1m	Có thể ngâm trong độ sâu trên 2m với áp lực nước lớn
Chống bụi	Ngăn chặn bụi bẩn tuyệt đối	Ngăn chặn bụi bẩn tuyệt đối	Ngăn chặn bụi bẩn tuyệt đối
Ứng dụng thực tế	Thích hợp cho các hoạt động hàng ngày, tiếp xúc với nước trong thời gian ngắn	Thích hợp cho các hoạt động dưới nước, hoạt động ngoài trời trong điều kiện khắc nghiệt	Thích hợp cho các hoạt động dưới nước, hoạt động ngoài trời trong điều kiện khắc nghiệt
Ưu điểm	Cân bằng giữa khả năng chống nước và giá cả	Khả năng chống nước vượt trội, phù hợp với người dùng có nhu cầu cao	Khả năng chống nước vượt trội, phù hợp với người dùng có nhu cầu cao
Nhược điểm	Khả năng chống nước hạn chế hơn so với IP68	Giá thành sản phẩm thường cao hơn	Giá thành sản phẩm cao

 Lưu ý IP67:

• Chống bụi hoàn toàn: Chỉ số “6” đảm bảo bụi lớn hơn 1mm không thể xâm nhập. Giúp bảo vệ các linh kiện điện tử bên trong.
• Chống nước phun: Chỉ số “7” cho biết thiết bị có khả năng chịu được nước phun mạnh từ mọi hướng mà không ảnh hưởng đến hoạt động.

→ IP67: Thiết bị đạt chuẩn IP67 không thể ngâm trong nước mà không có rủi ro và khả năng chống nước có thể giảm dần theo thời gian.

Khả năng chống tác động cơ học: IK

IK là viết tắt của Impact Resistance (chỉ số chống va đập), dùng để đánh giá khả năng chịu lực tác động cơ học từ bên ngoài của một thiết bị. Đây là một tiêu chuẩn quốc tế (IEC 62262) quy định mức độ bảo vệ của thiết bị điện và vỏ ngoài trước các tác động vật lý.

Chỉ số IK (Impact Protection – Bảo vệ tác động) là một chỉ số quốc tế thể hiện khả năng chống chịu tác động cơ học từ bên ngoài của thiết bị điện. Ký tự “K” viết tắt của Kinetic (động năng). Chỉ số IK cho biết thiết bị có thể chịu được lực va đập mạnh đến mức nào mà không bị hư hỏng. Nó dùng để chỉ định khả năng để bảo vệ của nó khỏi các tác động bên ngoài theo IEC 62262:2002 và IEC 60068-2-75:1997

Cấp bảo vệ chống va đập cơ học được ký hiệu bằng chữ “IK” đi sau là hai con số từ 00 đến 10 xác định khả năng chống va đập và tác động bên ngoài vào thiết bị từ thấp đến cao. Do đó, vỏ bọc của thiết bị có chỉ số IK càng cao. Thì sẽ bảo vệ các linh kiện bên trong khỏi bị hư hại do các tác động vật lý như va đập, rơi, rung lắc.

Ngành chiếu sáng: Chỉ số IK rất quan trọng đối với đèn dạng công nghiệp công suất lớn, đặc biệt là các loại đèn dùng để chiếu sáng ở những nơi công cộng, nhà xưởng. Khi đèn led chiếu sáng đặt trong các môi trường có độ rung lớn như các nhà máy công nghiệp nặng, trên các phương tiện giao thông, hoặc trên công trường thì IK là một chỉ số rất quan trọng. Khi sử dụng, cần chọn các đèn chống rung, chống sốc với chỉ số IK phù hợp để tránh hư hỏng cho thiết bị.

Thang đo cấp độ bảo vệ đối với từng chỉ số IK
IK	Bảo vệ chống lại tác động	Mức bảo vệ	Năng lượng tác động (Joules)
IK00	Vật nặng 0 kg rơi từ độ cao 0mm	Không có bảo vệ	0 (J)
IK1	Vật nặng 0,25kg rơi từ độ cao 56mm	Bảo vệ khỏi lực tác động rất nhẹ	0,14 (J)
IK2	Vật nặng 0,25kg rơi từ độ cao 80mm	Bảo vệ khỏi lực tác động nhẹ	0,2 (J)
IK3	Vật nặng 0,25kg rơi từ độ cao 140mm	Bảo vệ khỏi lực tác động	0,35 (J)
IK4	Vật nặng 0,25kg rơi từ độ cao 200mm	Bảo vệ khỏi lực tác động trung bình	0,50 (J)
IK5	Vật nặng 0,25kg rơi từ độ cao 280mm	Bảo vệ khỏi lực tác động đáng kể	0,7 (J)
IK6	Vật nặng 0,25kg rơi từ độ cao 400mm	Bảo vệ khỏi lực tác động đáng kể	1 (J)
IK7	Vật nặng 0,5kg rơi từ độ cao 400mm	Bảo vệ khỏi lực tác động mạnh	2 (J)
IK8	Vật nặng 1,7kg rơi từ độ cao 300mm	Bảo vệ khỏi lực tác động mạnh	5 (J)
IK9	Vật nặng 5kg rơi từ độ cao 200mm	Bảo vệ khỏi lực tác động rất mạnh	10 (J)
IK10	Vật nặng 5kg rơi từ độ cao 400mm	Bảo vệ khỏi lực tác động rất mạnh	20 (J)