Cấp độ ô nhiễm (Pollution degree) là gì?

Mục lục · 11 phần

Cấp độ ô nhiễm (Pollution degree) là con số đặc trưng cho mức ô nhiễm dự kiến của vi môi trường (micro-environment).[1][2] Vi môi trường là môi trường ngay sát lớp cách điện, yếu tố ảnh hưởng đặc biệt tới kích thước khoảng cách bề mặt.[2] Tiêu chuẩn IEC định nghĩa bốn cấp, từ cấp 1 khô sạch tới cấp 4 dẫn điện kéo dài do bụi dẫn điện, mưa hoặc tuyết.[1] Ở điện áp làm việc 400 V, cấp 1 cần khoảng cách bề mặt 1,0 mm, cấp 2 với vật liệu nhóm I cần 2,0 mm.[3][15] Biến tần (inverter) SMA Sunny Tripower lắp ngoài trời ghi cấp 3 bên ngoài vỏ và cấp 2 bên trong vỏ.[4] Yêu cầu về cấp độ ô nhiễm của biến tần nằm trong tiêu chuẩn an toàn được giải thích ở bài Tiêu chuẩn IEC 62109-1.

Tóm tắt nhanh

MụcThông tin chính
Tên tiếng AnhPollution degree; biên bản thử nghiệm viết tắt là PD, ví dụ "PD 3 external, PD 2 internal"[5]
Định nghĩaCấp độ ô nhiễm (Pollution degree) là con số đặc trưng cho mức ô nhiễm dự kiến của vi môi trường (micro-environment)[1][2]
Tiêu chuẩn gốcIEC 60664-1, phối hợp cách điện cho thiết bị có điện áp định mức tới AC 1.000 V hoặc DC 1.500 V[6]
Bốn cấpCấp 1 khô sạch; cấp 2 thỉnh thoảng dẫn điện do ngưng tụ; cấp 3 có ô nhiễm dẫn điện; cấp 4 dẫn điện kéo dài[1]
Đại lượng chịu ảnh hưởngKhoảng cách bề mặt, cùng với điện áp làm việc hiệu dụng và nhóm vật liệu[3]
Ví dụ ở 400 VCấp 1: 1,0 mm; cấp 2 nhóm I: 2,0 mm; cấp 2 nhóm III: 4,0 mm[3][15]
Trong biến tần PVIEC 62109-1 có điều 6.2 riêng cho cấp độ ô nhiễm[7]
Ví dụ trên datasheetSMA Sunny Tripower: cấp 3 bên ngoài vỏ, cấp 2 bên trong vỏ[4]
Cách hạ cấp bên trongThử nghiệm IP cho vỏ hoặc phủ bo mạch[8]
Tiêu chuẩn Việt NamTCVN 10884-1:2015 tương đương IEC 60664-1:2007[9]

1. Cấp độ ô nhiễm (Pollution degree) là gì?

Cấp độ ô nhiễm (Pollution degree) là con số đặc trưng cho mức ô nhiễm dự kiến của vi môi trường (micro-environment).[1][2] Con số đi từ 1 tới 4, mỗi cấp mô tả một kiểu ô nhiễm khác nhau.[1] Bốn cấp được đặt ra để đánh giá khoảng cách bề mặt và khoảng cách không khí.[1]

Định nghĩa trong từ điển kỹ thuật điện IEC

Thuật ngữ pollution degree nằm ở mục 851-15-17 của Từ điển kỹ thuật điện quốc tế (IEV), công bố tháng 6/2008.[1] Mục từ lấy nguồn từ IEC 60664-1:1992, điều 1.3.13.[1] Bản IEC 60664-1:2007 giữ nguyên câu định nghĩa ở điều 3.13.[2] Ghi chú của điều 3.13 dẫn tới điều 4.6.2, nơi quy định bốn cấp 1, 2, 3 và 4.[2]

Ô nhiễm theo nghĩa của tiêu chuẩn cách điện

Ô nhiễm (pollution) trong IEC 60664-1 là mọi chất lạ rắn, lỏng hoặc khí có thể làm giảm độ bền điện hoặc điện trở suất bề mặt của cách điện.[2] Trong IEC 60664-1 bản 2020, điều 4.5.3 dành riêng cho điều kiện của ô nhiễm dẫn điện.[6]

Vi môi trường và môi trường lắp đặt

Tiêu chuẩn IEC 60664-1 phân biệt hai lớp môi trường.[2] Môi trường chung (macro-environment) là môi trường của căn phòng hoặc vị trí đặt thiết bị.[2] Vi môi trường là môi trường ngay sát lớp cách điện, ảnh hưởng đặc biệt tới kích thước khoảng cách bề mặt.[2] Biến tần SMA Sunny Tripower ghi hai cấp riêng cho bên ngoài vỏ và bên trong vỏ.[4]

Hiểu định nghĩa xong, bước tiếp theo là xem bốn cấp được mô tả cụ thể ra sao và ứng với môi trường nào.

Cấp độ ô nhiễm: câu định nghĩa trong IEV 851-15-17 và IEC 60664-1 qua các bản 1992 đến 2020, khái niệm ô nhiễm, môi trường chung và vi môi trường
Cấp độ ô nhiễm là con số đặc trưng cho mức ô nhiễm dự kiến của vi môi trường, từ 1 tới 4. Định nghĩa có trong IEV 851-15-17 và IEC 60664-1. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[1][6]

2. Bốn cấp độ ô nhiễm từ PD1 đến PD4

Trong IEC 60664-1 bản 2020, nội dung này nằm ở điều 4.5.2 với tên "Degrees of pollution in the micro-environment".[6] Bản 2007 đặt cùng nội dung ở điều 4.6.2.[2] Mô tả từng cấp dưới đây lấy theo ghi chú của mục IEV 851-15-17.[1]

Cấp độ ô nhiễm 1 (PD1)

Cấp độ ô nhiễm 1 là khi không có ô nhiễm, hoặc chỉ có ô nhiễm khô, không dẫn điện.[1] Ô nhiễm ở cấp này không gây ảnh hưởng.[1][15] Ví dụ trong ghi chú ứng dụng của TI là phòng thí nghiệm có điều hòa, lớp cách điện dưới lớp phủ bảo vệ hoặc lớp trong của bo mạch.[10] Linh kiện được bịt kín như bo mạch phủ và phòng sạch cũng được nêu làm ví dụ cấp 1.[3]

Cấp độ ô nhiễm 2 (PD2)

Cấp độ ô nhiễm 2 là khi chỉ có ô nhiễm không dẫn điện, ngoại trừ thỉnh thoảng có tính dẫn điện tạm thời do ngưng tụ.[1][15] Mô tả cấp 2 trong ghi chú ứng dụng cho bộ truyền động động cơ ghi thêm điều kiện thiết bị không vận hành.[10] Ví dụ được nêu là bên trong vỏ, tủ điện hoặc thiết bị gia dụng.[10] Phòng thí nghiệm, văn phòng và vỏ thiết bị viễn thông theo IEC 62368-1 cũng được nêu làm ví dụ cấp 2.[3]

Cấp độ ô nhiễm 3 (PD3)

Cấp độ ô nhiễm 3 là khi có ô nhiễm dẫn điện, hoặc ô nhiễm khô không dẫn điện trở thành dẫn điện do ngưng tụ.[1] Ví dụ được nêu là thiết bị điện của máy công cụ.[10] Nhà xưởng công nghiệp không sưởi và môi trường nông nghiệp cũng được nêu làm ví dụ cấp 3.[3]

Cấp độ ô nhiễm 4 (PD4)

Cấp độ ô nhiễm 4 là khi ô nhiễm tạo tính dẫn điện kéo dài, do bụi dẫn điện hoặc do mưa, tuyết.[1] Thiết bị điện dùng ngoài trời là ví dụ cấp 4 trong cả hai ghi chú ứng dụng của Texas Instruments.[10][3] Biến tần KOSTAL PIKO CI, dùng được cả ngoài trời và trong nhà, ghi cấp độ ô nhiễm 4.[21] Biến tần SMA Sunny Tripower có loại môi trường ngoài trời ghi cấp 3 cho phía ngoài vỏ.[4] Biên bản TÜV SÜD cho biến tần Huawei SUN2000-125KTL-M0 ghi cấp 3 cho môi trường bên ngoài.[5]

Các cấp khác nhau ở lượng nước và chất dẫn điện trên bề mặt, nên cần hiểu vì sao hai yếu tố này làm yếu cách điện.

Cấp độ ô nhiễm: mô tả từng cấp theo IEV 851-15-17, ví dụ môi trường trong ghi chú ứng dụng của Texas Instruments và ví dụ biến tần
Bốn cấp PD1 đến PD4 theo IEC 60664-1, từ không ô nhiễm hoặc chỉ ô nhiễm khô đến ô nhiễm dẫn điện kéo dài. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[6][3]

3. Vì sao ô nhiễm và ngưng tụ làm giảm cách điện?

Mô tả bốn cấp xoay quanh hai yếu tố là tính dẫn điện của chất ô nhiễm và nước từ ngưng tụ, mưa hoặc tuyết.[1]

Màng nước và ion hòa tan trên bề mặt

Phần lớn hư hỏng liên quan tới độ ẩm bắt nguồn từ việc hình thành lớp nước trên bề mặt và mặt tiếp giáp quan trọng.[11] Lớp nước có ion hòa tan dẫn điện tốt hơn và gây ăn mòn bước đầu.[11] Chất bẩn hút ẩm làm giảm ngưỡng độ ẩm tương đối cần thiết để lớp nước hình thành.[11] Khi tan trong nước, các chất này làm tăng dòng rò và gây ăn mòn như di chuyển điện hóa.[11]

Cấp độ ô nhiễm: ảnh thật module PV bám bẩn trên mái nhà, kèm khái niệm ô nhiễm theo IEC 60664-1 và vi môi trường ngay sát lớp cách điện
Module PV bám bẩn trên mái nhà tại Dornbirn, Áo (ảnh Asurnipal, CC BY-SA 4.0). Ảnh minh họa, không suy ra cấp độ ô nhiễm. Hình gốc: ảnh “Dornbirn-NEXT Power 145 aSi-dirty-pollen-01ASD” của Asurnipal trên Wikimedia Commons, giấy phép CC BY-SA 4.0, Việt Nam Solar thêm khung và chú thích. Xem hình gốc tại trang tài liệu gốc.

Phóng điện bề mặt (Tracking)

Phóng điện bề mặt là sự hình thành đường dẫn điện trên bề mặt vật liệu cách điện.[3][10] Đường dẫn này hình thành dần theo thời gian dưới điện áp cao, liên quan tới giá trị hiệu dụng của điện áp.[10] Mức độ phụ thuộc vào điều kiện môi trường, mô tả bằng cấp độ ô nhiễm, và vào chỉ số CTI của vật liệu.[10]

Ngưng tụ khi thiết bị ngừng hoạt động

Ghi chú ứng dụng cho bộ truyền động động cơ đặt tính dẫn điện tạm thời ở cấp 2 vào lúc thiết bị không vận hành.[10] Biến tần SMA Sunny Tripower có độ ẩm tương đối tối đa 100 % ở điều kiện không ngưng tụ.[4] Ngưng tụ và điểm sương được giải thích ở bài Dải độ ẩm tương đối.

Vì nước và chất bẩn tạo đường dẫn trên bề mặt, tiêu chuẩn bù lại bằng cách quy định khoảng cách cách điện theo cấp độ ô nhiễm.

Cấp độ ô nhiễm: chuỗi từ chất bẩn hút ẩm tới dòng rò và ăn mòn, hiện tượng phóng điện bề mặt và ngưng tụ khi thiết bị ngừng hoạt động
Màng nước có ion hòa tan làm bề mặt dẫn điện, dẫn tới phóng điện bề mặt (tracking). Ngưng tụ dễ xảy ra khi thiết bị ngừng hoạt động. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[11][3]

4. Cấp độ ô nhiễm và khoảng cách cách điện

Phối hợp cách điện (insulation coordination) là sự tương quan giữa đặc tính cách điện của thiết bị với vi môi trường dự kiến và các ứng suất khác.[6] Phạm vi của IEC 60664-1 gồm thiết bị có điện áp định mức tới AC 1.000 V hoặc DC 1.500 V nối vào hệ thống hạ áp.[6]

Khoảng cách bề mặt (Creepage distance)

Khoảng cách bề mặt là khoảng cách ngắn nhất dọc theo bề mặt vật liệu cách điện rắn giữa hai phần dẫn điện.[2] Khoảng cách bề mặt được tính theo điện áp làm việc hiệu dụng, cấp độ ô nhiễm và nhóm vật liệu.[3]

Khoảng cách không khí (Clearance)

Khoảng cách không khí là khoảng cách ngắn nhất trong không khí giữa hai phần dẫn điện.[2][6] Khoảng cách không khí được tính theo quá áp quá độ, cấp độ ô nhiễm và độ cao.[3] Điện áp dùng để tính là điện áp đỉnh lớn nhất, gồm cả quá áp quá độ theo cấp quá áp.[10] Cấp độ ô nhiễm, nhiệt độ và độ ẩm tương đối cũng ảnh hưởng tới xu hướng phóng điện qua không khí.[10]

Cấp quá áp và cấp độ ô nhiễm

Cấp quá áp (overvoltage category) là con số xác định một điều kiện quá áp quá độ, gồm bốn cấp I, II, III và IV.[12] Cấp quá áp còn được hiểu là mức điện áp chịu xung yêu cầu.[3] Biến tần KOSTAL PIKO CI G2 ghi cấp quá áp II phía PV, cấp III phía lưới và cấp độ ô nhiễm 4.[13] Cách chọn cấp quá áp được trình bày ở bài Cấp quá áp OVC.

Cách điện cơ bản và cách điện tăng cường

Cách điện cơ bản là cách điện của phần mang điện nguy hiểm, tạo lớp bảo vệ cơ bản.[2] Khoảng cách bề mặt cho cách điện tăng cường phải gấp đôi giá trị xác định cho cách điện cơ bản.[3][15] Khoảng cách bề mặt nhỏ hơn khoảng cách không khí phải được tăng lên bằng khoảng cách không khí.[8]

Ngoài cấp độ ô nhiễm, khoảng cách bề mặt còn phụ thuộc chất liệu cách điện, được đo bằng chỉ số CTI.

Cấp độ ô nhiễm: hai loại khoảng cách cách điện và đầu vào để tính, quy tắc nhân đôi cho cách điện tăng cường, bốn cấp quá áp và ví dụ KOSTAL
Khoảng cách bề mặt đo dọc bề mặt cách điện rắn, khoảng cách không khí đo qua không khí. Cấp độ ô nhiễm là đầu vào của cả hai. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][6]

5. Chỉ số CTI và nhóm vật liệu cách điện

Chỉ số CTI là thông số vật liệu thứ hai đi cùng cấp độ ô nhiễm khi tra khoảng cách bề mặt.[10] Trong IEC 60664-1 bản 2020, chỉ số này nằm ở điều 4.6.3 "Comparative tracking index (CTI)".[6]

Chỉ số phóng điện bề mặt so sánh (Comparative tracking index, CTI) là gì?

CTI là điện áp hiệu dụng lớn nhất vật liệu cách điện chịu được với 50 giọt nước nhiễm bẩn.[3][14] Phép thử được quy định trong IEC 60112 bản 5.0 năm 2020.[14] Phương pháp thử xác định chỉ số PTI và chỉ số CTI của vật liệu cách điện rắn.[14]

Bốn nhóm vật liệu I, II, IIIa và IIIb

Nhóm vật liệu I có CTI từ 600 trở lên.[3][15] Nhóm II có CTI từ 400 tới dưới 600.[3][15] Nhóm IIIa có CTI từ 175 tới dưới 400.[3][15] Nhóm IIIb có CTI từ 100 tới dưới 175.[3][15] Nhóm I có chỉ số CTI cao nhất.[3]

Nhóm vật liệu làm thay đổi khoảng cách bề mặt bao nhiêu?

Ở 400 V và cấp độ ô nhiễm 2, nhóm I cần 2,0 mm, nhóm II cần 2,8 mm, nhóm III cần 4,0 mm.[3][15] Khoảng cách của nhóm III gấp 4,0 / 2,0 = 2 lần nhóm I.

Kết quả CTI không thay cho tính toán khoảng cách

Phạm vi của IEC 60112 ghi rõ kết quả thử không dùng trực tiếp để đánh giá khoảng cách bề mặt an toàn.[14] Chỉ số CTI dùng để xếp nhóm vật liệu, nhóm vật liệu lại là một đầu vào khi tra khoảng cách bề mặt.[3]

Khi đã có cấp độ ô nhiễm và nhóm vật liệu, khoảng cách bề mặt được tra từ bảng của IEC 60664-1.

Cấp độ ô nhiễm: dải CTI của bốn nhóm vật liệu và khoảng cách bề mặt ở 400 V cấp 2 theo nhóm, vẽ đúng tỷ lệ. Định nghĩa và giới hạn của CTI
Bốn nhóm vật liệu I, II, IIIa, IIIb theo CTI. Ở 400 V cấp 2, khoảng cách bề mặt nhóm III gấp đôi nhóm I. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[3][15]

6. Cách tra khoảng cách bề mặt theo cấp độ ô nhiễm

Trong IEC 60664-1 bản 2020, điều 5.3 quy định kích thước khoảng cách bề mặt, Phụ lục H là lưu đồ tra cứu.[6][16] Bản 2020 bổ sung mức DC 1.500 V vào các bảng.[16] Bảng khoảng cách bề mặt của bản 2020 là Bảng F.5 "Creepage distances to avoid failure due to tracking".[6] Bản sửa đổi IEC 60664-1:2020/AMD1:2025 công bố tháng 5/2025.[16]

Bảng khoảng cách bề mặt tiêu biểu

Bảng dưới trích từ tài liệu của Texas Instruments, ghi theo Bảng F.4 của IEC 60664-1, đơn vị mm.[3] Các giá trị trùng với Bảng 4 của IS 15382 (Phần 1):2003, bản tiêu chuẩn Ấn Độ đồng nhất với IEC 60664-1:2002.[15] Bảng chỉ chép cấp 1 và cấp 2.[3]

Điện áp làm việc hiệu dụngCấp 1, mọi nhómCấp 2, nhóm ICấp 2, nhóm IICấp 2, nhóm III
63 V0,200,630,901,25
400 V1,02,02,84,0
800 V2,44,05,68,0
1.000 V3,25,07,110,0

Ví dụ tính khoảng cách bề mặt ở 400 V

Ví dụ dùng các giá trị in trong tài liệu nguồn cho một mạch có điện áp làm việc 400 V.

  1. Xác định điện áp làm việc hiệu dụng của mạch là 400 V.
  2. Xác định vi môi trường là cấp độ ô nhiễm 2, như thiết kế bộ truyền động của TI.[10]
  3. Xác định nhóm vật liệu I, tức CTI từ 600 trở lên.[3]
  4. Tra bảng được khoảng cách bề mặt 2,0 mm cho cách điện chức năng và cơ bản.[3][10]
  5. Nhân đôi cho cách điện tăng cường: 2 × 2,0 = 4,0 mm, đúng giá trị TI in.[10]
  6. So với khoảng cách không khí; nếu khoảng cách bề mặt nhỏ hơn, tăng lên bằng khoảng cách không khí.[8]

Nếu bo mạch dùng vật liệu nhóm III, bước 4 cho 4,0 mm[3][15] và cách điện tăng cường cần 2 × 4,0 = 8,0 mm.

Cấp độ ô nhiễm: ví dụ sáu bước từ điện áp làm việc, cấp độ ô nhiễm, nhóm vật liệu tới khoảng cách bề mặt cho cách điện cơ bản và tăng cường
Sáu bước tính khoảng cách bề mặt ở 400 V, cấp 2, nhóm I: 2,0 mm cho cách điện cơ bản, 4,0 mm cho cách điện tăng cường. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[3][15]

Điện áp nằm giữa hai mốc trong bảng

Với điện áp làm việc 440 V, khoảng cách bề mặt được tính bằng nội suy giữa hai mốc 400 V và 500 V.[10] Kết quả là 40 V × (2,5 mm − 2 mm) / (500 V − 400 V) + 2 mm = 2,2 mm.[10] Ở 565 V, cách tính tương tự cho 2,8 mm.[10]

Độ cao lắp đặt trên 2.000 m

Phạm vi IEC 60664-1 giới hạn ở thiết bị dùng tới độ cao 2.000 m so với mực nước biển.[6] Độ cao cao hơn có hướng dẫn riêng ở điều 5.2.3.4.[6] Bảng F.1 của IEC 62109-1 cho hệ số hiệu chỉnh khoảng cách không khí ở độ cao trên 2.000 m.[7] Bản 2020 của IEC 60664-1 cập nhật hiệu chỉnh theo độ cao trong Bảng F.10 mới.[16] Giới hạn độ cao của biến tần được giải thích ở bài Độ cao vận hành tối đa.

Các nguyên tắc chung của IEC 60664-1 được tiêu chuẩn an toàn cho biến tần PV áp dụng thành yêu cầu cụ thể.

Cấp độ ô nhiễm: giá trị khoảng cách bề mặt theo điện áp làm việc, cấp độ ô nhiễm và nhóm vật liệu. Cách nội suy giữa hai mốc và hiệu chỉnh độ cao
Bảng khoảng cách bề mặt theo điện áp làm việc, cấp độ ô nhiễm và nhóm vật liệu. Cách nội suy giữa hai mốc và hiệu chỉnh độ cao. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[3][15]

7. Cấp độ ô nhiễm trong tiêu chuẩn IEC 62109-1 cho biến tần

Tiêu chuẩn IEC 62109-1 áp dụng cho thiết bị chuyển đổi công suất (PCE) dùng trong hệ thống quang điện.[7] Phạm vi gồm yêu cầu tối thiểu về thiết kế và chế tạo để bảo vệ chống điện giật, năng lượng, cháy và các nguy hiểm khác.[7]

Điều 6.2 Pollution degree

Điều 6 của IEC 62109-1 gồm 6.1 về loại môi trường, 6.2 về cấp độ ô nhiễm và 6.3 về cấp bảo vệ vỏ.[7] Nhà sản xuất phải công bố cấp độ ô nhiễm theo điều kiện môi trường tối thiểu của sản phẩm.[8] Biên bản thử nghiệm ghi riêng mục "POLLUTION DEGREE classification for the intended external environment as per 6.2".[5]

Ba loại môi trường lắp đặt

Điều 6.1 chia môi trường thành ba loại là ngoài trời, trong nhà không điều hòa và trong nhà có điều hòa.[7] Bảng 4 của tiêu chuẩn liệt kê loại môi trường, điều kiện môi trường và yêu cầu thử nghiệm.[7] Biên bản TÜV SÜD cho dòng Huawei SUN2000-125KTL-M0 ghi đạt yêu cầu ngoài trời và vị trí ẩm ướt.[5]

Bảng 5: giảm cấp độ ô nhiễm bên trong vỏ

Bảng 5 của IEC 62109-1 có tên "Reduction of the pollution degree of internal environment through the use of additional protection".[7] Bản đính chính DIN EN 62109-1 năm 2013 sửa dòng đầu của Bảng 5, đổi IPX5 thành IP5X.[17] Cấp độ ô nhiễm có thể giảm nhờ thử nghiệm IP cho vỏ, ví dụ IP X7, hoặc nhờ lớp phủ.[8] Tiêu chuẩn IEC 62477-1 cho bộ chuyển đổi điện tử công suất cũng có Phụ lục B (tham khảo) về các xem xét khi giảm cấp độ ô nhiễm.[18]

Tiêu chuẩn tương đương tại Việt Nam

Bộ TCVN 10884 về phối hợp cách điện được công bố bằng Quyết định 4004/QĐ-BKHCN ngày 31/12/2015.[9] TCVN 10884-1:2015 tương đương IEC 60664-1:2007, TCVN 10884-3:2015 tương đương IEC 60664-3:2010.[9] Thiết bị chuyển đổi công suất trong hệ PV phải phù hợp TCVN 12231-1, tương đương IEC 62109-1, theo TCVN 7447-7-712:2019.[19]

Yêu cầu của tiêu chuẩn cuối cùng hiện ra trên datasheet và biên bản thử nghiệm, nên người lắp đặt cần biết đọc các dòng này.

Cấp độ ô nhiễm: điều 6.2 trong IEC 62109-1 cho biến tần PV, ba loại môi trường, Bảng 5 giảm cấp bên trong vỏ và tiêu chuẩn tương đương tại Việt Nam
Điều 6.2 của IEC 62109-1 cho biến tần PV, Bảng 5 giảm cấp độ ô nhiễm bên trong vỏ và các TCVN tương đương. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[7][17]

8. Đọc cấp độ ô nhiễm trên datasheet biến tần

Trên tài liệu SMA, cấp độ ô nhiễm nằm trong bảng General Data, cạnh loại môi trường, cấp bảo vệ vỏ và độ ẩm.[4] Các mục dưới so sánh cách ghi của ba hãng.

Dòng ghi bên trong và bên ngoài vỏ

Bảng dưới chép năm dòng trong phần General Data của tài liệu biến tần SMA Sunny Tripower 5000TL-20 tới 12000TL-20.[4]

Dòng trên tài liệuGiá trị inNghĩa
Environmental categoryOutdoorsLoại môi trường ngoài trời
Pollution degree outside the enclosure3Cấp độ ô nhiễm bên ngoài vỏ
Pollution degree inside the enclosure2Cấp độ ô nhiễm bên trong vỏ
Degree of protection for electronics in accordance with IEC 60529IP65Cấp bảo vệ vỏ cho phần điện tử
Maximum permissible value for relative humidity, non-condensing100 %Độ ẩm tương đối tối đa, không ngưng tụ

Biến tần SMA Sunny Boy 3000TL-21 tới 5000TL-21 cũng ghi cấp 3 bên ngoài vỏ, cấp 2 bên trong vỏ và IP65.[20]

Biến tần ghi cấp độ ô nhiễm 4

Biến tần KOSTAL PIKO CI 30, 50 và 60 ghi cấp độ ô nhiễm 4 và cấp bảo vệ IP 65.[21] Thế hệ PIKO CI 30 G2 và 50 G2 ghi cấp độ ô nhiễm 4 và IP66.[13]

Cấp độ ô nhiễm trong biên bản thử nghiệm

Biên bản thử nghiệm theo EN 62109-1:2010 số 70.409.19.175.04-03 do TÜV SÜD lập ngày 17/8/2022 cho biến tần Huawei SUN2000-125KTL-M0.[5] Biên bản ghi cấp độ ô nhiễm 3 cho môi trường bên ngoài và 2 cho môi trường bên trong.[5] Cùng biên bản ghi cấp bảo vệ IP66 và cấp quá áp II phía PV, III phía lưới.[5]

Phân biệt với cấp bảo vệ chống điện giật

Dòng "Protection class in accordance with IEC 61140: I" trên tài liệu SMA là cấp bảo vệ chống điện giật, không phải cấp độ ô nhiễm.[4] Chữ "Protection class" trên tài liệu KOSTAL lại dùng cho chỉ số IP theo IEC 60529.[13] Biến tần Huawei SUN2000-150K-MG0 ghi cấp bảo vệ IP66 và cấp quá áp "PV II/AC III" trên hai dòng riêng.[22] Thiết bị cấp I được giải thích ở bài Cấp bảo vệ chống điện giật loại I.

Sự khác nhau giữa bên trong và bên ngoài vỏ dẫn tới câu hỏi vỏ thiết bị tác động tới vi môi trường ra sao.

Cấp độ ô nhiễm: năm dòng General Data của SMA Sunny Tripower, cách ghi của SMA, KOSTAL, Huawei và phân biệt các dòng Protection class
Đọc dòng Pollution degree bên trong và bên ngoài vỏ trên datasheet SMA, KOSTAL, Huawei. Phân biệt với dòng Protection class. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[4][20]

9. Vỏ thiết bị, chỉ số IP và vi môi trường

Bảo vệ bổ sung cho vỏ như mức IP và lớp phủ bo mạch là hai cách tiêu chuẩn dùng để giảm ô nhiễm tại lớp cách điện.[17][23]

Chỉ số IP nói gì về vỏ

Vỏ (enclosure) là bộ phận bảo vệ thiết bị trước một số tác động bên ngoài.[24] Mã IP là hệ thống mã chỉ cấp bảo vệ của vỏ chống tiếp cận phần nguy hiểm, vật rắn lạ và nước.[24] Mức bảo vệ phải được kiểm chứng bằng phương pháp thử tiêu chuẩn.[24] Cách đọc mã IP có ở bài Chỉ số IP và bài IP66.

Vỏ kín giúp hạ cấp độ ô nhiễm bên trong

Thiết kế vỏ hợp lý và biện pháp kiểm soát độ ẩm giúp giảm độ ẩm tích tụ bên trong thiết bị.[11] Bảng 5 của IEC 62109-1 dùng bảo vệ bổ sung như vỏ đạt mức IP để giảm cấp độ ô nhiễm bên trong.[7][17] Tài liệu biến tần SMA Sunny Tripower ghi đồng thời IP65, cấp 3 bên ngoài vỏ và cấp 2 bên trong vỏ.[4]

Lớp phủ, đổ keo và đúc kín

Tiêu chuẩn IEC 60664-3 áp dụng cho cụm linh kiện được bảo vệ bằng lớp phủ, đổ keo hoặc đúc kín.[23] Cách bảo vệ này cho phép giảm khoảng cách không khí và khoảng cách bề mặt.[23] Bảo vệ kiểu 1 cải thiện vi môi trường, bảo vệ kiểu 2 được xem tương tự cách điện rắn.[23] Bo mạch phủ có thể hạ về cấp độ ô nhiễm 1 theo IEC 62109-1, khi làm theo IEC 60664-3.[3]

Lớp phủ cần bo mạch sạch

Cặn chất trợ hàn nằm giữa lớp phủ và bo mạch gây hỏng do ăn mòn trong thời gian ngắn.[11] Trong trường hợp này, ăn mòn nặng hơn so với bo mạch không phủ.[11]

Lắp đặt gần biển

Lắp biến tần GoodWe dòng MS ở vùng nhiễm muối có thể gây ăn mòn, theo hướng dẫn của hãng.[25] Vùng nhiễm muối được định nghĩa là trong phạm vi 1.000 m từ bờ biển hoặc nơi có gió biển.[25] Cấp ăn mòn của vỏ được trình bày ở bài Cấp chống ăn mòn C5-M.

Các phần trên trả lời phần lớn câu hỏi thường gặp, được tóm lại trong mục hỏi đáp dưới đây.

Cấp độ ô nhiễm: vỏ kín giúp hạ cấp độ ô nhiễm bên trong, mã IP theo IEC 60529, lớp phủ và đúc kín theo IEC 60664-3, lưu ý khi lắp gần biển
Vỏ kín hạ cấp độ ô nhiễm bên trong. Lớp phủ theo IEC 60664-3 cần bo mạch sạch. GoodWe MS lưu ý khoảng cách 1.000 m tới bờ biển. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[3][25]

10. Câu hỏi thường gặp về cấp độ ô nhiễm

Q1Pollution degree là gì?

Pollution degree là tên tiếng Anh của cấp độ ô nhiễm, con số đặc trưng cho mức ô nhiễm dự kiến của vi môi trường.[1] Bốn cấp từ 1 tới 4 được dùng để đánh giá khoảng cách bề mặt và khoảng cách không khí.[1]

Q2Cấp độ ô nhiễm 2 có nghĩa là gì?

Cấp độ ô nhiễm 2 có nghĩa là chỉ có ô nhiễm không dẫn điện, ngoại trừ thỉnh thoảng có tính dẫn điện tạm thời do ngưng tụ.[1] Ghi chú ứng dụng cho bộ truyền động động cơ đặt tính dẫn điện tạm thời này vào lúc thiết bị không vận hành.[10]

Q3Cấp độ ô nhiễm 3 khác cấp 2 ở điểm nào?

Cấp độ ô nhiễm 3 khác cấp 2 ở chỗ có ô nhiễm dẫn điện, hoặc ô nhiễm khô trở thành dẫn điện do ngưng tụ.[1] Cấp 2 chỉ thỉnh thoảng có tính dẫn điện tạm thời do ngưng tụ.[1]

Q4Vì sao một biến tần ghi hai cấp độ ô nhiễm?

Cấp độ ô nhiễm mô tả vi môi trường ngay sát lớp cách điện, khác với môi trường chung của phòng lắp đặt.[2] Biến tần SMA ghi cấp 3 bên ngoài vỏ và cấp 2 bên trong vỏ.[4] Bảng 5 của IEC 62109-1 đề cập việc giảm cấp độ ô nhiễm của môi trường bên trong nhờ bảo vệ bổ sung.[7]

Q5Cấp độ ô nhiễm có giống chỉ số IP không?

Cấp độ ô nhiễm và chỉ số IP là hai thông số khác nhau. Chỉ số IP mô tả mức bảo vệ của vỏ chống vật rắn lạ và nước.[24] Cấp độ ô nhiễm mô tả mức ô nhiễm dự kiến của vi môi trường.[1] Vỏ đạt mức IP có thể giúp giảm cấp độ ô nhiễm bên trong.[8]

Q6Cấp độ ô nhiễm liên quan gì tới cấp quá áp?

Cấp độ ô nhiễm và cấp quá áp cùng tham gia tính khoảng cách không khí.[3] Khoảng cách bề mặt được tính theo điện áp làm việc hiệu dụng, cấp độ ô nhiễm và nhóm vật liệu.[3]

Q7Vật liệu có CTI 600 thuộc nhóm nào?

Vật liệu có CTI 600 thuộc nhóm vật liệu I, nhóm có CTI từ 600 trở lên.[3][15] Ở 400 V và cấp độ ô nhiễm 2, nhóm I cần khoảng cách bề mặt 2,0 mm.[3][15]

Q8Vì sao cách điện tăng cường cần khoảng cách bề mặt gấp đôi?

Cách điện tăng cường cần khoảng cách bề mặt gấp đôi giá trị xác định cho cách điện cơ bản theo IEC 60664-1.[3][15] Quy định nhân đôi theo điện áp hệ thống cũng được nêu khi phân tích IEC 62109.[8] Ở 400 V, cấp 2, giá trị tăng từ 2 mm lên 4 mm.[10]

Q9Lớp phủ bo mạch có hạ được cấp độ ô nhiễm không?

Lớp phủ bo mạch có thể hạ về cấp độ ô nhiễm 1 theo IEC 62109-1 khi làm theo IEC 60664-3.[3] Cặn chất trợ hàn dưới lớp phủ gây ăn mòn nặng hơn so với bo mạch không phủ.[11]

Q10Biến tần lắp gần biển cần lưu ý gì về ô nhiễm?

Với biến tần GoodWe dòng MS, lắp ở vùng nhiễm muối có thể gây ăn mòn; vùng này gồm phạm vi 1.000 m từ bờ biển hoặc nơi có gió biển.[25] Lớp nước chứa ion hòa tan dẫn điện tốt hơn và làm tăng dòng rò.[11]

Q11Tiêu chuẩn Việt Nam nào tương đương IEC 60664-1?

Tiêu chuẩn Việt Nam tương đương IEC 60664-1:2007 là TCVN 10884-1:2015.[9] Phần lớp phủ và đúc kín tương ứng TCVN 10884-3:2015, tương đương IEC 60664-3:2010.[9]

Q12Độ cao lắp đặt ảnh hưởng gì tới khoảng cách cách điện?

Độ cao lắp đặt ảnh hưởng tới khoảng cách không khí, phần được tính theo cả độ cao.[3] Phạm vi IEC 60664-1 dừng ở 2.000 m, độ cao hơn có hướng dẫn ở điều 5.2.3.4.[6] Với biến tần PV, Bảng F.1 của IEC 62109-1 cho hệ số hiệu chỉnh khoảng cách không khí trên 2.000 m.[7]

11. Việt Nam Solar và danh sách cửa hàng

Việt Nam Solar là công ty cung cấp toàn bộ giải pháp điện mặt trời, phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu thiết bị. Công ty hoạt động từ năm 2018, làm tổng thầu EPC và ESCO cho các dự án điện mặt trời. Đội kỹ thuật tư vấn chọn biến tần có cấp độ ô nhiễm và chỉ số IP phù hợp với môi trường lắp đặt của từng dự án. Khách hàng được khảo sát tận nơi, thiết kế và lắp đặt hoàn chỉnh. Ba chi nhánh tại Hồ Chí Minh, Cần Thơ và Khánh Hòa trưng bày sản phẩm thật và nhận yêu cầu báo giá.

Cấp độ ô nhiễm: bản đồ Việt Nam có quần đảo Hoàng Sa, Trường Sa, ghim ba chi nhánh Hồ Chí Minh, Cần Thơ, Khánh Hòa kèm ảnh thật, địa chỉ, đường dây nóng
Việt Nam Solar có trụ sở chính Hồ Chí Minh, chi nhánh Cần Thơ và Khánh Hòa, mỗi nơi có kho phân phối và đường dây nóng riêng. Thông tin chi nhánh theo nguồn.[26]
Chi nhánhĐịa chỉKhoĐường dây nóng
Trụ sở chính Hồ Chí Minh188 ĐHT41, Phường Đông Hưng Thuận, Tp. HCM2939 QL1A, Phường Đông Hưng Thuận, Tp. HCM088.60.60.660
Chi nhánh Cần Thơ41D Mậu Thân, Phường Cái Khế, Tp. Cần ThơKhu vực Tràng Thọ A, Phường Trung Nhứt, Tp. Cần Thơ094.42.44.424
Chi nhánh Khánh HòaThôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Tỉnh Khánh HòaThôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Tỉnh Khánh Hòa081.60.60.660

Thông tin chi nhánh lấy theo danh sách cửa hàng của Việt Nam Solar.[26]

Tài liệu tham khảo từ nguồn quốc tế

  1. 1International Electrotechnical Commission. (2008). IEV 851-15-17, pollution degree, IEC 60050-851. IEC Electropedia.
  2. 2International Electrotechnical Commission. (2007). IEC 60664-1 Ed. 2.0, Insulation coordination for equipment within low-voltage systems, Part 1, Principles, requirements and tests, sample. iTeh Standards.
  3. 3Zhang, W., & LaBella, T. (2024). Demystifying clearance and creepage distance for high-voltage end equipment, SLUP421. Texas Instruments.
  4. 4SMA Solar Technology. (n.d.). Sunny Tripower 5000TL-20 to 12000TL-20 operating manual, General Data. SMA Solar Technology AG.
  5. 5TÜV SÜD Certification and Testing (China) Co., Ltd., Guangzhou Branch. (2022). Test Report EN 62109-1:2010, No. 70.409.19.175.04-03 part 1 of 2, SUN2000-125KTL-M0 and related models, applicant Huawei Technologies. Bản lưu của nhà phân phối Photomate.
  6. 6International Electrotechnical Commission. (2020). IEC 60664-1 Ed. 3.0, Insulation coordination for equipment within low-voltage supply systems, Part 1, Principles, requirements and tests, preview. VDE Verlag.
  7. 7International Electrotechnical Commission. (2010). IEC 62109-1 Ed. 1.0, Safety of power converters for use in photovoltaic power systems, Part 1, General requirements, preview. VDE Verlag.
  8. 8Lee, J. H., Yoon, Y. H., Park, J. S., & Kim, J. M. (2015). 태양광인버터 안전성 평가를 위한 IEC 62109 표준화 분석 (Analysis of IEC 62109 standardization for safety evaluation of PV inverters). Proceedings of the KIEE Summer Conference 2015, pp. 1551-1552. Korean Institute of Electrical Engineers.
  9. 9Bộ Khoa học và Công nghệ. (2015). Quyết định 4004/QĐ-BKHCN về việc công bố Tiêu chuẩn quốc gia, bộ TCVN 10884. LuatVietnam.
  10. 10Gao, C. (2023). Circuit Board Insulation Design According to IEC60664 for Motor Drive Application, SLUAAR5. Texas Instruments.
  11. 11Ambat, R., Jellesen, M. S., Verdingovas, V., Piotrowska, K., & Conseil, H. (2014). Perspectives on the climatic reliability issues of electronic devices. Proceedings of EuroCorr 2014, Technical University of Denmark.
  12. 12International Electrotechnical Commission. (2020). IEV 426-04-48, overvoltage category, IEC 60050-426. IEC Electropedia.
  13. 13KOSTAL Solar Electric. (n.d.). PIKO CI 30 G2 and 50 G2 operating manual, Technical data. KOSTAL.
  14. 14International Electrotechnical Commission. (2020). IEC 60112 Ed. 5.0, Method for the determination of the proof and the comparative tracking indices of solid insulating materials, preview. VDE Verlag.
  15. 15Bureau of Indian Standards. (2003). IS 15382 (Part 1):2003, Insulation coordination for equipment within low-voltage systems, Part 1, Principles, requirements and tests (identical with IEC 60664-1:2002). Public.Resource.Org, Internet Archive.
  16. 16International Electrotechnical Commission. (2025). IEC 60664-1:2020/AMD1:2025, Insulation coordination for equipment within low-voltage supply systems, Part 1, Amendment 1. iTeh Standards.
  17. 17DIN Media. (2013). DIN EN 62109-1 Berichtigung 2:2013-09 (VDE 0126-14-1 Berichtigung 2), Corrigendum to EN 62109-1:2010. DIN Media.
  18. 18International Electrotechnical Commission. (2022). IEC 62477-1 Ed. 2.0, Safety requirements for power electronic converter systems and equipment, Part 1, General, preview. VDE Verlag.
  19. 19Bộ Khoa học và Công nghệ. (2019). TCVN 7447-7-712:2019 (IEC 60364-7-712:2017), Hệ thống lắp đặt điện hạ áp, Phần 7-712. Thư viện Pháp luật.
  20. 20SMA Solar Technology. (n.d.). Sunny Boy 3000TL-21 to 5000TL-21 operating manual, General Data. SMA Solar Technology AG.
  21. 21KOSTAL Solar Electric. (n.d.). PIKO CI 30/50/60 operating manual, Technical data. KOSTAL.
  22. 22Huawei Technologies. (n.d.). SUN2000-(50K, 75K, 80K, 150K)-MG Series User Manual, Technical Specifications. Huawei.
  23. 23International Electrotechnical Commission. (2016). IEC 60664-3 Ed. 3.0, Insulation coordination for equipment within low-voltage systems, Part 3, Use of coating, potting or moulding for protection against pollution, preview. VDE Verlag.
  24. 24International Electrotechnical Commission. (2013). IEC 60529 Ed. 2.2, Degrees of protection provided by enclosures (IP Code), preview. VDE Verlag.
  25. 25GoodWe Technologies. (2026). MS Series Single-phase String Grid-tied PV Inverter User Manual, V1.6. GoodWe.
  26. 26Việt Nam Solar. (n.d.). Danh sách cửa hàng và hệ thống chi nhánh. Công ty TNHH Việt Nam Solar.
BIÊN SOẠN VÀ KIỂM DUYỆT

Bài viết do đội ngũ 50 kỹ sư của Công ty TNHH Việt Nam Solar biên soạn và kiểm duyệt. Công ty hoạt động liên tục trong lĩnh vực điện mặt trời từ năm 2018, đã khảo sát, thiết kế và thi công hàng nghìn công trình trên cả nước, đồng thời là nhà phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu biến tần, tấm pin và pin lưu trữ. Mọi kỹ sư tham gia biên soạn đều nắm chứng chỉ hành nghề về điện và xây dựng do cơ quan quản lý Nhà nước cấp.

Việt Nam Solar hoạt động với đầy đủ tư cách pháp nhân, gồm Giấy phép hoạt động điện lực số 175/GP-SCT do Sở Công Thương cấp, Giấy phép năng lực hoạt động xây dựng HCM-00076550 công bố trên cổng thông tin Bộ Xây dựng, cùng nhãn hiệu độc quyền số 604703 do Cục Sở hữu trí tuệ cấp văn bằng bảo hộ. Công ty duy trì ba chứng nhận hệ thống quản lý còn hiệu lực gồm ISO 9001:2015, ISO 14001:2018 và ISO 45001:2018, trạng thái hiệu lực xác minh trên IAF CertSearch.

Mọi số liệu kỹ thuật, thông tin pháp lý và mốc thời gian nêu trong bài đều được đối chiếu với hồ sơ chính hãng của nhà sản xuất và văn bản pháp luật hiện hành trước khi xuất bản, để nội dung công bố có thể kiểm chứng độc lập.

Mã số thuế: 0315209693Đường dây nóng: 088.60.60.660Thư điện tử: [email protected]Trang: vietnamsolar.vn

Để lại một bình luận

Trợ lý AI Việt Nam Solar
1