Tiêu chuẩn IP là gì? Dây cáp điện đạt chuẩn IP cho môi trường khắc nghiệt

1.1 Môi trường khắc nghiệt là gì?

Môi trường khắc nghiệt có thể bao gồm nhiều điều kiện có khả năng gây hư hỏng nghiêm trọng cho hệ thống điện nếu thiết kế không phù hợp. Các yếu tố tác động từ khí hậu có thể là nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp, sự thay đổi nhiệt độ đột ngột, bụi bẩn, độ ẩm, hơi nước, thậm chí cả sương muối. Ngoài ra, các yếu tố liên quan đến ứng dụng thực tế có thể bao gồm rung động, va đập, áp suất cao, hóa chất ăn mòn và các dạng áp lực điện khác nhau.

Ngay cả khi thiết bị được đặt trong một vỏ bọc kín hoàn toàn, đầu nối cáp vẫn có thể là điểm xâm nhập của bụi bẩn, độ ẩm hoặc các tạp chất khác, dẫn đến hư hỏng linh kiện bên trong. Vì vậy, việc lựa chọn đúng các loại dây cáp và phụ kiện cáp có khả năng chống chịu môi trường khắc nghiệt là yếu tố rất quan trọng.

1.2 Tác động của môi trường khắc nghiệt đến hệ thống điện

• Nhiệt độ khắc nghiệt: Phần lớn các lỗi thiết bị điện tử do tác động từ môi trường là kết quả của nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp, cũng như sự thay đổi nhiệt độ đột ngột. Điều này gây ra căng thẳng nhiệt (thermal stress) do sự khác biệt trong hệ số giãn nở nhiệt của các vật liệu khác nhau.
• Rung động và va đập: Rung động và va đập là những yếu tố không thể tránh khỏi trong nhiều môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như trong ngành công nghiệp vận tải hoặc máy móc công nghiệp. Những tác động này có thể gây ra việc nứt vỡ các mối hàn, lỏng ốc vít hoặc các chi tiết lắp ráp…
• Nguy cơ cháy nổ: Trong các ngành như dầu khí, khai thác than và nhà máy chế biến gỗ, môi trường có nhiều vật liệu dễ cháy như khí, hơi, bụi hoặc bột mịn. Trong những điều kiện này, bất kỳ tia lửa nào phát sinh cũng có thể gây ra vụ nổ nghiêm trọng.
• Ăn mòn do hóa chất: Trong nhiều môi trường khắc nghiệt, độ ẩm cao kết hợp với hơi muối là nguyên nhân phổ biến gây ăn mòn đầu nối. Ngoài ra, tiếp xúc với các hóa chất công nghiệp như: axit (sunfuric, crôm, axetic, hydrochloric, hydrofluoric…) hay bazơ (hydroxit amoni, kali, natri…) có thể gây hư hỏng nghiêm trọng cho các linh kiện điện tử và đầu nối. Vì vậy, việc chọn vật liệu chống ăn mòn và thiết kế kín hoàn toàn là rất quan trọng trong những môi trường này.

2.1 Ý nghĩa của xếp hạng IP

Hệ thống xếp hạng IP sử dụng mã gồm hai chữ số để xác định mức độ bảo vệ của sản phẩm trước sự xâm nhập của bụi bẩn (vật thể rắn) và chất lỏng. Mức độ IP phù hợp cho một sản phẩm phụ thuộc vào mức độ tiếp xúc với bụi hoặc nước trong quá trình vận hành. Để đảm bảo độ tin cậy, cần lựa chọn mức IP sao cho thiết bị có thể chịu được điều kiện xấu nhất có thể xảy ra.

Xếp hạng IP được xác định theo tiêu chuẩn IEC 60529, đánh giá mức độ bảo vệ của vỏ thiết bị (bao gồm đầu nối) trước sự xâm nhập của bụi và chất lỏng. Tiêu chuẩn này cũng được áp dụng tại Liên minh Châu Âu (EU) với mã hiệu EN 60529.

Xếp hạng IP bao gồm hai chữ số:

• Chữ số đầu tiên: Chỉ mức độ bảo vệ chống bụi và các vật thể rắn.
• Chữ số thứ hai: Chỉ mức độ bảo vệ chống nước và chất lỏng.

Xếp hạng IP bao gồm nhiều mức độ bảo vệ, từ chống tia nước bắn lên đến khả năng chịu ngâm nước trong thời gian dài. Các linh kiện và cụm thiết bị có khả năng chống nước cao thường cũng có khả năng chống bụi bẩn tốt hơn.

>>Xem thêm: Tìm hiểu về tiêu chuẩn IP68

Khi chọn dây cáp điện và đầu nối cáp có xếp hạng IP, bước đầu tiên là đánh giá mức độ tiếp xúc tệ nhất mà sản phẩm có thể gặp phải với bụi bẩn hoặc chất lỏng. Một số môi trường còn có thêm các yếu tố đặc thù cần được cân nhắc trong thiết kế đầu nối, tùy thuộc vào các chất mà hệ thống có thể tiếp xúc.

Dưới đây là một số môi trường thường yêu cầu các sản phẩm dây cáp điện và phụ kiện cáp đạt chuẩn IP:

3.1 Môi trường hàng hải

Các sản phẩm dây cáp điện sử dụng ngoài khơi, trên tàu thuyền cần có xếp hạng tối thiểu IP64 để đảm bảo chống tia nước bắn vào mà không bị thấm ẩm. Tuy nhiên, lựa chọn an toàn hơn là sản phẩm đạt tiêu chuẩn chống nước IP67, giúp thiết bị chịu được tình huống ngâm nước nông. Đối với thiết bị sử dụng cho môi trường hàng hải, sản phẩm đạt chuẩn IP68 là lựa chọn lý tưởng, đảm bảo thiết bị có thể được trục vớt từ vùng nước sâu mà không bị nước xâm nhập.

3.2 Môi trường công nghiệp

Tùy vào loại thiết bị trong môi trường công nghiệp, các sản phẩm dây cáp và đầu nối cáp có xếp hạng IP65 trở lên sẽ là cần thiết. Điều này đảm bảo chúng có thể chịu được tia nước áp suất cao từ nhiều hướng, dù không phải lúc nào cũng cần khả năng chịu ngâm nước. Ngoài ra, các đầu nối này thường có khả năng chống bụi tốt nhất, điều này rất quan trọng trong các nhà máy và môi trường sản xuất, nơi có nhiều bụi bẩn và tạp chất trong không khí.

3.3 Thiết bị điện dùng cho môi trường ngoài trời

Hầu hết các thiết bị điện được sử dụng ngoài trời cần đáp ứng tiêu chuẩn IP65 để đảm bảo hoạt động ổn định. Hai ví dụ phổ biến là hệ thống chiếu sáng và thiết bị an ninh. Đối với các thiết bị yêu cầu độ bền và độ tin cậy cao hơn, sản phẩm đạt chuẩn IP66 hoặc IP67 sẽ là lựa chọn tối ưu.

4.3 Đầu nối cáp đạt chuẩn IP68

Bên cạnh các sản phẩm dây cáp điện và ốc siết cáp, đầu nối cáp HELUTEC® cũng được thiết kế để chống tia nước và có khả năng ngâm nước tạm thời. Mỗi cụm cáp kết hợp đầu nối và sợi cáp đều đạt tiêu chuẩn IP66/67. Đối với các ứng dụng đặc biệt, như trong môi trường nước hoặc hơi nước, các đầu nối này có thể được chứng nhận bổ sung theo tiêu chuẩn IP69K.

Dòng sản phẩm đặc biệt HELUTEC® 615/915 còn có khả năng hoạt động lâu dài dưới nước. Các thử nghiệm đã chỉ ra rằng ngay cả khi ngâm liên tục trong 120 giờ ở độ sâu 15 mét dưới nước với áp suất 1,5 bar, các đầu nối này vẫn hoạt động bình thường mà không gặp vấn đề gì. Kết quả là cả hai dòng sản phẩm đều đạt chứng nhận bảo vệ IP68.

>>Xem thêm: Danh mục sản phẩm đầu nối cáp HELUTEC