Để bảo vệ người tiêu dùng và gia súc khỏi bị điện giật, Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC) đã xuất bản IEC 61140, một ấn phẩm an toàn cơ bản nhằm mục đích trở thành hướng dẫn cho các ủy ban kỹ thuật khi thiết lập các ấn phẩm của riêng họ. IEC là một tổ chức tiêu chuẩn quốc tế đặt ra các tiêu chuẩn quốc tế về công nghệ kỹ thuật điện. Công nghệ điện là khoa học về cách điện được sử dụng trong công nghệ. Các thiết bị điện thuộc danh mục này.

Trước khi một thiết bị điện có thể được xuất xưởng để tiêu dùng, thiết bị đó phải trải qua thử nghiệm thiết bị di động (PAT). Để xác định các thử nghiệm PAT nào nên được áp dụng, IEC 61140 phân loại thiết bị điện thành nhiều lớp bảo vệ. Bài viết này sẽ tìm hiểu các đặc điểm của từng lớp.

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.

PAT – Portable Appliance Testing. Kiểm tra PAT là kiểm tra định kỳ đối với một số loại thiết bị điện để kiểm tra xem chúng có an toàn khi sử dụng hay không. Mục đích của nó là ngăn ngừa tai nạn điện tại nơi làm việc.

Một bài kiểm tra PAT đầy đủ nên bao gồm cả kiểm tra trực quan và kiểm tra chuyên sâu hơn bằng cách sử dụng thiết bị kiểm tra PAT chuyên dụng. Thử nghiệm này bao gồm kiểm tra tính liên tục của đất, phân cực chì và điện trở cách điện.

Protection Class I (Cấp bảo vệ I)

Thiết bị cấp I thường được làm bằng kim loại, có ba dây cáp, có một chân đất bằng kim loại và có một cầu chì trong phích cắm. Tuy nhiên, cách duy nhất để xác nhận thiết bị có phải là Cấp I hay không là tìm ký hiệu Cấp I trên thiết bị.

Ví dụ về thiết bị Loại I là tủ lạnh, lò vi sóng, ấm đun nước, bàn là và lò nướng bánh.

Thiết bị thuộc Cấp I có hai cấp độ bảo vệ: Cách điện cơ bản và kết nối đất. Bên trong thiết bị, có ba dây dẫn được kết nối với ba chân khác nhau. Các dây được gọi là Pha, trung tính và nối đất (tiếp địa). Màu sắc thông thường của chúng lần lượt là nâu, xanh lam và xanh lục/vàng (xanh lá cây ở Mỹ, Canada và Nhật Bản).

Dòng điện được truyền từ nguồn điện sang thiết bị thông qua một đoạn mạch. Nếu một mạch hoạt động bình thường, thì dòng điện từ nguồn đến thiết bị và quay trở lại nguồn. Dây pha mang dòng điện đến thiết bị. Dây Trung tính đưa dòng điện trở lại nguồn điện. Dây nối đất cung cấp một đường cho dòng điện đi vào đất trong trường hợp mạch điện bị trục trặc.

Dây pha và Dây trung tính được kết nối với đầu nối nhựa. Đầu nối giữ chúng cố định để ngăn chúng chạm vào vỏ kim loại. Sự cách ly này được gọi là cách điện cơ bản. Nếu dây pha hoặc dây trung tính chạm vào vỏ kim loại, sẽ có lỗi trong mạch.

Nếu cách điện cơ bản không thành công, kết nối đất sẽ hoạt động như cấp bảo vệ tiếp theo. Dây nối đất được kết vỏ kim loại nối với đất. Nếu không có sự hiện diện của dây nối đất, dòng điện sẽ chạy qua cơ thể người dùng cuối. Do đó, người dùng cuối có thể bị điện giật. Để ngăn chặn sự cố như vậy, dây nối đất sẽ chuyển hướng dòng điện vào đất. Sau đó, cầu chì sẽ nổ trong phích cắm hoặc hộp cầu chì, hoặc phải có nguồn điện.

Các bài kiểm tra PAT bắt buộc đối với thiết bị Loại I là bài kiểm tra Độ liên tục và Điện trở cách điện của nối đất, bài kiểm tra này sẽ kiểm tra cách điện cơ bản và kết nối đất.

Protection Class II (Cấp bảo vệ II)

Thiết bị cấp II thường có vỏ bằng nhựa. Cách duy nhất để xác định chính xác là tìm ký hiệu thiết bị Loại II. Ví dụ về thiết bị cấp II là máy sấy tóc, đầu đĩa DVD, TV, máy vi tính và máy photocopy.

Thiết bị cấp II có hai lớp cách điện. Như trong trường hợp của thiết bị cấp I, đầu nối bằng nhựa cung cấp cách điện cơ bản. Lớp cách nhiệt được thêm vào là một vỏ nhựa , có tác dụng bảo vệ dự phòng. Cách điện kép loại bỏ nhu cầu kết nối đất.

Thử nghiệm PAT duy nhất được yêu cầu là thử nghiệm điện trở cách điện.

Đôi khi, phân loại Class II bị nhầm lẫn với phân loại Class 2; tuy nhiên, chúng khác nhau. Nhãn Loại 2 liên quan đến nguồn điện chứ không phải an toàn. Nó cũng tuân theo một tiêu chuẩn khác, UL 1310.

Protection Class III (Cấp bảo vệ III)

Thiết bị cấp III được xác định bằng ký hiệu Cấp III.

Ví dụ về thiết bị cấp III là máy tính xách tay, điện thoại di động và bóng đèn năng lượng thấp.

Thiết bị cấp III sử dụng máy biến áp cách ly. Máy biến áp có hai cuộn dây cuộn dây riêng biệt được gọi là “Cuộn dây sơ cấp”, được kết nối với nguồn điện và “Cuộn dây thứ cấp”, được kết nối với thiết bị. Mỗi cuộn dây được quấn quanh các mặt đối diện của một mạch từ kín chung được gọi là “Lõi”. Các cuộn dây có mạch riêng của chúng. Chúng được gọi là mạch chính và mạch thứ cấp. Các cuộn dây không chạm vào nhau; do đó, sự cách ly của chúng mang lại tên cho máy biến áp. Vì cách điện được tạo ra bởi các cuộn dây cách ly, không chạm vào nhau, nên để mang dòng điện, điện áp cần phải được truyền qua các cuộn dây thông qua cảm ứng.

Thiết bị cấp III không bắt buộc phải có kết nối đất. Do không có kết nối đất, dòng điện bị cắt và không thể tiếp tục chạy khi có sự cố mạch. Do đó, người dùng cuối sẽ không bị điện giật.

Kiểm tra PAT là không cần thiết trừ khi các dây dẫn sạc thuộc Loại II. Nếu các thiết bị được sử dụng cho mục đích y tế, chúng không được coi là đủ an toàn cho việc sử dụng của người tiêu dùng đại chúng. Họ phải đáp ứng các yêu cầu bổ sung.

Như vậy, 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). Theo tiêu chuẩn IEC: 61140, có 3 cấp bảo vệ: 

Các cấp bảo vệ chống điện giật

Protection Class I: Yêu cầu bắt buộc có nối đất, bảo vệ bằng cách nối đất với vỏ kim loại của thiết bị. 

Protection Class II:  Bảo vệ người dùng khỏi bị điện giật thông qua hai cấp cách điện (kép hoặc tăng cường) mà không cần nối đất.

Protection Class III: Điện áp thiết bị nhỏ dưới 50V hoặc dưới 120 V DC, không có khả năng gây nguy hiểm do đó không cần nối đất. Class III không bao giờ áp dụng cho các thiết bị y tế.

Hãy nhớ rằng: bạn luôn có thể sử dụng Lớp an toàn cao hơn nhưng không bao giờ được sử dụng Lớp an toàn thấp hơn. Ngoài ra, tốt nhất là tránh trộn các thành phần từ các lớp khác nhau (đây là vấn đề phổ biến nhất).