Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10884-5:2015 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế IEC 60664-5:2007) là một văn bản kỹ thuật chuyên ngành quan trọng quy định về phối hợp cách điện dùng cho thiết bị trong hệ thống điện hạ áp. Cụ thể, Phần 5 của bộ tiêu chuẩn này thiết lập phương pháp toàn diện để xác định khe hở không khí và chiều dài đường rò có kích thước bằng hoặc nhỏ hơn 2mm đối với các bảng mạch in và các cấu trúc tương tự.

Dưới đây là phần tóm tắt chi tiết và chuyên sâu về nội dung cốt lõi của tiêu chuẩn, tập trung vào Phần mở đầu và các điều khoản ban đầu từ Điều 1 đến Điều 4:

- Điều 1: Phạm vi áp dụng và đối tượng điều chỉnh

• Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định khe hở không khí và chiều dài đường rò đối với khoảng cách bằng hoặc nhỏ hơn 2 mm cho các cụm lắp ráp tấm mạch in và các cấu trúc tương tự, nơi mà khe hở không khí và chiều dài đường rò bằng nhau và chạy dọc theo bề mặt của cách điện rắn.
• Phương pháp này chi tiết hơn phương pháp nêu trong TCVN 10884-1 (IEC 60664-1) bằng cách xem xét kỹ lưỡng các ảnh hưởng của độ ẩm, mức độ ô nhiễm vi môi trường và các đặc tính bề mặt của vật liệu cách điện.
• Tiêu chuẩn áp dụng cho các thiết bị được sử dụng ở độ cao lên đến 2.000 m so với mực nước biển và đưa ra các hướng dẫn cần thiết cho việc sử dụng ở độ cao lớn hơn.
• Tiêu chuẩn không áp dụng cho các vùng có điều kiện môi trường đặc biệt khắc nghiệt hoặc các thiết bị y tế tiếp xúc trực tiếp với bệnh nhân.

- Điều 2: Tài liệu viện dẫn liên quan

• Tiêu chuẩn này áp dụng các tài liệu viện dẫn không thể thiếu, bao gồm bộ tiêu chuẩn TCVN 10884-1 (IEC 60664-1) về nguyên tắc, yêu cầu và thử nghiệm phối hợp cách điện.
• Các tiêu chuẩn về thử nghiệm chỉ số phóng điện bề mặt (CTI) và chỉ số thử nghiệm phóng điện bề mặt (PTI) của vật liệu cách điện rắn trong điều kiện ẩm ướt (như IEC 60112).
• Các tài liệu kỹ thuật về thử nghiệm môi trường và thử nghiệm độ bền đối với các linh kiện điện tử hạ áp.

- Điều 3: Thuật ngữ và định nghĩa cốt lõi

• Khe hở không khí (Clearance): Khoảng cách ngắn nhất trong không khí giữa hai phần dẫn điện.
• Chiều dài đường rò (Creepage distance): Khoảng cách ngắn nhất dọc theo bề mặt của vật liệu cách điện giữa hai phần dẫn điện.
• Phối hợp cách điện (Insulation coordination): Sự tương thích lẫn nhau giữa các đặc tính cách điện của thiết bị điện với các ứng suất điện áp dự kiến và các đặc tính của môi trường vận hành.
• Vi môi trường (Micro-environment): Môi trường ngay sát xung quanh khoảng cách cách điện đang được xem xét. Độ ẩm và mức độ ô nhiễm của vi môi trường quyết định trực tiếp đến hiện tượng phóng điện bề mặt.
• Mạch in (Printed wiring board): Tấm nền cách điện có chứa các đường dẫn điện được tạo ra bằng phương pháp in hoặc ăn mòn hóa học.

- Điều 4: Nguyên tắc cơ bản trong phối hợp cách điện dưới 2mm

• Đánh giá ứng suất điện áp: Việc xác định kích thước khe hở không khí phải dựa trên điện áp xung định mức, điện áp quá áp tạm thời và điện áp vận hành định mức xuất hiện trong hệ thống.
• Kiểm soát vi môi trường: Đối với khoảng cách nhỏ hơn hoặc bằng 2mm, tác động của bụi bẩn và độ ẩm cực kỳ nghiêm trọng. Tiêu chuẩn yêu cầu phải phân loại chính xác cấp ô nhiễm vi môi trường (từ Cấp 1 đến Cấp 4) để áp dụng các hệ số hiệu chỉnh phù hợp.
• Đặc tính của vật liệu cách điện: Khả năng chống phóng điện bề mặt của vật liệu được phân nhóm dựa trên Chỉ số phóng điện bề mặt (CTI). Vật liệu có CTI cao hơn sẽ cho phép thiết kế chiều dài đường rò ngắn hơn trong cùng một điều kiện môi trường.
• Sự tương quan giữa khe hở không khí và đường rò: Trong phạm vi kích thước dưới 2mm, ranh giới giữa khe hở không khí và chiều dài đường rò thường bị mờ nhạt do cấu trúc phẳng của mạch in. Do đó, tiêu chuẩn đưa ra phương pháp tích hợp để tính toán đồng thời cả hai thông số này nhằm tối ưu hóa không gian thiết kế mà vẫn đảm bảo an toàn tuyệt đối.