IP ingress protection là tiêu chuẩn quốc tế dùng để xác định khả năng bảo vệ của vỏ thiết bị trước bụi, nước và các tác nhân môi trường. Với kinh nghiệm dày dặn  trong lĩnh vực năng lượng từ năm 2006 đến nay, DAT Group luôn tuân thủ chặt chẽ các chuẩn IP để đảm bảo độ bền cho hệ thống điện mặt trời và các thiết bị chiếu sáng ngoài trời.

1. Xếp hạng IP Ingress Protection là gì ?

Xếp hạng IP (Ingress Protection Rating) là hệ thống tiêu chuẩn hóa quốc tế được định nghĩa theo IEC 60529. Mã IP mô tả mức độ bảo vệ của thiết bị trước sự xâm nhập của vật thể rắn (bụi, ngón tay, công cụ) và chất lỏng (nước, hơi ẩm).

Mã IP gồm hai chữ số: chữ số đầu biểu thị khả năng chống bụi, chữ số thứ hai biểu thị khả năng chống nước. Một số thiết bị còn có thêm ký tự phụ thứ ba để mô tả thông tin mở rộng như điều kiện nhiệt độ hoặc áp suất.

1.1. Ý nghĩa của hai chữ số trong xếp hạng IP

Cấu trúc mã IP gồm hai chữ số đứng sau ký hiệu “IP”. Chữ số đầu tiên thể hiện khả năng bảo vệ khỏi bụi, cát, ngón tay hay các vật thể rắn, trong khi chữ số thứ hai phản ánh mức độ bảo vệ khỏi hơi ẩm, tia nước hoặc áp lực nước. Mỗi con số đại diện cho một cấp độ khác nhau, tăng dần từ 0 (không bảo vệ) đến 6 hoặc 9 (bảo vệ tối đa).

Ví dụ, khi một sản phẩm được ghi là IP65, điều này có nghĩa là:

• Chữ số “6” đầu tiên cho biết thiết bị kín bụi hoàn toàn, không cho phép bất kỳ hạt bụi nào xâm nhập.
• Chữ số “5” thứ hai thể hiện khả năng chống lại tia nước phun liên tục từ mọi hướng với áp lực vừa phải.

Theo báo cáo của ISO/IEC Joint Technical Committee (2023), hơn 70% thiết bị điện tử dân dụng và công nghiệp hiện nay được phân loại theo chuẩn IP, giúp tiêu chuẩn hóa quy trình thiết kế và đảm bảo an toàn trong sử dụng. 

1.2. Ý nghĩa chữ số đầu tiên trong mã IP – Bảo vệ chống vật thể rắn

Chữ số đầu tiên trong mã IP (Ingress Protection) thể hiện khả năng của vỏ thiết bị trong việc ngăn chặn sự xâm nhập của vật thể rắn, bao gồm ngón tay, công cụ, bụi hoặc các hạt nhỏ trong không khí. Đây là yếu tố cực kỳ quan trọng, đặc biệt với những thiết bị hoạt động ngoài trời hoặc trong môi trường công nghiệp có nhiều bụi, nơi mà chỉ cần một hạt bụi nhỏ lọt vào bo mạch cũng có thể gây chập điện hoặc suy giảm hiệu suất.

Theo tiêu chuẩn IEC 60529:2020 của International Electrotechnical Commission, mức bảo vệ này được chia từ 0 đến 6, trong đó giá trị càng cao thể hiện lớp bảo vệ càng hoàn thiện.

Các thiết bị chẳng hạn như đèn năng lượng mặt trời, tủ điều khiển inverter và hệ thống camera giám sát, đều được sản xuất đạt chuẩn IP6x, đảm bảo không để bụi hoặc côn trùng xâm nhập vào bên trong. Điều này không chỉ giúp linh kiện điện tử duy trì tuổi thọ dài hơn mà còn giảm đáng kể rủi ro bảo trì – yếu tố quan trọng trong các hệ thống năng lượng mặt trời có tuổi thọ từ 25 đến 30 năm.

IP liền mạch:

Để đạt mức bảo vệ cao nhất (như IP6X), nhiều thiết bị được thiết kế theo dạng IP liền mạch – tức vỏ bảo vệ kín hoàn toàn, không có khe hở giữa các bộ phận ghép nối.

Thiết kế này thường dùng các đường hàn liền khối, gioăng cao su ép kín, hoặc vật liệu đúc nguyên khối, giúp ngăn hoàn toàn bụi, hơi ẩm, và các hạt siêu nhỏ xâm nhập.

Đây là yếu tố quan trọng giúp thiết bị đạt độ bền cao, chống thấm vượt trội, được ứng dụng phổ biến trong đèn năng lượng mặt trời, cảm biến ngoài trời và tủ điện công nghiệp.

1.3. Ý nghĩa chữ số thứ hai trong mã IP – Bảo vệ chống nước

Chữ số thứ hai trong IP phản ánh mức độ chống lại sự xâm nhập của nước hoặc hơi ẩm. Đây là thông số đặc biệt quan trọng đối với các thiết bị hoạt động ngoài trời hoặc trong môi trường có độ ẩm cao, vì nước là tác nhân gây oxy hóa, đoản mạch và hư hỏng linh kiện điện tử nghiêm trọng nhất.

Theo tiêu chuẩn IEC 60529:2020 do International Electrotechnical Commission ban hành, chỉ số bảo vệ khỏi nước được chia theo thang điểm từ 0 đến 9K, với mức độ khắt khe tăng dần.

1.4. Ý nghĩa chữ số thứ ba – Thông tin bổ sung (tùy chọn)

Ngoài hai chữ số chính biểu thị khả năng chống bụi và chống nước, mã IP còn có thêm chữ số hoặc ký tự phụ thứ ba, dùng để mô tả các điều kiện bảo vệ đặc biệt khác của thiết bị. 

Theo tiêu chuẩn IEC 60529:2020 và DIN 40050-9 (Đức), chữ số hoặc ký tự bổ sung có thể thể hiện khả năng chống tác nhân cơ học, chịu nhiệt, chịu hóa chất, dầu mỡ hoặc áp lực nước cực cao. Ví dụ, ký tự “K” trong mã IP69K cho biết thiết bị có thể chịu được tia nước áp suất cao từ 80–100 bar ở nhiệt độ lên đến 80°C, thường được ứng dụng trong các dây chuyền rửa xe, thiết bị chế biến thực phẩm hoặc máy móc cần khử trùng bằng hơi nóng.

Một số ký tự khác cũng được dùng để mô tả đặc tính riêng:

2. Giải thích chi tiết về cấp độ IP65

Cấp độ IP65 thể hiện khả năng bảo vệ toàn diện của thiết bị trước bụi và tia nước áp lực thấp. Theo tiêu chuẩn IEC 60529, IP65 là cấp phổ biến cho các thiết bị điện, đèn chiếu sáng và camera ngoài trời.

Bảo vệ chống bụi trong IP65

IP65 có chữ số đầu là 6, nghĩa là thiết bị hoàn toàn kín bụi (dust-tight). Tất cả các khe hở, mối nối hoặc khớp được thiết kế để ngăn bụi xâm nhập hoàn toàn, đảm bảo linh kiện bên trong luôn hoạt động ổn định.

Cấp độ này thường đạt được nhờ ron cao su, vòng đệm hoặc keo chống thấm ở các điểm ghép nối vỏ thiết bị.

Kết quả được đánh giá đạt chuẩn nếu:

1. Không có hạt bụi nào xâm nhập vào phần bên trong có thể ảnh hưởng đến hoạt động.
2. Không ghi nhận sự cố điện hoặc suy giảm tính năng trong và sau thử nghiệm.

Theo báo cáo kỹ thuật của NEMA (National Electrical Manufacturers Association, 2023), các thiết bị đạt cấp bảo vệ IP6x có tỷ lệ hỏng hóc do bụi giảm hơn 35% so với thiết bị chỉ đạt cấp IP5x. Do đó, cấp IP65 được coi là tiêu chuẩn tối thiểu trong các ứng dụng công nghiệp, chiếu sáng, hoặc cảm biến lắp đặt ngoài trời, nơi không khí có chứa nồng độ bụi cao hoặc gió mạnh mang theo hạt cát.

Bảo vệ chống nước trong IP65

Chữ số thứ hai là 5, biểu thị khả năng chống tia nước phun áp lực thấp từ mọi hướng.
Theo quy định IEC 60529:

• Đầu phun nước có đường kính 6,3 mm.
• Áp lực nước khoảng 30 kPa.
• Khoảng cách phun 3 mét.
• Thời gian thử nghiệm tối thiểu 3 phút cho mỗi hướng.

Kết quả: nước không thể xâm nhập gây hư hỏng hoặc ảnh hưởng đến hoạt động thiết bị. Tuy nhiên, IP65 không chịu được ngâm nước như IP67 hoặc IP68.

IP65 lý tưởng cho các thiết bị ngoài trời có bụi và mưa nhẹ, chẳng hạn như đèn năng lượng mặt trời, camera giám sát, tủ điện hoặc cảm biến môi trường.

3. So sánh cấp độ IP65 với một số cấp độ IP phổ biến khác

Các cấp IP khác nhau được lựa chọn tùy thuộc môi trường sử dụng.

Theo khảo sát của MarketsandMarkets (2024), các sản phẩm đạt IP65 – IP67 chiếm hơn 60% thị phần thiết bị chiếu sáng ngoài trời toàn cầu.

4. Biểu đồ xếp hạng IP

Là biểu đồ nền tảng mô tả toàn bộ cấu trúc hệ thống phân loại IP theo tiêu chuẩn IEC 60529, thể hiện mối quan hệ hai chiều giữa:

• Chữ số thứ nhất (0–6): bảo vệ khỏi vật thể rắn và bụi.
• Chữ số thứ hai (0–9K): bảo vệ khỏi nước và hơi ẩm.

Nói cách khác, đây là biểu đồ “định nghĩa phạm vi kỹ thuật” của toàn bộ chuẩn IP.

Mục đích:

• Dùng để hiểu cơ chế hình thành mã IP (ví dụ: IP65 = chống bụi tuyệt đối + chống tia nước phun áp lực thấp).
• Giúp kỹ sư nhìn tổng quan toàn hệ thống phân cấp bảo vệ.
• Thường xuất hiện trong tài liệu IEC, DIN, NEMA để mô tả nguyên lý tiêu chuẩn.

Giải thích:

Biểu đồ này thể hiện dạng ma trận hai chiều, đúng với cấu trúc của hệ thống tiêu chuẩn IEC 60529:

• Trục ngang (Solid particle): mô tả khả năng chống vật thể rắn, từ 0 → 6.
• Trục dọc (Liquid): mô tả khả năng chống nước, từ 0 → 9K.

Các ô trong biểu đồ cho thấy mức độ bảo vệ tăng dần khi chỉ số lớn hơn.

5. IP thấp nhất và IP cao nhất trong xếp hạng IP

Hệ thống xếp hạng IP (Ingress Protection) bao quát toàn bộ dải khả năng bảo vệ của thiết bị điện – từ mức cơ bản nhất chỉ chống va chạm ngẫu nhiên cho đến mức cao nhất có thể hoạt động ổn định trong môi trường ngập nước, áp lực cao hoặc nhiệt độ khắc nghiệt.
Phần này tập trung vào hai cực của thang đo – IP thấp nhất (IP00 đến IP20) và IP cao nhất (IP68, IP69K) – để minh họa phạm vi ứng dụng và giới hạn kỹ thuật của từng nhóm.

5.1. IP thấp nhất – IP00 đến IP20

Cấp độ IP00 đến IP20 đại diện cho nhóm thiết bị không hoặc rất ít khả năng bảo vệ khỏi bụi và nước, thường chỉ dùng trong môi trường kín, khô ráo hoặc được bảo vệ bằng vỏ ngoài riêng biệt.

Theo IEC 60529,

• IP00 có nghĩa là không có bất kỳ lớp bảo vệ nào. Thiết bị dạng này hoàn toàn phơi bày linh kiện bên trong, dễ bị ảnh hưởng bởi bụi, hơi ẩm, hoặc chạm điện. IP00 chỉ xuất hiện ở linh kiện thử nghiệm trong phòng thí nghiệm hoặc mô-đun lắp trong vỏ kín khác.
• IP10 đến IP20 có lớp bảo vệ cơ bản giúp ngăn tiếp xúc trực tiếp với các bộ phận mang điện.
  • Ở IP10, thiết bị chỉ ngăn được bàn tay chạm vào linh kiện bên trong, chưa chống bụi.
  • Ở IP20, khe hở tối đa của vỏ nhỏ hơn 12,5 mm, đủ để ngăn ngón tay chạm vào các phần dẫn điện nhưng vẫn cho phép bụi lớn hoặc vật thể nhỏ lọt vào.

Các thiết bị đạt mức bảo vệ này không có khả năng chống ẩm hoặc nước, vì vậy chỉ được sử dụng trong nhà, môi trường khô, sạch và ổn định nhiệt độ, ví dụ như:

• Nguồn điện đặt trong tủ kín kỹ thuật.
• Thiết bị đo lường hoặc mạch điều khiển nằm trong phòng thí nghiệm.
• Bo mạch điện tử được lắp trong khung bảo vệ riêng.

Theo báo cáo của NEMA (2023), hơn 40% sự cố chập mạch và ăn mòn linh kiện trong thiết bị IP20 trở xuống xuất phát từ việc lắp đặt sai môi trường – ví dụ, đặt thiết bị trong khu vực có hơi ẩm hoặc bụi mịn. Vì vậy, các cấp IP thấp chỉ phù hợp cho mục đích bảo vệ điện an toàn cơ bản, không đảm bảo tính bền môi trường hay khả năng vận hành ngoài trời.

5.2. IP cao nhất – IP68 và IP69K

Ở đầu kia của thang đo, IP68 và IP69K đại diện cho mức bảo vệ tối đa trong hệ thống phân loại IP, được áp dụng cho thiết bị cần khả năng hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt nhất như ngập nước lâu dài, tia nước áp suất cao, hoặc nhiệt độ cực đoan.

IP68 – Khả năng chống ngâm nước lâu dài

Theo IEC 60529, cấp IP68 yêu cầu thiết bị phải hoàn toàn kín bụi (chữ số 6 đầu tiên) và chịu được ngâm nước trong thời gian dài (chữ số 8 thứ hai).
Điều kiện thử nghiệm thông thường:

• Ngâm thiết bị ở độ sâu >1 mét (thường 1–3 m) trong tối thiểu 30 phút,
• Không có dấu hiệu nước thâm nhập gây hư hỏng hoặc ảnh hưởng đến hoạt động.
  Tuy nhiên, độ sâu và thời gian ngâm thực tế phải được thỏa thuận cụ thể giữa nhà sản xuất và đơn vị chứng nhận, vì mỗi loại thiết bị có cấu trúc và giới hạn áp lực riêng.

IP68 được sử dụng rộng rãi trong:

• Thiết bị điện ngầm, cảm biến dưới nước, đồng hồ đo lưu lượng,
• Đèn chiếu sáng hồ bơi hoặc công trình dưới biển,
• Hệ thống camera an ninh ngâm tạm thời hoặc thiết bị đo môi trường biển.

Theo dữ liệu của ISO 20653:2013 (Automotive IP Protection), các thiết bị đạt IP68 thường phải bổ sung vật liệu gioăng cao su fluorocarbon (FKM) hoặc keo epoxy chống thấm, đảm bảo độ kín tuyệt đối trong chu kỳ co giãn nhiệt lặp lại hàng nghìn lần.

IP69K – Khả năng chống tia nước áp lực cao và nhiệt độ cao

Cấp IP69K được định nghĩa trong DIN 40050-9 (Germany) và được IEC công nhận là mức cao nhất trong phân loại IP. Thiết bị đạt chuẩn này phải chịu được dòng nước áp suất cao (80–100 bar) ở nhiệt độ 80 °C, phun từ bốn hướng trong thời gian ít nhất 30 giây mỗi hướng, với góc phun 0°, 30°, 60°, và 90°.

Thử nghiệm IP69K mô phỏng điều kiện vệ sinh khắc nghiệt trong:

• Ngành chế biến thực phẩm (vệ sinh bằng hơi nóng và áp lực).
• Phương tiện vận tải, xe tải, tàu hỏa thường xuyên rửa áp suất cao.
• Nhà máy công nghiệp cần khử trùng hoặc làm sạch bằng hóa chất.

Thiết bị IP69K phải đáp ứng đồng thời hai yêu cầu:

1. Kín bụi tuyệt đối (dust-tight).
2. Chịu được nước áp suất cao và nhiệt độ cao mà không rò rỉ hoặc suy giảm tính năng điện.

Do chi phí chế tạo, thử nghiệm và vật liệu cao, IP69K thường chỉ được áp dụng cho các thiết bị chuyên dụng. Tuy nhiên, nó vẫn giữ vai trò chuẩn tham chiếu cao nhất về độ bền và độ an toàn môi trường trong ngành cơ điện tử.

Theo phân tích của IEC Technical Committee 70 (2022), thiết bị IP69K có thể duy trì hiệu suất vận hành trên 98% sau 5.000 chu kỳ phun nước áp lực cao, nhờ vào cấu trúc khép kín và vật liệu chống lão hóa cao su silicone hoặc TPE đặc biệt.

6. Biểu đồ tham chiếu xếp hạng IP

Là bảng hoặc sơ đồ tổng hợp mang tính ứng dụng, giúp người dùng, kỹ sư hoặc nhà thiết kế dễ dàng tra cứu nhanh ý nghĩa, phạm vi sử dụng, hoặc tương đương giữa các cấp IP.

Đây là biểu đồ “tra cứu thực hành”, không phải định nghĩa tiêu chuẩn, nhưng được xây dựng dựa trên biểu đồ xếp hạng IP gốc.

Mục đích:

• Giúp người sử dụng so sánh và lựa chọn cấp độ IP phù hợp cho môi trường lắp đặt thực tế.
• Cho phép tham chiếu nhanh mà không cần đọc toàn bộ văn bản tiêu chuẩn IEC 60529.
• Thường được tích hợp trong catalog kỹ thuật, tài liệu sản phẩm, hoặc bảng hướng dẫn lựa chọn thiết bị.

Giải thích chi tiết:

IP00 → Không bảo vệ

IP20 → Bảo vệ cơ bản

IP54 → Mưa nhẹ

IP65 → Ngoài trời

IP67 → Ngâm nước ngắn

IP68 → Ngâm nước lâu

IP69K → Áp lực cao, nhiệt độ cao

Biểu đồ này giúp kỹ sư dễ dàng chọn đúng chuẩn khi thiết kế hoặc lắp đặt thiết bị ngoài trời.

7. NEMA Rating và mối tương quan với IP Code

Ngoài chuẩn IEC 60529 (IP Code), tại Bắc Mỹ, các thiết bị điện còn được phân loại theo chuẩn NEMA (National Electrical Manufacturers Association) – quy định mức độ bảo vệ của vỏ thiết bị đối với môi trường, bụi, nước, dầu, và nguy cơ ăn mòn.

Lưu ý: NEMA và IP không hoàn toàn tương đương vì NEMA bao gồm cả khả năng chống ăn mòn, dầu, băng tuyết và các yếu tố cơ học khác. Tuy nhiên, bảng trên giúp kỹ sư dễ tham chiếu khi lựa chọn thiết bị theo khu vực tiêu chuẩn khác nhau.

8. Ứng dụng thực tế của thiết bị đạt chuẩn IP65

Chuẩn IP65 đặc biệt hữu ích trong lĩnh vực năng lượng mặt trời, chiếu sáng công cộng, và giám sát an ninh.

• Đèn năng lượng mặt trời ngoài trời có trụ nghiêng, tự vệ sinh khi mưa.
• Camera giám sát ngoài trời hoạt động ổn định cả trong thời tiết ẩm ướt.
• Tủ điều khiển inverter của DAT Group được thiết kế đạt chuẩn IP65, chống thấm nước, bụi và côn trùng.

Nhờ áp dụng tiêu chuẩn này, hệ thống tấm pin PV, inverter và pin lithium của DAT Group luôn đảm bảo hoạt động an toàn, hiệu quả suốt 25–30 năm, giúp tiết kiệm 30–70% chi phí điện và hoàn vốn chỉ sau 3–5 năm sử dụng.

Hiểu rõ IP ingress protection giúp người dùng chọn thiết bị phù hợp với môi trường sử dụng và nâng cao tuổi thọ hệ thống. Với các sản phẩm đạt chuẩn IP65, DAT Group cam kết mang lại độ bền, hiệu suất và khả năng vận hành ổn định cho mọi công trình.

Truy cập ngay https://datsolar.com để khám phá các giải pháp năng lượng thông minh và bền vững từ DAT Group.

Nguồn tham khảo: 

• International Electrotechnical Commission (IEC) – IEC 60529:2020 – Degrees of Protection Provided by Enclosures (IP Code).
• DIN – Deutsches Institut für Normung (Germany) – DIN 40050-9:1993 – Road vehicles; Degrees of protection (IP-code); Protection against high-pressure water jet cleaning and steam jet cleaning (IP69K).
• ISO – International Organization for Standardization – ISO 20653:2013 – Road vehicles — Degrees of protection (IP code) — Protection of electrical equipment against foreign objects, water and access.
• NEMA (National Electrical Manufacturers Association) – NEMA 250-2023 – Enclosures for Electrical Equipment (1000 Volts Maximum).
• UL Standards – UL 50E:2021 – Enclosures for Electrical Equipment, Environmental Considerations.