普通照明用自镇流LED灯,俗称LED球泡灯,其外形跟传统的白炽灯差不多,但其原理、内部结构跟传统的白炽灯很不一样,LED球泡灯是通过点亮LED灯珠来达到照明目的的。一个完整功能的LED球泡灯包括以下几个部分:灯头、灯头绝缘支撑架和外壳、散热器、驱动电源、LED灯珠及透光罩。LED球泡灯以其节能、环保、使用寿命长、无频闪、绿色等优点,在生活中得到很广泛应用。 如何保证日常使用的LED球泡灯产品的安全性呢?IEC 62560-2011《Self-ballasted LED-lamps for general lighting services by voltage > 50 V - Safety specifications》及GB 24906-2010《普通照明用50V以上自镇流LED灯 安全要求》都对LED球泡灯的安全提出了要求。IEC 62560-2011、GB 24906-2010指出标准所适用的自镇流LED灯是在家庭和类似场合作为普通照明用、把稳定燃点部件集成为一体的LED灯:1、额定功率60W以下;2、额定电压大于50V并不超过250V;3、灯头符合标准的表1要求。重要的一点是标准要求整个灯是不可拆卸的。 IEC 62560-2011和GB 24906-2010对自镇流LED灯的安全要求大部分是一致的,但也有些差异。下面以国标GB 24906-2010为主具体讨论自镇流LED灯的安全要求,并比较IEC 62560-2011和GB 24906-2010两个标准要求之间的差异。 一:灯的标志要求。标准要求灯上必须有的标志是来源标记、额定电压或电压范围、额定功率及额频率,及不可调光符号(如果适用)等。对于灯上的标志还需用标志试验方法试验之后,标志仍应清晰。灯的标志也为接下来相关测试项目提供关键的测试参数依据。 二:灯头的互换性要求。标准对各种灯头的尺寸有严格要求,灯应该采用符合IEC 60061-1规定的灯头,及用符合IEC60061-3的量规来验证其合格性。如较为常用的E27、E14灯头有通规、止规、S1规及接触性规来验证灯头相应尺寸是否符合要求。另外灯的弯矩应符合标准的表1的要求,弯矩值应是灯的自重与灯正常旋进灯座后的长度乘积。 IEC 62560-2011还增加了灯应能承受的轴向拉力和部分灯头灯的重量限值, 而国标则无这两方面要求。 三:意外接触带电部件的防护要求。IEC 62560-2011、GB 24906-2010在防触电保护这方面要求是一致的。用模拟人指头的标准试验指检验当灯装在符合IEC灯座数据活页的灯座中,不能触及灯头或灯体内的金属部件,基本绝缘的外部金属部件和带电金属部件,必要时施加10N的力;并用符合IEC 60061-3的7006-51A防触电规来检验E 27灯头、7006-55防触电规来检验E14灯头的防意外接触的要求。 该条款还有一条要求:除了灯头上的载流金属部件以外,灯头外部的金属部件都不应带电或易带电,如何验证合格否?则采用后面要讲的绝缘电阻和介电强度试验来验证。 四:潮湿处理后的绝缘电阻和介电强度要求。灯放置在相对湿度为91%~95%、温度为20℃~30℃的潮湿箱中置放48小时后,在灯头的载流金属件与灯的易触及部件(易触及的绝缘件包一层金属箔)之间测试的绝缘电阻应不小于4MΩ。绝缘电阻测试后,应立即进行介电强度测试,在上述的相同部位施加相应的电压1min,不允许出现闪络(飞弧)或击穿现象。 介电强度测试中,GB 24906-2010的对试验电压值的规定是,所有HV型灯头(电源电压220-250Vr.m.s):4000V,所有BV型灯头(电源电压100-120Vr.m.s):2U+1000(其中U为灯的额定电压);而IEC 62560-2011的试验电压值则参照灯具标准IEC 60598-1, 表 10.2的II类灯具要求值,统一为4U+2000。因为我们国内是220V交流电供电,自镇流灯的额定电压基本是220V~,所以这种情况下介电强度国标比IEC标准要求更严。 五:机械强度要求。灯在使用中旋进旋出过程中灯头应不易脱落,用灯头扭矩仪来测试,E27灯头扭矩值要求为3Nm,E14灯头为1.15Nm。对于不采用粘结方式固定的灯头,可以允许在灯头和灯体之间有相对移动,但不应超过10°。注意此处标准要求在机械强度试验后,样品还应符合绝缘电阻和介电强度的要求。 六:灯头温升要求。试验电压为额定电压或电压范围最高值(根据灯上的标识值),采用标准灯头(见GB/T 24392),将灯点亮至温度稳定,其灯头温升应不超过120K。 七:耐热、防火与防燃要求。耐热即球压试验,固定带电部件的绝缘部件的试验温度为按温升试验有关部件正常工作温度高25℃±5℃,但至少125℃,其他部件则为80℃,试验后压痕应不超过2mm。固定带电部件的绝缘部件以及提供防触电保护的绝缘材料的外部部件,还应能承受650℃灼热丝试验,30s后试样从灼热丝顶部移开,试样上的任何燃烧火焰应在30s内熄灭,并且任何燃烧着的下落物质不应点燃水平放置在试样下面距离为200mm±5mm的薄纸。 八:故障状态要求。对于调光灯,试验以灯的最大电压为试验电压,调节至制造商所标识的最恶劣的条件或将功率升至额定功率的1.5倍,灯应能承受此极端电气条件至少15min。试验后灯应不对周围和用户带来危害,灯不应发生着火或产生可燃气体或烟雾的现象,且带电部件不应变成可触及的。根据前面提到的防触电要求检验易触及的部件是否变为带电体,故障试验后还应满足绝缘电阻要求。对于不可调光灯,应尽在制造商所标识的最恶劣的条件下尽可能按以上调光灯的要求试验。 IEC 62560-2011的故障状态要求还增加了电容器之间的短路试验和元器件的短路或断路故障试验,根据电路原理图分析评估某故障可能会引起安全失效,这就需要进行该故障试验。需注意的是每次故障试验只引入一个元器件故障条件。 除了以上各项要求,IEC 62560-2011还多了对爬电距离与电气间隙的考核,具体参照IEC 61347-1的要求。这对驱动电路板提出严格要求,要考虑的因素就复杂多了,包括带电部件之间距离、带电部件与可触及部件的距离、电路板上变压器初次级的距离等都要考虑进去,要符合IEC 61347-1的要求。而相对于IEC标准,国标则没这方面要求,但国标则在耐压要求方面更高,以此来控制安全距离要求。 通过对以上IEC 62560-2011、GB 24906-2010标准的分析,自镇流LED灯的结构设计及使用部件材料尤其重要,如绝缘部件的材料直接影响到耐热、防火与防燃性能,也影响到耐压绝缘电阻;而结构设计影响到除标志及耐热、防火与防燃外的其他要求,特别值得注意的是当一个自镇流LED灯的介电强度或绝缘电阻不合格时,则可能导致的是标准要求的意外接触带电部件的防护、机械强度和故障状态等条款不合格,因为防触电保护试验中验证灯的外部金属部件是否带电或容易带电需通过介电强度试验和绝缘电阻试验来验证;而机械强度和故障状态验后也要求继续重复介电强度试验和绝缘电阻试验。所以说灯的设计者在开始设计灯的结构时就要把这些要全要求综合考虑进去,设计灯的结构之前要先把IEC 62560-2011、GB 24906-2010标准理解透彻;而对于质量监控及测试人员则也只有对标准很熟悉及理解透彻才能更好地完成自镇流LED灯产品的检测及质量评判、质量分析工作。 |