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摘 要:近年来,由于国家“节能减排”政策的推动以及“绿色环保”概念的提倡,LED在道路照明上的发展最为迅猛。与传统路灯(如高压钠灯)相比,LED路灯具有节能、安全环保、寿命长等特点,使得全国各地兴起一股“LED路灯节能改造热”,越来越多的城市照明使用LED路灯,目前LED道路照明的节能改造越来越受到重视。本文通过LED路灯的结构及各部件组成,检测过程中如何对LED路灯产品的安全关键点质量进行把控。
关键词:电气安全;LED路灯;检测
照明与我们生活息息相关,城市道路照明更是不可或缺,LED路灯已经逐渐取代传统照明(高压钠灯),各大生产厂、经销商、招投标方在针对LED路灯的电气安全越来越重视。
0.安全
LED路灯安全要求目前依据的国标是:GB 7000.1-2015灯具 第1部分 一般要求与试验以及它固有的特殊标准GB 7000.203-2013 灯具 第2-3部分:特殊要求 道路与街路照明灯具。对于电气安全要求,值得关注的是:
一、接地
设置连续照明的机动车道的照明灯具一般采用I类路灯,对于接地规定路灯的接线端子的固定部件(如有)的连接应设计并制作成当移动夹紧部件时,能防止其转动。在完成安装、或者为更换可替换光源或可替换启动器或清洁而打开时可触及的金属部件,并且绝缘失效时可能变为带电的金属部件,它们应永久的、可靠地与接地端子或接地触点连接。接地连接件应是低电阻的:用接地电阻测试仪,空载电压不超过12V产生的至少为10A的电流依次在接地端子或接地触点与各可触及金属部件之间流过。测量接地端子或接地触点与可触及金属部件之间的电压降,并由电流和电压降算出电阻,该电阻不应超过0.5Ω,接入电流时间至少1min。就带电源线的灯具来说,接地触点在插头上或者在软缆或软线的电源端。目前防滴、防淋、防溅、防喷、水密和加压水密路灯的铁质部件都有防锈保护,测试接地电阻时,应用刀片或者类似物品去除保护层,再进行接地电阻测试。路灯接地端子的所有部件都应尽量减小由于与接地导体接触或与其接触的任一其他金属产生的点解腐蚀的危险,接地端子的螺钉或其他的部件都应该用紫铜或其他不锈金属或带有不锈表面的材料制成,而且接触面应为裸露金属面。另外当I类灯具配有电源线时,该软线应有一根黄绿双色的接地芯线并与路灯的接地端子和插头的接地触点(若灯具带插头的话)相连接。
二、绝缘电阻、电气强度、接触电流以及保护导体电流
绝缘电阻的定义:在规定条件下,用绝缘材料隔开的两个导电元件之间的电阻。试验是检验路灯绝缘性能的常规手段,通过对载流部件、电气零部件、电路等之间来验证产品的绝缘电阻是否达到标准或者企业规定;
电气强度,衡量路灯的绝缘结构在电场作用下耐击穿的能力,正常情况下电力系统中的电压波形是正弦波,路灯在正常工作中由于雷击、操作、故障以及电力系统电压不稳定等原因,可能会引起路灯输入电压突然升高,大大超过了额定电压,在这些过电压的作用下,路灯绝缘材料的内部结构将发生变化,当电压数字较高时,其电场强度会把绝缘击穿,路灯将不能正常工作,而且更换、维护、操作者可能触电而危及人身安全;
接触电流,当人或动物接触装置或设备的一个或多个可触及的部件时,通过人体或动物的电流;
保护导体电流,在保护导体内流过的电流;
电灼伤,电流经过皮肤或器官表面时所引起的灼伤,目前正在考虑中。
具体试验如下:①潮湿试验:放入潮湿箱之前,样品放在环境温度为t~(t+4)℃的房间内4小时,然后将徒手可以取下的部件,比如电气部件、盖罩、防护玻璃等取下,放入潮湿箱,箱内湿度保持在91%~95%,空氣温度保持在20℃~30℃任一适宜值,放置48h,覆盖样品的地方空气温度误差保持在1℃之内。试验完成后,将取下的部件重新装配好,同等条件下进行试验。②绝缘电阻试验:带电部件与壳体(可触及金属部件、可触及固定螺钉和与可触及绝缘材料部件接触的金属箔)之间,以及可触及金属部件与内部的绝缘衬垫和绝缘挡板上的金属箔之间的绝缘。对于非SELV部件的绝缘测量使用的直流电压为500V,时间1min;对于SELV部件的绝缘测量使用的直流电压为100V,时间1min。③电气强度试验:将基本为正弦波、频率为50Hz或60Hz,将表2规定的电压施加在表中所列举的绝缘两端,如果路灯还有电子控制装置,施加的试验电压应用标记在控制装置上的高值电压,例如路灯额定电压为220V~50Hz,控制装置标记的电压为100-240V~,50Hz,这时应用U=240V计算电气强度的试验电压。开始试验时,施加的电压不超过规定值的一半,然后逐渐增至规定值。试验期间不应发生闪络或击穿,包括放置金属箔时使绝缘体的边缘也不应发生闪络,不引起电压下降的辉光放电可忽略不计。④接触电流和保护导体电流:用接触电流测试仪选择图4的网络图进行接触电流值测试,用接触电流测试仪选择图5的网络图进行保护导体电流值测试。具体限值见表3。
三、结论
本文通过对LED路灯产品电气安全检测过程中的项目,归纳得出LED路灯产品质量把控的关键项目,以及对项目的试验方法及要求都有详细的说明。对企业前期研发、生产过程中、质量检测部门,政府招标要求项目、以及企业单位送检项目提供了参考。
参考文献
[1]IEC 60598-1:2014 灯具 第1部分:一般要求与试验
[2]IEC 60598-2-3:2002+A1:2011 灯具 第2-3部分:特殊要求 道路与街道照明灯具
[3]杨林,刘群兴,朱文立.LED照明的质量可靠性研究分析[M],北京,电子工业出版社,2015:47.
作者简介
谭书军,男,本科,工程师,主要研究方向:电子产品可靠性研究,电话:18523976350,邮箱:[email protected]。
(作者单位:重庆赛宝工业技术研究院)
关键词:电气安全;LED路灯;检测
照明与我们生活息息相关,城市道路照明更是不可或缺,LED路灯已经逐渐取代传统照明(高压钠灯),各大生产厂、经销商、招投标方在针对LED路灯的电气安全越来越重视。
0.安全
LED路灯安全要求目前依据的国标是:GB 7000.1-2015灯具 第1部分 一般要求与试验以及它固有的特殊标准GB 7000.203-2013 灯具 第2-3部分:特殊要求 道路与街路照明灯具。对于电气安全要求,值得关注的是:
一、接地
设置连续照明的机动车道的照明灯具一般采用I类路灯,对于接地规定路灯的接线端子的固定部件(如有)的连接应设计并制作成当移动夹紧部件时,能防止其转动。在完成安装、或者为更换可替换光源或可替换启动器或清洁而打开时可触及的金属部件,并且绝缘失效时可能变为带电的金属部件,它们应永久的、可靠地与接地端子或接地触点连接。接地连接件应是低电阻的:用接地电阻测试仪,空载电压不超过12V产生的至少为10A的电流依次在接地端子或接地触点与各可触及金属部件之间流过。测量接地端子或接地触点与可触及金属部件之间的电压降,并由电流和电压降算出电阻,该电阻不应超过0.5Ω,接入电流时间至少1min。就带电源线的灯具来说,接地触点在插头上或者在软缆或软线的电源端。目前防滴、防淋、防溅、防喷、水密和加压水密路灯的铁质部件都有防锈保护,测试接地电阻时,应用刀片或者类似物品去除保护层,再进行接地电阻测试。路灯接地端子的所有部件都应尽量减小由于与接地导体接触或与其接触的任一其他金属产生的点解腐蚀的危险,接地端子的螺钉或其他的部件都应该用紫铜或其他不锈金属或带有不锈表面的材料制成,而且接触面应为裸露金属面。另外当I类灯具配有电源线时,该软线应有一根黄绿双色的接地芯线并与路灯的接地端子和插头的接地触点(若灯具带插头的话)相连接。
二、绝缘电阻、电气强度、接触电流以及保护导体电流
绝缘电阻的定义:在规定条件下,用绝缘材料隔开的两个导电元件之间的电阻。试验是检验路灯绝缘性能的常规手段,通过对载流部件、电气零部件、电路等之间来验证产品的绝缘电阻是否达到标准或者企业规定;
电气强度,衡量路灯的绝缘结构在电场作用下耐击穿的能力,正常情况下电力系统中的电压波形是正弦波,路灯在正常工作中由于雷击、操作、故障以及电力系统电压不稳定等原因,可能会引起路灯输入电压突然升高,大大超过了额定电压,在这些过电压的作用下,路灯绝缘材料的内部结构将发生变化,当电压数字较高时,其电场强度会把绝缘击穿,路灯将不能正常工作,而且更换、维护、操作者可能触电而危及人身安全;
接触电流,当人或动物接触装置或设备的一个或多个可触及的部件时,通过人体或动物的电流;
保护导体电流,在保护导体内流过的电流;
电灼伤,电流经过皮肤或器官表面时所引起的灼伤,目前正在考虑中。
具体试验如下:①潮湿试验:放入潮湿箱之前,样品放在环境温度为t~(t+4)℃的房间内4小时,然后将徒手可以取下的部件,比如电气部件、盖罩、防护玻璃等取下,放入潮湿箱,箱内湿度保持在91%~95%,空氣温度保持在20℃~30℃任一适宜值,放置48h,覆盖样品的地方空气温度误差保持在1℃之内。试验完成后,将取下的部件重新装配好,同等条件下进行试验。②绝缘电阻试验:带电部件与壳体(可触及金属部件、可触及固定螺钉和与可触及绝缘材料部件接触的金属箔)之间,以及可触及金属部件与内部的绝缘衬垫和绝缘挡板上的金属箔之间的绝缘。对于非SELV部件的绝缘测量使用的直流电压为500V,时间1min;对于SELV部件的绝缘测量使用的直流电压为100V,时间1min。③电气强度试验:将基本为正弦波、频率为50Hz或60Hz,将表2规定的电压施加在表中所列举的绝缘两端,如果路灯还有电子控制装置,施加的试验电压应用标记在控制装置上的高值电压,例如路灯额定电压为220V~50Hz,控制装置标记的电压为100-240V~,50Hz,这时应用U=240V计算电气强度的试验电压。开始试验时,施加的电压不超过规定值的一半,然后逐渐增至规定值。试验期间不应发生闪络或击穿,包括放置金属箔时使绝缘体的边缘也不应发生闪络,不引起电压下降的辉光放电可忽略不计。④接触电流和保护导体电流:用接触电流测试仪选择图4的网络图进行接触电流值测试,用接触电流测试仪选择图5的网络图进行保护导体电流值测试。具体限值见表3。
三、结论
本文通过对LED路灯产品电气安全检测过程中的项目,归纳得出LED路灯产品质量把控的关键项目,以及对项目的试验方法及要求都有详细的说明。对企业前期研发、生产过程中、质量检测部门,政府招标要求项目、以及企业单位送检项目提供了参考。
参考文献
[1]IEC 60598-1:2014 灯具 第1部分:一般要求与试验
[2]IEC 60598-2-3:2002+A1:2011 灯具 第2-3部分:特殊要求 道路与街道照明灯具
[3]杨林,刘群兴,朱文立.LED照明的质量可靠性研究分析[M],北京,电子工业出版社,2015:47.
作者简介
谭书军,男,本科,工程师,主要研究方向:电子产品可靠性研究,电话:18523976350,邮箱:[email protected]。
(作者单位:重庆赛宝工业技术研究院)