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浅谈家庭常用的LED光源安规测试要求

2017-09-13朱浩冰唐喜利李翠

科技创新导报 2017年19期

朱浩冰+唐喜利+李翠

摘 要:现在的家庭中一般都采用LED光源替代传统的光源,因为LED光源具有发光效率高、使用寿命长、颜色多样化、安全系数高等优点。LED光源也是一种新兴的产品,对应的标准和检测方法也跟以往的家用照明产品不同,有自己的特殊性,在检测的过程中必须深刻地领悟标准才能更快更准地完成各项试验。该文对自镇流LED和双端LED灯管安全测试要求进行通俗、有针对性解读,使检测标准更为通俗易懂,提升检测工作效率。

关键词:自镇流LED灯 双端LED灯 安全要求

中图分类号:TM92 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)07(a)-0119-03

LED是一种半导体发光二极管,它是利用半导体PN结或者类似结构把电能转换为光能的固态器件[1]。作为一种新型光源,LED光源发光原理是电致发光,电能直接转化为光能,比起传统的靠灯丝发热来发光的白炽灯和靠荧光粉来发光的节能灯,LED光源具有发光效率高、使用寿命长、颜色多样化、安全系数高等优点,所以现在的家庭中一般都采用LED光源替代传统的光源。家庭常用的LED光源为自镇流LED灯(俗称球泡灯)和LED灯管,自镇流LED灯和LED灯管分别取代了以前的节能灯和荧光灯灯管,如何快速、精准地对这两种光源进行安全电气检测是检测人员的工作之重。文章对这两类灯的检测标准进行简单、通俗的解读,帮助检测人员能在第一时间检测出样品存在的问题和不合格的地方,帮助企业快速整改,节约时间成本,也能够在帮助样品设计者减少产品研发的盲目性,有针对性地设计出符合标准要求的样品。

1 IEC62560与IEC62776适用范围

IEC62560[2]适用于在家庭和类似场合作为普通照明用的、把稳定燃点部件集成为一体的LED灯(自镇流LED灯),这些灯的额定电压大于50 V且小于或者250 V,额定功率在60 W以下。

IEC62776[3]适用于带G5和G13灯头、用于替换相同灯头荧光灯的双端LED灯,这些灯的额定电压小于或者等于250 V,额定功率小于等于125 W。

2 自镇流LED灯安规检测

自镇流LED灯安规检测所用的标准是IEC6256O,主要有以下的测试:标志、互换性、意外接触带电部件的防护、潮湿处理后的绝缘电阻和介电强度、机械强度、灯头温升、耐热耐燃、故障等测试,在下文中只对几个比较有代表性的项目进行阐述。

2.1 互换性

为了保证互换性,灯应采用符合IEC 60061-1规定的灯头及符合IEC 60061-3相应的量规测试要求。灯与灯座之间的弯距应不超过表1的值。

2.2 意外接触带电部件的防护

灯的结构设计应保证,在不装有灯具形状的辅助外壳情况下,当灯安装在符合IEC灯座数据活页的灯座中时,不能触及灯头内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。采用所规定的试验指检验其合格性,如果有必要,施加10 N的力。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得带电或容易带电。

2.3 潮湿处理后的绝缘电阻和介电强度

灯应先在相对湿度为91%~95%、空气温度为20℃~30℃的潮湿箱内放置48 h,绝缘电阻试验应在潮湿箱内进行,施加大约500 V的直流电压1 min后测定。灯头的载流金属件与灯的易触及部件之间的绝缘电阻应不小于4 MΩ。

灯头带电触点之间短路,易触及的绝缘件包金属箔,在带电触点和金属箔之间施加(4U+2000V)电压1 min。施加的电压数值,应用IEC 60598-1的II类灯具要求,最初,施加的电压应不超过一半。试验应在潮湿箱内进行,试验中不允许出现闪络(飞弧)或击穿现象。

2.4 机械强度

未使用过的灯的抗扭矩,进行下述扭力矩试验时,灯头应牢固地粘结在灯体上或灯上用来旋进或旋出的部位,施加的扭矩如表2。

對于不采用粘结方式固定的灯头,可允许在灯头与灯体之间有相对移动但不得超过10°。

机械强度测试后,样品应还能通过绝缘电阻和介电强度测试。

2.5 灯头温升

所有试验应采用额定电压进行。如果灯上只标有电压范围,试验时则采用其范围中的最高值。成品灯的灯头温升△ts不超过120 K。

2.6 耐热耐燃

灯应具有充分的耐热性,提供防触电保护的绝缘材料和固定带电部件的绝缘部件均应具有充分的耐热性。采用球压试验装置检验其是否合格。固定带电部件的绝缘部件至少为125 ℃,1 h后取出受试部件,放入冷水中浸泡10 min,压痕直径不得超过2 mm。其他部件应为80 ℃,1 h后取出受试部件,放入冷水中浸泡10 min,压痕直径不得超过2 mm。

固定带电部件的绝缘部件及外部防触电的绝缘部件,应能承受灼热丝试验。灼热丝顶部的温度为650 ℃,30 s后将试样从灼热丝顶部移开。灼热丝顶部的温度为650 ℃,30 s后将试样从灼热丝顶部移开。

3 双端LED灯管安规检测

双端LED灯管是替换以前的双端荧光灯管,所以在标准上,延续了以前荧光灯管的一些要求,但又不同于以前的标志,安规检测所用的标准是IEC62776,主要有以下的测试:标志、互换性、插入期间插脚的安全性、潮湿处理后的绝缘电阻和介电强度灯头机械强度、灯头温升、耐热耐燃、故障、爬电距离和电气间隙、灯的防尘与防潮、光生物危害等测试。很多项目跟LED球泡灯是相通的,在下文中,只对几个比较特别项目进行阐述。

3.1 灯头互换性

为了保证互换性,灯应采用符合IEC 60061-1规定的灯头及符合IEC 60061-3相应的量规测试要求。G5灯头的灯总质量应不超过200 g,G13灯头的灯应不超过500 g。而对于尺度的要求很严格,灯必须在常温t25℃、正常工作稳定toperating、零下20℃(或者最低tmin)、最高环境温度(tmax)这4个状态下测出A、B、C、D值,A、B、C、D具体位置如图1所示。endprint

然后按照公式

A1=Atmax+ΔA-A25℃(tmax-25℃).11,7×10-6

B1=Btmin-A25℃(tmin-25℃).11,7×10-6

计算出A1、B1值,所有的限值见表3。

相比其他的测试项目,LED灯管对于尺寸这一块是很严格的,测量的过程中有很多不确定度,在测量过程中一定要细致严谨,争取把误差减少到最小。

3.2 插入期间插脚的安全性

3.2.1 电气强度试验

G5和G13灯头不能保证灯的两端同时插入,因此,在插入过程中等的两端应无任何电气。鉴于插入期间灯座上可能出现250 V电压,应在灯两端施加1 500 V(2U+1000V)的介电强度试验。试验开始时,在一端灯头的插脚或者电触点和另外一端灯头的插脚或电触点之间施加不超过规定电压值的一半,然后逐渐将电压升至规定值。试验期间不应出现闪络或击穿现象。

3.2.2 绝缘电阻

在一端灯头的插脚或者电触点和另外一端灯头的插脚或电触点之间施加大约500 V直流电压升至规定值,绝缘电阻应小于2 M?。

3.2.3 接触电流

施加500 V(50 Hz或者60 Hz)试验电压(有效值),按照图1测量时接触电流不应大于0.7 Ma(峰值)。

3.3 故障状态

3.3.1 极端电气条件试验

按灯的额定电压(如灯上的标识的是电压范围,按该范围的最大值作为试验电压),灯的电压调至额定电压的150%,试验持续进行直至灯达到热稳定(稳定条件是灯头在1 h内变化未超过1 K),在此条件下让灯承受极端电气条件15 min,若能承受或者安全地失效,则判定试验通过。

3.3.2 电路中的各个元器件断开或者短路

一次只允许一个元件经受开路或者短路故障状态,在试验过程中,灯不应着火、产生可燃气体或者烟雾的现象,且带电部件不应变成可触及的。采用高频火花发生器检验从零部件释放出的气体时候易燃;用试验指来检验易触及的部件是否为带电体。

4 結语

本文对自镇流LED灯和双端LED灯安规测试要求进行简单、通俗的解读,主要对自镇流LED灯的互换性、意外接触带电部件的防护、潮湿处理后的绝缘电阻和介电强度、机械强度、灯头温升、耐热耐燃测试及双端LED灯管的灯头互换性、插入期间插脚的安全性、故障测试进行详细的解读,对检测过程中容易有歧义的检测项目进行了深刻的分析,期望在LED照明产品的检测过程中有所参考。

参考文献

[1] 苏永道,吉爱华,赵超.LED封装技术[M].上海:上海交通大学出版社,2010.

[2] IEC 62560:2015,Self-ballasted LED-lamps for general lighting services by voltage>50V-Safety specifications[S].

[3] IEC 62776:2014,Double-capped LED lamps designed to retrofit linear fluorescent lamps-Safety specifications[S].endprint