近幾年來,隨著半導體照明技術的不斷發展,普通照明用雙端LED燈管在我國得到迅速發展和大量推廣。
歐洲是我國照明企業出口的重要市場,但是歐洲關于LED燈管的安全標準EN 62776至今遲遲沒有正式頒布(草稿版本的內容34A/1501/NP早在2011年就發布),因此目前歐洲各大認證機構對LED燈管安全檢測認證所使用的標準并不統一。
制造商在設計制造過程中,如何消除LED燈管替代傳統雙端熒光燈的安全風險,達到認證標準要求,順利通過出口認證,避免產品由于存在安全隱患被召回和禁售的風險?本文主要就此探討一下目前歐洲各大認證機構的做法以及制造企業需要關注的技術要點。
(筆者備注:IEC 62776 Ed. 1.0 Double-capped LED lamps designed to retrofit linear fluorescent lamps - Safety specifications將于2014年12月正式發布;預計EN 62776:2014也會隨后發布)
有歐洲認證機構用EN 62560 (LED自鎮流燈標準),EN 62493和EN 62471來簽發LED燈管的CE證書,評估和測試時還考慮EN 60061-1,EN 60061-3對G5/G13燈頭尺寸的要求,以及EN 61195 (雙頭熒光燈--安全規范)的部分條款,例如燈管長度測量,燈頭扭矩測試等。
產品特征:單端帶電,一端為L/N,另一端的兩針腳短路。不評估Replacement Starter (筆者備注:Replacement Starter是指替換熒光燈啟輝器的內部短路或內含有保險絲的啟動器,主要是連通電路的作用)。
說明書會規定LED燈管只能用在電感鎮流器的燈具,用LED燈管替換熒光燈管,用Replacement Starter替換熒光燈啟輝器。
某德國認證機構用標準E DIN EN 62776 (VDE 0715-16) (Double-capped LED lamps for general lighting services-Safety specifications) 對LED燈管進行評估和發證。
產品名稱通常命名為LED lamp。
產品特征:單端帶電,一端為L/N,另一端的兩針腳短路。用LED燈管替換熒光燈管時,不允許更改燈具線路,LED燈管只能用在電感鎮流器的燈具,需要有Replacement Starter,只能用LED燈管替換熒光燈管,用Replacement Starter替換熒光燈啟輝器。
還有歐洲認證機構,用EN 60598-1, EN 61347-2-13,EN 61347-1,EN 62031,EN 61195,EN 62493和EN 62471來簽發LED燈管的CE證書。評估和測試時還考慮34A/1501/NP(草稿IEC 62776的內容)。
另外,用EN 60061-1,EN 60061-3對G5/G13燈頭尺寸評估,用EN 60081對燈管尺寸評估, 用EN 60155對Replacement Starter評估。
主線是放在34A/1501/NP,評估和測試的重點是基于它。
產品特征:單端帶電,一端為L/N,另一端的兩針腳短路。不允許更改燈具線路,LED燈管只能用在電感鎮流器的燈具,需要有Replacement Starter,只能用LED燈管替換熒光燈管,用Replacement Starter替換熒光燈啟輝器。
綜上所述,雖然目前歐洲各大認證檢測機構在簽發LED燈管所用標準不盡相同,但是評估LED燈管的基本思路是一樣的。
而在不久的將來,隨著IEC/EN 62776的正式頒布,各個認證機構的做法將會統一,因此我們將要討論的技術要點,是圍繞目前草稿IEC 62776的內容進行。
技術要點分析
草稿IEC 62776適用于這樣的LED燈管:雙端采用G5或G13燈頭,額定功率不超過60W,額定電壓不超過250V,在不修改或破壞現有燈具的條件下,LED燈管可以直接替換熒光燈管(見下面替換前及替換后的示意圖)。
傳統熒光燈管電感式鎮流器和LED燈管接線圖
標簽和說明書要求有的內容
標簽:
制造商名稱或商標;
額定電壓;
額定功率;
額定頻率;
最大使用環境溫度ta(如果適用的話);
CE標志(做CE認證要有),WEEE標志。
而對于額定電流,不可調光標志(如果不適用于調光電路),只適用于電感鎮流器的說明,不適用于設計使用熒光燈管的應急燈具的說明,這幾方面的信息可以選擇性地放在標簽,包裝或安裝說明書里面。
Replacement Starter的標簽:
制造商名稱或商標;
型號;
警告語“僅適用所配LED燈管”。
說明書:
說明產品包裝里面包括了LED燈管和Replacement Starter;
LED燈管替換的熒光燈管的規格(長度和功率);
使用環境的信息(防塵防水);
不能對燈具作任何結構或線路的改動的說明;
產品的使用環境溫度范圍;
安裝示意圖。
互換性要求
G5和G13燈頭的尺寸:必須符合IEC 60061-1和IEC 60061-3的規定,如下表所示:
其中7004-52和7004-51是尺寸要求,7006-46,7006-46A,7006-44和7006-45是量規要求。兩方面的要求需要同時滿足。
重量:G5和G13燈管的重量分別不能超過200g和500g。
LED燈管尺寸測量:分別在-20°C和80°C±5°C的環境內放置5小時后,立即取出,依據IEC 60081進行尺寸測量(測量下圖的A,B,C和D),測量值不能超出規定的限值。
下面以G13燈頭T8和T10管的尺寸要求為例進行說明(長度規格選擇的是常見的600mm,900mm,1200mm和1500mm)。
Replacement Starter:需要滿足IEC 60155標準章節1里面的相關測試要求。
-標簽要求(制造商名稱或商標,型號和警告語“僅適用所配LED燈管”);
-潮濕,絕緣和耐壓要求(滿足基本絕緣);
-尺寸和量規要求;
-0.6Nm的扭力測試要求;
-機械滾筒測試要求(20次);
-耐熱要求(125°C,168h);
-材料測試要求(125°C球壓測試和650°C灼熱絲測試)
溫度及功率:在額定電壓及25°C環溫,測量到的LED燈管的外表面的溫度不能超過x°C(x還在研究當中,有可能會是60°C-80°C),并且LED燈管的消耗功率不能大于被替換的熒光燈管的消耗功率。
啟動器-燈管混用:
-熒光燈啟輝器與LED燈管混用
-Replacement Starter與熒光燈管混用
測試過程中,燈管不可有冒煙、起火和可燃性氣體產生,帶電部件不能變得可觸及。
防觸電保護
測試手指用10N觸碰不到內部金屬部件,基本絕緣外部金屬部件(除燈頭)和帶電部件。
燈管必須單端帶電,即L和N在同一端,另一端的兩針腳是短路的,兩端燈頭的針腳不能有任何電氣連接,當將燈管的一端裝入燈座或從燈座拆下時,另一端針腳不帶電(需要滿足IEC 60598-1附錄A的要求)。燈管內部的帶電部件與外殼可觸及部件要滿足雙重絕緣或加強絕緣。
燈頭與燈體之間要可靠固定,不能徒手拆下燈頭,以免導致人手可以觸及內部帶電部件。
潮態測試,絕緣電阻和電氣強度
潮態測試:20-30°C;91% - 95%; 48h;
絕緣電阻和電氣強度:
-L和N之間 (>2MW;2U+1000V);
-L/N和可接觸外殼 (>4MW;4U+2000V);
-一端針腳和另外一端針腳(>4MW;4U+2000V);
-初級電路和次級電路(安全隔離電源) (>4MW;4U+2000V或3000V);
-安全特低電壓輸出和可接觸外殼 (>1MW;500V);
燈頭的機械強度要求
LED燈管的燈頭承受下表的扭矩,不能有超過6度的位移。
當燈頭不是通過螺釘或其它機械方式固定時, 例如只是膠水固定,那么LED燈管需要在80°C±5°C溫度下,進行2000±50小時的存儲老化,試驗后再做下表的扭矩測試,不能有超過6度的位移。
溫升測試
按照EN 60598-1里面的正常溫升對其進行檢驗,將LED燈管和Replacement Starter裝進電感鎮流器燈具,在1.06倍的額定電壓下,測量各個關鍵元器件或部位的溫度。
材料測試
提供防觸電的外部絕緣材料或固定帶電部件就位的絕緣材料, 球壓測試溫度至少為125°C;灼熱絲測試溫度是650°C。
故障測試
元器件故障測試,需要配電感鎮流器和Replacement Starter進行;
極端電氣條件測試:150%額定功率或制造商宣稱的最不利的電氣條件下測試,直至溫度穩定, 即1小時內的溫升值不超過1K,在溫度穩定后,LED燈管需要在極端條件下工作穩定15分鐘;
LED燈管與不同類型的鎮流器使用(電感鎮流器和電子鎮流器)危險評估;
短路燈具鎮流器危險評估(LED燈管直接供電狀態評估);
測試過程中,不能起火,不得產生易燃氣體,帶電部件不能變得可觸及。
爬電距離和電氣間隙
爬電距離和電氣間隙的依據標準主要是IEC61347-1和IEC60598-1。
下面以工作電壓250V為例:
-L/N之間:cr>2.5mm; cl>1.5mm;
-Fuse之間:cr>2.5mm; cl>1.5mm;
-安全隔離變壓器:輸入和輸出之間:cr>5.0mm; cl>3.0mm;
-帶電部件和可接觸金屬之間:cr>5.0mm; cl>3.0mm;
-輸出(LED模塊)和可接觸金屬之間(>25V <=50V): cr>1.2mm; cl>0.2mm
如果是有可觸及的鋁殼,注意內部基本絕緣電線不能與鋁殼直接接觸,要求內部導線須為雙重絕緣電線或基本絕緣電線外加一層熱縮套管。
鋁基板上面的絕緣只被認為是基本絕緣,所以如果用的是非隔離電源,那么鋁基板與可觸及的鋁殼直接接觸的這種結構就只是基本絕緣,這種結構就滿足不了標準要求。
安全隔離電源的輸出電線不能與電源的初級電路接觸,否則輸出電線和LED模組就不是安全特低電壓的了,而變成了基本絕緣。
內部線的截面積和絕緣層厚度參考IEC 60598-1的要求。
LED燈管的IP防護要求
LED燈管如果是使用在潮濕環境中,需要參照IEC 60598-1進行IPX5和IP6X測試。
在IP測試前,先依據IEC50598-1標準 12.3條款要求,設置為其Ta標稱值高10K的環境溫度,時間為240小時,進行耐久性測試。
光生物安全要求
在任何情況下,LED燈管的輻射等級不能超過IEC62471的RG1。
綜上所述,不難發現,其實可以將LED燈管安全分為互換性安全和防觸電保護兩大主線。
互換性安全主要考慮LED燈管替換熒光燈管時,LED燈管本身和它應用于燈具時,電氣安全是否得到保障,因此包括燈頭尺寸,燈頭扭矩,燈管長度,燈管重量,Replacement Starter的評估,溫升和互換誤用的危險評估等一系列的評估都是圍繞這一主線進行。
防觸電保護主要是對LED燈管本身的觸電危險評估,主要通過結構檢查,爬電距離和電氣間隙測量,絕緣電阻和耐壓測試來實現。
(審核編輯: 智匯張瑜)
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