灯饰知识:照明电器的电磁兼容要求 — 从GB/T 31275-2014《照明设备对人体电磁辐射的评价》谈起

   日期:2017-02-13     来源:建材之家    作者:灯饰之家    浏览:31    评论:0    
核心提示:1. 电磁辐射和电磁兼容随着公众健康安全意识的不断提升,人们对生活中接触到的电磁辐射给人体造成影响的关注度持续升温。常见的人造电磁辐射包括无线电发射台、日常使用的电器和电子设备、高压输变电线路等。当电磁辐射程度超过一定范围后,不可避免的会对人体产生一定的危害和影响。电磁场辐射(EMF,Electromagnetic Fields)用于评估照明产品产生的空间电磁场对人体辐射影响,确保人身安全。EM
灯饰之家讯:1. 电磁辐射和电磁兼容

随着公众健康安全意识的不断提升,人们对生活中接触到的电磁辐射给人体造成影响的关注度持续升温。常见的人造电磁辐射包括无线电发射台、日常使用的电器和电子设备、高压输变电线路等。当电磁辐射程度超过一定范围后,不可避免的会对人体产生一定的危害和影响。

电磁场辐射(EMF,Electromagnetic Fields)用于评估照明产品产生的空间电磁场对人体辐射影响,确保人身安全。EMF是电磁兼容(EMC)的重要组成部分。除了EMF,EMC还包括了电磁干扰(EMI)、电磁敏感度(EMS)。电磁干扰(Electromagnetic Interference),是电气设备可能引起其它事物(包括设备、系统、人及动植物)性能降低或产生损害的电磁骚扰;EMS(Electromagnetic Susceptibility)是评估电气设备对电磁骚扰如雷击、静电等电磁现象的抗扰能力。

照明电器是人们生产和生活中最常见的电磁辐射源,其产品的电磁兼容性能,特别是电磁辐射的强弱,影响了人们的健康和生活品质。作为照明电器的第一制造大国,我国也越来越重视照明设备的电磁兼容要求和测试标准化。

2. 本标准的主要内容

为了与国际接轨,同时也为了规范国内照明设备,我国于14年10月发布了《GB/T 31275-2014照明设备对人体电磁辐射评价》的最新标准。该标准等同于采用IEC 62493: 2009《Assessment of lighting equipment related to human exposure to electromagnetic fields》。

本标准适用于包括工业照明、住宅照明、公共场所照明和街道照明设备等室内、室外所使用的一般照明设备以及专门与照明设备一起使用的独立辅助设备等。标准参照ICNRP、IEEE给出的普通公众暴露水平限值,通过测量和/或计算来评价照明电器的电磁场辐射是否超标。标准中对普通公众暴露于20kHz~10MHz之间的感应电流密度的有效值,以及普通公众身体不同部位的比吸收率SAR作了明确规定,其中SAR值以任意6分钟记时平均,每公斤人体组织吸收的电磁辐射能量,SAR值越低,表明被人体组织吸收的辐射量越少,SAR值可用于评价辐射对人体影响的大小。

3. 照明电器的电磁辐射测量

3.1测量方法

标准确定了照明设备周边空间电磁场的测量方法、标准工作条件以及测量距离。测量前,测试灯应工作直至达到稳定状态。测试时,通过“Van der Hoofden”测试头,在与被测设备相距一定距离的前提下(确定测量距离时,应将测试头的外表面作为参考点),导电球通过一定长度的普通导线与保护网络相连接,保护网络通过一根同轴电缆与EMI接收器或频谱分析仪相连接,以模拟电磁进入人体。典型的测试装置如图1所示。

需要指出的是,标准附录A中根据正常工作时公众的预期位置明确规定了对不同应用照明产品的标准测量距离。附录B中对不同安装条件的照明产品在测量时的探头位置也做了不同的要求,这是因为照明产品中产生电磁辐射的不仅仅是光源本身,更加有控制装置、转换器等辅助设备,布局时需要将这些因素综合考虑进去。

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图1 GB/T 31275-2014典型测量装置

3.2 测量设备

本标准测试使用的“Van der Hoofden”测试设备主要包括导电球、EMI接收机或频谱分析仪等。其中“Van der Hoofden”测试头的导电球是一个用于模拟人体脑部直径,通常尺寸为210mm的传导球体,配合一根用以模拟人的脖颈的导线和一个标称阻抗为50欧姆的无源网络用于匹配EMI接收机所要求的50欧姆的输入阻抗,并防止接收机输入过载。

EMI接收机是测量电磁骚扰的专用测量仪器。由于测量对象往往是微弱的连续波信号,及幅值很强的脉冲信号,所以要求测量机本身的噪声极小,灵敏度很高,检波器的动态范围大,前级电路的过载能力强。同时要具有多种检波功能,为适应不同的测量需求,有峰值、准峰值、平均值和有效值等检波功能。频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器,用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量,可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数。EMI接收机和频谱分析仪有着相似的地方,它们都采用超外差式结构,都要显示各频率成分的幅度,但它们又有不同的地方,例如两者在输入端对信号的处理存在差异、扫频信号不同、对中频滤波器带宽定义不同、检波器不同以及测试精度、灵敏度不同,但在本测试中,因为仅需显示在特定频率范围内,如20kHz~10MHz内的信号成分,因此可使用EMI接收机或频谱分析仪作为测量仪器。

3.3测试结果与评价

本标准中特别强调了测量的不确定度,不仅在附录中给出了详尽的不确定度计算示例,更在合格评定时充分考虑了测量不确定度对测量结果评定准确性的影响。

传统的合格评定仅仅通过简单的判断测量值是否在限值内以评定测量结果是否合格,由于未考虑测量不确定度,则会增加错误评估的风险(见图2),这对传统的合格评定方法而言是一个巨大的挑战。

本标准在评价测试结果时将测试过程中的各个不确定度贡献的主要不确定分量都考虑其中,确定了测试结果是否符合限值的评判准则。利用实际测量设备计算出的不确定度Ulab不应超过标准中规定的不确定度Ubasic。但当Ulab大于Ubasic,只有测量结果加上(Ulab-Ubasic)不超过适用限值时才视为符合。标准在很大程度上降低了消费者所需承担的风险。




图2 传统合格评定存在较大风险

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2. 照明设备的其它EMC测试

除电磁辐射EMF以外,国际国内也出台了针对照明设备的其他EMC测试标准。以EMI测试为例,CISPR15、EN 55015、GB 17743、J 55015、AS/N2S CISPR15标准中对电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值作了明确规定,给出了对插入损耗、骚扰电压和辐射电磁骚扰的测量方法。对于EMS测试,IEC 61547、EN 61547、GB/T 18595标准中确定了一般照明用设备的电磁兼容抗扰度要求,其中涉及设备的静电放电、持续及瞬变干扰、辐射及传导干扰、射频及电源相关干扰。具体相关标准参见表1。

表1 照明产品的EMC测试标准

5. 结束

《照明设备对人体电磁辐射的评价》标准的出台,为评估照明设备或其他电磁源使用安全提供了重要的依据。电磁兼容性作为影响照明产品可靠性及安全性的重要因素,对照明产品进行EMC测试并作出相应规范,对于提高照明产品质量,正确引导公众对电器电子产品的认识,提高公众健康安全意识,进而促进照明行业健康发展有着非常重要的意义。

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