LED路灯防浪涌干扰设计中亟待解决的绝缘耐压问题[2]

　　GB 7000.1-2007 中10.2 的a)和b)电容器在灯具耐压试验时断开，不是没有耐压要求，实际在灯具结构中就有明确要求，如GB 7000.1-2007 中4.10.1 双重绝缘和加强绝缘中规定：“抑制干扰电容器应符合GB/T 14472 的规定，并且其连接方式应符合IEC 60065:2001 中8.6 的要求。” GB/T 14472-1998《电子设备用固定电容器第 14 部分:分规范抑制电源电磁干扰用固定电容器》表1B 规定：Y1 电容应用于跨接在双重绝缘或加强绝缘之间、额定电压≤250V、峰值脉冲电压8.0kV；，Y2 电容应用于跨接在基本绝缘或补充绝缘之间、额定电压：150V≤U≤250V、峰值脉冲电压5.0kV；Y3 电容应用于跨接在基本绝缘或补充绝缘之间、额定电压：150V≤U≤250V；Y4 电容应用于跨接在基本绝缘或补充绝缘之间、额定电压<150V、峰值脉冲电压2.5kV。根据跨接绝缘的类型等确定相应分类等级的电容，实际在灯具结构中就提出了相应绝缘对应的电容耐压等级的要求。

　　图 2 中的电源一带电部件-R2-G-接地回路或电源另一带电部件-R3-G-接地回路显然不是在绝缘耐压或电气强度试验时应该断开的对象。

　　疑问理由 2：IEC 60950-1:2005《信息技术设备的安全第 1 部分：一般要求》“5.2 抗电强度”中的“5.2.2 试验程序”中注4 规定：“与被试绝缘并联提供直流通路的元件（例如滤波电容器的放电电阻、限压装置或浪涌吸收器）应断开。”图2 中的L-R2-G-PE 或N-R3-G-PE 是否应该断开？

　　上述元件的断开限压装置或浪涌吸收器仅指压敏电阻（VDR）（例如图2 中的R1），未涉及气体放电管和压敏电阻的串联电路（图2 中的电源一带电部件-R2-G-接地回路或电源另一带电部件-R3-G-接地回路）。理由是IEC 60950-1:2005 中“1.5.9 浪涌吸收器” 中“1.5.9.1 一般要求”规定：“二次电路允许使用任何形式的浪涌吸收器，包括压敏电阻（VDR）。用于一次线路的浪涌吸收器应是一个VDR（压敏电阻）且VDR 符合该标准附录Q。VDR 有时指Varistor(压敏电阻)或金属氧化物压敏电阻（MOV）。例如气体放电管、碳块和非线性的电压/电流特性的半导体装置等的装置，在本标准中均不被视作VDR。”

　　对 于 什 么 绝 缘 下 可 以 使 用 VDR ， 什么绝缘下不可以使用VDR ，IEC60950-1:2005 的1.5.9.3、1.5.9.4 和1.5.9.5 规定如下：

　　（1）允许用一个VDR跨接功能绝缘。
　　（2）允许用一个VDR，其一侧接地，跨接基本绝缘。

　　VDR跨接基本绝缘这种设备应是下列一种：
　　- B型可插式设备；或
　　- 永久性连接式设备；或
　　- 具有永久连接保护接地导体装置的设备且提供该导体的安装说明书。

　　（3）不允许用一个VDR跨接附加绝缘、双重绝缘或加强绝缘。为防止最大连续电压以上的暂态电压、由于在VDR 内的泄漏电流的热过载以及万一短路故障时VDR 的燃烧和爆炸，IEC 60950-1:2005 的1.5.9.2 规定应与VDR 串联连接一个具有足够熔断能力的断路装置。浪涌吸收器作为设备的差模保护情况，还是作为共模保护情况，对安全来说情况是不一样的。差模保护是指在电源的一极与另一极之间提供的抗干扰保护，保护对象是设备，不涉及人身安全保护。共模保护是指在电源的任一极与电源的接地之间提供的抗干扰保护，除了保护设备以外，更重要的涉及人接触设备时的安全。从这个意义上来说，首先应保证安全，然后再考虑满足EMS的要求。

　　3、LED 控制装置标准关于耐压的试验方法

　　作为 LED 控制装置，应符合GB 19510.14-2009《灯的控制装置第 14 部分：LED 模块用直流或交流电子控制装置的特殊要求》标准的要求，而无论是GB19510.14-2009 还是其引用标准GB19510.1-2000《灯的控制装置第 1 部分：一般要求和安全要求》的“介电强度”中没有断开部件的规定。

　　4、OSM/EE 有关绝缘耐压的决议

　　EN 60950《信息技术设备的安全》和EN 60950-1《信息技术设备的安全第1 部分：一般要求》中1.5.1 有关的No.98/2 的OSM/EE（欧洲电工标准化委员会电工设备操作员工会议）就电源上压敏电阻的使用决议指出：“在电源与保护地之间的与避雷器或气体放电管串联的压敏电阻（压敏电阻不必单独认证）的组合应符合基本绝缘（如电气强度和对避雷器或气体放电管的外部爬电距离）且有防止短路的保护装置。1. A 型可插式设备：所有国家接受。2. B 型可插式设备和永久性连接式设备：所有国家接受。”上述 OSM/EE 就电源上压敏电阻的使用决议清楚地证明了LED 路灯在带电部件与金属部件之间进行耐压试验时，图2 中的图2 中的L-R2-G-PE 或N-R3-G-PE不应该断开。

　　5、绝缘耐压问题的解决方案

为了使 LED 路灯能够满足安全要求，气体放电管的耐压选择至关重要，应该选取足够耐压的气体放电管与压敏电阻配套，压敏电阻和气体放电管串联电路（如图1）应能够承受基本绝缘的耐压。几种气体放电管的直流火花放电电压和交流击穿电压的关系见表3，气体放电管的直流火花放电电压一般应选不低于2500V。

　　三、结束语

　　1、LED 路灯的EMS 设计应建立在满足安全要求的基础上，不应以牺牲安全作为代价，换取满足EMS 的要求。安全要求不是达不到，恐怕是不知道。

　　2、LED 路灯设计输入必须充分。

　　（1）LED 路灯的安全必须符合GB 7000.5-2005《道路与街路照明灯具安全要求》和GB 7000.1-2007《灯具第 1 部分: 一般要求与试验》；

　　（2）LED 路灯的性能可依据标准GB/T 24827-2009 《道路与街路照明灯具性能要求》和GB/T 9468-2008《灯具分布光度测量的一般要求》；

　　（3）LED 路灯的EMI 需要符合GB 17743-2007《电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法》、GB 17625.1-2003《电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)》和 GB 17625.2-2007《电磁兼容限值对每相额定电流≤16A 且无条件接入的设备在公用低压供电系统中产生的电压变化、电压波动和闪烁的限制》；

　　（4）LED 路灯的EMS 需要符合GB/T 18595-2001《一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求》。

　　参考文献

　　[1]《瞬变干扰吸收器件》钱振宇

　　[2] GB/T 18802.311-2007/IEC 61643-311:2001 低压电涌保护元件第 311 部分:气体放电管（GDT）规范

　　[3] GB/T 18802.331-2007/IEC 61643-331:2003 低压电涌保护元件第 331 部分:金属氧化物压敏电阻（MOV）规范

　　[4] IEC 60950-1:2005 Information technology equipment –Safety –Part1:General equirements

　　[5] IEC 61347-2-13:2006 Lamp controlgear –Part 2-13: Particularrequirements for d.c. or a.c. supplied electronic controlgear for LEDmodules

　　[6] IEC 60384-14:2005 Fixed capacitors for use in electronic equipment–Part 14:
Sectional specification: Fixed capacitors for electromagnetic　interference suppression and connection to the supply mains

　　[7] OSM/EE DECISION SHEET, Sheet no. 98/2, Subject: Use of Varistors on the　mains

　　[8] GB 7000.1-2007 灯具－第1 部分:一般要求与试验

　　[9] GB/T 14472-1998 电子设备用固定电容器第 14 部分:分规范抑制电源电磁干扰用固定电容器