楊朝記 田云海

摘要：現(xiàn)階段，由于國(guó)家“節(jié)能減排”政策的推動(dòng)以及“綠色環(huán)?！备拍畹奶岢?，LED在道路照明上的發(fā)展最為迅猛。與傳統(tǒng)路燈（如高壓鈉燈）相比，LED路燈具有節(jié)能、安全環(huán)保、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，使得全國(guó)各地興起一股“LED路燈節(jié)能改造熱”，越來(lái)越多的城市照明使用LED路燈，目前LED道路照明的節(jié)能改造越來(lái)越受到重視。本文通過(guò)LED路燈的結(jié)構(gòu)及各部件組成，檢測(cè)過(guò)程中如何對(duì)LED路燈產(chǎn)品的安全關(guān)鍵點(diǎn)質(zhì)量進(jìn)行把控。

關(guān)鍵詞：電氣安全;LED路燈;檢測(cè)

前言

照明與我們的生活息息相關(guān)，城市道路照明是必不可少的。LED路燈逐漸取代傳統(tǒng)路燈。LED路燈的電氣安全越來(lái)越受到各大廠商、經(jīng)銷商和招標(biāo)方的重視。

1安全

LED路燈的安全要求目前依據(jù)的是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB 7000.1-2015燈具第一部分的一般要求和試驗(yàn)及其固有的特殊標(biāo)準(zhǔn)GB 7000.203-2013燈具第2-3部分：有特殊要求的道路路燈。對(duì)于電氣安全要求，值得注意的是：

1.1結(jié)構(gòu)

所有路燈燈具的外殼防護(hù)等級(jí)至少應(yīng)達(dá)到IPX3，對(duì)于道路照明燈具來(lái)說(shuō)外殼防護(hù)等級(jí)有的還需至少達(dá)到IPX5的，那就是隧道照明燈具和柱式合成燈具帶的側(cè)開(kāi)式外部部件配玻璃件，另外對(duì)柱式合成燈具，包括門孔，IP類別做了以下規(guī)定：2.5m以下的部件IP3X，在標(biāo)準(zhǔn)GB16895.28-2008中有詳細(xì)說(shuō)明;2.5m以上的部件，IP2X（當(dāng)外部部件是側(cè)開(kāi)式的情況下，配玻璃件的IP分類應(yīng)為IP5X）。

將燈具或外部部件固定到支撐物上的裝置應(yīng)與燈具或外部部件的重量相適應(yīng)，連接件的設(shè)計(jì)應(yīng)使組合件的投影面積能承受150km/h的風(fēng)速而沒(méi)有過(guò)度變形。各生產(chǎn)廠在為了防止任一燈具部件或外部部件在使用或維護(hù)時(shí)因振動(dòng)而位移，支承燈具或外部部件和內(nèi)部附件重量的固定裝置應(yīng)提供可靠裝置。除了至少用兩個(gè)裝置固定以外，例如螺釘、螺栓，燈具部件或外部部件應(yīng)有附加的防護(hù)，例如鋼絲繩，目的是防止萬(wàn)一在正常條件下一個(gè)固定失效導(dǎo)致這些部件墜落，危及人、動(dòng)物和周圍的環(huán)境。

安裝在桅桿電線桿和桿頂?shù)臒艟呋蛲獠坎考撵o態(tài)載荷試驗(yàn)，這一試驗(yàn)是為了驗(yàn)證燈具連接件的設(shè)計(jì)應(yīng)使組合件的投影面積能承受150km/h的風(fēng)速而沒(méi)有過(guò)度變形。試驗(yàn)時(shí)，使其最嚴(yán)酷表面承受載荷，最嚴(yán)酷表面由公式Cd×S的最大值來(lái)確定。其中：Cd為拖動(dòng)系數(shù)，S為承受載荷的面積m2，拖動(dòng)系數(shù)由表面形狀而定。如Cd不進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于燈具或外部部件，Cd應(yīng)取值1.2。試驗(yàn)時(shí)根據(jù)制造廠的說(shuō)明書(shū)鎖緊固定裝置，在最嚴(yán)酷的表面上施加均勻分布的恒定載荷10min，載荷分布等有效方法。如果使用袋子，可以裝入沙粒、鉛沙粒和鉛小球，載荷的計(jì)算公式應(yīng)等于F=1/2Rh×S×Cd×V2（單位：N）

其中：

Rh：等于1.225kg/m3（空氣密度）;

V：風(fēng)速（m/s）;

相對(duì)于燈具或外部部件安裝高度的風(fēng)速應(yīng)為：

安裝高度不超過(guò)8m，V=45m/s（163km/h）;

安裝高度超過(guò)8m，不超過(guò)15m，V=52m/s（188km/h）;

安裝高度超過(guò)15m，V=57m/s（205km/h），

在某些國(guó)家，風(fēng)速由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，例如日本。

試驗(yàn)后，燈具應(yīng)無(wú)危害安全的可見(jiàn)的失效，固定點(diǎn)的永久變形不能超過(guò)2cm/m的傾斜，并且不得繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。

1.2防塵防水

作為戶外燈具，防塵防水是檢驗(yàn)其產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，LED路燈的外殼防護(hù)等級(jí)至少應(yīng)達(dá)到IPX3，普遍來(lái)講，大多數(shù)廠家都把防護(hù)等級(jí)做到了IP65。

以防護(hù)等級(jí)為IP65的試驗(yàn)為例，試驗(yàn)前準(zhǔn)備：路燈應(yīng)按正常使用安裝和接線，并置于最不利位置，如果有排水孔，將最低的排水孔敞開(kāi)。做IP第1位特征數(shù)字為5的時(shí)候，把路燈放入相似的粉塵試驗(yàn)箱內(nèi)試驗(yàn)，箱內(nèi)氣流使滑石粉保持懸浮狀態(tài)，箱內(nèi)每立方米含滑石粉2kg，所用的滑石粉要經(jīng)篩子篩過(guò)，篩網(wǎng)的標(biāo)稱線徑為50μm，網(wǎng)絲間標(biāo)稱自由距離為75μm，使用過(guò)20次以上的滑石粉不得用來(lái)試驗(yàn)。具體試驗(yàn)程序如下：

1）路燈掛在粉塵箱外面，在額定電源電壓下工作直至達(dá)到工作溫度;

2）將正在工作的路燈以最小的擾動(dòng)放入粉塵箱內(nèi);

3）關(guān)上粉塵箱的門;

4）開(kāi)啟風(fēng)扇或風(fēng)機(jī)，使滑石粉懸浮;

5）1min后關(guān)掉路燈電源，并使路燈在滑石粉保持懸浮的狀態(tài)下冷卻3小時(shí)。

注：在開(kāi)啟風(fēng)扇或風(fēng)機(jī)與關(guān)掉路燈電源之間有1min的時(shí)間間隔，是為了保證在路燈開(kāi)始冷卻時(shí)，在其周圍的滑石粉完全的處于懸浮狀態(tài)，尤其對(duì)較小的路燈最為重要。試驗(yàn)開(kāi)始的時(shí)候，做第Ⅰ條操作是為了保證試驗(yàn)箱不會(huì)過(guò)熱。

IP第2位特征數(shù)字為5的防噴水試驗(yàn)，關(guān)掉路燈電源開(kāi)關(guān)，立即經(jīng)受用帶噴嘴的軟管從各方向噴水15min，（試驗(yàn)水溫15℃±10℃）噴嘴形狀和尺寸如圖3所示，噴嘴離樣品距離應(yīng)保持3m。試驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)噴嘴處水壓，使水流速率達(dá)到12.5×（1±5%）L/min（約30kN/m2）

試驗(yàn)結(jié)束后，路燈要經(jīng)受住電氣強(qiáng)度試驗(yàn)，不同極性帶電部件之間、帶電部件與安裝表面之間、帶電部件與路燈的金屬部件之間施加電壓2U+1000V，試驗(yàn)期間不應(yīng)發(fā)生閃絡(luò)或擊穿;其次檢查第一位特征數(shù)字為6的路燈外殼內(nèi)部無(wú)滑石粉沉積，第二位特征數(shù)字為5的路燈載流部件或可能造成危害的地方無(wú)水跡。

2 絕緣電阻、電氣強(qiáng)度、接觸電流以及保護(hù)導(dǎo)體電流

絕緣電阻的定義：在規(guī)定條件下，用絕緣材料隔開(kāi)的兩個(gè)導(dǎo)電元件之間的電阻。試驗(yàn)是檢驗(yàn)路燈絕緣性能的常規(guī)手段，通過(guò)對(duì)載流部件、電氣零部件、電路等之間來(lái)驗(yàn)證產(chǎn)品的絕緣電阻是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)或者企業(yè)規(guī)定;

電氣強(qiáng)度，衡量路燈的絕緣結(jié)構(gòu)在電場(chǎng)作用下耐擊穿的能力，正常情況下電力系統(tǒng)中的電壓波形是正弦波，路燈在正常工作中由于雷擊、操作、故障以及電力系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定等原因，可能會(huì)引起路燈輸入電壓突然升高，大大超過(guò)了額定電壓，在這些過(guò)電壓的作用下，路燈絕緣材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化，當(dāng)電壓數(shù)字較高時(shí)，其電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)把絕緣擊穿，路燈將不能正常工作，而且更換、維護(hù)、操作者可能觸電而危及人身安全;

接觸電流，當(dāng)人或動(dòng)物接觸裝置或設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)可觸及的部件時(shí)，通過(guò)人體或動(dòng)物的電流;

保護(hù)導(dǎo)體電流，在保護(hù)導(dǎo)體內(nèi)流過(guò)的電流;

電灼傷，電流經(jīng)過(guò)皮膚或器官表面時(shí)所引起的灼傷，目前正在考慮中。

具體試驗(yàn)如下：①潮濕試驗(yàn)：放入潮濕箱之前，樣品放在環(huán)境溫度為t～（t+4）℃的房間內(nèi)4小時(shí)，然后將徒手可以取下的部件，比如電氣部件、蓋罩、防護(hù)玻璃等取下，放入潮濕箱，箱內(nèi)濕度保持在91%～95%，空氣溫度保持在20℃～30℃任一適宜值，放置48h，覆蓋樣品的地方空氣溫度誤差保持在1℃之內(nèi)。試驗(yàn)完成后，將取下的部件重新裝配好，同等條件下進(jìn)行試驗(yàn)。②絕緣電阻試驗(yàn)：帶電部件與殼體（可觸及金屬部件、可觸及固定螺釘和與可觸及絕緣材料部件接觸的金屬箔）之間，以及可觸及金屬部件與內(nèi)部的絕緣襯墊和絕緣擋板上的金屬箔之間的絕緣。對(duì)于非SELV部件的絕緣測(cè)量使用的直流電壓為500V，時(shí)間1min;對(duì)于SELV部件的絕緣測(cè)量使用的直流電壓為100V，時(shí)間1min。③電氣強(qiáng)度試驗(yàn)：將基本為正弦波、頻率為50Hz或60Hz，將規(guī)定的電壓施加在表中所列舉的絕緣兩端，如果路燈還有電子控制裝置，施加的試驗(yàn)電壓應(yīng)用標(biāo)記在控制裝置上的高值電壓，例如路燈額定電壓為220V～50Hz，控制裝置標(biāo)記的電壓為100-240V～，50Hz，這時(shí)應(yīng)用U=240V計(jì)算電氣強(qiáng)度的試驗(yàn)電壓。開(kāi)始試驗(yàn)時(shí)，施加的電壓不超過(guò)規(guī)定值的一半，然后逐漸增至規(guī)定值。試驗(yàn)期間不應(yīng)發(fā)生閃絡(luò)或擊穿，包括放置金屬箔時(shí)使絕緣體的邊緣也不應(yīng)發(fā)生閃絡(luò)，不引起電壓下降的輝光放電可忽略不計(jì)。④接觸電流和保護(hù)導(dǎo)體電流：用接觸電流測(cè)試儀選擇的網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行接觸電流值測(cè)試，用接觸電流測(cè)試儀選擇的網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行保護(hù)導(dǎo)體電流值測(cè)試。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，文章通過(guò)LED路燈產(chǎn)品電氣安全檢測(cè)過(guò)程中的項(xiàng)目，總結(jié)了LED路燈產(chǎn)品質(zhì)量控制的重點(diǎn)項(xiàng)目，并詳細(xì)說(shuō)明了該項(xiàng)目的測(cè)試方法和要求。為企業(yè)前期研發(fā)、生產(chǎn)工藝、質(zhì)檢部門、政府招標(biāo)要求項(xiàng)目、企業(yè)檢驗(yàn)項(xiàng)目提供參考。

參考文獻(xiàn)

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