新舊版IEC62493照明設備電磁場評估標準差異解析

劉成　張嫻　陳青　橐曉宇　黃浩　周俊

（上海出入境檢驗檢疫局　上?！?00135）

新舊版IEC62493照明設備電磁場評估標準差異解析

劉成張嫻陳青橐曉宇黃浩周俊

（上海出入境檢驗檢疫局上海200135）

針對新版IEC62493：2015《照明設備對人體電磁輻射的評價》標準的主要變化，對照明設備產(chǎn)生的電磁場對人體電磁輻射評估方法的適用范圍、試驗過程中照明設備的工作狀態(tài)、限值要求以及測量結果評定等方面的差異進行分析，概述了不同類型帶有意圖產(chǎn)生輻射部件的照明設備需要滿足不同國際標準評估方法的新要求，并詳細說明了新版標準中用評估感應內(nèi)部電場強度法計算加權總和因子F值的計算方法，對國內(nèi)照明設備生產(chǎn)廠商及開展照明設備電磁場測試的檢測機構具有較好的參考意義。

IEC62493；感應內(nèi)部電場強度；有意圖產(chǎn)生輻射的部件；標準差異

1　前言

IEC62493是國際電工委員會（IEC）參照國際非電離輻射防護委員會（ICNIRP）和美國電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）的公開出版物而制定的標準，用于評估照明設備所產(chǎn)生的電磁場（EMF）對人體的輻射量。新版標準IEC62493：2015《照明設備對人體電磁輻射的評價》［1］已于2015年3月發(fā)布，相對于舊版標準IEC62493：2009［2］，新版標準對適用范圍、限值要求、加權總和因子F值的計算方法進行了較大修改，并明確了幾類無需試驗即可認為符合標準要求的照明設備，且進一步規(guī)定了對功能需要而帶有產(chǎn)生輻射部件的照明設備的試驗方法等。本文側重介紹新版IEC62493：2015標準的主要變化，希望能對照明設備生產(chǎn)廠商和檢測機構提供一定幫助。

2　標準差異及解析

2.1適用范圍

IEC62493：2009標準涉及的照明設備包括：

（1）用于照明目的，有產(chǎn)生和分配光的基本功能，并打算連接到低壓供電網(wǎng)絡上或用電池供電工作的所有用于室內(nèi)或室外的照明設備。

（2）主要功能之一是照明的多功能設備。

（3）用于照明設備的獨立輔助設備。

新版標準涉及的適用范圍除包含以上3大類設備之外，新增了用于無線通信、無線控制等功能需要而帶有意圖產(chǎn)生輻射部件的照明設備。這樣，就使得目前較為新穎的帶有藍牙遙控、WIFI接收功能的照明設備也列入本標準適用范圍內(nèi)。另外，新版標準不涉及的照明設備和舊版并無差異，本文不再贅述。需要注意的是，標準仍不適用于諸如電子控制裝置之類的燈具內(nèi)裝式元器件。

2.2試驗過程中照明設備的工作狀態(tài)

Van der Hoofden試驗測量布局圖如圖1所示。

圖1　Van der Hoofden試驗測量布局圖

2.2.1一般照明設備

除非制造商另有說明，在進行試驗之前，一般被測燈具應工作一段時間至穩(wěn)定狀態(tài)。對于低壓放電燈，預熱15 min；對于其他放電燈，預熱30 min。這里，新版標準將舊版的“熒光燈”修改為“低壓放電燈”。根據(jù)標準第3章給出的定義，低壓放電燈是指利用低氣壓的鈉蒸氣或汞蒸氣等在通電后放電發(fā)光的燈具。綜合看，傳統(tǒng)型熒光燈即為低壓汞燈，故而新版標準是把需要預熱15 min的照明設備范圍從低壓汞燈擴展到所有低壓放電燈，表1給出了新舊版標準中一般照明設備試驗前預熱時間對照表。另外，所有進行試驗的燈具都必須進行100 h的老化試驗。

表1　新舊版標準中一般照明設備試驗前預熱時間對照表

2.2.2特殊照明設備

當照明設備裝有多個光源時，需要同時點亮進行試驗；對于可連接到交流電網(wǎng)供電并具有應急電池供電的照明設備，應該在連接交流電網(wǎng)供電工作模式下進行試驗，無需在電池供電模式下進行；對于可調光的照明設備，需要分別測量設備可調最大和最小光量的狀態(tài)。

2.2.3帶有意圖產(chǎn)生輻射部件的照明設備

該類設備為新版標準新增列入適用范圍的照明設備，對于此類設備，在試驗過程中盡可能使帶有意圖產(chǎn)生輻射的部件處于不工作狀態(tài)，除非這種操作會使被測設備無法正常運行。

2.3限值要求

標準的限制要求和參考等級是參照ICNIRP 1998和ICNIRP 2010或IEEE C95.1-2005［3］的公開出版物制定的。新版標準對限值要求、加權總和因子F值的計算方法進行了較大的修改，刪除了電氣照明和類似設備EMC標準CISPR 15中電源端騷擾電壓（20 kHz-30 MHz）、電磁輻射騷擾（100 kHz-30 MHz）、電磁輻射騷擾（30 MHz-300 MHz）3項無線電騷擾特性的限值要求，即刪除了 “符合CISPR 15的標準要求作為符合IEC62493的標準要求的必要條件”，如表2所示。

表2　新舊版標準限值要求對照表

新版標準還明確了滿足下列條件之一，無需試驗即可認為符合本標準要求的照明設備：

（1）不含電子控制裝置的設備；

（2）白熾燈、鹵素燈；

（3）LED光源的設備；

（4）OLED光源的設備；

（5）高壓放電燈；

（6）正常使用離人體距離大于等于50 cm的低壓放電燈；

（7）獨立的輔助設備。

此外，標準適用范圍內(nèi)、但不滿足上述條件的照明設備，其測量計算所得的加權總和因子F必須≤1，才被認為符合本標準的要求。舊版標準的限值為F必須≤0.85，在生產(chǎn)廠商申請認證和檢測機構進行測量時，需要特別留意。舊版標準F因子值是計算各頻率點感應電流密度［4］與其限值比值的總和而得，而新版標準F因子值是計算各頻率點感應內(nèi)部電場強度與其限值比值的總和而得。新版標準F因子值計算公式見式（1）：

式中，Ecap（fn）是根據(jù)附錄A的測量距離測得的各頻率點由外部電場引起的感應內(nèi)部電場強度；ELim（fn）是ICNIRP推薦的內(nèi)部電場強度的限值，ELim（fn）=1.35×102×fn；fn是測量時掃頻的各頻率點，起始頻率為20 kHz，終止頻率為10 MHz。

接收機或頻譜分析儀掃頻帶寬、單點測量時間、掃頻步長、檢波方式設置見表3［5］。

表3　試驗時接收機或頻譜分析儀參數(shù)設置表

各頻率點由外部電場引起的感應內(nèi)部電場強度Ecap（fn）計算公式見式（2）：

式中，Jcap（fn）是由外部電場引起的感應電流密度，σ（fn）是Van der Hoofden測試天線的電導率（式3）。

其中，a=3.629×10-5，b=0.5283，c=0.1087。

感應電流密度Jcap（fn）可以用公式（4）來表示。

式中，Icap（fn）是由外部電場引起的感應電流，Aneck是系數(shù)（式5）。

感應電流Icap（fn）可以用公式（6）來表示。

式中，V（fn）是Van der Hoofden試驗各頻率點測得的電壓值，g（fn）是轉換函數(shù)（式7）。

綜上所述，式（2）可以寫成式（8），這樣即可計算獲得被測照明設備加權總和因子F。

對于帶有意圖產(chǎn)生輻射部件的照明設備，滿足新版標準第7章中給出的條件，或參照其他標準［6］的評估方法來判定該類設備是否符合本標準的要求，這部分內(nèi)容將在下文結果評定中詳細介紹。

2.4測量結果的評定

照明設備Van der Hoofden試驗測量結果的評定流程圖見圖2。

圖2　測量結果評定流程圖

圖2顯示，所有標準涉及的照明設備除了滿足條款 4.2.2中條件之外，都必須進行 Van der Hoofden試驗，并滿足其限值要求。帶有意圖產(chǎn)生輻射部件的照明設備按照規(guī)定的工作狀態(tài)進行試驗，也需滿足標準第4章的限值要求，還需參照圖3對其結果符合性判定。

圖3　帶有意圖產(chǎn)生輻射部件的照明設備合格評定流程圖

最后，是否符合本標準的限值要求，還應遵循以下準則：

（1）如果實際測量使用的測試系統(tǒng)不確定度Ulab≤Ubasic（評估為30%），那么：

——如果測量結果不超過適用限值，即為符合；

——如果測量結果超過適用限值，即為不符合。

（2）如果實際測量使用的測試系統(tǒng)不確定度Ulab＞Ubasic（評估為30%），那么：

——如果測量結果加上（Ulab-Ubasic）不超過適用限值，即為符合；

——如果測量結果加上（Ulab-Ubasic）超過適用限值，即為不符合。

3　結語

隨著對生活環(huán)境和人體健康問題的日益重視，世界各國紛紛制定標準對人體暴露于電磁場的評估方法進行了規(guī)定。然而，從我國現(xiàn)行國家標準涉及電磁輻射的測試頻率范圍來看，對人們?nèi)粘Ｉ蠲刻旖佑|、面對、置身于其中的低頻磁場輻射的規(guī)范幾乎還是一個空白，使得必須加快建立相關領域標準體系的步伐。同時，隨著國際貿(mào)易向全球化發(fā)展，我國現(xiàn)在已是世界上照明設備的生產(chǎn)大國和出口大國之一，在產(chǎn)品投入市場之前評估其電磁場對人體影響的情況，并促使設備生產(chǎn)廠商采取適當?shù)拇胧M而有利于出口企業(yè)突破歐盟和北美地區(qū)發(fā)達國家關于照明設備對人體輻射傷害建立的技術壁壘。

［1］ IEC62493：2015Assessment of lighting equipment related to human exposure to electromagnetic fields［S］.

［2］ IEC62493：2009 Assessment of lighting equipment related to human exposure to electromagnetic fields［S］.

［3］陳超中，施曉紅，劉爾立，等.照明設備對人體電磁輻射的IEC標準研究［J］.照明工程學報，2012，4：18-22.

［4］王明明，袁世杰，馬欣，等.IEC62493：2009標準以及感應電流密度測試方法［J］.上海計量測試，2013，4：42-45，47.

［5］CISPR16-1-1：2010 Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods—Part 1-1：Radio disturbance and immunity measuring apparatus—Measuring apparatus［S］.

［6］IEC62311：2007 Assessment of electronic and electrical equipment related to human exposure restrictions for electromagnetic fields（0 Hz-300 GHz）［S］.

Analysis on Differences between the New and Old Edition EMF Assessment Standard IEC62493 for Lighting Equipment

LIU Cheng，ZHANG Xian，CHEN Qing，TUO Xiaoyu，HUANG Hao，ZHOU Jun
（Shanghai Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Shanghai，200135）

This paper has been discussed the main changes of the new edition standard IEC62493 for assessment of lighting equipment related to human exposure to electromagnetic field.The scope of the method，the operating conditions for lighting equipment in testing，the limits and the evaluation of results in IEC62493：2015 are compared with the old edition.Assessment methods in the applicable standards are summarized for different types of lighting equipment with intentional radiators.The calculation formula of the total weighted factor F by the induced internal electric field strength method in the new edition is illustrated in detail.It has a good reference value for the domestic manufactures of lighting equipment and the EMF testing laboratories.

IEC62493；Induced Internal Electric Field Strength；Intentional Radiators；Standard Difference

TM5

E-mail：liuc@shciq.gov.cn

上海出入境檢驗檢疫局科研項目（HK028-2015）

2015-11-23