關(guān)于GB 17625.1-2022標(biāo)準(zhǔn)照明設(shè)備部分諧波電流試驗(yàn)解析

趙龍濤 王沛棟 邱心濤 周勝梅 陸訓(xùn)焜

摘 要：GB 17625.1—2022電磁兼容 限值 第1部分：偕被電流發(fā)射限值（設(shè)備每相輸入電流≤16A）將于2024年7月1日正式實(shí)施，與GB 17625.1—2012相比，照明設(shè)備部分試驗(yàn)方法和限值要求變動(dòng)較大。為便于檢測機(jī)構(gòu)、研發(fā)人員、生產(chǎn)廠家等更好地理解與掌握標(biāo)準(zhǔn)，本文主要從照明設(shè)備相關(guān)的試驗(yàn)方法、試驗(yàn)步驟和試驗(yàn)結(jié)果的判定等進(jìn)行說明，并以相應(yīng)的燈具為例予以解析。

關(guān)鍵詞：諧波電流，照明設(shè)備，LED燈具

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.05.041

0 引 言

諧波電流試驗(yàn)是電磁兼容發(fā)射類重要的試驗(yàn)之一，設(shè)備的諧波電流不僅對電網(wǎng)有著重要的影響，也對電力電容器、變壓器、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備的熱穩(wěn)定性、使用壽命和效率有著一定的影響[1]。為規(guī)范設(shè)備諧波電流，減少電網(wǎng)污染，GB 17625.1—2022[2]《電磁兼容 限值 第1部分：諧波電流發(fā)射限值（設(shè)備每相輸入電流≤16 A）》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了每相輸入電流≤16 A的設(shè)備的諧波電流限值要求，該標(biāo)準(zhǔn)將于2024年7月1日正式實(shí)施。與GB 17625.1—2012[3]相比，新版標(biāo)準(zhǔn)變動(dòng)較大，特別是關(guān)于照明設(shè)備部分。照明設(shè)備是日常諧波產(chǎn)生的重要來源之一，也是市場上流通最為廣泛的產(chǎn)品之一，照明設(shè)備諧波電流的質(zhì)量直接影響著電網(wǎng)的電質(zhì)量，因此，對于照明設(shè)備的監(jiān)管應(yīng)更加注重。

目前，市場上流通的照明設(shè)備種類繁多，如果采用新版標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)，諧波電流測試合格率較低[4-5]。陳鐘毓[4]中，對18批次小于25W的LED進(jìn)行了諧波測試，總諧波畸變率合格率不足11%；游劍文[5]統(tǒng)計(jì)了5 W到25 W的LED燈具80批次諧波電流測試結(jié)果，合格樣品數(shù)僅為9批次，不合格率高達(dá)88.75%。敖丹等[6]中介紹了幾種照明設(shè)備諧波測試不過的整改案例，為標(biāo)準(zhǔn)使用者測試的整改提供一定的參考。對于額定功率5 W到25 W之間的照明設(shè)備，屬于GB 17625.1—2022標(biāo)準(zhǔn)換代中的重大變更，新增了測試方法和限值要求，且市場上現(xiàn)有燈具不合格率太高，需要市場監(jiān)管部門從流通領(lǐng)域、生產(chǎn)領(lǐng)域進(jìn)行嚴(yán)加管控。為避免標(biāo)準(zhǔn)使用者在標(biāo)準(zhǔn)使用時(shí)產(chǎn)生不必要的誤解，本文以照明設(shè)備為例，詳細(xì)說明了諧波電流測試的方法、限值要求以及測試的實(shí)例。

標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于諧波電流有兩個(gè)重要的參數(shù)，總諧波電流THC和總諧波畸變率THD。其中，總諧波電流THC（total harmonic current）：2～40次諧波電流分量的總均方根值。總諧波畸變率THD（total harmonicdistortion）：若干諧波分量（GB 17625.1—2022中為2～40次諧波電流分量I h）的總均方根值與基波分量均方根值之比。測試中，總諧波電流和總諧波畸變率是測試判定的兩個(gè)重要指標(biāo)，需要著重理解。

1 照明設(shè)備的說明

照明設(shè)備包括光源、燈、集成式燈和燈具；多功能設(shè)備的照明部分；獨(dú)立式照明控制裝置；紫外（UV）和紅外（IR）輻射設(shè)備；照明廣告牌；照明設(shè)備用獨(dú)立式調(diào)光器，相位控制型除外；DLT控制設(shè)備。而照明為非主要用途的設(shè)備不屬于照明設(shè)備，舞臺(tái)燈、攝影場所專用燈具、應(yīng)急照明設(shè)備、未展示提供照明的專用設(shè)備等也不屬于照明設(shè)備的范疇。

2 照明設(shè)備諧波試驗(yàn)方法和要求

GB 17625.1—2022中將照明設(shè)備的測試分為3類：額定功率＞25 W、5 W≤額定功率≤25 W和額定功率＜5 W。三種情況測試方法和要求均有不同。

2.1 額定功率＞25 W

（1）額定功率＞25 W的內(nèi)置相位控制的白熾燈，諧波電流應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)中表1的要求。

（2）額定功率＞25 W其他類型的燈具，按照標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)理解為不帶相位控制的白熾燈、不可調(diào)光、調(diào)色的燈具，諧波電流應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)中表2的要求。

（3）額定功率＞25 W具有調(diào)光、調(diào)色功能的燈具應(yīng)進(jìn)行兩種試驗(yàn)。試驗(yàn)一：控制燈具在獲得最大有功輸入功率P max條件下進(jìn)行試驗(yàn)，諧波電流限值滿足標(biāo)準(zhǔn)中表2要求。試驗(yàn)二：將試驗(yàn)一中得到的最大有功輸入功率Pmax時(shí)的基波電流作為標(biāo)準(zhǔn)中表2中的限值部分，在有功輸入功率[P min，P max]間，調(diào)整燈具控制裝置獲得最大總諧波電流（T HC）時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，測試結(jié)果需滿足P m a x時(shí)的基波電流表2的要求。其中P m i n應(yīng)根據(jù)P m a x進(jìn)行選擇，1）P ma x≤50 W時(shí)，P min=5 W；2）50 W＜P ma x≤250 W時(shí)，Pmin=10%Pmax；3）Pmax＞250 W時(shí)，Pmin=25 W。

2.2 5 W≤額定功率≤25 W

額定功率在5 W與25 W之間的照明設(shè)備，諧波電流測試應(yīng)滿足三者之一。

（1）滿足標(biāo)準(zhǔn)中表3第二列功率相關(guān)的限值要求。

（2）3次諧波電流不超過86%基波電流，5次諧波電流不超過61%基波電流；同時(shí)，要求基波電流電源的電壓過零點(diǎn)作為參考0°時(shí)，輸入電流波形在60°或之前達(dá)到電流閾值，在65°或之前出現(xiàn)峰值，在90°之前不能降低到電流閾值之下。電流閾值等于在測量窗口內(nèi)峰值絕對最大值的5%。

（3）THD不應(yīng)超過70%。3次諧波電流不超過35%基波電流，5次諧波電流不超過25%基波電流，7次諧波電流不超過30%基波電流，9次和11次諧波電流不超過20%基波電流，2次諧波電流不超過5%基波電流。

2.3 額定功率＜5 W

GB 17625.1—2022標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，對于額定功率小于5 W的照明設(shè)備目前沒有限值要求。

3 試驗(yàn)的步驟

（1）判斷照明設(shè)備的適用性，有些燈具相關(guān)的產(chǎn)品并不適用照明設(shè)備相關(guān)的測試方法和限值要求，例如舞臺(tái)燈光、攝影場專用燈具、照明非主要功能的一些設(shè)備、獨(dú)立相位調(diào)光器等。

（2）環(huán)境條件：環(huán)境溫度20～27℃，大氣無對流，測試期間溫度變化不大于1 K。

（3）放電燈在額定電壓下老化至少100 h，某些類型的燈具要求穩(wěn)定時(shí)間超過15 min。測試時(shí)，燈具應(yīng)該按照正常安裝狀態(tài)。

（4）根據(jù)照明設(shè)備的額定功率大小，進(jìn)行不同的測試程序，如上文中的2.1、2.2和2.3。

（5）針對不同的額定功率的照明設(shè)備，測試結(jié)果的判定有所不同，需多加注意。特別是針對額定功率大于25 W的可調(diào)光、調(diào)色的燈具，需要做兩組試驗(yàn)，且同時(shí)滿足兩組限值要求，而5 W≤額定功率≤25 W的照明設(shè)備只需滿足三組試驗(yàn)中其中一種要求即可。

4 LED燈具測試數(shù)據(jù)分析

本次試驗(yàn)采用EMTEST的DPA 503N諧波和閃爍測試三相數(shù)字功率分析儀，試驗(yàn)時(shí)溫濕度均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，燈具在額定電壓條件下穩(wěn)定時(shí)間15 min以上。

4.1 額定功率12 W的LED臺(tái)燈

對某一額定功率12 W的LED臺(tái)燈進(jìn)行諧波試驗(yàn)。方法一：如表1所示，標(biāo)準(zhǔn)中只給出了每瓦允許的最大諧波電流限值，該臺(tái)燈實(shí)測功率11.319 W，帶入限值表得到表1中第三列的實(shí)際限值，通過與實(shí)測諧波電流值進(jìn)行比對，得出3、5、7、9、11、13、15、17、19、21次諧波電流超限值要求，由于篇幅限制只給出3次到11次的測試數(shù)據(jù)。方法二：三次諧波電流比值93.91%，大于86%的標(biāo)準(zhǔn)要求；五次諧波電流比值為86.72%，大于61%的標(biāo)準(zhǔn)要求，諧波電流比值不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，輸入電流未在相位角60°之前達(dá)到電流閾值要求，在相位角65°之前未達(dá)到峰值，電流相位角不滿足要求，如圖1所示。方法三：THD 182.2%，遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn)要求的70%，不滿足要求，各次諧波占比如表2所示，其中3、5、7、9、11次諧波均不滿足要求。綜合，以上三種試驗(yàn)方法所得的測試結(jié)果均不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，則該燈具不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.2 額定功率80 W的吸頂燈

對某一額定功率8 0 W的吸頂燈進(jìn)行諧波試驗(yàn)，試驗(yàn)一：調(diào)整燈具的遙控器將燈具設(shè)置成其最大功率Pmax下進(jìn)行測試，測試結(jié)果如表3（由于篇幅限制只給出2次到11次的測試數(shù)據(jù)）第三列所示，奇次諧波3、5、7、9， 11、13、15、17、19、21、23、25、27均不滿足要求；試驗(yàn)二：將試驗(yàn)一中得到的最大功率，帶入試驗(yàn)二中，并調(diào)整燈具的功率找到最大THC點(diǎn)時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，測試結(jié)果如表3第四列示，奇次諧波3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、37不滿足要求。根據(jù)兩次試驗(yàn)結(jié)果，該燈具不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

5 結(jié) 語

本文主要介紹了GB 17625.1—2022中關(guān)于照明設(shè)備諧波電流測試的試驗(yàn)方法和步驟，通過選取兩組不同功率的LED燈具，進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)的測試，并對LED燈的測試結(jié)果進(jìn)行了判定，從而，在一定程度上幫助標(biāo)準(zhǔn)使用者對照明設(shè)備部分諧波試驗(yàn)有更加充分的了解。在新標(biāo)準(zhǔn)即將實(shí)施之際，希望生產(chǎn)者盡快確認(rèn)現(xiàn)有產(chǎn)品是否符合新標(biāo)準(zhǔn)要求，根據(jù)測試的結(jié)果完善并優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)；認(rèn)證機(jī)構(gòu)盡快告知新版標(biāo)準(zhǔn)的換版情況，及時(shí)告知生產(chǎn)廠家，讓其有足夠的時(shí)間進(jìn)行整改；監(jiān)管機(jī)構(gòu)從生產(chǎn)領(lǐng)域、流通領(lǐng)域、電商平臺(tái)抽取足夠量的樣品進(jìn)行檢驗(yàn)，確認(rèn)現(xiàn)有產(chǎn)品的符合情況，督促生產(chǎn)廠家對產(chǎn)品進(jìn)行升級優(yōu)化。

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[6]敖丹，賴明宇，林明健，等.諧波新標(biāo)準(zhǔn)I E C 610 0 0 -3 -2：2018+A1：2020 照明設(shè)備部分差異解析及整改案例分析[J].環(huán)境技術(shù)，2021（S1）：141-147.

作者簡介

趙龍濤，通信作者，碩士研究生，高級工程師，研究方向?yàn)閯?dòng)力電池檢測、電磁兼容檢測。

王沛棟，博士研究生，高級工程師，研究方向?yàn)殡姶偶嫒?、安全性能檢測。

邱心濤，碩士研究生，高級工程師，研究方向?yàn)閯?dòng)力電池測試、電磁兼容、安全性能檢測。

周勝梅，碩士研究生，高級工程師，研究方向?yàn)閯?dòng)力洗衣機(jī)設(shè)計(jì)和電磁兼容檢測。

陸訓(xùn)焜，本科，工程師，研究方向?yàn)榧矣秒娖鳈z測、電磁兼容、安全性能檢測。

（責(zé)任編輯：袁文靜）