關于GB 17625.1-2022標準照明設備部分諧波電流試驗解析

趙龍濤 王沛棟 邱心濤 周勝梅 陸訓焜

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（設備每相輸入電流≤16A）將于2024年7月1日正式實施，與GB 17625.1—2012相比，照明設備部分試驗方法和限值要求變動較大。為便于檢測機構、研發(fā)人員、生產(chǎn)廠家等更好地理解與掌握標準，本文主要從照明設備相關的試驗方法、試驗步驟和試驗結(jié)果的判定等進行說明，并以相應的燈具為例予以解析。

關鍵詞：諧波電流，照明設備，LED燈具

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

0 引 言

諧波電流試驗是電磁兼容發(fā)射類重要的試驗之一，設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、電動機等設備的熱穩(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（設備每相輸入電流≤16 A）》標準規(guī)定了每相輸入電流≤16 A的設備的諧波電流限值要求，該標準將于2024年7月1日正式實施。與GB 17625.1—2012[3]相比，新版標準變動較大，特別是關于照明設備部分。照明設備是日常諧波產(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，對于照明設備的監(jiān)管應更加注重。

目前，市場上流通的照明設備種類繁多，如果采用新版標準進行試驗，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88.75%。敖丹等[6]中介紹了幾種照明設備諧波測試不過的整改案例，為標準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之間的照明設備，屬于GB 17625.1—2022標準換代中的重大變更，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)管部門從流通領域、生產(chǎn)領域進行嚴加管控。為避免標準使用者在標準使用時產(chǎn)生不必要的誤解，本文以照明設備為例，詳細說明了諧波電流測試的方法、限值要求以及測試的實例。

標準中關于諧波電流有兩個重要的參數(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重要指標，需要著重理解。

1 照明設備的說明

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

2 照明設備諧波試驗方法和要求

GB 17625.1—2022中將照明設備的測試分為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，諧波電流應滿足標準中表1的要求。

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

（3）額定功率＞25 W具有調(diào)光、調(diào)色功能的燈具應進行兩種試驗。試驗一：控制燈具在獲得最大有功輸入功率P max條件下進行試驗，諧波電流限值滿足標準中表2要求。試驗二：將試驗一中得到的最大有功輸入功率Pmax時的基波電流作為標準中表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）時進行試驗，測試結(jié)果需滿足P m a x時的基波電流表2的要求。其中P m i n應根據(jù)P m a x進行選擇，1）P ma x≤50 W時，P min=5 W；2）50 W＜P ma x≤250 W時，Pmin=10%Pmax；3）Pmax＞250 W時，Pmin=25 W。

2.2 5 W≤額定功率≤25 W

額定功率在5 W與25 W之間的照明設備，諧波電流測試應滿足三者之一。

（1）滿足標準中表3第二列功率相關的限值要求。

（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，要求基波電流電源的電壓過零點作為參考0°時，輸入電流波形在60°或之前達到電流閾值，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標準中規(guī)定，對于額定功率小于5 W的照明設備目前沒有限值要求。

3 試驗的步驟

（1）判斷照明設備的適用性，有些燈具相關的產(chǎn)品并不適用照明設備相關的測試方法和限值要求，例如舞臺燈光、攝影場專用燈具、照明非主要功能的一些設備、獨立相位調(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)定時間超過15 min。測試時，燈具應該按照正常安裝狀態(tài)。

（4）根據(jù)照明設備的額定功率大小，進行不同的測試程序，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，且同時滿足兩組限值要求，而5 W≤額定功率≤25 W的照明設備只需滿足三組試驗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，試驗時溫濕度均滿足標準要求，燈具在額定電壓條件下穩(wěn)定時間15 min以上。

4.1 額定功率12 W的LED臺燈

對某一額定功率12 W的LED臺燈進行諧波試驗。方法一：如表1所示，標準中只給出了每瓦允許的最大諧波電流限值，該臺燈實測功率11.319 W，帶入限值表得到表1中第三列的實際限值，通過與實測諧波電流值進行比對，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%的標準要求；五次諧波電流比值為86.72%，大于61%的標準要求，諧波電流比值不滿足標準要求。同時，輸入電流未在相位角60°之前達到電流閾值要求，在相位角65°之前未達到峰值，電流相位角不滿足要求，如圖1所示。方法三：THD 182.2%，遠超標準要求的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，以上三種試驗方法所得的測試結(jié)果均不滿足標準要求，則該燈具不滿足標準要求。

4.2 額定功率80 W的吸頂燈

對某一額定功率8 0 W的吸頂燈進行諧波試驗，試驗一：調(diào)整燈具的遙控器將燈具設置成其最大功率Pmax下進行測試，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；試驗二：將試驗一中得到的最大功率，帶入試驗二中，并調(diào)整燈具的功率找到最大THC點時進行試驗，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)兩次試驗結(jié)果，該燈具不滿足標準要求。

5 結(jié) 語

本文主要介紹了GB 17625.1—2022中關于照明設備諧波電流測試的試驗方法和步驟，通過選取兩組不同功率的LED燈具，進行了相關試驗的測試，并對LED燈的測試結(jié)果進行了判定，從而，在一定程度上幫助標準使用者對照明設備部分諧波試驗有更加充分的了解。在新標準即將實施之際，希望生產(chǎn)者盡快確認現(xiàn)有產(chǎn)品是否符合新標準要求，根據(jù)測試的結(jié)果完善并優(yōu)化產(chǎn)品的設計；認證機構盡快告知新版標準的換版情況，及時告知生產(chǎn)廠家，讓其有足夠的時間進行整改；監(jiān)管機構從生產(chǎn)領域、流通領域、電商平臺抽取足夠量的樣品進行檢驗，確認現(xiàn)有產(chǎn)品的符合情況，督促生產(chǎn)廠家對產(chǎn)品進行升級優(yōu)化。

參考文獻

[1]黃浩，張嫻，劉成，等.標準EN 61000-3-2：2019對CE認證的照明設備諧波測試的影響[J].安全與電磁兼容，2020（5）：24-27.

[2]電磁兼容 限值 第1部分：諧波電流發(fā)射限值（設備每相輸入電流≤16 A） ：GB 17625.1—2022[S].

[3]電磁兼容 限值 諧波電流發(fā)射限值（設備每相輸入電流≤16 A） ：GB 17625.1—2012[S].

[4]陳鐘毓.額定功率小于25W的LED燈具諧波含量探討[J].建筑電氣. 2022，41（2）：53-56.

[5]游劍文.額定功率5至25瓦的LED燈具諧波電流分析[J].質(zhì)量技術監(jiān)督研究，2019（4）：2-6.

[6]敖丹，賴明宇，林明健，等.諧波新標準I E C 610 0 0 -3 -2：2018+A1：2020 照明設備部分差異解析及整改案例分析[J].環(huán)境技術，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，研究方向為動力電池檢測、電磁兼容檢測。

王沛棟，博士研究生，高級工程師，研究方向為電磁兼容、安全性能檢測。

邱心濤，碩士研究生，高級工程師，研究方向為動力電池測試、電磁兼容、安全性能檢測。

周勝梅，碩士研究生，高級工程師，研究方向為動力洗衣機設計和電磁兼容檢測。

陸訓焜，本科，工程師，研究方向為家用電器檢測、電磁兼容、安全性能檢測。

（責任編輯：袁文靜）