讀寫作業臺燈輸入功率測試探討

【摘要】當家庭電路中接入的用電器超出了線路的承載能力，長期超負荷運行將導致發熱量劇增，加速絕緣層的老化。在溫度升至250℃以上時，絕緣層可能自燃并從電線上脫落，引發短路甚至火災事故。因此，無論是家用電器還是LED模塊，對功率限值都有嚴格的規定。本文依據GB/T 9473—2022《讀寫作業臺燈性能要求》標準，對功率要求進行了深入探討，通過對多款不同功能臺燈產品的測試，分析了標準中對實測功率的測試要求，并提出了關于讀寫作業臺燈產品功率測試狀態的建議。這些建議對于檢驗檢測人員和燈具制造商在確保產品符合安全標準方面具有重要的參考價值。

【關鍵詞】讀寫作業臺燈；額定輸入功率；照明功能狀態

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.05.031

【基金項目】湖北省市場監督管理局科技計劃項目（Hbj-kj201814）。

Exploration of Input Power Test for Table Lamps for Paper Task

WANG Mingjun， GUO Yaling， SUN Jiangwei， LI Jiasen

（Wuhan Product Quality Supervision and Inspection Institute， Wuhan 430000， China）

Abstract： When the electrical appliances connected to the household circuit exceed the carrying capacity of the circuit， long-term overload operation will lead to a significant increase in heat generation， accelerating the aging of the insulation layer. When the temperature rises above 250℃， the insulation layer may self ignite and detach from the wire， causing short circuits and even fire accidents. Therefore， both household appliances and LED modules have strict regulations on power limits. This article explores the power requirements in depth based on the GB / T 9473—2022 Performance Requirements for Reading and Writing Desk Lamps. Through testing multiple different functional desk lamp products， the article analyzes the testing requirements for measured power in the standard and proposes suggestions for the power testing status of reading and writing desk lamp products. These suggestions have important reference value for inspection and testing personnel and lamp manufacturers to ensure that products comply with safety standards.

Keywords： table lamps for paper task； rated power input； lighting function status

1概述

隨著社會和家庭對孩子教育的重視，我國青少年伏案讀寫的時間越來越長，讀寫作業臺燈的使用也越來越廣泛。目前，市場上讀寫作業臺燈的光源類型主要有白熾燈、鹵素燈、熒光燈、LED燈等。白熾燈光色平穩，缺陷是光色過黃、清晰度差、能耗高。鹵素燈的光效比白熾燈高，不足之處仍是光色偏黃、清晰度不夠、視覺效果一般。熒光燈是通過放電激發熒光粉涂層而發光，其頻閃嚴重，容易造成眼睛疲勞，且熒光燈含汞，可能會對環境造成一定的不利影響。LED臺燈是近年來比較流行的一種照明燈具，LED燈的功耗低，且LED燈珠不含汞等有害化學元素，因此不會污染環境，是綠色環保的照明光源。同時，LED燈的使用壽命顯著長于傳統光源，在適當的電流和電壓下，LED燈的使用壽命可以達到10萬小時，這種特性大大減少了更換燈泡的頻率，為用戶節省了時間和成本。LED燈的另一個顯著優點是其高發光效率，其能夠將10%的電能轉化為可見光，而普通白熾燈僅有5%的電能轉化為光能。這得益于其直流驅動和無頻閃的特性，LED燈在保護視力方面也具有顯著優勢。因此，LED燈具產品受到許多消費者的青睞[1]。

在實際使用過程中，如果總線路中接入的用電器超過了線路容量，線路長期超負荷運行，會造成發熱量增大，絕緣層加速老化。當溫度超過250℃時，絕緣層可能會發生自燃并與電線分離，造成短路進而發生火災事故。因此，無論是家用電器還是LED模塊，均在標志與說明中要求產品必須明示額定值。例如，額定電流、額定功率，并在功率與電流的相關規定中要求功率偏差要在一定的范圍內。

隨著技術的發展和應用場景越來越廣泛，臺燈產品的功能也越來越多，除了滿足基本的照明外，亮度、顏色等參數都可以調節。越來越多的臺燈增加了可充電蓄電池，能夠在沒有外接電源的情況持續工作一段時間。有的臺燈還增加了充電模塊，擁有對外部電子電器進行有線或無線充電的功能。與GB/T 9473—2017《讀寫作業臺燈性能要求》比較，GB/T 9473—2022《讀寫作業臺燈性能要求》[2]中增加了產品的適用范圍，明確了新版標準。新版標準適用于在家庭、教室和類似場所作為讀寫照明用的臺燈和宣稱“護眼”“學習用”“工作用”等類似功能的臺燈，包括帶充電裝置的臺燈、以USB接口為電源連接方式的臺燈以及夾式臺燈。通過市場調研，我們發現其中帶充電裝置的臺燈又包含兩種類型：一種是燈具自身包含蓄電池，可以在連接電源時正常工作，并給蓄電池充電，在和電源斷開后，燈具還能依靠蓄電池工作一段時間；另外一種是燈具連接電源時，除了自身正常工作外，還帶有無線的或是USB、type C等接口，具有對燈具外的設備充電的功能。

隨著讀寫作業臺燈功能的不斷拓展，臺燈的功率安全顯得尤為重要。GB/T 9473—2022中第5.6條對功率要求為“實測功率不應超過額定輸入功率的110%”，第6.7條規定的測試方法中“帶有照明外其他功能的臺燈，僅在照明功能狀態下考核功率”。這明確了無論讀寫作業臺燈帶有什么功能，對于功率的考核，僅在照明狀態下進行，意味著燈具的功率在其他功能狀態不考核。然而，對于當前功能越來越多的臺燈，對臺燈功率的考核和限制，無論是對臺燈本身還是家庭線路中的用電安全都顯得極為重要。本文通過對三種帶有不同功能的臺燈，測試了在不同工作狀態下的輸入功率，并從標準GB/T 9473—2022的角度和家庭用電安全的角度，分析了不同功能狀態下的功率偏差，給出了讀寫作業臺燈產品功率測試的建議。這些建議對于標準修訂、檢驗檢測工作者或燈具生產廠家都有一定的借鑒意義。

2不同類型臺燈功率測試比較

我們在市場上采購了三種常見類型的臺燈，第一種是只有照明功能的讀寫臺燈樣品A，第二種是帶有蓄電池的臺燈樣品B，第三種是帶有可對外充電裝置的讀寫作業臺燈C，樣品銘牌如圖1所示。

本文中功率的測試按照標準要求進行，在無對流氣流，空氣相對濕度為55%，環境溫度為25.2℃的室內進行。試驗電源為隔離交流電源或直流穩壓電源，電壓和頻率誤差保持在標稱值的±0.2%以內。試驗電源電壓的諧波總含量不大于3%。所用功率計和電子負載準確度不低于0.2級。不同樣品在各種狀態下的測試數據匯總如表1所示。

樣品A為僅有照明功能的臺燈，銘牌標示額定功率即為照明功率。按照標準要求，調整樣品A在照明狀態，測試其功率發現，照明狀態下，樣品功率穩定在10.1 W，則照明狀態下的輸入功率占額定功率的101%，因為樣品A只有照明一種功能，所以樣品A的最大功率占額定輸入功率的101%，滿足GB/ T 9473—2022中5.6條“實測功率不應超過額定輸入功率的110%”的要求。

樣品B包含蓄電電池，該臺燈樣品可以實現在連接電源時提供照明，并給內部安裝的蓄電池進行充電，在斷開電源連接后，樣品B還可以通過蓄電池放電提供能量，繼續提供照明，延長了燈具的工作時間。樣品B的銘牌中明確了額定照明功率，同時也標注了電池的容量。我們在功率測試過程中，分為三種狀態進行。第一種狀態，按照標準要求的僅照明狀態下功率，這時為了減少蓄電池充電對功率的影響，我們將樣品的蓄電池取出，此時燈具的實際測試功率是照明功率，為3.3 W；第二種狀態僅在對蓄電池充電狀態下功率，此時電池為充電狀態，充電功率穩定在5.8 W，當蓄電池充滿電后，功率逐漸降低到待機功率0.1 W；第三種狀態是在樣品照明和充電同時工作條件下，此時測得的樣品的功率穩定在8.8 W。從以上數據我們看出，如果按照標準要求，僅在照明狀態下考核功率，樣品B的實測功率占額定照明功率的91.67%，符合標準要求的“實測功率不超過標稱功率的110%”的規定。然而，當樣品工作在第三種狀態時，最大功率占額定功率達到了244.44%，遠超過標準要求。

樣品C的功能除了具有不同的照明功能狀態，如讀寫、使用電子產品、氛圍燈、夜燈等，還有對外充電的功能，樣品的基座上有一個USB接口，可以對其他電子產品充電。如圖1所示，樣品C除了標注了照明額定功率外，還標注了USB輸出的電壓和電流。我們在測試樣品C的功率時，也分三種情況測試，第一種為照明最大功率；第二種為對外充電時消耗功率；第三種為最大照明和對外充電同時工作時功率。通過測試我們發現，在最大照明狀態，樣品功率穩定在17.8 W，按照標準GB/T 9473—2022中對功率的要求，實測功率占額定照明功率達到了104.71%；在進行第二種模式功率測試時，我們關閉照明，在USB端我們用電子負載調整燈具輸出，調整電子負載為恒功率模式，輸出電壓為5 V，電流為1 A，樣品C可正常輸出，實測輸入功率為5.2 W。為了模擬日常使用中最常見的情況，我們用USB輸出端口對手機進行充電測試，臺燈設置為讀書模式，實測樣品總輸入功率達到了26.6 W，通過計算可知，此時實測功率占額定照明功率達到了156.47%，該數值也明顯超過了標準中規定的110%。可見該樣品的USB端口可以提供明顯超過額定電壓和電流的電源供應，如今的手機均有快速充電功能，最大功率可達50 W～60 W，我們沒有測試該樣品的最大對外輸出電壓和電流。僅從當前狀態就可以看出樣品對外輸出已經明顯超出了產品的設計范圍，存在一定的安全隱患。

綜合以上數據，我們可以看出：對于多功能讀寫臺燈，其工作狀態下的輸入功率可能會出現遠高于其額定功率的情況。從用電安全的角度出發，不同類型器具的標準中，特別是有多種功能狀態的器具的輸入功率測試均是指器具在穩定工作狀態下的最大功率，目的是保證樣品在最大功率狀態下仍是安全可靠的。如GB 4706.1—2005《家用和類似用途電器的安全第1部分通用要求》[3]中第10.1條中，明確“當輸入功率穩定時，通過測量確定其是否合格。所有能同時工作的電路都處于工作狀態”。對于有多種功能狀態的醫療器械，其輸入功率的測試也需要“在試驗前需按照隨機文件對設備使用和功能進行全面了解，這也是為了找到具有多種工作模式的設備其輸入功率最大的工作模式”[4]。對功率要求明確的限定值，目的也是考慮到一定的功率或者電流下，器具的外部接線、內部接線、發熱、輻射發射等涉及安全的項目都有影響，如果樣品長期在超過額定功率下工作，必然會存在器具損壞、發熱嚴重、材料老化等風險，長期的熱累積容易有失火的風險。

因此我們建議，針對讀寫作業臺燈產品，也在“所有能同時工作的電路都處于工作狀態”時考核功率。隨著技術的發展，臺燈產品集成了越來越多的功能，如智能語音控制、鐘表顯示、網絡連接、有線無線充電、小風扇、充電電池以及延長線插座等，大大拓展了臺燈作為照明電器的功能。如果仍然只在照明狀態下考核產品的功率，必然會有一些產品不斷增加臺燈的各種功能，同時為了節約成本，使用更細的線纜，一旦樣品在多種功能狀態下工作，必然會造成電流過大，有熔化線纜的絕緣層的風險，如果造成短路，對于直流的LED臺燈產品，或者有蓄電池等電源的產品，有極大的可能出現火災風險。

3結束語

本文從新發布的GB/T 9473—2022中對功率的要求出發，從市場上選購了三款主流的臺燈產品，通過測試我們發現，雖然不同燈具能夠滿足標準規定的照明狀態下的功率限值，但是隨著臺燈產品功能的不斷增加，如果只考慮在照明狀態下功率，隨著燈具的老化，功率造成的用電安全，失火等風險逐漸提升。因此，作者建議，讀寫作業臺燈功率的考核應該將器具在所有功能正常工作時的穩定功率作為考核要求。

【參考文獻】

[1]郗鋒.LED照明燈具在公路隧道中的應用研究[J].公路，2011（7）：167-171.

[2]讀寫作業臺燈性能要求：GB/T 9473—2022[S].

[3]家用和類似用途電器的安全第1部分通用要求：GB 4706.1—2005[S].

[4]陳藝文.淺談GB 9706.1—2007中輸入功率試驗的注意事項[J].中國醫療器械信息，2020，26（1）：19-21.

【作者簡介】

王明軍，男，1985年出生，博士，研究方向為家用和類似用途電器產品、燈具、信息技術設備等產品質量檢測。

（編輯：李鈺雙）