GB 7000.1—2015對燈具電路間的絕緣要求

施曉紅，陳超中

(上海時代之光照明電器檢測有限公司，上海 201114)

GB 7000.1—2015對燈具電路間的絕緣要求

施曉紅，陳超中

(上海時代之光照明電器檢測有限公司，上海 201114)

GB 7000.1—2015《燈具 第1部分：一般要求與試驗》第4.31條和附錄X在舊版標準基礎上新增了與LED燈具相關的重要技術要求。本文詳細分析了GB 7000.1—2015第4.31條和附錄X的規定，解析了該標準對燈具電路間的絕緣要求。

標準；燈具；LED；SELV電路；FELV電路

引言

GB 7000.1—2007《燈具 第1部分：一般要求與試驗》中，絕緣要求是基于LV電源接入與燈具一體的控制裝置或變壓器的燈具，或雖然與燈具分體，但LV電源與控制裝置或變壓器的二次電路之間未提供電氣絕緣的燈具，如果我們把這種燈具稱為一元絕緣系統的燈具的話，那么當燈具的LV電源和控制裝置二次電路之間提供了電氣絕緣(如基本絕緣、雙重絕緣或加強絕緣)、且燈具由分體的控制裝置及由其二次電路供電的光源腔組成時，我們不妨把這種燈具視作為二元絕緣系統的燈具。當絕緣要求保持不變時，二元絕緣系統的燈具中，由與LV電源隔離的控制裝置二次電路供電的燈具部件(通常是光源腔，或含有部分控制電路的光源腔)的絕緣要求是基于隔離的兩次電路基礎上的，該光源腔的絕緣結構與一元絕緣系統是不同的。

隨著燈具中二元絕緣系統的應用，對防觸電保護是II類的光源腔來說，II類燈具使用金屬材料外殼的可能性增加了。對于一個不連續金屬外殼，等電位連接不僅能增加燈具的可靠性，而且同樣的絕緣結構，有等電位連接的燈具更加安全，或者說等電位連接的燈具更容易達到安全要求。

在GB 7000.1—2015中，第4.31條規定了上述二元絕緣系統電路間的絕緣要求，其中帶電部件與可觸及導電部件的絕緣要求在附錄X中給出。

1 GB 7000.1—2015附錄X中關于電路的有源部件與可觸及導電部件之間的絕緣要求

附錄X是GB 7000.1—2015新增的規范性附錄，被標準中的第4.31條“電路間的絕緣”多次引用，對控制裝置輸出電路中對有源部件與可觸及導電部件之間的絕緣要求提出了要求。

1.1 標準要求

附錄X中對有源部件與可觸及導電部件之間的絕緣要求如表1所示，光源與可觸及金屬部件間的

絕緣如圖1所示。

圖1 LV電源和Uout的說明以及光源與可觸及金屬部件間的絕緣Fig.1 Declaration of LVsupply and Uout and the insulation barriers between the light source and accessible parts

控制裝置有源部件與可觸及導電部件之間的絕緣要求LV電源與二次電路的絕緣輸出電壓Ⅰ類接地的可觸及導電部件的絕緣Ⅱ類一個可觸及導電部件或有等電位連接的一個以上可觸及導電部件的絕緣Ⅱ類無等電位連接的一個以上可觸及導電部件的絕緣無Uout>LV電源滿足Uout的基本絕緣滿足Uout的雙重絕緣或加強絕緣滿足Uout的雙重絕緣或加強絕緣Uout≤LV電源滿足LV電源的基本絕緣滿足LV電源的雙重絕緣或加強絕緣滿足LV電源的雙重絕緣或加強絕緣基本絕緣大于ELV的電壓滿足Uout的基本絕緣滿足Uout加上LV電源的附加絕緣應滿足a)或b)的較高要求：a)滿足Uout加上LV電源的附加絕緣b)滿足Uout的雙重絕緣或加強絕緣ELV(FELV)滿足Uout的基本絕緣滿足Uout加上LV電源的附加絕緣滿足Uout加上LV電源的附加絕緣雙重絕緣或加強絕緣大于ELV的電壓滿足Uout基本絕緣滿足Uout基本絕緣滿足Uout的雙重絕緣或加強絕緣ELV(SELV)滿足Uout的基本絕緣還見GB70001的第8章、第10章和第11章的要求滿足Uout的基本絕緣還見GB70001的第8章、第10章和第11章的要求滿足Uout的基本絕緣還見GB70001的第8章、第10章和第11章的要求

注：GB 7000.1表X.1已給出要求的概括，表1并未修改和增加要求。

1.2 標準理解

a.附錄X適用于二元絕緣系統的燈具,規定了燈具的有源部件(帶電部件)與易觸及導電部件的絕緣要求。

b.燈具的帶電部件與易觸及導電部件的絕緣要求與控制裝置的輸出電壓，以及燈具的防觸電類別有關。

c.控制裝置的一次電路(LV電源)與二次電路(輸出電路)之間可能有絕緣，可能沒有絕緣。應對控制裝置上標記的絕緣類別進行識別，包括無絕緣、基本絕緣、雙重絕緣或加強絕緣(圖2)。

圖2 絕緣類別的符號Fig.2 Symbol of insulation

d.控制裝置LV電源與二次電路之間沒有絕緣時，該燈具為一元絕緣系統，附錄X中列出的帶電部件與可觸及導電部件之間的絕緣要求與第10章一致，即當Uout大于LV電源時，是基于Uout的絕緣。當Uout不大于電源電壓LV電源時，按照就高原則，I類燈具或II類燈具中的帶電部件與易觸及導電部件的絕緣是關于LV電源的絕緣，電氣強度試驗和爬電距離電氣間隙試驗時U對應的是電源電壓值。詳見表2。

e.控制裝置LV電源與二次電路之間有絕緣時，而且燈具由二次電路供電時，燈具為二元絕緣系統。對于有可觸及導電部件的II類燈具，二元絕緣系統中由二次電路供電的部件的絕緣結構要求可能降低。

表2 LV電源與二次電路之間沒有絕緣時帶電部件與可觸及導電部件之間的絕緣要求Table 2 Insultation requirements between active parts and accessible conductive parts for luminaires without insultation between LVsupply and second circuit

①絕緣要求是針對帶電部件與可觸及導電部件即金屬部件之間的，即II類燈具的帶電部件與金屬外殼或外殼的金屬部件之間，如果II類燈具不存在這樣的可觸及導電部件，附錄X關于II類燈具的絕緣要求不適用。

②我們知道，一元絕緣系統的II類燈具中，帶電部件與可觸及導電部件之間(即金屬外殼或安裝面)應符合雙重絕緣或加強絕緣的要求。在二元絕緣系統的II類燈具中，只有一個可觸及導電部件或一個以上導電部件有等電位連接的，那么由二元絕緣系統的二次電路供電的II類結構燈具中的帶電部件與上述可觸及導電部件之間有附加絕緣就滿足要求了。

③由二元絕緣系統中的二次電路供電的燈具，要考慮的電壓值與一元絕緣系統不同。我們知道，一元絕緣系統中II類燈具要絕緣的電壓值是Uout或LV電源。對于二元絕緣系統，當控制裝置LV電源與二次電路之間為基本絕緣時，應考慮基本絕緣失效時電路中可能存在的電壓，因此II類燈具中應基于Uout加上LV電源考慮絕緣電壓。

④對于二元絕緣系統的燈具，II類燈具采用金屬外殼的可行性提高了。當控制裝置LV電源與二次電路之間存在絕緣時，由二元絕緣系統二次電路供電的II類燈具中的帶電部件與可觸及導電部件之間的絕緣要求降低至基本絕緣的可能性大大增加，因此，燈具采用金屬外殼變得更加可行了。

⑤存在一個以上的可觸及導電部件II類燈具，等電位連接可提高燈具的安全性。沒有對多個導電部件進行等電位連接的燈具，當兩處附加絕緣擊穿的情況下，這兩個導電部件之間可能存在電位差，一個人的兩手各觸及一個導電部件時就有電流通過人體，顯而易見，帶電部件與這些可觸及導電部件之間附加絕緣是不安全的，這樣，達到Uout加強絕緣要求的可能性大大增加。反之，當存在等電位連接時，兩個可觸及導電部件之間是等電位的，即電位差為零，即使II類燈具中的附加絕緣失效，也不會有電流通過人體，這時附加絕緣是安全的。

⑥關注IEC 60598-1:2014第1號修訂件。在應用附錄X的絕緣要求時，會發現關于要考慮的絕緣電壓與標準的多個章節有不協調的地方，如執行第10章的試驗時的試驗電壓考慮的電壓是基于Uout，而附錄X中可能是基于Uout+LV電源。主要原因是GB 7000.1—2015(等同采用IEC 60598-1:2014)的相關章節中，絕緣要求都是針對一元絕緣系統的燈具的，而附錄X適用于二元絕緣系統燈具的，為了使標準規定與附錄X相協調，IEC發布了IEC 60598-1:2014第1號修訂件，具體內容如下：

IEC 60598-1:2014第1號修訂件：

IEC 60598-1:2014第4.31條、第10章、第11章、附錄M和附錄X

對于有源(載流/帶電)部件和可觸及部件之間的絕緣要求，附件X的表X.1應作為確定所需絕緣的參考。此外，表X.1的具體規定要被用作建立“工作電壓”的基礎應用于第10章的電氣強度試驗和第11章的爬電距離和間隙的要求。

具體來說，在第10章、第11章中，工作電壓是Uout，這是針對一元絕緣系統的燈具的。對于一個二元絕緣系統的燈具，燈具的工作電壓不一定是Uout，不同情況下燈具的工作電壓應依據附錄X。

2 等電位連接

將導電部件之間用導體作電氣連接，使其電位相等或接近，稱之為等電位連接。如圖1所示，可觸及金屬部件A與可觸及金屬部件B之間采用導體作電氣連接，從而使可觸及金屬部件A的電位與可觸及金屬部件B的電位相等。這種連接的作用主要是傳遞電位而非傳送電流，采用等電位連接的示意圖如圖3所示。

圖3 采用等電位連接的燈具示意圖Fig.3 Example of Luminaire With Equipotential Bonding

2.1 等電位連接與接地的區別

I類燈具中絕緣失效時可能變為帶電的可觸及的金屬部件的接地，也可理解為I類燈具該金屬部件與地球這個巨大的導體作等電位連接。因此，就此而言兩者是等同的。但兩者也有不同，接地可泄放電流，而與地絕緣的等電位連接則不能泄放電流，例如在使用安全隔離變壓器的II類燈具中，人手一旦接觸絕緣失效的A或B時，由于使用了隔離變壓器，腳與地沒有形成回路，因此手對腳沒有電流流過，如圖4所示。

圖4 II類燈具中使用安全隔離變壓器、未采用等電位連接，絕緣失效時手對腳未流過電流的示意圖Fig.4 No current through body where insulation failure occur for Class II luminaire with safety isolated transformer and no equipotential bonding

等電位連接的作用主要是傳遞電位而非傳送電流，接地連接的作用既傳遞電位又傳遞電流。

2.2 II燈具中的等電位連接

II類燈具中一個以上的可觸及金屬部件，采用等電位連接，可防止與帶電部件的間接接觸。

如圖5所示，II類燈具中一個以上的可觸及金屬部件，如果采用等電位連接，假如人接觸絕緣失效的A和B時，A和B產生的電位差為0，左手到右手電流路徑就不會有電流流過，因此沒有安全隱患。

圖5 采用等電位連接的II類燈具中，接觸絕緣失效的A點和B點時，兩手間沒有電流流過的示意圖Fig.5 No current through body when touch insulation failure point A and B for Class II luminaire with equipotential bonding

如圖6所示，II類燈具中一個以上的可觸及金屬部件，如果未采用等電位連接，假如人接觸絕緣失效的A和B時，A和B會有電位差產生，如果該電位差不等于0，就會有電流通過兩個手流過心臟，當通過左手到右手電流路徑的電流達200 mA時就會有引起心室纖維性顫動的危險性。

圖6 未采用等電位連接的II類燈具中，人接觸絕緣失效點A和B時，兩手間有電流流過的的示意圖Fig.6 Current through body when touch insulation failure point A and B for Class II luminaire without equipotential bonding

間接接觸是指因絕緣失效，原本不帶電壓的燈具外露導電部件因此帶故障電壓時，人體接觸此故障電壓。如圖4和圖5所示，人接觸絕緣失效的A和B，這種情況就屬于帶電部件的間接接觸，因為正常工作時A和B并不帶電。相對于間接接觸的是直接接觸。直接接觸是指人體因種種原因直接接觸帶電部件。防止帶電部件的直接接觸的方法，例如覆蓋絕緣物質等。

3 第4.31條電路間的絕緣

3.1 概要

在一個二元絕緣系統的燈具電路中，可能存在ELV電路和非ELV電路。

①ELV電路指不超過特低電壓的電路，根據與LV電源的絕緣，ELV電路可能是SELV電路(與LV電源加強絕緣或雙重絕緣)或FELV電路(與LV電源基本絕緣)。

②非ELV電路是指燈具中電壓大于ELV的電路。與LV電源可能不存在隔離，也可能存在隔離，存在的隔離如基本絕緣及加強絕緣或雙重絕緣。

第4.31條規定了二元絕緣系統燈具絕緣的總要求，具體的SELV電路，FELV電路和其他電路應滿足4.31.1，4.31.2和4.31.3的要求。

3.2 標準內容

對于電路間的絕緣，第4.31條從適用范圍、絕緣要求的原則、可控燈具的絕緣要求等方面進行了闡述(見表3)。

表3 標準第4.31條的要求Table 3 Requirement of Clause 4.31

3.3 注意事項

1)第4.31條適用于使用的變壓器或控制裝置在其LV電源與二次電路之間有隔離，同時燈具使用的電路與LV電源絕緣的燈具。也就是說當變壓器或控制裝置中LV電源(一次電路)和輸出電路(二次電路)之間存在電氣絕緣，而且燈具與控制裝置是分體、由二元絕緣系統的二次電路的供電的，二元絕緣系統的燈具示例和構成要素見圖7。第4.31條不適用于一元絕緣系統燈具，其示例和構成要素見圖8。

2)第4.31條適用的電路間，以及這些電路與燈具的外部可觸及導電部件之間，應提供適宜的絕緣，這在4.31.1、4.31.2和4.31.3中有具體展開。

3)可控燈具是智能照明的關鍵要素，基于現有控制系統的不同絕緣類型，應考慮引入控制系統后，燈具絕緣水平的可維持性，如圖9所示，但一個III類燈具中使用了DALI(FELV控制信號，與LV電源基本絕緣)控制系統，除非燈具內采用了附加

二元絕緣系統的要素：

-控制裝置或變壓器的LV電源與二次電路之間有絕緣；而且，的絕緣措施，否則燈具的防觸電保護類別就難以保持III類了，而是II類了。

-控制裝置或變壓器與燈具分體，燈具在于LV電源隔離的電路下工作。

圖7 二元絕緣系統的燈具
Fig.7 Luminare with binary insulation system

一元絕緣系統的要素：

-控制裝置或變壓器的LV電源與二次電路之間有絕緣，但控制裝置或變壓器與燈具一體 (見圖8(a)) ；或

-控制裝置或變壓器的LV電源與二次電路之間沒有絕緣，控制裝置或變壓器與燈具一體(見圖8(b))；或

-控制裝置或變壓器的LV電源與二次電路之間沒有絕緣，控制裝置或變壓器與燈具分體(見圖8(c))。

圖8 一元絕緣系統的燈具
Fig.8 Luminare with uniform insulation system

圖9 引入控制系統后的燈具防觸電保護等級Fig.9 Protection against electric shock for luminaire introduced control circuit

4)4.31條規定了電路間絕緣的總要求，根據輸出電路的不同類型，合格性由4.31.1～4.31.3來檢驗。

4 第4.31.1條SELV電路

4.1 標準要求

標準中的第4.31.1條針對SELV電路給出了要求，如表4所示。

表4 第4.31.1條SELV電路的要求Table 4 Requirement of SELV circuit in Clause 4.31.1

4.2 標準理解

1)第4.31.1條適用于二次電路為安全特低電壓的電路。

2)SELV電路與LV電源之間的應使用雙重絕緣或雙重絕緣隔離，并列出了三類滿足此要求的源。同時，在列出的為SELV電路供電的三類源中包括獨立于較高電壓電路的電化學源，因此使用獨立于LV電源的電池的燈具屬于此范疇。

3)在二元絕緣系統的燈具中，控制裝置可能是一個，也可能是多個，一個控制裝置也可能有多個輸出，以完成電壓、電流、色溫、光輸出、顏色的節奏性變化等多種控制任務，這樣除了SELV電路以外，燈具中就可能存在其他電路。由于SELV電路本身可能是沒有絕緣并可能直接接觸，為了保持SELV安全特低電壓特性，需要與其他電路隔離，以滿足安全要求。SELV電路與其他電路之間，應滿足規定的絕緣要求如下：

①SELV電路與其他非SELV電路(FELV除外)之間：應用雙重絕緣或加強絕緣(基于等于電路中最高電壓的工作電壓)隔離。

②SELV電路與FELV電路之間：應用附加絕緣(基于等于LV電源電壓的工作電壓)隔離。

③SELV電路與其他SELV電路之間：應用基本絕緣(基于等于電路中的最高電壓的工作電壓)隔離。

4)SELV電路中的電壓不應超過ELV，即交流有效值不超過50 V，直流無紋波電壓不超過120 V。SELV的電壓值是控制裝置上標記的最高輸出電壓“Uout值”。

5)SELV電路與可觸及導電部件之間的絕緣，應用表X.1中的絕緣隔離。

6)SELV系統中插頭不允許插入其他系統的插座、插座不應該允許其他系統的插頭進入，且不允許存在保護導體的觸點。

5 第4.31.2條 FELV電路

5.1 標準要求

標準中第4.31.2條針對FELV電路給出了要求，如表5所示。

表5 第4.31.2條FELV電路的要求Table 5 Requirement of FELV circuit in Clause 4.31.2

5.2 注意事項

a．關于FELV電路與可觸及導電部件的絕緣。與SELV電路不同，功能特低電壓電路FELV指電路中的電壓不超過特低電壓，FELV電路與LV電路之間只有基本絕緣，因此FELV電路與可觸及導電部件的絕緣要求高于SELV電路。在具體實踐中，常見一些燈具的光源腔是功能特低電壓的，但設計者誤以為是SELV電路，使用的絕緣結構不滿足FELV電路的要求。

b.FELV電路與SELV電路之間應用附加絕緣(基于等于LV電源電壓的工作電壓)隔離。

6 第4.31.3條其他電路

6.1 標準要求

標準中的第4.31.3條對其他電路給出了相關要求，如表6所示。

表6 第4.31.3條其他電路的要求Table 6 Requirement of other circuit in Clause 4.31.3

6.2 注意事項

a.等電位連接是指使各外露導體可導電部分和裝置外可導電部分電位基本相等的電氣連接。除了用電安全以外，等電位對防雷以及電子信息設備的正常工作和安全使用都是十分必要的。

b.非FELV電路或非SELV電路的II類燈具中，一個以上的可觸及金屬部件使用等電位連接與否，將帶電部件與可觸及金屬部件之間的絕緣也是不同的。例如，在一個非SELV電路中，當有等電位連接時，可觸及導電部件與帶電部件之間的絕緣要求是“滿足Uout基本絕緣”，按照第10章的電氣強度試驗電壓是(2Uout+1 000)V，而沒有等電位連接時，相關部件之間的絕緣要求是“滿足Uout的雙重絕緣或加強絕緣”，對應的電氣強度試驗電壓是4Uout+2 000，有無等電位連接電氣強度試驗電壓增加1倍。詳見表7。

表7 非FELV電路和非SELV電路的II類燈具的絕緣Table 7 Insulation requirements for class II luminaire of non-FELV circuit and non-SELV circuit

7 結束語

在第4.31條的各個分條款和附錄X中，都提到了要用第8章、第10章和第11章來檢驗合格性。也就是說在這些章節中都有燈具絕緣相關的要求，如電氣強度、爬電距離和電氣間隙的試驗和檢驗，還有防觸電保護要求中，關于帶電部件的判定等等，因此應根據標準的提示，在第4.31條的合格性判定，以及在應用附錄X時，應系統考慮標準中的相關要求和規定。

[1] 王厚余.建筑物電氣裝置600問[M].北京：中國電力出版社，2013.

[2] 燈具 第1部分：一般要求與試驗：GB 7000.1—2015.

Requirements for Insulation among the Circuits of Luminaires in GB 7000.1—2015

SHI Xiaohong， CHEN Chaozhong

(ShanghaiAlphaLightingEquipmentTestingLtd.，Shanghai201114,China)

Requirements focused on LED luminaire are included in Clause 4.31 and Appendix X of GB 7000.1—2015LuminairesPart1:GeneralRequirementsandTestsbased on the older versions. This article analyzes the provisions of Clause 4.31 and Appendix X in detail.The Requirements for insulation between the circuits of luminaires in this standard were explained.

standard; luminaire; LED; SELV circuit; FELV circuit

TM93

A

10.3969/j.issn.1004-440X.2017.02.016