照明燈具新標準解析與電磁兼容測試實操研究

姜韻怡

合肥產品質量監督檢驗研究院，安徽 合肥 230000

0 引言

磁場和電場的相互作用能夠產生電磁波，電磁波在空中傳播的現象，稱作電磁輻射[1]。目前，國內家電行業發展勢頭正好，日常家用電器，如電磁灶、燈具、冰箱等，均有對應的電磁兼容國標，用于規范電器的輻射限值。

正常使用中的電器產品在通電運行中會產生騷擾電流，影響電源線、端口的正常使用，電器內部電路之間也會相互干擾，并對環境產生影響，降低周圍相關設備的性能，如果干擾信號過強，甚至會影響整個電網。合理的布線設計及屏蔽是降低電磁騷擾、提高電器電磁兼容性能的有效手段。以燈具為例，通過電磁兼容檢測的產品，其使用壽命及節能環保性能均有優勢。

《電氣照明和類似設備的無線電騷擾特性的限值和測量方法》（GB/T 17743—2021）[2]（以下簡稱新標準）規定了燈具的傳導騷擾、輻射騷擾的測量方法、測量不確定度、測試報告的內容格式等。新標準將于2022年7月1日正式實施，屆時《電氣照明和類似設備的無線電騷擾特性的限值和測量方法》（GB/T 17743—2017）（以下簡稱舊標準）將作廢。新標準等同轉化了IEC CISPR 15—2018，其作為推薦標準，適用于照明產品。標準換版必然會對樣品的檢測產生影響，實驗室應在了解標準內容變化的情況下，盡快完成典型實驗、材料變更等，以保障機構相關資質的有效性，緊跟市場的檢測需求，優化自身檢測技術。文章主要分析新標準的改動，以供相關單位參考。

1 標準內容變更

此次標準改版變動的地方較多，修訂后除結構編輯性改動外，應重點關注技術變化。

1.1 基本內容變更

1.1.1 內容簡化

新標準在內容上有所簡化，如刪除了電源電池運行的限制條件，將產品名稱從“用于照明的具有分配光的基本功能，并打算連接到低壓電源或者電池工作”，改為“照明設備3.3.16”。

1.1.2 新術語的引入

新標準刪除插入損耗要求以及原來附錄A中相關內容；引入“模塊”術語替代“獨立附件”。模塊獨立于照明器具或系統銷售，是提供照明方面的特定功能且可能包含射頻源的電子或電氣部件，分為可替換模塊、內外部模塊、安裝模塊。新標準在第6.4章給出了不同類型模塊的連接布置和限值。

1.1.3 增加基本端口

新標準中增加了外殼端口、本地有線端口與有線網絡端口三個基本端口。在第3章中描述基本端口的定義，并在第5章結合限值圖描述了物理端口的判斷流程，如圖1所示。目前，每個被測設備（equipment under test, EUT）的接口有三種可能端口，分別對應不同限值數據，應評估后確認。

圖1 EUT應用限值判定流程

1.2 新增電流探頭測量法

新標準在原有電壓探頭測量法的基礎上，新增了電流探頭測量傳導騷擾和限值的方法作為備選測試法。機構可根據自身情況確定使用電壓或者電流等方法來確定符合性，保證限值合規即可。電源接口以外的有線網絡接口的騷擾電流限值如表1所示。在0.15～0.50 MHz范圍內，限值隨頻率對數的增加而線性遞減，在頻率轉換處，選擇較低限值。

表1 騷擾電流限值

1.3 新增0.009～30 MHz環形天線測量法

針對大于1.6 m的大型EUT，在新標準中增加使用測試距離為3 m的0.6 m環形天線磁場的測量方法，作為3 m和4 m的LLAS測試的替代方案。在LLAS測試中，當EUT直徑D滿足1.6 m＜D≤2.6 m時，環形天線直徑為3 m；當2.6 m＜D≤3.6 m時，對應天線直徑為4 m。不同天線的對應限值不同。

新標準發布后，當設備直徑D＞1.6 m時，在頻率0.009～30 MHz范圍內測試輻射騷擾項目，可使用0.6 m的環形天線，以提高大型EUT的可測量性。相關機構在檢測時，不再受制于三環天線的設備限制。環形天線測試的輻射騷擾限值如表2所示，限值隨頻率對數的增加而遞減。

表2 環形天線測試的輻射騷擾限值

由于環形天線和三環天線測量法對應的限值不同，在相同的頻率范圍內，環形天線的輻射騷擾限值相對來說更嚴格。因此，在驗證試驗結果時應選擇最初的測量方法，以確保一致性。

1.4 修改EUT穩定時間

新標準修改了EUT穩定時間，在舊標準中EUT分白熾燈、熒光燈和其他放電燈，新標準中分為“不包括氣體放電技術的EUT”及“包括氣體放電技術在內的EUT”，對應的穩定時間分別為15 min和30 min。

1.5 新增自鎮流燈標準

新標準在附錄A新增了GU10自鎮流燈傳導騷擾測量的要求，同時修改了錐形外殼金屬孔的要求。自鎮流燈含有燈頭、鎮流器和光源，為了保證燈具的正常啟動和穩定燃點，一體化熒光燈不被永久破壞就無法拆卸[3]。

1.6 修改輻射騷擾測試法

新標準關于輻射測試法的變動較大。測試頻率范圍由舊標準的30～300 MHz，更新為30 MHz～1 GHz；在限值表述方面，修改了CDNE法輻射騷擾的限值，如表3所示。

表3 CDNE法測輻射騷擾的限值

舊標準在傳導抗擾度、輻射騷擾測量上使用CDN耦合去耦網絡。新標準發布后，CDNE輻射替代法（CISPR15—2018）取代了原有的CDN法。CDNE法的頻率范圍為300 MHz以下，相關限值只適用于時鐘頻率≤30 MHz的EUT[4]。

CDNE全名為輻射用耦合去耦網絡（coupling/decoupling network for emission）,新標準在OATS、SAC、FAR的測試布置圖中，將CDN更換為阻抗為50 Ω的CDNE端接供電，開展檢測時應注意設備的更換。

2 測試實操

檢測機構在標準更新之后，應根據自身資質針對新標準進行擴項或者變更，以保障檢測資質的完備性。新標準注明燈具的環境溫度為15～30 ℃，常規情況下，家用電器的測試溫度為15～35 ℃。測試時，EUT一直運行，直至達到穩定時間。

2.1 傳導騷擾測試

燈具傳導騷擾測試的布置如圖2所示。燈具放置于0.8 m高的絕緣布置桌上，樣品距參考接地平面0.4 m，與人工電源網絡（AMN）之間的線纜長度為0.8 m。在穩定供電狀態下進行測試，結果如圖3所示。EUT的準峰值和平均值均處于限值線下，樣品檢測合格。

圖2 傳導騷擾測量布置示意圖

圖3 傳導騷擾限值及數據

2.2 三環天線測試

φ2 m三環天線輻射騷擾環底距RGP為0.5 m，EUT置于絕緣桌上，盡量處于天線中央。使用電流探頭和測量接收機檢測環形天線中產生的感應電流[5]。實驗布置如圖4所示，x環的測量結果如圖5所示。

圖4 三環天線輻射騷擾布置示意圖

圖5 x環9 kHz～30 MHz輻射電磁騷擾限值及測量數據

2.3 OATS或SAC輻射騷擾測量

在10 m法半電波暗室中進行30 MHz～1 GHz輻射騷擾測試，燈具放置于標準的0.8 m高的絕緣布置桌上，電源線端接緊挨參考接地平面RGP的CDNE，CDNE的接收機端口一端接50 Ω阻抗，另一端連接電源接點。此次檢測使用雙天線，布置結果如圖6所示。分別從水平和垂直兩個方向進行采集，所得結果的水平方向數據如圖7所示。

圖6 30 MHz～1 GHz輻射騷擾布置示意圖

圖7 水平方向30 MHz～1 GHz輻射騷限值及測量數據

若進行9 kHz～30 MHz的環形天線輻射騷擾測量，則環形天線在距離EUT 3 m的位置測量，測量距離為環中心到EUT邊緣的長度，環中心距離RGP高度為1.3 m。

3 結束語

文章從標準變更及測試實操兩個方面，介紹了《電氣照明和類似設備的無線電騷擾特性的限值和測量方法》（GB/T 17743—2021）標準實施后，在照明設備檢測中應注意的問題，為檢測機構的變更擴項以及現場試驗提供參考。

在倡導綠色、環保、可持續發展的大環境下，燈具的長效性對于能源的高效利用具有重要意義。企業在日常生產中應注意產品的生產標準變化，及時升級產品。檢測機構應及時跟進標準動態，把握住發展方向，引導并協助企業進行高質量生產。