LED路灯浪涌（雷击）抗扰度检测探讨*
文/何家威 赖俊斌
近几年，随着环保、节能发展主旋律的奏响，各地政府对道路照明的节能改造和资金支持力度不断增强，LED路灯产品在照明市场中的需求越来越大。由于部分企业缺少对标准和检测的认识，在设计和生产中忽略一些关键细节，导致所生产的LED路灯及配件无法满足国家LED路灯的相关要求。LED路灯浪涌（雷击）抗扰度能力是路灯实际应用的重要电磁兼容（EMC）指标，直接影响了产品的可靠性及项目的经济性。
1 LED路灯的产品认证和浪涌（雷击）抗扰度检测的必要性
1.1 产品认证
目前，LED路灯产品在国内不属于强制CCC认证产品目录范围内，而属于自愿性CQC认证产品目录范围内，最新技术规范为CQC3127-2016《LED道路隧道照明产品节能认证技术规范》；LED路灯电源控制装置在国内属于强制CCC认证产品目录范围内，认证规则为CNCA-C10-01：2014《强制性产品认证实施规则——照明产品》。电源控制装置是LED路灯的“心脏”，在LED路灯电源控制装置CCC认证中只涉及了安全标准、谐波电流标准及电磁兼容EMI相关的标准要求，并没有涉及浪涌（雷击）抗扰度的要求。
1.2 浪涌（雷击）抗扰度检测的必要性
浪涌通常是发生在微秒数量级上的一种剧烈脉冲，包括浪涌电压和浪涌电流。浪涌可以由电力系统开关瞬态和雷击引起。在电子电路中，电源刚开通的瞬间也会产生很大的脉冲，由于电路本身的非线性有可能高于电源本身的脉冲或者由于电路中其他部分受到本身或外来的尖峰脉冲干扰等情况，也会引起浪涌。
在生活中，常遇到这样的问题：雷雨季节，一条道路的LED路灯，一列路灯有好几个不亮，经常坏，修了又坏，坏了再修，这很有可能是由于浪涌（雷击）造成的。
对于照明灯具设备来说，浪涌（雷击）主要来自于以下方面：
（1）安装在户外架高的照明灯具设备（如路灯），极易受到直接雷击的威胁。
（2）由于有些电网（特别是LED路灯电网）未与工业电网隔离，造成后半夜电压升高而超过电源规格的最大输入电压，使得照明灯具损坏。
（3）由于电力系统开关瞬态（比如电容器组的切换、晶闸管的通断、设备组合对地系统的短路和电弧故障等）引起。
浪涌（雷击）造成的路灯损坏，给人们的生活带来了极大的不便，直接造成经济损失，更令道路因照明不足存在交通事故发生的隐患，因此浪涌（雷击）抗扰度检测具有很大的必要性。
2 浪涌（雷击）抗扰度检测标准研究
LED路灯浪涌（雷击）抗扰度检测的产品标准要求主要有CJ/T420-2013《LED路灯》、CQC3127-2016《LED道路隧道照明产品节能认证技术规范》、GB/T24827-2015《道路与街路照明灯具性能要求》、GB/T24907-2010《道路照明用LED灯》。检测方法标准主要有GB/T17626.5-2008《电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验》、GB/T 18595-2014《一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求》。以上标准的浪涌（雷击）抗扰度检测差异比较，见表1和表2。
表1 LED路灯产品标准浪涌（雷击）抗扰度要求差异比较
号标准名称引用的方法标准、检测方法判定要求备注序1CJ/T420-2013《LED路灯》交流电源输入端口试验电压：线-线：± 4kV；火线-地：± 4kV、零线-地：± 4kV；按GB/T17626.5规定进行，其中正脉冲的相位偏移应为90，负脉冲的相位偏移应为270。线-线进行正负脉冲试验各5次，火线-地、零线-地进行正负脉冲试验各5次试验后灯具应能正常工作行业标准2 CQC3127-2016《LED道路隧道照明产品节能认证技术规范》按GB/T17626.5试验应符合GB/T 18595的要求自愿性认证技术规范3 GB/T24827-2015《道路与街路照明灯具性能要求》灯具电磁兼容应符合GB/T18595的规定应符合GB/T 18595的要求国家推荐性标准4 GB/T24907-2010《道路照明用LED灯》按GB/T18595试验应符合GB/T 18595的要求国家推荐性标准
表2 LED路灯浪涌（雷击）抗扰度检测方法标准差异比较
号标准名称引用的方法标准、序检测方法判定要求备注1 GB/T17626.5-2008《电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验》除有关的产品标准规定，对于交流电源端口，应分别在0°、90°、180°、270°相位施加正、负极性各5次的浪涌脉冲。脉冲时间间隔：1min；试验电压（安装类别4类）：线-线：±2kV；线-地：±4kV制造商或试验的委托方确定，或制造商和采购方双方协定。推荐b）：功能或性能暂时丧失或降低，但在骚扰停止后能自行恢复，不需要操作者干预安装类别4类：互连线按户外电缆沿电源电缆敷设并且这些电缆被作为电子和电气的电气环境2 GB/T18595-2014《一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求》按GB/T17626.5-2008试验，在90°相位角施加5个正极性脉冲，在270°相位角施加5个负极性脉冲。试验电压：线-线：± 1kV；线-地：±2kV性能等级C:测试期间或测试后，允许光强有任意变化，灯可以熄灭，在结束后30min内功能恢复正常——
由表1可知，在LED路灯产品标准中，不同的产品标准对LED路灯的浪涌（雷击）抗扰度要求也有不同。自愿性认证技术规范CQC3127-2016及国家标准GB/T24827-2015、GB/T24907-2010均基本按照GB/T18595的要求，并未明示浪涌（雷击）抗扰度试验电压。行业标准CJ/T420-2013标准中，明确了试验电压，其试验电压比GB/T18595的要求要高。
由表2可知，在浪涌（雷击）抗扰度检测方法标准中，不同的方法标准对浪涌（雷击）抗扰度要求也是略有不同，但可溯源的规范性标准均是GB/T17626.5《电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验》。另外，GB/T18595标准中未能涵盖所有可能的环境要求，GB/T17626.5标准附录A明示了器具可能的安装类别和电气环境，并根据安装类别确定试验电压。若LED路灯的安装类别为4类，通过GB/T 18595-2014与GB/T17626.5-2008的比较，可知浪涌（雷击）抗扰度测试的试验电压、试验次数及试验脉冲施加相位角均较少。LED路灯的质量影响正常的路面夜间行车安全，抗扰度要求应比一般照明用设备严格。因此，建议LED路灯浪涌（雷击）抗扰度检测的方法标准按GB/T17626.5展开。
3 案例分析
在广州市中心城区路灯节能改造检测服务项目中，招标技术文件对LED路灯的浪涌（雷击）抗扰度要求如下：浪涌测试应通过火线对零线2kV的测试，火线对地线及零线对地线4kV的测试，输入端过电压保护，当电压恢复正常时能恢复工作。根据委托方技术要求，制订了该项目LED路灯产品浪涌（雷击）抗扰度检测方案，见表3。该项目经过1年的进场抽样检测及1年的产品质量跟踪，检测确保了项目产品的质量，LED路灯的改造取得了良好的节能效果。
表3 LED路灯产品浪涌（雷击）抗扰度检测方案
序号项目内容备注1检验方法GB/T17626.5-2008——2试验设备UCS500N——3施加部位交流电源端输入口——4试验电压线-线：±2kV；线-地：±4kV——5施加相位0°、90°、180°、270°——6浪涌次数每相位施加正、负极性各5次的浪涌脉冲，合共40次——
（续上表）
LED路灯浪涌（雷击）抗扰度检测探讨*
文/何家威 赖俊斌
近几年，随着环保、节能发展主旋律的奏响，各地政府对道路照明的节能改造和资金支持力度不断增强，LED路灯产品在照明市场中的需求越来越大。由于部分企业缺少对标准和检测的认识，在设计和生产中忽略一些关键细节，导致所生产的LED路灯及配件无法满足国家LED路灯的相关要求。LED路灯浪涌（雷击）抗扰度能力是路灯实际应用的重要电磁兼容（EMC）指标，直接影响了产品的可靠性及项目的经济性。
1 LED路灯的产品认证和浪涌（雷击）抗扰度检测的必要性
1.1 产品认证
目前，LED路灯产品在国内不属于强制CCC认证产品目录范围内，而属于自愿性CQC认证产品目录范围内，最新技术规范为CQC3127-2016《LED道路隧道照明产品节能认证技术规范》；LED路灯电源控制装置在国内属于强制CCC认证产品目录范围内，认证规则为CNCA-C10-01：2014《强制性产品认证实施规则——照明产品》。电源控制装置是LED路灯的“心脏”，在LED路灯电源控制装置CCC认证中只涉及了安全标准、谐波电流标准及电磁兼容EMI相关的标准要求，并没有涉及浪涌（雷击）抗扰度的要求。
1.2 浪涌（雷击）抗扰度检测的必要性
浪涌通常是发生在微秒数量级上的一种剧烈脉冲，包括浪涌电压和浪涌电流。浪涌可以由电力系统开关瞬态和雷击引起。在电子电路中，电源刚开通的瞬间也会产生很大的脉冲，由于电路本身的非线性有可能高于电源本身的脉冲或者由于电路中其他部分受到本身或外来的尖峰脉冲干扰等情况，也会引起浪涌。
在生活中，常遇到这样的问题：雷雨季节，一条道路的LED路灯，一列路灯有好几个不亮，经常坏，修了又坏，坏了再修，这很有可能是由于浪涌（雷击）造成的。
对于照明灯具设备来说，浪涌（雷击）主要来自于以下方面：
（1）安装在户外架高的照明灯具设备（如路灯），极易受到直接雷击的威胁。
（2）由于有些电网（特别是LED路灯电网）未与工业电网隔离，造成后半夜电压升高而超过电源规格的最大输入电压，使得照明灯具损坏。
（3）由于电力系统开关瞬态（比如电容器组的切换、晶闸管的通断、设备组合对地系统的短路和电弧故障等）引起。
浪涌（雷击）造成的路灯损坏，给人们的生活带来了极大的不便，直接造成经济损失，更令道路因照明不足存在交通事故发生的隐患，因此浪涌（雷击）抗扰度检测具有很大的必要性。
2 浪涌（雷击）抗扰度检测标准研究
LED路灯浪涌（雷击）抗扰度检测的产品标准要求主要有CJ/T420-2013《LED路灯》、CQC3127-2016《LED道路隧道照明产品节能认证技术规范》、GB/T24827-2015《道路与街路照明灯具性能要求》、GB/T24907-2010《道路照明用LED灯》。检测方法标准主要有GB/T17626.5-2008《电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验》、GB/T 18595-2014《一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求》。以上标准的浪涌（雷击）抗扰度检测差异比较，见表1和表2。
表1 LED路灯产品标准浪涌（雷击）抗扰度要求差异比较
号标准名称引用的方法标准、检测方法判定要求备注序1CJ/T420-2013《LED路灯》交流电源输入端口试验电压：线-线：± 4kV；火线-地：± 4kV、零线-地：± 4kV；按GB/T17626.5规定进行，其中正脉冲的相位偏移应为90，负脉冲的相位偏移应为270。线-线进行正负脉冲试验各5次，火线-地、零线-地进行正负脉冲试验各5次试验后灯具应能正常工作行业标准2 CQC3127-2016《LED道路隧道照明产品节能认证技术规范》按GB/T17626.5试验应符合GB/T 18595的要求自愿性认证技术规范3 GB/T24827-2015《道路与街路照明灯具性能要求》灯具电磁兼容应符合GB/T18595的规定应符合GB/T 18595的要求国家推荐性标准4 GB/T24907-2010《道路照明用LED灯》按GB/T18595试验应符合GB/T 18595的要求国家推荐性标准
表2 LED路灯浪涌（雷击）抗扰度检测方法标准差异比较
号标准名称引用的方法标准、序检测方法判定要求备注1 GB/T17626.5-2008《电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验》除有关的产品标准规定，对于交流电源端口，应分别在0°、90°、180°、270°相位施加正、负极性各5次的浪涌脉冲。脉冲时间间隔：1min；试验电压（安装类别4类）：线-线：±2kV；线-地：±4kV制造商或试验的委托方确定，或制造商和采购方双方协定。推荐b）：功能或性能暂时丧失或降低，但在骚扰停止后能自行恢复，不需要操作者干预安装类别4类：互连线按户外电缆沿电源电缆敷设并且这些电缆被作为电子和电气的电气环境2 GB/T18595-2014《一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求》按GB/T17626.5-2008试验，在90°相位角施加5个正极性脉冲，在270°相位角施加5个负极性脉冲。试验电压：线-线：± 1kV；线-地：±2kV性能等级C:测试期间或测试后，允许光强有任意变化，灯可以熄灭，在结束后30min内功能恢复正常——
由表1可知，在LED路灯产品标准中，不同的产品标准对LED路灯的浪涌（雷击）抗扰度要求也有不同。自愿性认证技术规范CQC3127-2016及国家标准GB/T24827-2015、GB/T24907-2010均基本按照GB/T18595的要求，并未明示浪涌（雷击）抗扰度试验电压。行业标准CJ/T420-2013标准中，明确了试验电压，其试验电压比GB/T18595的要求要高。
由表2可知，在浪涌（雷击）抗扰度检测方法标准中，不同的方法标准对浪涌（雷击）抗扰度要求也是略有不同，但可溯源的规范性标准均是GB/T17626.5《电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验》。另外，GB/T18595标准中未能涵盖所有可能的环境要求，GB/T17626.5标准附录A明示了器具可能的安装类别和电气环境，并根据安装类别确定试验电压。若LED路灯的安装类别为4类，通过GB/T 18595-2014与GB/T17626.5-2008的比较，可知浪涌（雷击）抗扰度测试的试验电压、试验次数及试验脉冲施加相位角均较少。LED路灯的质量影响正常的路面夜间行车安全，抗扰度要求应比一般照明用设备严格。因此，建议LED路灯浪涌（雷击）抗扰度检测的方法标准按GB/T17626.5展开。
3 案例分析
在广州市中心城区路灯节能改造检测服务项目中，招标技术文件对LED路灯的浪涌（雷击）抗扰度要求如下：浪涌测试应通过火线对零线2kV的测试，火线对地线及零线对地线4kV的测试，输入端过电压保护，当电压恢复正常时能恢复工作。根据委托方技术要求，制订了该项目LED路灯产品浪涌（雷击）抗扰度检测方案，见表3。该项目经过1年的进场抽样检测及1年的产品质量跟踪，检测确保了项目产品的质量，LED路灯的改造取得了良好的节能效果。
表3 LED路灯产品浪涌（雷击）抗扰度检测方案
序号项目内容备注1检验方法GB/T17626.5-2008——2试验设备UCS500N——3施加部位交流电源端输入口——4试验电压线-线：±2kV；线-地：±4kV——5施加相位0°、90°、180°、270°——6浪涌次数每相位施加正、负极性各5次的浪涌脉冲，合共40次——
（续上表）