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目前常見的LED燈管，外型尺寸上基本參照T8、T10的日光燈進(jìn)行設(shè)計，不同的地方主要在于光源使用材料不同，LED燈管有內(nèi)置電源（也不排除有些設(shè)計成電源外置）而傳統(tǒng)雙端熒光燈靠外置鎮(zhèn)流器激發(fā)。從電氣角度看，LED燈管既是光源，又極似燈具，它既要符合雙端熒光燈安全標(biāo)準(zhǔn)GB 18774-2002中對燈頭部分尺寸和耐熱、耐火的要求，也需要滿足燈具標(biāo)準(zhǔn)GB7000.1-2007標(biāo)準(zhǔn)和GB19510.1-2009標(biāo)準(zhǔn)中對整燈以及內(nèi)置LED驅(qū)動電源關(guān)于結(jié)構(gòu)、內(nèi)部線、爬電距離和電氣間隙、絕緣和電氣強(qiáng)度、耐熱、耐火等方面的要求。
本文將結(jié)合GB18774-2002與GB7000.1-2007兩個標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，從結(jié)構(gòu)、內(nèi)部接線、防觸電保護(hù)、絕緣電阻和電氣強(qiáng)度、爬電距離和電氣間隙、耐熱和耐火這幾個方面分析LED燈管可能存在的安全問題。
一、結(jié)構(gòu)方面
LED燈管容易出現(xiàn)問題的是燈頭、螺釘、基本絕緣與可觸及金屬件的接觸這三個地方。燈頭需要符合GB18774-2002規(guī)定的扭矩試驗(yàn)和GB2799-2001規(guī)定的尺寸要求。其中，GB18774-2002規(guī)定的扭矩試驗(yàn)要求高溫試驗(yàn)前后都須符合該標(biāo)準(zhǔn)2.3.1條款的規(guī)定，即扭矩試驗(yàn)施加時，燈頭各部件之間的轉(zhuǎn)動不超過6°。燈頭施加的高溫條件為（125±5）℃，加熱時間為(2000±50)h。如果使用G13燈頭，并且燈功率大于40W時，高溫條件為：（140±5）℃。高溫條件和持續(xù)時間對于燈頭使用塑料材料的LED燈管的考核比較嚴(yán)酷，使用耐熱性不大好的塑料燈頭，在施加這么長時間的高溫條件后，很可能塑料件就已經(jīng)軟化。若使用金屬燈頭，相對而言，較容易滿足這個試驗(yàn)條件，但也需考慮到金屬燈頭與LED燈管燈體之間的連接牢靠程度以及爬電距離和電氣間隙等。
LED燈管燈頭處螺釘主要起著燈頭與燈體之間的連接與固定作用。目前，常見的LED燈管燈頭處的螺釘直徑是小于3mm的，而根據(jù)GB 7000.1的規(guī)定，這類螺釘需要旋入金屬。目前常見的做法是，LED燈管使用鋁外殼，而這個螺釘直接旋入金屬外殼，這樣也可以滿足要求。但由此產(chǎn)生的一個常見問題是，螺釘在旋入金屬外殼后，螺釘與燈頭帶電金屬件之間靠的太近，容易導(dǎo)致爬電距離和電氣間隙不合格。
LED燈管內(nèi)部接線主要用于連接燈頭插銷與內(nèi)置電源的輸入和輸出，內(nèi)置電源與鋁外殼之間通過套管隔離開。根據(jù)GB7000.1的規(guī)定，內(nèi)部帶電部件與可觸及金屬件之間的絕緣須滿足雙重絕緣或者加強(qiáng)絕緣。這就要求套管的絕緣需要滿足加強(qiáng)絕緣級的抗電強(qiáng)度要求。
二、內(nèi)部接線
根據(jù)GB7000.1標(biāo)準(zhǔn)的要求，LED燈管使用的內(nèi)部接線需要考核的地方主要是線徑和絕緣厚度，機(jī)械損傷，絕緣層受熱溫度，以及絕緣是否符合要求四個方面。一般而言，內(nèi)部線在機(jī)械損傷的防護(hù)方面不會有問題，主要問題會出在其他三個方面。按照GB7000.1標(biāo)準(zhǔn)的要求，正常電流低于2A（一般LED燈管的工作電流不會超過2A）時，內(nèi)部導(dǎo)線的標(biāo)稱截面積不小于0.4mm²，絕緣層厚度不小于0.5mm。并且，從絕緣角度講，由于鋁殼屬于可觸及金屬部件，內(nèi)部基本絕緣不能與鋁殼直接接觸，這就要求內(nèi)部導(dǎo)線需為雙重絕緣線，除非有相關(guān)證書能證明導(dǎo)線的絕緣層能符合加強(qiáng)絕緣要求，這時內(nèi)部線使用單層絕緣線也是可以的。但目前市場上LED燈管使用的內(nèi)部線很少同時考慮到截面積、絕緣層厚度和絕緣線等級的要求。
另外，內(nèi)部導(dǎo)線在走線的時候，還需要注意避免導(dǎo)線與內(nèi)部電源發(fā)熱較大的部件直接接觸，例如變壓器、濾波電感、橋堆、散熱片等，因?yàn)檫@些部件在LED燈管工作時，溫度很有可能會超過內(nèi)部導(dǎo)線絕緣材料的耐熱溫度值。內(nèi)部導(dǎo)線走線時不接觸發(fā)熱較大的部件，能避免產(chǎn)生絕緣層局部過熱導(dǎo)致的絕緣層破損，產(chǎn)生漏電或者短路等安全問題。
三、防觸電保護(hù)
LED燈管在防觸電保護(hù)方面，EST實(shí)驗(yàn)室提醒您可能會出現(xiàn)不合格的情況一般有兩種，一是燈頭與燈體之間未可靠連接導(dǎo)致人手可直接拆下燈頭，從而導(dǎo)致試驗(yàn)?zāi)苤苯佑|及內(nèi)部帶電部件；二是內(nèi)部絕緣未做好，導(dǎo)致外殼漏電。
四、絕緣電阻和電氣強(qiáng)度
從電氣的分類看，LED燈管屬于II類防電擊類型，這就要求LED燈管的輸入到可觸及件之間，以及輸入到安裝表面之間需要滿足加強(qiáng)絕緣級的絕緣電阻和抗電強(qiáng)度要求。目前很多LED燈管在進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)時能通過，但抗電強(qiáng)度試驗(yàn)通不過，主要是內(nèi)置電源的變壓器選擇以及LED模塊鋁基板的安裝位置所導(dǎo)致。很多企業(yè)出于節(jié)約成本或者電源效率高的目的，選擇使用非隔離變壓器，這就會導(dǎo)致內(nèi)置電源的輸入和輸出端之間不能滿足加強(qiáng)絕緣級的抗電強(qiáng)度要求。同時，由于在安裝時，LED模塊的鋁基板與金屬外殼直接接觸，這就導(dǎo)致輸入端到可觸及件之間的絕緣等級不能滿足加強(qiáng)絕緣級的抗電強(qiáng)度要求。
要滿足加強(qiáng)絕緣級的抗電強(qiáng)度要求，可以選擇使用隔離變壓器將內(nèi)置電源的輸入與輸出進(jìn)行電氣隔離，或者不使用金屬外殼，改用絕緣材料的外殼。但如果使用絕緣材料外殼的話，還需考慮前文所述的直徑小于3mm的螺釘需旋入金屬的問題。
五、爬電距離和電氣間隙
EST提醒您LED燈管在設(shè)計時，除了需要考慮燈頭帶電部件到可觸及件以及不同極性帶電部件之間的爬電距離和電氣間隙外，由于電源內(nèi)置，所以內(nèi)部驅(qū)動電源還需滿足GB19510.14-2009標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的爬電距離和電氣間隙的要求。
六、耐熱和耐火
對于耐熱和耐火試驗(yàn)，GB18774-2002和GB7000.1-2007中的規(guī)定有一定差異，差異主要集中在LED燈管使用的絕緣材料燈頭上。燈頭部位的絕緣材料屬于防觸電絕緣部件，也同時屬于固定帶電部件的絕緣材料。
GB18774-2002標(biāo)準(zhǔn)耐熱方面的要求是，燈頭施加高溫條件為（125±5）℃，加熱時間為168h。如果使用G13燈頭，并且燈功率大于40W時，高溫條件為：（140±5）℃。試驗(yàn)結(jié)束后，不能出現(xiàn)燈頭插腳松動、發(fā)生破裂、鼓脹和皺縮，并且燈頭插腳與可觸及件之間的絕緣電阻不小于2MΩ，能承受抗電強(qiáng)度1500V（交流有效值）1分鐘。耐火方面，要求能經(jīng)受650℃灼熱絲試驗(yàn)。
GB7000.1-2007標(biāo)準(zhǔn)對燈頭絕緣材料耐熱方面的要求是通過球壓試驗(yàn)來考核的，球壓試驗(yàn)溫度為該絕緣部件的最高工作溫度高25℃或者125℃，二者取最大值。試驗(yàn)時間為1h，通過壓痕直徑是否大于2mm來判定是否合格。耐火方面，由于燈頭絕緣件既屬于防觸電絕緣件，有屬于固定帶電部件的絕緣件，所以需要同時進(jìn)行650℃灼熱絲和針焰試驗(yàn)。
兩個標(biāo)準(zhǔn)考核方式各有其嚴(yán)酷的地方，目前也沒有標(biāo)準(zhǔn)出臺規(guī)定是按照哪種要求來對LED燈頭絕緣件考核。但歸根結(jié)底，還是要求廠家在選擇LED燈管燈頭絕緣件時，要著重考核該絕緣材料的耐熱和耐火性能。
深圳準(zhǔn)測提醒您從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，LED燈管結(jié)合了雙端熒光燈和燈具的特征，在對LED燈管進(jìn)行電氣安全考核時，需要綜合雙端熒光燈的安全標(biāo)準(zhǔn)，燈具的安全標(biāo)準(zhǔn)以及LED驅(qū)動電源的安全標(biāo)準(zhǔn)，才能對產(chǎn)品進(jìn)行更全面、細(xì)化的電氣安全評估。
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