照明设备谐波电流测试标准及其正确理解

本文通过对谐波电流标准和IECEE-CB决议中对照明设备的规定，结合实际工作中间容易理解错误的地方，包括有些开发和检测人员在检测中用错标准的情况，给出开发和检测人员应该的遵循的正确理解。

照明设备谐波电流测试标准及其正确理解

广州电气安全检验所/广东省产品质量监督检验中心 石光明

谐波可以导致电气没备（电机、变压器和电容器等）附加损耗和发热，使同步发电机的额定输出功率降低，转矩降低，变压器温度升高，效率降低，绝缘加速老化，缩短使用寿命，甚至损坏，降低继电保护控制以及检测装置的工作精度和可靠性等危害。谐波注入电网后会使无功功率加大，功率因数降低，甚至有可能引发并联或串联谐振，损坏电气设备以及干扰通信线路的正常工作。所以我国和国际上的很多国家对谐波进行和消除。

我国国家标准为GB l7625．1-2003《电磁兼容限值谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16A）》，

国际上依据标准为IEC 61000-3-2：2005《Electromagnetic compatibility-Limits- Limits for harmonic current emissions(equipment input current≤1 6 A per phase)》。 

标准中对应照明设备的条款 

1.标准3.19 照明设备 照明设备是指能通过白炽灯、放电灯或发光二极管产生光的基本功能和／或具有调节、分配、光辐射等功能的设备包括：

①灯和灯具；

②主要功能为照明的多功能设备中的照明部分；

③放电灯的式镇流器和白炽灯式变压器；

④紫外线(UV)或红外线(IR)辐射装置；

⑤广告标识的照明；

⑥除白炽灯外的灯调光器； 不包括：

a.装在具有其他主要用途如：复印机、投影仪、幻灯机等设备内或用于刻度照明或指示的照明装置；

b.白炽灯调光器。 

2.标准7.3  C类设备的限值 

（1）有功输入功率大于25 W 

对于有功输入功率大于25 W的照明电器，谐波电流不应超过表2给出的相关限值。 但是，表l的限值适用于带有内置式调光器或壳式调光器的白炽灯灯具。对于带有内置式调光器、式调光器或壳式调光器的放电灯具，适用于下列条件：

①在最大负荷状态下谐波电流不应超过表2给出的百分数限值；

②在任何调光位置，谐波电流不应超过最大负荷条件下允许的电流值；

③设备应按照C.5规定的条件进行试验。 

（2）有功输入功率不大于25W 

对于有功功率不大于25W的放电灯，应符合下列两项要求中的一项：

①谐波电流不超过表3第2栏中与功率相关的限值；

②用基波电流百分数表示的3次谐波电流不应超过86％，5次谐波不超过61％。而且，假设基波电源电压过零点为0，输入电流波形应是60。或之前开始流通，65。或之前有最后一个峰值（如果在半个周期内有几个峰值），在90前不应停止流通。 如放电灯带有内置式调光器，测量仅在满负荷条件下进行。 

表1 

A类设备的限值
谐波次数n	最大允许谐波电流(A)
奇次谐波
3	2.30
5	1.14
7	0.77
9	0.40
11	0.33
13	0.21
15≤n≤39	0.15×15/n
偶次谐波
2	1.08
4	0.43
6	0.30
8≤n≤40	0.23×8/n

表2 

C类设备的限值
谐波次数n	基波频率下输入电流百分数表示的最大允许谐波电流(％)
2	2
3	30λ
5	10
7	7
9	5
11≤n≤39 (仅有奇次谐波)	3 λ是电路功率因数

表3 

D类设备的限值
谐波次数n	每瓦允许的最大(A) 谐波电流 (mA／W)	最大允许 谐波电流
3	3.4	2.30
5	1.9	1.14
7	1.0	0.77
9	0.5	0.40
11	0.35	0.33
13	≤n≤39 (仅有奇次谐波)	3.85/n (见表l)

CTL决议的内容 在2007年的CTL全体大会通过的对于灯串的DSH：17决议，特别对于容易引起错误的灯串的分类作出以下规定： 

（1）灯串是照明设备（class C）。 

（2）具有调光器的灯串是C类产品，但是限值用标准表1所列。 

（3）LED既不能当作是白炽灯，也不能认为是放电灯。

标准7.3条给出了有功输入功率小于25W的要求，但是这些要求不适用于LED。将来的标准将包含基于LED光源的的条款，前提是新技术对于电网电源的影响被弄明白，并且/或关于电流和电压的关系首先被测试作为标准的一部分。

开发和测试人员容易理解错的地方  

在照明电器的检测和认证中，经常发现会有以下错误的理解，特结合标准和CTL决议的内容提出予以纠正： 

（1）只要照明电器就选择C类限值（表2）。这种看法错误。首先C类限值是适用于照明设备，如白炽灯调光器就不属于照明设备；其次，C类的设备也不全是利用C类的限值。如带有内置式调光器或壳式调光器的白炽灯灯具属于C类的设备，但是限值用A类的（表1）；有功功率不大于25 W的放电灯，可以用D类设备的限值（表3第二列）。再CTL决议的中也提到“具有调光器的灯串是C类产品，但是限值用标准表1所列”。

（2）测试时只要按照铭牌上标注的功率分25W上下测就可以了。这种看法错误，因为照明设备的功率因数相差很大，标准中要求是以有功输入功率来判定不同的限值。所以要在正式检测前，先要测试设备的有功功率，再选定限值正式测试。

（3）电子整流器一定要标上“L级”或“H级”。这种看法错误，“L级”或“H级”是《GB/T 15144- 1994管形荧光灯用交流电子镇流器性能要求》中规定的要求，其内容如下：

标准4.9.1 电源电流波形 

镇流器与灯（一只或几只）在额定电源电压下工作，灯达到稳定工作状态之后，低畸变型镇流器(带L标志)的电源电流中谐波含量不得超过表4中规定极限值。带“H”标志的镇流器的电源电流中谐波含量不得超过表5规定极限值。 

表4 

带“L”标志镇流器电源电流中谐波含量
谐波n	最大值(用镇流器基波 电流的百分比表示)％
2	5
3	30λ
5	7
7	4
9	3
11≤n≤39	2

表5

带“H”标志镇流器电源电流中谐波含量
谐波n	最大值(用镇流器基波 电流的百分比表示)％
2	5
3	37λ
≥5	不作

但是我国3C认证开始，谐波就一直是依据GB17625.1来测，而且根据GB/T 15144- 2005/IEC 60929:2002《管形荧光灯用交流电子镇流器性能要求》中规定：“本标准代替 GB/T15144-1990管形荧光灯用交流电子镇流器性能要求》”，“因在GB17625.1中规定了照明电器电源电流的考核要求，新标准删除了对镇流器电源电流波形的要求”。所以现在再标“L级”或“H级”是一点意义都没有的。  

（4）只要照明设备上标注功率小于纯净电源的功率（一般为5kVA）就可以直接测试。这种看法错误，如有的钠灯的功率因数不到0.5，如果冒然上机测试，会导致纯净电源烧毁。

总之，只有经过试验证实符合标准限值要求的设备才能接入到配电系统中，这样就可以对低压电气及电子产品注入供电系统的总体谐波电流水平加以。希望开发和测试人员都能正确理解，执行标准的规定。

参考文献 

[1] GB17625.1-2003. 电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A). 

[2] CTL DECISl0N SHEET DSH：617 Standa rd(s): IEC 61000-3-2 Ed 3 Subject：Classification of lighting chains. 

[3] GB/T 15144- 2005/IEC 60929:2002. 管形荧光灯用交流电子镇流器性能要求. 

[4] GB/T 15144- 1994. 管形荧光灯用交流电子镇流器性能要求.