王萬成 高松波 葉亦旭 胡益群

(寧波出入境檢驗檢疫局 浙江寧波 315000)

1 前言

在電氣安全標準領域，燈具產(chǎn)品主要存在IEC標準和UL標準兩大標準體系。IEC的宗旨是促進電工標準的國際統(tǒng)一，其標準以推薦的形式供各國使用，并得到IEC各國家委員會的認可。UL標準是美國保險商實驗室公司的標準，自成一體，是個區(qū)域性標準體系，美國和加拿大等北美地區(qū)使用。中國的燈具國家標準GB7000系列是基于IEC60598標準體系制定的。目前我國燈具出口最大的兩個市場是歐盟和北美。燈具進入歐盟市場，生產(chǎn)商必須保證產(chǎn)品完全符合低電壓指令(LVD)，而LVD在認證中規(guī)定所采用的協(xié)調(diào)標準EN其所引用的文件也是IEC標準。而燈具進入北美市場，采購商一般都要求產(chǎn)品要取得UL認證，只有UL標志的產(chǎn)品才能順利買產(chǎn)品保險，美國一些大型連鎖店基本上不銷售未取得UL安全認證的電器，有UL認證的產(chǎn)品將更受歡迎。對國內(nèi)燈具制造商來講，兩套截然不同的標準體系勢必會對企業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)帶來不便，科學合理地分析兩套標準體系的差異，對于提高企業(yè)對標準的認知程度和減少因標準混淆帶來的損失，具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文以最常見的固定式燈具產(chǎn)品為例，分別解析這兩種標準之間的一些重要差異。

2 固定式燈具的IEC標準和UL標準差異

2.1 概述

IEC60598標準系列是燈具的安全標準，目前該系列標準共有23項。IEC60598－1《燈具 第1部分:一般要求與試驗》是適用于各種類型燈具的通用安全要求。該標準規(guī)定了使用電光源、工作電源電壓不超過1000V的燈具的一般要求。內(nèi)容包括:燈具的分類、標志、機械結構和電氣結構的要求，及相關的安全性試驗和試驗方法。IEC 60598－1標準不能單獨使用。IEC60598－2－1～IEC60598－2－27是有關某一特定類型燈具的特殊安全要求標準，是IEC 60598－1的補充文件，用以確定、刪除、修改或增加前者的要求，這些標準也不能單獨使用，應與IEC60598－1一起使用。因此，固定式燈具應同 時 符 合 最 新 的 IEC60598 － 1:2008［1］和IEC60598 －2 －1:1979+A1:1987［2］標準要求。

UL燈具標準包括 UL1598［3］固定式燈具、UL153可移式燈具、UL588圣誕燈串等一系列燈具標準。每個UL標準的結構都是一般要求－補充要求－試驗要求－標志要求，其中一般要求是適用于該標準所涵蓋的所有燈具的要求，補充要求是對具體類型的燈具如熒光燈具、HID燈具、雜類燈具、特殊環(huán)境使用燈具的特殊要求，試驗要求包括溫度試驗、機械試驗、電氣試驗、工廠的生產(chǎn)試驗、以及試驗程序和裝置。這些標準是各自獨立的，可以單獨使用。固定式燈具最新版本是第3版的January 11，2010修訂版。

可見，對比IEC60598和UL1598標準體系，兩者存在兩點差異。第一，結構排布方式不同。前者將考核要求和相對應的試驗放在一起，而后者將所有試驗集中放在“試驗要求”版塊中;第二，標準整合方式不同，前者需要通標和特標相結合使用，后者則是在一份標準里完成全部考核。

2.2 結構

2.2.1 外殼

燈具外殼應具有足夠的機械強度，使燈具正常使用時經(jīng)過可以預料的粗糙搬運后仍然安全，同時外殼又要有耐熱、防火的要求，防止因自身的火災引起周圍環(huán)境的不安全。

在IEC60598里，機械強度方面要求經(jīng)受沖擊試驗:使用 IEC60068－2 －75［4］規(guī)定的彈簧沖擊試驗裝置，或用能得到相同結果的其他適當?shù)难b置，對試樣最薄弱處實施三次沖擊來檢驗其合格性，具體要求詳見表1。對于聚合材料外殼，要滿足耐熱、防火的要求，進行球壓試驗、針焰試驗和灼熱絲試驗。

表1 IEC60598中對不同種類燈具沖擊能量的要求

在UL1598標準里，沖擊試驗是通過一個直徑為51mm(2in)且質(zhì)量為 0.54kg(1.18lb)的鋼球從被要求產(chǎn)生相應的沖擊能量的高度跌落產(chǎn)生，除水平面外的表面，鋼球應被懸吊在一根繩纜上，通過象鐘擺一樣的垂直擺動來產(chǎn)生所需要的沖擊能量。如對于嵌入式燈具，作為外殼使用的聚合材料應能承受7J的沖擊能量;對于HID燈具，紫外線防護屏應能承受2.7J的沖擊能量而不會破裂，地埋式安裝的燈具的紫外線防護屏或被標明適合安裝在地下1.22m(4ft)的燈具的防護屏應能承受6.8J的沖擊而不會破裂。此外，對于無鍍層金屬薄片、沖壓鋁材外殼和鑄件金屬外殼還有最小厚度的要求。對于作為外殼使用的玻璃材料要根據(jù)外露面積有最小厚度的要求，其中鋼化玻璃還要進行鋼化玻璃沖擊試驗。對于聚合材料外殼，還要測試其防火性能，進行灼熱絲試驗、水平燃燒試驗、垂直燃燒試驗、針焰試驗、燃油試驗、灼熱絲燃燒(HWI)試驗和5－in火焰試驗。

對比IEC60598和UL1598對外殼的要求的差異，可以歸結為以下兩點。第一，兩者考核的尺度不同。后者對材料本身的要求，不論是在機械強度還是在耐熱防火特性方面都明顯要高于前者;第二，考核的對象不同。前者是針對成品的測試，而后者針對的是具體某部分的材料。

2.2.2 電氣間隙和爬電距離

爬電距離是指兩導電部件之間沿絕緣材料表面的最短距離;電氣間隙是指兩導電部件之間在空氣中的最短距離。標準中都對兩者做了最低要求。

對照分析UL1598和IEC60598的要求規(guī)定，發(fā)現(xiàn)前者對這方面的要求明顯高于后者。以120V燈具為例，UL1598中規(guī)定，電氣距離不低于3.2mm，爬電距離不低于6.4mm，而在IEC60598中，即使對于最高絕緣等級的加強絕緣，電氣距離也只是要求不低于1.6mm，爬電距離不低于3.2mm，如果是基本絕緣，則分別只需0.8mm和1.6mm。2.2.3 防塵、防固體異物和防水

在IEC60598中，以IP數(shù)字的形式表示不同的防護等級，從IP20到IP68，同時根據(jù)IP數(shù)字來進行相應要求的試驗。IP數(shù)字后第1位數(shù)字代表防固體異物等級或防塵等級，IP數(shù)字后第2位數(shù)字代表防水等級，各代表燈具不同的防塵、防固體異物和防水能力。

UL標準體系和IEC標準體系有著不同的歸類和試驗方法。在UL1598里，燈具按照特定環(huán)境安裝分為干燥、濕潤、潮濕場所使用燈具。同時根據(jù)燈具類型規(guī)定了12種安裝場所，分別按照對應的規(guī)定要求選擇性地進行淋雨、灑水、沉浸三種方式的試驗。

2.3 電氣

2.3.1 電氣強度

電氣強度測試是確定絕緣材料足以抵抗高電壓的一個破壞性的測試。進行電氣強度測試還可以查產(chǎn)品出可能存在的瑕疵，比如在制造過程期間造成的爬電距離和電氣間隙不夠。

在IEC60598里，需要在潮濕箱或在使樣品達到規(guī)定溫度房間內(nèi)試驗，施加的試驗電壓分別如下:基本絕緣為2U+1000、附加絕緣為2U+1000、雙重絕緣為4U+2000、加強絕緣為4U+2000，其中U是工作電壓。

在UL1598里，白熾燈燈具的試驗電壓為1000V，所有其他類型燈具的試驗電壓為額定輸入電壓的兩倍加上1000V。

可見，針對燈具，UL絕緣耐壓測試的測試電壓是根據(jù)產(chǎn)品光源的類別來決定，而IEC電氣強度測試則是基于產(chǎn)品的絕緣類型，而且后者對施加的試驗電壓要求相對更嚴酷些。

2.3.2 泄漏電流.

物理學上，泄漏電流可以定義為從帶電部件(通過絕緣)流到導電部件的電流，由接觸電流和保護導體電流組成。泄漏電流的測試是燈具安全測試中非常重要的一項。泄漏電流測量方法包括在正常條件和某些故障條件下的有關生理效應和安裝場合的電流測量方法。泄漏電流有接觸電流定義為當在正常條件或在故障條件下，人體或動物體接觸電氣設備或設施的一個或者多個可觸及部件時，流過人體或動物體的電流。

保護導體電流定義為用內(nèi)阻可忽略不計的電流表測得的保護導體中的電流。保護導體電流是在設備接地線上流過的泄漏電流。

IEC60598標準中對泄漏電流具體要求值見表2、表3。

表2 IEC60598標準中對泄漏電流的要求1

表3 IEC60598標準中對泄漏電流的要求2

對于打算永久連接的燈具，如果其保護導體電流超過10 mA，則還需要制造商在說明書里聲明其保護導體電流值。

在UL1598標準中，并沒有規(guī)定泄漏電流具體值。但并不代表UL燈具標準體系里對所有燈具都沒有泄漏電流限值的規(guī)定，例如在UL153［5］可移式燈具標準里，就對使用絕緣材料的便攜式泛光燈的泄漏電流限值作了0.5mA的要求規(guī)定。

2.3.3 接地電阻

接地電阻試驗的目的是保證產(chǎn)品上的所有在單一絕緣失效的情形下會變成帶電體，并且可以被使用者接觸到的導電性部件被可靠連接到電源輸入的接地點。基于考慮人體電阻和外部接地電阻的情況，標準要求燈具內(nèi)部的接地電阻連接應有較低電阻值。燈具的接地電阻具體值需通過接地電阻試驗來測的。

在IEC60598中，將從空載電壓不超過12V產(chǎn)生的至少為10A的電流分別接在接地端子或接地觸點與各可觸及金屬部件之間。測量接地端子或接地觸點與各可觸及金屬部件之間的電壓降，并由電流和電壓降算出電阻，該阻值不得超過0.5Ω。

在UL1598中規(guī)定，阻抗測試應在被測部件至接地端子之間通以30A的電流2min，要求試驗結束后所測電阻不超過0.1Ω，如若超過，則需要測量兩者之間的電壓降，且電壓降結果不應超過4V。

雖然UL1598考核的方式可以選擇，但總體而言其要求還是比IEC60598要嚴酷一些。

2.4 線纜

2.4.1 電源線規(guī)格

從使用和安全方面考慮，電源線的選取是相當有講究的，選擇不當，會引起各類不安全，如觸電、火災等情況發(fā)生。

在IEC60598中，普通燈具導體標稱截面積至少0.75mm2;其他燈具至少 1.0 mm2，且不能用聚氯乙烯線，只能用橡膠線。但對于澳大利亞、奧地利和日本，室外使用聚氯乙烯線是允許的。對于燈具內(nèi)部線，正常工作電流大于2A的，至少0.5 mm2，絕緣層厚0.6mm;正常工作電流小于2A的，至少0.4 mm2，絕緣層厚0.5mm。

在UL1598中，導線的最小線規(guī)為18AWG，且應標明額定電壓、電流、溫度和使用場所。但以下三種情況可以使用規(guī)格小于18AWG的導線，分別是:完全被閉合的地方;在正常使用中不發(fā)生移動的地方;變壓器的次級電路中或在固定的電路裝置中。

可見，在電源線規(guī)格這個考核上，IEC顯得較絕對化，其對某些要求不高的場合并沒有作特殊對待，而一律按照統(tǒng)一規(guī)定的線徑要求。在有些室外使用的帶變壓器的LED燈具，其次級不管在電流還是電壓上，都不具太大危險性，而如果按照IEC規(guī)定，又必須使用1.0 mm2線，生產(chǎn)成本對企業(yè)構成了很大的負擔。UL正是考慮了這種情形，并做了較為合適的規(guī)定。

2.4.2 電源線和導線拉力測試

燈具提供或設計成電源線或外部軟線的，應配有軟線固定架，使連接到接線端子的導體免受應力，包括絞扭，并保護其保護層被磨損。

在IEC60598中，根據(jù)電源線所有導體的總標稱截面積來判定所需施加的拉力和扭矩值，試驗時，電源線承受25次拉力(60N/80N/120N)，每次1s，試驗后，電源線位移距離不能超過2.0mm，且軟線不能損壞。

在UL1598中，應力釋放裝置應使軟纜軟線或在燈具安裝完后導線能經(jīng)受推拉力或扭曲。對于軟纜軟線的試驗，在垂直于燈具入口平面方向上施加于軟纜156 N(35 lb)的拉力1min。試驗后，軟纜位移距離不超過1.6mm(0.063in)，并且燈具外殼內(nèi)部的導線不能損壞或連接線松動。對于導線的試驗，在垂直于導線連接入口平面方向上施加于導線89 N(20 lb)的拉力1min，應不存在導線損壞或連接線松動。并且在UL1598中，UL結這種防拉裝置是可以接受的。

對比IEC60598和UL1598，前者對拉力測試所涉對象規(guī)定比較籠統(tǒng)，并沒有指明對導線的考核，且對拉力和位移距離的要求也稍弱，而后者對電源線和導線界定比較明確，且對于防拉裝置的形式也更多樣化。

2.5 標記

標記是指示使用者正確選用、安裝、使用和維護的重要依據(jù)，是確保人身安全的極其重要的安全要求內(nèi)容。

在IEC60598中，對標記做了非常細致的要求，尤其是在燈具的分類上，將燈具按照防觸電保護型式分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類;按照防塵、防固體異物和防水等級，分為防固體異物燈具、防塵燈具、塵密燈具、不防水燈具、防滴燈具、防淋燈具、防濺燈具、防噴燈具、防強噴燈具、水密燈具、壓力水密燈具;按照使用環(huán)境分類，分為正常條件下使用的燈具、惡劣條件下使用的燈具。不同類別的燈具各有相應的標記要求，如一個IP等級為IP54、防觸電保護型式為Ⅱ類，建筑工地上用的投光燈，它就必需同時標有 IP54、、，并且針對尺寸大小都有詳細的要求。

UL1598對燈具標記的要求與IEC60598差異較大，其并沒有對燈具的分類做非常細致的劃分，對標記的要求也基本上是文字表示，如干燥、濕潤、潮濕場所使用燈具分別以文字“DRY LACATIONSONLY”、“SUITABLE FOR DAMP LOCATIONS”、“SUITABLE FOR WET LOCATIONS”表示。也允許部分能表示文字的象形符號作為文字的替代，如干燥、濕潤、潮濕場所使用燈具可以用、、分別替代表示，但同樣有尺寸大小的規(guī)定。

2.6 熱試驗

熱試驗是考核產(chǎn)品在正常工作或非正常狀態(tài)下是否能引起周圍環(huán)境產(chǎn)生不安全因素的一個測試。

在IEC60598里，需要測量溫升并作出判斷的部位考慮到了整個器具的大部分位置，并且在溫升測量結束之后，不能有超過規(guī)定值的溫升。而UL1598里，對溫升的規(guī)定值則更傾向于對材料方面的考核，在測量過程中，燈具的溫度不允許達到材料的著火點或損壞材料，在測試的任何時間其上升的溫度不能超過規(guī)定值。

對表面安裝燈具，UL1598對熱試驗使用的安裝面和接線盒都規(guī)定了具體的尺寸和材料要求。而IEC60598中沒有提出安裝用接線盒的要求，對安裝表面的要求也是原則性的，沒有UL的規(guī)定具體。

IEC60598標準規(guī)定燈具應符合耐久性要求，同時還規(guī)定了耐久性試驗的程序和方法，而UL 1598中未對燈具的耐久性提出要求。

2.7 材料

2.7.1 球壓測試與烤箱測試

IEC球壓測試是一種通過球壓裝置置于材料上，并放在烤箱中烤一個小時來判定材料軟化度的測試。UL烤箱測試是一種針對成品的測試，通過7h的烤箱烘烤，來判定外殼部件會否因此破裂或變形。

2.7.2 灼熱絲測試

IEC要求不固定帶電部件就位的、但提供防觸電保護的絕緣材料的部件，以及固定安全特低電壓部件就位的絕緣材料部件應經(jīng)受650℃的灼熱絲測試。對于UL標準，其試驗是按照絕緣材料使用場合來確定具體溫度。如保證部件被點燃而引起危險的最低級別，采用的是550℃ ±10℃;在嚴酷條件下正常使用設備、打算用于建筑電源點附近的設備，采用的是750℃ ±10℃;在嚴酷條件下持續(xù)負載的無人看管使用的設備，采用的是950℃ ±10℃。

2.7.3 灼熱絲燃燒(HWI)測試

UL灼熱絲燃燒測試是一種材料測試，UL 746C［6］允許使用灼熱絲測試來做為代替判斷材料的HWI要求。

2.7.4 針焰測試

IEC規(guī)定固定載流部件就位的絕緣材料部件應經(jīng)受針焰測試，針對的選取的某塊材料，而在UL標準中，UL針焰測試是一種針對成品的測試，試驗是進行在整個樣品上。

3 結論

UL標準體系更為注重材料、防火等方面的考核，而IEC標準體系則對防觸電方面進行了較為嚴酷的規(guī)定，這也與地區(qū)使用環(huán)境是有一定關系。在UL標準體系中，電器的額定電壓多為120 V，對于同樣功率的燈具，電壓低意味著電流大，發(fā)熱量也厲害一些，又加之家庭的房屋多采用木質(zhì)結構這一特點，因此，對于材料和防火的考核就著重一些，非金屬材料審查以及試驗和外殼的高機械強度要求就是很好的例證。而對于IEC標準體系，由于電壓較高，對于防觸電方面就應該更加重視一些，對材料和結構的耐受高電壓擊穿的電氣絕緣性能方面有較嚴格的規(guī)定，從絕緣耐壓測試的試驗電壓值的比較上可見一斑。

［1］ IEC60598－1:2008 Luminaires– Part 1:General requirements and tests［S］.

［2］ IEC60598－2－1:1979+A1:1987 Luminaires Part 2:Particular requirements Section One– Fixed general purpose luminaires［S］.

［3］ UL1598 Luminaires ，third edition，Revisions:January 11，2010［S］.

［4］ IEC60068－2－75 Environmental testing– Part 2－75:Tests–Test Eh:Hammer tests［S］.

［5］ UL153，Portable Electric Luminaires，twelfth edition，Revisions:March 24，2011［S］.

［6］ UL746C Polymeric Materials– Use in Electrical Equipment Evaluations，sixth edition，Revisions:October 28，2010［S］.