【摘要】當(dāng)家庭電路中接入的用電器超出了線路的承載能力，長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行將導(dǎo)致發(fā)熱量劇增，加速絕緣層的老化。在溫度升至250℃以上時(shí)，絕緣層可能自燃并從電線上脫落，引發(fā)短路甚至火災(zāi)事故。因此，無(wú)論是家用電器還是LED模塊，對(duì)功率限值都有嚴(yán)格的規(guī)定。本文依據(jù)GB/T 9473—2022《讀寫作業(yè)臺(tái)燈性能要求》標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)功率要求進(jìn)行了深入探討，通過(guò)對(duì)多款不同功能臺(tái)燈產(chǎn)品的測(cè)試，分析了標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)實(shí)測(cè)功率的測(cè)試要求，并提出了關(guān)于讀寫作業(yè)臺(tái)燈產(chǎn)品功率測(cè)試狀態(tài)的建議。這些建議對(duì)于檢驗(yàn)檢測(cè)人員和燈具制造商在確保產(chǎn)品符合安全標(biāo)準(zhǔn)方面具有重要的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】讀寫作業(yè)臺(tái)燈；額定輸入功率；照明功能狀態(tài)

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.05.031

【基金項(xiàng)目】湖北省市場(chǎng)監(jiān)督管理局科技計(jì)劃項(xiàng)目（Hbj-kj201814）。

Exploration of Input Power Test for Table Lamps for Paper Task

WANG Mingjun， GUO Yaling， SUN Jiangwei， LI Jiasen

（Wuhan Product Quality Supervision and Inspection Institute， Wuhan 430000， China）

Abstract： When the electrical appliances connected to the household circuit exceed the carrying capacity of the circuit， long-term overload operation will lead to a significant increase in heat generation， accelerating the aging of the insulation layer. When the temperature rises above 250℃， the insulation layer may self ignite and detach from the wire， causing short circuits and even fire accidents. Therefore， both household appliances and LED modules have strict regulations on power limits. This article explores the power requirements in depth based on the GB / T 9473—2022 Performance Requirements for Reading and Writing Desk Lamps. Through testing multiple different functional desk lamp products， the article analyzes the testing requirements for measured power in the standard and proposes suggestions for the power testing status of reading and writing desk lamp products. These suggestions have important reference value for inspection and testing personnel and lamp manufacturers to ensure that products comply with safety standards.

Keywords： table lamps for paper task； rated power input； lighting function status

1概述

隨著社會(huì)和家庭對(duì)孩子教育的重視，我國(guó)青少年伏案讀寫的時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，讀寫作業(yè)臺(tái)燈的使用也越來(lái)越廣泛。目前，市場(chǎng)上讀寫作業(yè)臺(tái)燈的光源類型主要有白熾燈、鹵素?zé)?、熒光燈、LED燈等。白熾燈光色平穩(wěn)，缺陷是光色過(guò)黃、清晰度差、能耗高。鹵素?zé)舻墓庑П劝谉霟舾?，不足之處仍是光色偏黃、清晰度不夠、視覺(jué)效果一般。熒光燈是通過(guò)放電激發(fā)熒光粉涂層而發(fā)光，其頻閃嚴(yán)重，容易造成眼睛疲勞，且熒光燈含汞，可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的不利影響。LED臺(tái)燈是近年來(lái)比較流行的一種照明燈具，LED燈的功耗低，且LED燈珠不含汞等有害化學(xué)元素，因此不會(huì)污染環(huán)境，是綠色環(huán)保的照明光源。同時(shí)，LED燈的使用壽命顯著長(zhǎng)于傳統(tǒng)光源，在適當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合拢琇ED燈的使用壽命可以達(dá)到10萬(wàn)小時(shí)，這種特性大大減少了更換燈泡的頻率，為用戶節(jié)省了時(shí)間和成本。LED燈的另一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是其高發(fā)光效率，其能夠?qū)?0%的電能轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光，而普通白熾燈僅有5%的電能轉(zhuǎn)化為光能。這得益于其直流驅(qū)動(dòng)和無(wú)頻閃的特性，LED燈在保護(hù)視力方面也具有顯著優(yōu)勢(shì)。因此，LED燈具產(chǎn)品受到許多消費(fèi)者的青睞[1]。

在實(shí)際使用過(guò)程中，如果總線路中接入的用電器超過(guò)了線路容量，線路長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行，會(huì)造成發(fā)熱量增大，絕緣層加速老化。當(dāng)溫度超過(guò)250℃時(shí)，絕緣層可能會(huì)發(fā)生自燃并與電線分離，造成短路進(jìn)而發(fā)生火災(zāi)事故。因此，無(wú)論是家用電器還是LED模塊，均在標(biāo)志與說(shuō)明中要求產(chǎn)品必須明示額定值。例如，額定電流、額定功率，并在功率與電流的相關(guān)規(guī)定中要求功率偏差要在一定的范圍內(nèi)。

隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用場(chǎng)景越來(lái)越廣泛，臺(tái)燈產(chǎn)品的功能也越來(lái)越多，除了滿足基本的照明外，亮度、顏色等參數(shù)都可以調(diào)節(jié)。越來(lái)越多的臺(tái)燈增加了可充電蓄電池，能夠在沒(méi)有外接電源的情況持續(xù)工作一段時(shí)間。有的臺(tái)燈還增加了充電模塊，擁有對(duì)外部電子電器進(jìn)行有線或無(wú)線充電的功能。與GB/T 9473—2017《讀寫作業(yè)臺(tái)燈性能要求》比較，GB/T 9473—2022《讀寫作業(yè)臺(tái)燈性能要求》[2]中增加了產(chǎn)品的適用范圍，明確了新版標(biāo)準(zhǔn)。新版標(biāo)準(zhǔn)適用于在家庭、教室和類似場(chǎng)所作為讀寫照明用的臺(tái)燈和宣稱“護(hù)眼”“學(xué)習(xí)用”“工作用”等類似功能的臺(tái)燈，包括帶充電裝置的臺(tái)燈、以USB接口為電源連接方式的臺(tái)燈以及夾式臺(tái)燈。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)其中帶充電裝置的臺(tái)燈又包含兩種類型：一種是燈具自身包含蓄電池，可以在連接電源時(shí)正常工作，并給蓄電池充電，在和電源斷開(kāi)后，燈具還能依靠蓄電池工作一段時(shí)間；另外一種是燈具連接電源時(shí)，除了自身正常工作外，還帶有無(wú)線的或是USB、type C等接口，具有對(duì)燈具外的設(shè)備充電的功能。

隨著讀寫作業(yè)臺(tái)燈功能的不斷拓展，臺(tái)燈的功率安全顯得尤為重要。GB/T 9473—2022中第5.6條對(duì)功率要求為“實(shí)測(cè)功率不應(yīng)超過(guò)額定輸入功率的110%”，第6.7條規(guī)定的測(cè)試方法中“帶有照明外其他功能的臺(tái)燈，僅在照明功能狀態(tài)下考核功率”。這明確了無(wú)論讀寫作業(yè)臺(tái)燈帶有什么功能，對(duì)于功率的考核，僅在照明狀態(tài)下進(jìn)行，意味著燈具的功率在其他功能狀態(tài)不考核。然而，對(duì)于當(dāng)前功能越來(lái)越多的臺(tái)燈，對(duì)臺(tái)燈功率的考核和限制，無(wú)論是對(duì)臺(tái)燈本身還是家庭線路中的用電安全都顯得極為重要。本文通過(guò)對(duì)三種帶有不同功能的臺(tái)燈，測(cè)試了在不同工作狀態(tài)下的輸入功率，并從標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9473—2022的角度和家庭用電安全的角度，分析了不同功能狀態(tài)下的功率偏差，給出了讀寫作業(yè)臺(tái)燈產(chǎn)品功率測(cè)試的建議。這些建議對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)修訂、檢驗(yàn)檢測(cè)工作者或燈具生產(chǎn)廠家都有一定的借鑒意義。

2不同類型臺(tái)燈功率測(cè)試比較

我們?cè)谑袌?chǎng)上采購(gòu)了三種常見(jiàn)類型的臺(tái)燈，第一種是只有照明功能的讀寫臺(tái)燈樣品A，第二種是帶有蓄電池的臺(tái)燈樣品B，第三種是帶有可對(duì)外充電裝置的讀寫作業(yè)臺(tái)燈C，樣品銘牌如圖1所示。

本文中功率的測(cè)試按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行，在無(wú)對(duì)流氣流，空氣相對(duì)濕度為55%，環(huán)境溫度為25.2℃的室內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)電源為隔離交流電源或直流穩(wěn)壓電源，電壓和頻率誤差保持在標(biāo)稱值的±0.2%以內(nèi)。試驗(yàn)電源電壓的諧波總含量不大于3%。所用功率計(jì)和電子負(fù)載準(zhǔn)確度不低于0.2級(jí)。不同樣品在各種狀態(tài)下的測(cè)試數(shù)據(jù)匯總?cè)绫?所示。

樣品A為僅有照明功能的臺(tái)燈，銘牌標(biāo)示額定功率即為照明功率。按照標(biāo)準(zhǔn)要求，調(diào)整樣品A在照明狀態(tài)，測(cè)試其功率發(fā)現(xiàn)，照明狀態(tài)下，樣品功率穩(wěn)定在10.1 W，則照明狀態(tài)下的輸入功率占額定功率的101%，因?yàn)闃悠稟只有照明一種功能，所以樣品A的最大功率占額定輸入功率的101%，滿足GB/ T 9473—2022中5.6條“實(shí)測(cè)功率不應(yīng)超過(guò)額定輸入功率的110%”的要求。

樣品B包含蓄電電池，該臺(tái)燈樣品可以實(shí)現(xiàn)在連接電源時(shí)提供照明，并給內(nèi)部安裝的蓄電池進(jìn)行充電，在斷開(kāi)電源連接后，樣品B還可以通過(guò)蓄電池放電提供能量，繼續(xù)提供照明，延長(zhǎng)了燈具的工作時(shí)間。樣品B的銘牌中明確了額定照明功率，同時(shí)也標(biāo)注了電池的容量。我們?cè)诠β蕼y(cè)試過(guò)程中，分為三種狀態(tài)進(jìn)行。第一種狀態(tài)，按照標(biāo)準(zhǔn)要求的僅照明狀態(tài)下功率，這時(shí)為了減少蓄電池充電對(duì)功率的影響，我們將樣品的蓄電池取出，此時(shí)燈具的實(shí)際測(cè)試功率是照明功率，為3.3 W；第二種狀態(tài)僅在對(duì)蓄電池充電狀態(tài)下功率，此時(shí)電池為充電狀態(tài)，充電功率穩(wěn)定在5.8 W，當(dāng)蓄電池充滿電后，功率逐漸降低到待機(jī)功率0.1 W；第三種狀態(tài)是在樣品照明和充電同時(shí)工作條件下，此時(shí)測(cè)得的樣品的功率穩(wěn)定在8.8 W。從以上數(shù)據(jù)我們看出，如果按照標(biāo)準(zhǔn)要求，僅在照明狀態(tài)下考核功率，樣品B的實(shí)測(cè)功率占額定照明功率的91.67%，符合標(biāo)準(zhǔn)要求的“實(shí)測(cè)功率不超過(guò)標(biāo)稱功率的110%”的規(guī)定。然而，當(dāng)樣品工作在第三種狀態(tài)時(shí)，最大功率占額定功率達(dá)到了244.44%，遠(yuǎn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求。

樣品C的功能除了具有不同的照明功能狀態(tài)，如讀寫、使用電子產(chǎn)品、氛圍燈、夜燈等，還有對(duì)外充電的功能，樣品的基座上有一個(gè)USB接口，可以對(duì)其他電子產(chǎn)品充電。如圖1所示，樣品C除了標(biāo)注了照明額定功率外，還標(biāo)注了USB輸出的電壓和電流。我們?cè)跍y(cè)試樣品C的功率時(shí)，也分三種情況測(cè)試，第一種為照明最大功率；第二種為對(duì)外充電時(shí)消耗功率；第三種為最大照明和對(duì)外充電同時(shí)工作時(shí)功率。通過(guò)測(cè)試我們發(fā)現(xiàn)，在最大照明狀態(tài)，樣品功率穩(wěn)定在17.8 W，按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9473—2022中對(duì)功率的要求，實(shí)測(cè)功率占額定照明功率達(dá)到了104.71%；在進(jìn)行第二種模式功率測(cè)試時(shí)，我們關(guān)閉照明，在USB端我們用電子負(fù)載調(diào)整燈具輸出，調(diào)整電子負(fù)載為恒功率模式，輸出電壓為5 V，電流為1 A，樣品C可正常輸出，實(shí)測(cè)輸入功率為5.2 W。為了模擬日常使用中最常見(jiàn)的情況，我們用USB輸出端口對(duì)手機(jī)進(jìn)行充電測(cè)試，臺(tái)燈設(shè)置為讀書模式，實(shí)測(cè)樣品總輸入功率達(dá)到了26.6 W，通過(guò)計(jì)算可知，此時(shí)實(shí)測(cè)功率占額定照明功率達(dá)到了156.47%，該數(shù)值也明顯超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的110%。可見(jiàn)該樣品的USB端口可以提供明顯超過(guò)額定電壓和電流的電源供應(yīng)，如今的手機(jī)均有快速充電功能，最大功率可達(dá)50 W～60 W，我們沒(méi)有測(cè)試該樣品的最大對(duì)外輸出電壓和電流。僅從當(dāng)前狀態(tài)就可以看出樣品對(duì)外輸出已經(jīng)明顯超出了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)范圍，存在一定的安全隱患。

綜合以上數(shù)據(jù)，我們可以看出：對(duì)于多功能讀寫臺(tái)燈，其工作狀態(tài)下的輸入功率可能會(huì)出現(xiàn)遠(yuǎn)高于其額定功率的情況。從用電安全的角度出發(fā)，不同類型器具的標(biāo)準(zhǔn)中，特別是有多種功能狀態(tài)的器具的輸入功率測(cè)試均是指器具在穩(wěn)定工作狀態(tài)下的最大功率，目的是保證樣品在最大功率狀態(tài)下仍是安全可靠的。如GB 4706.1—2005《家用和類似用途電器的安全第1部分通用要求》[3]中第10.1條中，明確“當(dāng)輸入功率穩(wěn)定時(shí)，通過(guò)測(cè)量確定其是否合格。所有能同時(shí)工作的電路都處于工作狀態(tài)”。對(duì)于有多種功能狀態(tài)的醫(yī)療器械，其輸入功率的測(cè)試也需要“在試驗(yàn)前需按照隨機(jī)文件對(duì)設(shè)備使用和功能進(jìn)行全面了解，這也是為了找到具有多種工作模式的設(shè)備其輸入功率最大的工作模式”[4]。對(duì)功率要求明確的限定值，目的也是考慮到一定的功率或者電流下，器具的外部接線、內(nèi)部接線、發(fā)熱、輻射發(fā)射等涉及安全的項(xiàng)目都有影響，如果樣品長(zhǎng)期在超過(guò)額定功率下工作，必然會(huì)存在器具損壞、發(fā)熱嚴(yán)重、材料老化等風(fēng)險(xiǎn)，長(zhǎng)期的熱累積容易有失火的風(fēng)險(xiǎn)。

因此我們建議，針對(duì)讀寫作業(yè)臺(tái)燈產(chǎn)品，也在“所有能同時(shí)工作的電路都處于工作狀態(tài)”時(shí)考核功率。隨著技術(shù)的發(fā)展，臺(tái)燈產(chǎn)品集成了越來(lái)越多的功能，如智能語(yǔ)音控制、鐘表顯示、網(wǎng)絡(luò)連接、有線無(wú)線充電、小風(fēng)扇、充電電池以及延長(zhǎng)線插座等，大大拓展了臺(tái)燈作為照明電器的功能。如果仍然只在照明狀態(tài)下考核產(chǎn)品的功率，必然會(huì)有一些產(chǎn)品不斷增加臺(tái)燈的各種功能，同時(shí)為了節(jié)約成本，使用更細(xì)的線纜，一旦樣品在多種功能狀態(tài)下工作，必然會(huì)造成電流過(guò)大，有熔化線纜的絕緣層的風(fēng)險(xiǎn)，如果造成短路，對(duì)于直流的LED臺(tái)燈產(chǎn)品，或者有蓄電池等電源的產(chǎn)品，有極大的可能出現(xiàn)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

3結(jié)束語(yǔ)

本文從新發(fā)布的GB/T 9473—2022中對(duì)功率的要求出發(fā)，從市場(chǎng)上選購(gòu)了三款主流的臺(tái)燈產(chǎn)品，通過(guò)測(cè)試我們發(fā)現(xiàn)，雖然不同燈具能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的照明狀態(tài)下的功率限值，但是隨著臺(tái)燈產(chǎn)品功能的不斷增加，如果只考慮在照明狀態(tài)下功率，隨著燈具的老化，功率造成的用電安全，失火等風(fēng)險(xiǎn)逐漸提升。因此，作者建議，讀寫作業(yè)臺(tái)燈功率的考核應(yīng)該將器具在所有功能正常工作時(shí)的穩(wěn)定功率作為考核要求。

【參考文獻(xiàn)】

[1]郗鋒.LED照明燈具在公路隧道中的應(yīng)用研究[J].公路，2011（7）：167-171.

[2]讀寫作業(yè)臺(tái)燈性能要求：GB/T 9473—2022[S].

[3]家用和類似用途電器的安全第1部分通用要求：GB 4706.1—2005[S].

[4]陳藝文.淺談GB 9706.1—2007中輸入功率試驗(yàn)的注意事項(xiàng)[J].中國(guó)醫(yī)療器械信息，2020，26（1）：19-21.

【作者簡(jiǎn)介】

王明軍，男，1985年出生，博士，研究方向?yàn)榧矣煤皖愃朴猛倦娖鳟a(chǎn)品、燈具、信息技術(shù)設(shè)備等產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)。

（編輯：李鈺雙）