照明设备谐波电流测试

1、May 23, 2014 Lighting Test Center Confidential1照明设备的谐波电流测试Flex Tian Jack ZhangLighting Test CenterMay 23,2014May 23, 2014 Lighting Test Center Confidential2主要内容谐波电流产生的原因及危害IEC 61000-3-2 对于照明设备的要求谐波电流的测试方法与测试设备谐波电流测试的案例分析May 23, 2014 Lighting Test Center Confidential3谐波产生的原因及危害 什么是谐波？ 简单地说把50Hz的正弦波电压

2、或者电流叫做基波，而任何与基波频率不同的成分都可以称之为谐波。一般谐波为基波频率的整数倍。 例如基频为50Hz的交流电，其二次谐波为100Hz，三次谐波为150Hz，四次谐波为200Hz，以此类推，IEC 61000-3-2 考虑到40次谐波。 谐波电流产生的原因？ 由于正弦波电压流过非线性负载，产生非正弦波电 流，非正弦波电流在电网阻抗上产生压降，使得电网电压波形也形成非正弦波形，从而污染电网。May 23, 2014 Lighting Test Center Confidential4谐波产生的原因及危害（续） 照明设备的线路中都会使用下图所示的普通桥式整流电路，电容在充放电过程中使得电源

3、电流波形产生畸变。图-1 普通桥式整流电路和电容两端电压U、电流I 的波形图May 23, 2014 Lighting Test Center Confidential5谐波产生的原因及危害（续）导致电气没备（电机、变压器和电容器等）附加损耗和发热甚至引发火灾，尤其是3次、5次谐波电流。降低继电保护控制以及检测装置的工作精度和可靠性等。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。May 23, 2014 Lighting Test Center Confidential6IEC 61000-3-2 对于照明设备的要求 有功

4、输入功率大于大于25w照明设备（C 类）的限值有功输入功率不大于不大于25w有功输入功率大于25w 的应该满足C类设备的限值要求符合要求符合A、B两项其中一项两项其中一项OrA项项 .满足D类设备的限值1、3次、5次谐波分别不超过86%和61%。2、 假设基波电源电压过零点为0 ，输入电流波形应在60或之前达到电流阀值，在65 或之前出现峰值，在90 之前不能降低到电流阀值以下（见图-2）。B项项.满足3、5次谐波和相位角的要求理解误区：一般认为只要照明设备就选择C类设备限值，但只能说C类设备限值适用于照明设备，例如有功功率不大于25 W的可以用D类设备的限值。May 23, 2014 Lig

5、hting Test Center Confidential7IEC 61000-3-2 对于照明设备的要求（续） 注：1、 Ip(abs)取Ip+和Ip-中绝对值较大者。 2、电流阀值= Ip(abs)*0.05。图-2 相位角和电流参数示意图May 23, 2014 Lighting Test Center Confidential8谐波电流的测试方法与测试设备测试条件测试条件（引自 IEC61000-3-2 & C.5 / page -28 ）：应在无对流风、环境温度为20 -27的条件下进行测试,在试验期间温温度变化应不大于度变化应不大于1 K。CFL灯应在额定电压下至少老化至

6、少老化100h，在进行测试之前应该至少使灯稳定至少使灯稳定15min 或更长。或更长。在老化、稳定或者测量期间，灯应该按照正常使用状态安装，对于自镇自镇流灯应处于灯头朝上流灯应处于灯头朝上的位置工作。 May 23, 2014 Lighting Test Center Confidential9谐波电流的测试方法与测试设备（续） 测试设备：测试设备： LTC 实验室使用的是一套“California Instruments (加州仪器)”的单相谐波测试系统。供电电源测量设备图-3 谐波测试设备示意图May 23, 2014 Lighting Test Center Confidential10

7、谐波电流的测试方法与测试设备（续） 测试方法：测试方法： 根据 IEC 61000-4-7 :2002的要求，应该将间谐波（频率介于两个连续谐波频率之间的信号）inter-harmonics分量加到谐波测试的结果中去.在CTS3.0测试软件中应该把inter.Harm 勾选上。May 23, 2014 Lighting Test Center Confidential11谐波电流测试的案例分析 针对谐波测试的分析：针对谐波测试的分析： 案例1：5支相同瓦数的测试样品，在进行谐波测试过程中发现有4支样品通过，1支测试失败，同一批灯而且相同瓦数为什么会出现这种情况呢？ 通过对失败的2# 灯进行分析

8、，发现在9次谐波的时候超过了限值,处在临界点上，对02# 灯分别用A项和B项判据进行判断，测试的结果都是Fail ，所以认为这支样品谐波测试是失败的。 No.01#（Pass）02#（Fail）03#（Pass）04#（Pass）05#（Pass）9次谐波% of Limit96.4101.1079792.489.5判断依据：不大于25w -A 项判断依据：不大于25w -B 项/ 注：A 项和B项的判据详见page-6 May 23, 2014 Lighting Test Center Confidential12谐波电流测试的案例分析（续） 02# 样品判定失败的原因：02#（Fail）判

9、定失败的原因判定失败的原因判断依据：不大于25w -A 项按照A项判据用“9次的谐波电流除以实测功率应该小于标准要求的0.5”，在这一条上Fail。判断依据：不大于25w -B 项根据B项判据对相角的要求中“在65或之前出现峰值”，在这一条上Fail，而从测试结果来看出现峰值的角度在83。 注：A 项和B项的判据详见page-6 May 23, 2014 Lighting Test Center Confidential13谐波电流测试的案例分析（续）案例2：同样的一支样品，第一次测试Fail 而第二次为pass？ 对于有功功率不大于25w的照明设备来说，测试Pass or Fail 只需要满

10、足A项或者B项要求之一即可，而第二次测试跟据B项判据 是符合要求的，所以谐波测试判定为Pass。No.第一次第一次测试测试第二次第二次测试测试备注备注判断依据：不大于25w -A 项用A项判据，分别来判定第一次和第二次测试，测试都是Fail 的。判断依据：不大于25w -B 项用B项判据，分别来判定第一次和第二次测试，第一次是Fail ，第二次是Pass。 注：A 项和B项的判据详见page-6 = 25WTest FailClass D 测试不合格并且不同时满足3次5次谐波限值和波形要求Test PassClass D 测试合格并且同时满足3次5次谐波限值和波形要求Class D 测试不合格

11、但是同时满足3次5次谐波限值和波形要求Class D 测试合格但是不同时满足3次5次谐波限值和波形要求May 23, 2014 Lighting Test Center Confidential14谐波电流测试的案例分析（续） B项判据判定失败的原因： 注：A 项和B项的判据详见page-6 判断依据：判断依据：不大于不大于25w -B 项项判定的原因判定的原因第一次测试（Fail）根据B项判据：3次、5次谐波满足限值要求，而根据“在90之前不能降低到电流阀值以下” I_stop_lowes(90时的电流)= -2.28 mA 小于阀值电流18.01mA（电流阀值= I_pk_Max的绝对值*

12、0.05），在这一条上Fail。第二次测试（Pass）根据B项判据：3次、5次谐波满足限值要求，而根据“在90之前不能降低到电流阀值以下” I_stop_lowes(90时的电流)= 55.12 mA 大于于阀值电流16.11mA（电流阀值= I_pk_Max的绝对值*0.05），所以根据B项判据测试结果为Pass。May 23, 2014 Lighting Test Center Confidential15谐波电流测试的案例分析（续） 分析的结果：分析的结果： 有些样品的谐波电流不是特别好，处在过与不过之间，所以外界状况稍微的改变就会产生影响，比如灯的稳定程度，可能会造成功率的一直在变化，而如果不大于25w 的照明设备按照D 类设备来判断的话（谐波电流 除于实测功率小于标准要求的值），最终的判定结果跟灯的功率有很大关系。 对于A、B 两项的判定依据，只需要符合其中一项，即认为符合IEC 61000-3-2 的谐波测试要求。 May 23, 2014 Lighting Test C