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文檔簡介
1、安全要求美國市場對于半導體照明產品的安全要求主要體現在LED模塊、控制模塊、電源、燈具及相關配件上。其中,UL Subject 8750為LED模塊、控制模塊、電源提出了詳細的安全要求,此外,電源安全還可參照UL 1310、UL1012或UL 60950-1中的相應規定。而UL 1598、UL 1993、UL 1574等系列UL有關傳統照明設備的標準為半導體照明的終端產品提出了安全規范。如果要順利進入美國市場,企業需要將以上要求綜合進行考量。LED光源安全要求UL 8750由于LED光源與傳統電光源有著很大的不同,且現行的UL照明安規標準對于LED光源并無明確的規范,因此早在2005年,UL即
2、著手草擬LED光源產品的安全規范UL 8750照明產品中使用的LED光源的調研框架,以補充傳統照明產品安規標準在LED照明適用上的不足,并于2009年11月正式發布第一版,作為所有以LED為光源的燈具類產品安全檢測的主要依據。對于出口北美地區的LED企業而言,UL 8750將成為其需要遵循的主要安全規范。UL 8750內容共分9章,其中第1至3章為適用范圍、通用要求、定義等;第5至7章為環境考量、機械結構、電氣結構;第8章為性能測試;第9章為產品標識。本節將對其中的主要內容進行介紹。1. 適用范圍UL 8750標準涵蓋了工作在可見光400nm-700nm范圍內,作為燈具或其它照明器具中的LED
3、設備。本標準也涵蓋了LED設備的零部件,包括本標準中定義的LED驅動、控制器、陣列、模塊和封裝。UL 8750所適用的照明器具一般在依照美國國家電工法規(ANSI/NFPA 70)所列的非危險的環境下使用,并適用于600V及其以下的電源分支。此外,該規范也適用于與諸如電池、燃料電池等類似的隔離式電源連接的LED光源。UL 8750所適用的照明器具包括如下幾類:燈具,UL 1598; 便攜式電子燈具,UL 153; 舞臺與工作室照明,UL 1573; 潛水用照明,UL 676; 游泳池照明,UL 676; 軌道照明系統,UL 157; 信號燈,UL 48; 緊急照明燈與出口標示燈,UL 924;
4、 自鎮流燈,UL 1993; 逃生出口路徑標示系統照明,UL 1994; 小夜燈,UL 1786; 柔性照明產品,UL 2388; 低壓照明系統,UL 2108; 燈座配件,UL 496; 低壓景觀照明,UL 1838; 用于危險場所的燈具,UL 844。 2. 環境考量這一部分主要對產品使用在不同環境下,如干燥(Dry)、潮濕(Damp)、泡水(Wet) 等場所的有關帶電體的間距、塑料外殼、測試、警示標語等方面的安全要求。(1) 干燥環境下使用:如果相關產品僅僅在干燥環境下使用,則需標識“僅適用于干燥場所”;產品的紙箱或設備上不能以標識、指示或圖例等任何信息形式暗示或描述該產品可在潮濕或泡水
5、的環境下使用。(2) 預定能在潮濕環境中使用的產品應滿足:能承受標準中所述的環境試驗,除非帶電部件和印刷電路板的帶電部件和線路被覆膜和涂層覆蓋。 被標記為適合潮濕地點,不能以標識、指示或圖例等任何信息形式暗示或描述該產品可在泡水的環境下使用。 (3) 預定能在泡水環境中使用的產品應滿足:能承受標準中所述的環境試驗,除非帶電部件和印刷電路板的帶電部件和線路被覆膜和涂層覆蓋。 如果提供了聚合物外殼,需符合UL 746C中關于UV光照和低溫測試的要求。 標識“適于泡水環境中使用”。 3. 機械結構該部分對金屬外殼的安全要求、外殼的聚合物材料、阻絕層、導體保護、抗拉、灌封膠等方面進行了嚴格要求。(1)
6、 金屬外殼在外殼厚度方面,應滿足UL 13102類電源的表8.1“外殼材料最低厚度”中的要求(見表3.1)。表3.1 金屬外殼最低厚度要求(引自UL 1310)金屬在小的、平的、無鋼筋表面以及其形狀或尺寸能提供足夠機械強度的表面上(mm)在布線系統被接地的表面上(mm)在相對大的無鋼筋表面上(mm)鑄模1.2-2.0可鍛鑄鐵1.6-2.4其他澆鑄金屬2.4-3.2無涂層鋼片0.660.810.66鍍鋅鋼片0.740.860.74除銅外的非鐵金屬片0.911.140.91除去預加工鐵板、封閉鋼管、懸軸位置上的邊緣、穿孔、焊點外,所有金屬零件,包括鉸鏈、螺釘和緊固件,裝配完成后應以油漆、涂料或電鍍
7、方式防止腐蝕。銅、鋁、銅鋁合金、不銹鋼和類似對大氣腐蝕性有抵抗力的材料無需做額外的腐蝕保護。當外殼內部完全充滿灌封膠,平整金屬表面緊緊地夾在一起,或部件之間沒有實際粘接的金屬外殼無需采用保護性的涂層。(2)具有電氣絕緣功能的聚合物外殼外殼的聚合物材料的電氣和機械強度的相對熱指數(relative thermal index, RTI)或者UL 746C中規定的高分子材料的通用熱指數,不得低于標準中8.3溫度測試時所測得的溫度。外殼中的聚合物材料應滿足標準中所列的材料特性要求。(3) 外殼開孔 提供電氣間距的絕緣層或內襯應符合UL 746C第7節中的要求,且厚度不能低于0.71 mm。此外,規范
8、還規定了幾種材料厚度可以低于0.71 mm,但不可以低于0.305 mm或0.25 mm的情形。(4) 導體保護通過金屬邊緣或金屬開口的導體必須鎖定,以避免接觸該金屬邊緣,或避免導體被切斷和磨損。對于厚度小于1.1 mm 的金屬片,可以采用以下方式進行保護:卷起金屬邊緣,角度不可低于120度; 橡膠以外材金的墊材厚度至少為1.2 mm; 玻璃套管厚度至少為0.25 mm。(5) 拉拔測試 對于工作在2級電路或LVLE限值以上的可觸及導體,防推拉裝置指的是應能滿足8.8防拉拔測試中的要求,防止電線移位而造成下列問題,造成電源線的機械性損害。將電源線曝露在高于額定溫度的環境下; 降低絕緣間距(如金
9、屬的抗拉夾)到低于最小絕緣間距要求; 損害到內部的電路連結或零組件。(6) 灌膠(Potting compound)灌膠材料不得滲漏、滴出或在測試情況下從某產品中釋放,在測試時不得超過9.3溫度試驗中的相對熱指數(RTI)。在常規溫度測試下的熱塑灌膠的最大操作溫度應至少比該灌膠材料軟化點溫度低15。4. 電氣結構預定用在1.3中某個標準燈具的LED單元應滿足標準燈具的電氣結構要求。如果終端應用未被明確或者其特定的構造不符合以上標準,則應按本標準的電氣結構要求。該部分主要規定了危險帶電體的避免接觸、內部配線、電源與負載端的連結、電路的隔離、絕緣材料、印刷電路板的規格、電氣間距、電路零部件、保護裝
10、置、線圈絕緣等內容。(1) 通用要求帶電流的部件必須是銀、銅、銅合金、電鍍鐵、電鍍鋼、不銹鋼或是其他適用的抗蝕合金; 必須固定未絕緣的帶電體,避免彎折或是移動并造成絕緣間距低于最小可接受值; 除了鎖定的墊圈以外,不可以表面間的摩擦力作為減少帶電體滑動或彎折的方式。(2) 危險帶電體的接觸性危險帶電體應該被固定,用UL探針進行測試時,不可接觸。用于防止接觸帶電部件的絕緣層厚度應不小于0.71mm。(3) 內部配線內部配線必須包含具有足夠機械強度、耐電壓與電流的絕緣導體。每個分叉與連接點都必須以機械方式固定,并提供可靠的電氣連接,除非在分叉點與其他金屬部品之間能保持有足夠的永久絕緣間距,否則必須具
11、有至少與該導線等效的絕緣材料。導體及印刷線路板之間的焊接點應該在焊接之前就進行機械固定。其各內部配線必須遵守標準中規定的規格。(4) 電源與負載的連接電源與負載之間的連接需要滿足內部配線的要求。預定用于單位外部接線或建筑布線的有限功率線路應符合UL 13有限功率電路電纜標準中的CL2或CL3等級。永久性線路連接須采用套管連接方式,套管的無螺紋開口和開口附近的區、套管上的螺紋開口應符合表7.1、7.2的要求。出線盒、接線盒、布線盒或其他類似在現場連接的設備,都不應有鋒利的邊緣,包括螺紋、毛刺、翅片、可移動的部件等,以及其它可能導致絕緣磨損或以其他方式損害連線的裝置。現場接線引線不得小于18AWG
12、(0.82mm2),現場接線引線的自由長度應至少為15.2cm。用于接地的導線(普通或中性)的引線絕緣全部都應用白色或灰色標示,用于連接不接地(發熱)導體的引線絕緣應以不同于白色、灰色、綠色、黃綠條紋的顏色標示,用于連接至接地導體的引線(非絕緣)應以綠色、黃綠條紋的顏色標示。用于與交流電源的接地導體相連的終端應以綠色或銀色充分標示出來或者以“NERTRAL”、“N”,“W”、“White”字標記。其它類型的終端不應以大幅銀色或白色標示。用于與接地導體連接的終端應有一個綠色頭,或者與終端臨近的區域以接地符號標示。保護引線的脫離會導致電擊風險或使得所需的間距減少。接線板所用的緊固螺釘或螺栓應以銅、
13、其他有色金屬或不銹鋼制成,厚度不超過0.76mm,并應提供不小于兩個全程螺紋長度。連接電源導線的壓入式端子只能允許分支電路導體的接觸,不可以還有其它的連接,除非壓入式端子具有負載分支電路全電流負載的能力。壓入式端子在進行溫升實驗時,溫升不得超過30。不打算連接至分支電路電源的單元,其電源線應至少為18AWG,1.5m長。制定供單元使用的電源線,用于干燥環境下只能使用SP-2、SPE-2、SPT-2或更好的線材。制定供單元使用的電源線,用于潮濕環境下只能使用供室外使用的線材,其外表面標識有“W”或“防水”。另外標準還對分支電路以外的引線、端子和連接器,絕緣穿刺式連接進行了規定。(5) 電路的分隔
14、不同線路的絕緣導線,包括在接線盒或隔間電線,可能會互相連接,必須具有符合整個電路中最高電壓狀況的絕緣能力,或者相距至少6.44mm以免接觸的風險。將絕緣導體分開的方式可以是夾住、透過管線、加上阻絕或者其他等效的方式,能夠將不同線路間有絕緣或無絕緣的帶電體永久分開。在產品的外殼配線中有class 2或LVLE電路的現場配線時,應在2類、LVLE和非2類電路中提供至少6.44mm的電氣隔離距離。(6) 絕緣材料如絕緣墊圈、襯套以及支撐帶電體的部件,必須是防潮材料,并且在實際使用中不會受到操作溫度和壓力的破壞。絕緣材料必須依照UL 746C來評估下列項目:機械強度; 點火源的抗力; 介電強度; 絕緣
15、電阻; 在老化前后的耐熱性; 被包覆的程度; 產品在非干燥環境下使用時的耐水性; 其他任何會導致火災與電擊的因素。例外:云母、陶瓷或一些模塑化合物通常可以作為帶電體的唯一支撐材料。(7) 印刷電路板黏在載板上的銅箔,最小導線寬度與最大無穿孔面積均必須符合UL 796要求。完全透過封裝材料或是絕緣涂布材料包覆起來的電路板就不需要符合UL 796的要求。印刷電路板載板的耐燃等級不可以低于UL 94中的V-1。沒有涂層的印刷電路板,銅箔導體間最小絕緣間距必須符合表3.1所列要求。絕緣涂布層的聚合物質必須符合UL 746C的要求,以確保其安全性。粘附在印刷電路板邊緣的零件、無絕緣且極性相反導體之間、無
16、絕緣帶電體與接地的無帶電導體之間,其空間裕度均必須將印刷電路板與零件本身的可動情況納入考慮。當應用表3.1所述的限值時,應考慮在印刷電路板上,當部件移動時,在該方向上的最小距離。表3.2 印刷電路板和板上安裝組件的距離位置部件間(空間距離/沿面距離)的最高電壓,峰值0-5051-150151-300301-450451-600尺寸,單位mm被完全包覆或者有涂層的部件-/0.18a-/0.3a-/0.7-/0.8-/0.8干燥和潮濕情況下:可靠定位的帶電部件和CTI=600(PLC=0)的絕緣體,例如:二極管或三極管的引線與其載板之間c0.2/0.60.5/0.81.5/1.52.25/2.25
17、3.0/3.0干燥和潮濕環境:可靠定位的帶電部件和CTI<600(PLC=3或4)的絕緣體,例如:印刷電路板中的錫箔之間、二極管或三極管的引線與其載板之間d0.2/1.20.5/1.61.5/3.02.25/4.53.0/6.1泡水環境:可靠定位的帶電部件和CTI>600(PLC=0)的絕緣體,例如:二極管或三極管的引線與其載板之間e0.2/1.50.5/2.01.5/3.72.25/5.63.0/7.5泡水環境:可靠定位的帶電部件和CTI<600(PLC=3或4)的絕緣體,例如:印刷電路板中的錫箔之間、二極管或三極管的引線與其載板之間f0.1/2.90.5/2.71.5/4
18、.72.25/7.13.0/9.5焊接固定好的但是其部件在生產中可移動,優先焊接某些固定組件或外殼可轉向印刷電路板上的部件g-3.0/-3.9/-4.7/-5.6/-在傳統磁性裝置(線圈大小由于裝配位置不同而有差異)中的帶電部件和不帶電導電部件3.2/6.43.2/6.46.4/9.56.4/9.59.5/9.5不同的現場接線端子、固定帶電部件和不帶電導電部件之間未定義6.4/6.46.4/9.59.5/9.59.5/9.5a) 或從表面涂層的觀察確定,取較大值b)當涉及的絕緣材料不易碳化時,如瓷制或尿醛瓷制,所需的最小距離為9.5mm。c)對于電壓小于等于160V,其表面尺寸通過以下公式計算
19、:D=0.002V+0.5大于160V,D=0.005V,D、V分別為距離和電壓。d) 對于電壓小于等于160V,其表面尺寸通過以下公式計算:D=0.004V+1.0大于160V,D=0.01V,D、V分別為距離和電壓。e)對于電壓小于等于160V,其表面尺寸通過以下公式計算:D=0.005V+1.26大于160V,D=0.0126V,D、V分別為距離和電壓。f)對于電壓小于等于160V,其表面尺寸通過以下公式計算:D=0.057V+1.61大于160V,D=0.016V,D、V分別為距離和電壓。g)對于電壓在150V和1050V之間,其表面尺寸通過以下公式計算:D=0.0059V+2.09(
20、8) 電氣間距 非絕緣帶電部件的相反兩級之間,以及非絕緣帶電部件和可能帶電的不帶電導體之間的電氣間隙和爬電距離應符合表3.3的要求:表3.3 分支電路電源中現場接線端子的間距電壓范圍(V)帶電部件和不帶電金屬部件之間最小空間距離或沿面距離(mm)帶電部件的兩極之間的最小距離(mm)空間距離沿面距離01256.43.26.41263006.46.49.53016006.59.59.5非分支電路的現場接線端子的間距也需滿足標準中的要求。(9) 電路零部件不受溫度影響的固定電阻、正溫度系數或負溫度系數的電阻、半導體或是其他類似用于限制電源單元輸出、展現特定功能的的元件,必須能持續穩定,隨著時間的推移
21、和使用,其限制的能力不能減弱。評估限制能力的因素有溫度的積累效應、瞬變電流、吸濕性和其他環境條件。(10) 保護裝置符合本標準要求的保護裝置應首先符合組件的標準要求。保護裝置可包含共熔材料、保險絲、過溫或過電路保護裝置、熱保護裝置或其他可以中斷或限制電路的類似裝置。除非可以同時中斷接地與非接地的導體,否則設計在一次線路端的保護裝置不可以連接到中性線(接地線)。依靠結構或性能要求的過電流保護裝置,應無法被具有較高額定電流的裝置替換。 (11)線圈絕緣線圈應為線圈和任何不帶電金屬部件之間、相鄰的繞組之間提供絕緣。線圈絕緣應有固有的防潮處理或有防潮處理。變壓器的未絕緣的極性相反的初級線圈之間、初級線
22、圈和次級線圈之間、初級線圈和線圈芯之間的絕緣應滿足標準所列的要求。5. 性能測試預定用于1.3中中列用途的單元按照相應燈具的性能標準進行測試。如果其用途未指明,或者是其安全要求不包括在相應的標準中,產品應符合本標準的相關性能要求。所有的電氣測量,應在不通風、環境溫度為25±5的環境中進行,當被測單元連接至電源時,電源必須調整到標稱頻率時額定電壓5%的誤差范圍內。溫度測試、絕緣耐壓測試、異常狀況測試、泄漏電流測試、電源線防突拉測試等需要滿足標準中所列的要求。6. 標識(1) 通用要求標識應清晰易讀,文字最小尺寸1.6mm,標識的方法有以下幾種:有文字的自黏卷標; 利用油漆圖板標示文字;
23、 利用油墨印章機械印刷文字; 利用油墨印章手工印刷文字; 以磨去的方式印刷文字; 以模鑄方式形成文字。自粘標簽和利用粘結劑固定的永久性的銘牌,應符合UL 969 標簽標識標準的要求,應符合粘貼表面的材料、產品操作環境和溫度要求。 (2) 所要求的標識內容所有標識上應有以下內容:廠商名稱; 型號; 工廠的標識符; 制造日期。集成LED控制器或LED陣列、控制器與LED陣列隔離的電源應提供以下標示:環境位置:干燥、潮濕或泡水; 輸入電壓; 輸入電流和功率因數,或輸入功率; 額定輸出電壓或電流(功率)。 LED控制裝置應提供以下標識內容:環境位置:干燥、潮濕或泡水; 輸入限制(如只允許Class 2
24、 輸入); 輸入電壓; 輸入電流或輸入功率; 額定電壓或電流(功率)。對LED控制器與LED負載之間的連接應為LED控制器提供必要的接線和信息。這些信息可能會在一張單獨的說明書上。 (3)結構標識采用壓入式端子的單元應在安裝說明中提供以下信息:將接線由連接端子移開; 適用的電線尺寸規格; 端子適用于實芯電纜和絞線的端子或只適用于實芯電纜; 導線脫離絕緣的長度; 與內部電路的端子連接關系。 總之,UL 8750是LED產品進入北美地區的一個重要的安全評定標準。UL強調UL8750是一個與其它標準并列的標準(并不隸屬于哪一個具體的燈具標準),在評定產品時,除了用該標準評估LED的安全性外,整個燈具
25、產品仍然以現有的燈具標準為評定依據。因此,企業需要將UL 8750與其他UL的燈具標準綜合進行考量。上節對UL Subject 8750進行了詳細介紹,UL Subject 8750主要對LED產品的模塊、電源及控制模塊進行了規定,對于終端LED照明產品,最終還需結合UL有關終端照明設備的標準進行安全考核。這些標準主要包括:UL 1598固定式燈具; UL 153便攜式電子燈具; UL 1573舞臺燈; UL 48信號燈; UL 924應急燈; UL 1993自鎮流燈; UL 1786小夜燈; UL 2108低壓燈系統; UL 1574軌道燈; UL 676水下燈具; UL 1838低壓景觀燈
26、; UL 588圣誕燈串; UL 2388水管燈。 此外,關于燈頭還可以參照UL 496燈頭進行考量。以下主要對UL 1598、UL 153、 UL 1993以及UL 496的要求進行介紹。1. UL 1598 (Ed.3)UL 1598燈具是關于燈具的安全標準,現行的是2008年9月17日發布的第三版。該標準適用于在非危險場所使用的安裝在標稱電壓等于或小于600 V的分支電路中的固定式燈具。它不適用的產品有:水族館用燈、櫥柜燈、裝飾性燈串、指示燈、低壓景觀燈、危險場所用燈具、娛樂車輛用燈具、航海用燈具、船舶類固定裝置、便攜式電子顯示器、便攜式手提燈、便攜式照明設備、便攜式加熱燈、自鎮流燈、舞
27、臺燈、潛水燈、游泳池燈具、軌道燈、應急照明設備等等。該標準主要對固定式燈具的機械結構、電氣結構進行了要求,對產品標志作了規定。(1) 機械結構機械結構部分主要對燈具的裝配和包裝、外殼、隔板、外殼的金屬厚度、防銹蝕保護、聚合材料、柵格、導管敲孔和扭落孔、機械性接合和緊固、安裝裝配方法、可活動的連接點、凹槽管道系統、導線保護、應力消除、玻璃、玻璃支承、熱絕緣、連續成排安裝、通道等方面進行了規定。組裝和包裝除非包裝需要,所有的接合和電氣連接應在工廠完成。只有能用普通工具或應該在現場安裝的燈具才允許現場裝配,且并必須提供安裝說明。外殼外殼應能減少與帶電部件接觸的風險,能保護內部零部件免受機械及外部環境
28、的損害。此外,金屬外殼還有相應的厚度要求等。防銹蝕安裝之后所有暴露于空氣中的含鐵金屬部件,必須通過油漆、涂履層或電鍍來提供防銹蝕保護。玻璃質的釉瓷可以作為保護層用于厚度最小為0.6mm的含鐵金屬板上。聚合材料規定了聚合材料的阻燃等級、額定溫度、灼熱絲引燃等級或大電流起弧等級,并要求聚合材料除了符合規定的5英寸火焰試驗、沖擊試驗、灼熱絲試驗、成品灼熱絲試驗、大電流起弧試驗、成品大電流起弧(耐電弧)試驗和燃燒試驗之外,還要在適用的情況下承受模制應力試驗、壓力試驗、UV輻射試驗、聚合體支承試驗、聚合材料部件涂履粘附性試驗等。機械結合和緊固進行聯結的方法應該有足夠的力度和硬度,可以在安裝完成后防止旋轉
29、,從而避免導體或配線設備的移動。部件之間的摩擦不能單獨作為防止旋轉的方法,應采用適當匹配的鎖緊墊圈、固定的防松螺栓螺母或類似的裝配螺釘,或通過類似的其他方法防止旋轉。此外,對于這部分還有相應的負載試驗、自攻螺釘扭矩試驗、部件拉力試驗等方面的規定。可活動的連接點內含導線的可活動的連接點在活動時應不會導致導線絕緣的損壞,其旋轉角度應被限制在370度以內,或符合可活動的連接點旋轉試驗。導線保護經過金屬的邊緣或穿過開口的導線,必須進行保護防止同銳邊接觸或避免被切斷或磨損,金屬板的厚度少于1.1 mm的必須以下列方式保護:卷邊角度不應小于120度;非橡膠的套管或護環至少1.2 mm厚;玻璃管厚度至少為0
30、.25 mm。應力消除軟纜的應力消除裝置應符合施加1分鐘156 N(35 lb)拉力的應力消除試驗;導線的應力消除應符合施加1分鐘89 N(20 lb)拉力的應力消除試驗。玻璃玻璃的棱角應經過消除銳邊的處理,最小厚度及外露面積應滿足一定限值的規定,不符合該規定的鋼化玻璃必須通過鋼化玻璃沖擊試驗。用于固定玻璃的夾子,應與玻璃交疊至少5 mm。玻璃支架的鋼厚度至少0.4 mm,其他金屬厚度0.5 mm,聚合材料厚度至少1.5 mm。熱絕緣熱絕緣材料應是耐燃的,如玻璃纖維、無機材料或聚合材料。聚合熱絕緣材料應:具備最小燃燒等級為HB或符合水平燃燒試驗;額定溫度等于或大于燈具的最大工作溫度。(2)電氣
31、結構電氣結構部分主要規定了配線裝置、燈座、開關、插座、保險絲和保險絲座、鎮流器和變壓器、電容器、導線和電纜、識別標志與極性、電氣間隙、電絕緣、帶電部件的易觸及性、接地與連接、用于支路導線的配線箱和接線盒以及電路的隔斷等方面內容。燈座支撐燈的燈座必須使用絞線。對接線端子以及燈座的鎖定螺釘提供絕緣功能的外殼或玻璃纖維絕緣套管,應至少0.8 mm厚,如果燈座的接線端子去除外殼或套管后可觸及,則需要附加額外的絕緣保護層。由支電路直接供電的燈座螺口必須接到中性接地線上。 開關開關的最小電流值應等于總負載電流與開關的額定負載系數的乘積。開關必須能同時斷開所有不接地的供電導線。單級開關不應連接到中性接地線上
32、。載流部件應采用銅、銅合金、鎳合金或不銹鋼制成,但不銹鋼材料不得用于快速連接端子、焊接端子、和弧焊部件。插座燈具上的便用插座應為接地類型的,并標記最大負載參數。但地面嵌入式安裝或吊頂燈具不應配有便用插座。燈具最多允許配有一個雙插或兩個單插便用插座。鎮流器和變壓器使用了開路電路電壓大于1000 V的變壓器或鎮流器的燈具,則必須標明不得用于住宅照明。燈具工作所必需的鎮流器或變壓器的功率應標明在燈具上,同時必須根據鎮流器上或其附帶的線路圖或安裝說明進行接線。采用外置鎮流器或變壓器的燈具,應標明功率值和燈泡類型。電氣間距非絕緣帶電部件的最低空間間隙和爬電距離要求見表3.5。表3.5 最低間距非絕緣帶電
33、部件的空間間隙和爬電距離有效值電壓范圍,V峰值電壓范圍,V最低空間間隙最低爬電距離mm(in)mm(in)0 500 711.6(0.063)1.6(0.063)51 15072 2123.2(0.125)6.4(0.250)151 300213 4236.4(0.250)9.5(0.375)301 600424 8469.5(0.375)9.5(0.375)601 2000847 28289.5(0.375)12.7(0.500)帶電部件的易觸及性 電氣接點在元器件凹處(至少0.8 mm)并被絕緣覆蓋是被認為不可觸及的。可觸及的部件有:燈泡或啟動器座、與燈泡或啟動器相連的帶電部件是可以接觸的
34、;電壓為均方根30 V或峰值42.4 V的隔離變壓器次級電路中的非絕緣帶電部件;絕緣層厚度相當于或大于SPT-2的軟線,當其穿過鏈子吊燈的鏈條時,電源線的絕緣厚度應大于等于 SPT-1或導線絕緣厚度至少0.8 mm;符合規定的軟線、設備線以及600 V的器具用線材料。接地和連接 易觸及的非載流金屬部件和金屬化處理的聚合材料部件,應在用戶維護或徒手更換元器件可能導致電擊危險的情況下提供接地保護,并應符合連接阻抗試驗。(3) 標記要求燈具應標記下列信息:制造商識別符;生產日期;工廠信息;其他要求標記的內容。此外,燈具還應標注目錄號、型號、序列號和其他類似的識別編碼。帶有鎮流器和變壓器的燈具應標注額
35、定輸入電壓、頻率和總電流或功率。除透鏡、發散體裝置和裝飾部件以外的燈具部件,裝運時如果分裝為多個包裝的,每個包裝應標注:制造商信息;部件編號、組號、描述性名稱或其他識別信息。該標準還對白熾燈具、熒光燈具、HID燈具、表面安裝燈具、嵌燈、雜類燈具等提出了補充要求,并對燈具的正常溫升測試、異常溫升測試、機械測試、電氣測試、工廠生產測試、測試程序及設備等進行了詳盡規定。 2. UL 153 (Ed.12)UL 153便攜式電子燈具是關于便攜式電燈及其配件的安全標準,目前已更新到第12版。該標準適用于主要功能為進行工作照明或是環境照明的,配有軟線與連接插頭,用來與標稱120 V、15或20 A的分支電
36、路進行連接的便攜式燈具(便攜式電燈)與配件。該標準不適用于圣誕樹與裝飾性的照明設備,不帶燈罩的電子蠟燭與燭臺,或帶有季節性裝飾和一個頂部與底部均不開口的燈罩的便攜式照明設備、直接插入式夜燈、太陽能和熱能燈、水族池燈、醫療及牙科用燈、標志燈與商業廣告顯示屏、攝影用燈、殺菌燈、船用或危險場所用便攜式照明燈、主要功能并非用于工作或環境照明的便攜式裝飾用發光設備。該標準也主要對便攜式電燈的機械結構通用要求、電氣結構通用要求、相關測試及標志要求進行了規定,同時詳細地對各種應用型便攜式燈(例如白熾燈、鹵素燈、熒光燈等)的各種安全要求進行規定。(1) 機械結構該部分主要對燈具的封裝與包裝、外殼、外殼的金屬厚
37、度、防腐蝕、聚合體外殼、聚合裝飾性部件、外殼開口、金屬線導管與管道、燈罩的結構、應力消除、具有玩耍功能的便攜式照明設備、防液體侵害和包含危險性物質的便攜式照明設備等進行規定。外殼對外殼金屬的材料及厚度做了規定,但該規定不適用于裝飾性部件、不作為外殼組成部分的反射器部件或不要求用為外殼、提供結構集成或作為布線設備的支承的任何部件。聚合材料外殼還應按照UL 746B及UL 746C的要求進行相關評估。應力消除應為便攜式燈具提供應力消除,使作用于電源線的外拉力不會直接傳輸至終端接頭或內部單元布線,符合應力消除試驗。具有玩耍性的便攜式照明設備供8歲或8歲以下兒童玩耍的以及可以從設備上取下進行玩耍的部件
38、應符合ASTM F963關于玩具安全的消費者安全規范。測試項目應包括對沖擊力、咬、屈曲、扭矩、張力、壓力、尖銳的點、尖銳的邊角以及其它小部件的評估。防液體侵害若使用絕緣材料的便攜式照明設備在工作條件下可能受到潮濕空氣的不利影響,則應進行抗潮濕試驗。含有危險物質的便攜式照明設備含有危險物質(例如在特定類型燈中用作裝飾性液體的化學混合物)的便攜式照明設備應在易燃性及所用材料是否有毒等方面接受評定。危險材料的容器、密封墊、封條及蓋板不應受到該有害物質的影響。軟質玻璃不應作為危險材料的容器。此類設備還應符合特定的標記要求。 (2) 電氣結構帶電部件的可觸及性在“外殼”部分規定的需要封裝的部件或設備必須
39、受到適當的防護,以便于人員在進行正常操作時與之發生意外接觸。電氣間隙極性相反的非絕緣帶電部件之間、以及非絕緣帶電部件與可以接地的金屬之間的間隔,其空間距離應不小于1/4 in.(6.4 mm),表面距離應不小于3/8 in.(9.5 mm)。就這方面的要求來說,開放纜芯或是線圈式鎮流器的外纏繞層是未絕緣帶電部件。額定功率電氣設備和絕緣導線的電壓額定值至少要等于其正常使用時的電壓。最大電流額定值不應超過:對帶有一個15 A、125 V的連接插頭的設備,12 A;對帶有一個20 A、125 V的連接插頭的設備,16 A;或分支電路的80%額定用于裝配一個用于除120 V,15-20 A外的標準供電
40、系統的連接插頭的設備。每個電氣設備和每個絕緣導線的額定電流應是其正常使用時電流的最大值。導線和電纜導線或電纜的規格為18 AWG(0.82 mm2)或大于此規格。但小于18 AWG(0.82 mm2)的導線當經過調查符合預期應用的要求時可被用于內部布線。規格小于18 AWG(0.82 mm2)且不小于24 AWG(0.21 mm2)的導線在特定條件下可永久裝于電鐘用電動機或變壓器上。規格小于18 AWG(0.82 mm2)但不小于24 AWG(0.21 mm2)的導線可適用于低壓2級電源限制電路。電源線應對電源線提供機械措施,以防止其在外殼或涂履層中被拉扯或接觸到表面溫度超過電源線額定溫度的燈
41、泡或加熱表面、鋒利的邊角或可移動部件。此外,該部分還對連接插頭、接地與聯結、電子電路、二次低壓電路、燈座、開關與調光器、插座、變壓器、發動機等內容進行了規定。在補充部分,該標準對便攜式燈具的各種應用類型,例如白熾燈、鹵素燈、熒光燈、高強度氣體放電燈、表面安裝燈、櫥柜燈、辦公室家具燈、互換燈、軌道燈、工作燈以及相關配件的安全要求均進行了規定。(3) 標記要求標記應使用油漆刻印的、壓模壓印永久文字的或永久性打印的標簽,字母高度最小1/8 in. (3.2mm),其材料和墨水應當永不退色,并根據正常溫度試驗對表層類型的和表層的溫度進行分級。標記內容有:標注制造商名稱、商標或其他描述性標記,指明對產品
42、負責的機構; 若計劃使用非120 V電源時,應注明額定電壓; 若裝有僅使用交流電的部件(如僅用于交流電的鎮流器、變壓器或開關),應標明其所用的額定電壓、電流和頻率; 便捷插座應在插座上或附近標明其額定電壓和電流; 若便攜式燈具能安裝在多個方位,必須指出其正確的安裝方位; 在正常溫度測試過程中,墻壁或天花板設備外表面的溫度超過90(194°F),不超過150(302°F)時,應注明“CAUTION:表層熾熱,與窗簾和其他易燃物料保持距離”或類似的表述; 屬于便攜式燈具一部分,用于承托物件的架子、支架及其他部件應按標明“警告小心傾翻”或“最大負荷量_磅”或類似表述; 具有玩耍功
43、能的燈具應注明“警告這是電燈而非玩具!為防止火警、燒傷、人身損傷和觸電,禁止進行玩耍或置于兒童可接觸之處”或類似表述; 含有危險物質的照明燈應標明“切勿讓兒童觸摸”。此外,對于潮濕環境使用的燈具還須有相應的警告語。 3. UL 1993 (Ed.2)UL 1993自鎮流燈及燈的適配器是關于自鎮流燈及其適配器的標準,現行版本為UL于2006年12月8日發布的第2版。該標準涉及標稱額定電壓為120 V、使用愛迪生燈座、并且在白熾照明設備和便攜式電燈中使用的自鎮流熒光燈及其適配器。該標準主要對自鎮流燈的結構要求、相關測試及標志要求進行了規定。(1) 結構要求結構要求包括對外殼、燈泡底座和燈座、載流部
44、件、鎮流器和電容器、間距、聚合材料、重量、大小和力矩以及需考慮的環境事項等方面的規定。外殼聚合外殼應符合UL 746C中的規定,且易燃等級至少為V-1。金屬外殼應考慮其最低厚度:壓鑄金屬1.2 mm;未涂層鋼片0.66 mm;不含鐵的金屬片0.81 mm。鐵或鋼制外殼應電鍍、上漆或在外殼內外表面同時進行等效的工序以防止腐蝕。外殼不應具有超過2 mm寬的開孔,除非它不允許直徑為2 mm、任意長度的棒子接觸帶電部件。載流部件絕緣導線應帶有標有額定使用電壓、溫度和條件的絕緣層。導線的絕緣層應防吸濕。鐵或鋼,無論是否電鍍都不應用作載流部件。除非是集成在燈泡照明電源上的電線或用于電磁或靜電領域外殼的鐵或
45、鋼部件。印刷電路板的額定阻燃等級至少為V-2。鎮流器被封裝在設備內的鎮流器應符合UL 935熒光燈鎮流器標準的結構要求,其熱保護等級為P級。電氣間隙相反極性的非絕緣帶電部件之間和在非絕緣帶電部件和可觸及的不帶電金屬部件之間,其電氣間隙和爬電距離應符合表3.6中的規定。表3.6 最小間距使用環境電壓,V最小間距,mm(in.)電氣間隙爬電距離干燥環境小于130(176)a3.2(1/8)6.4(1/4)131-250(177-353)a6.4(1/4)9.5(3/8)251-600(354-846)a9.5(3/8)9.5(3/8)潮濕和泡水環境小于1000(1410)a9.5(3/8)12.7
46、(1/2)a 括號內的數值為峰值電壓。當估算電路電壓時(除了由正弦波產生的),要估算記錄有效值和峰值,且應用較大的間隙的要求。聚合材料聚合材料應符合UL 746C中規定的CTI、HAI、HWAI和RIT要求;用于潮濕環境的裝置的聚合材料,還需符合UL 746C中的紫外線暴露測試。用于電氣部件外殼的聚合材料應具有相對熱指數(RTI)。聚合材料外殼的阻燃等級至少為V-1。重量、尺寸和力矩設備的重量、尺寸和力矩限制如表3.7 重量、尺寸和力矩限制中的規定:表3.7 重量、尺寸和力矩限制裝置底座最大重量,a, ckg(pounds)最大尺寸,mm(inches)最大力矩,a, bN·m (i
47、nch-pounds)E12(燭臺)0.50 (1.15)100 (3.92)0.60 (5.54)E17(中間)0.75 (1.63)143 (5.56)0.09 (7.85)E26(中型)1.15 (2.5)216 (8-1/2) d, e1.35c (12)E39(大型)1.70 (3.75)324 (12.75)2.05 (18)a 重量和力矩測量時,燈適配器應帶有燈泡。b 力矩為裝置自身的重量乘以裝置的中心觸電和裝置中心之間的距離。c 包括任何玻璃器具的重量和/或裝置的外殼。d 如說明書給出燈或燈的支承在安裝前和裝備最大尺寸不得超過317 mm(12.5inches)時,可不包括燈泡
48、或燈泡支承。e 如果裝置帶有集電環燈泡底座(可通過集電環降低過轉矩至少1.13 N·m (10 in-lbf) 的可能性),則最大尺寸為317 mm。(2) 標記要求除特定情況外,產品上應清晰持久地標有下列標記:生產商名稱、品牌或商標或其他相應的描述性標記以便識別產品; 目錄號或類似物; 電氣額定值,包括輸出電壓、頻率、瓦特和電流;和 生產日期。 對于標記文字,警語至少為2.75 mm高,正文至少為1.5 mm高,且顏色與背景色形成對比。在干燥場所、潮濕場所使用的裝置都應有特定的警告標語。不用于調光電路的裝置也需標有“不與調光器一起使用”字樣。此外,該標準還對自鎮流燈的輸入測試、燈泡
49、啟動和運行測試、漏電測試、溫度測試、介質耐壓測試、諧波失真測試、跌落測試、環形熒光燈的應力消除測試、調光電路測試、潮濕測試、水噴霧測試和冷沖擊測試進行了規定。4. UL 496 (Ed.13)UL 496燈頭為燈頭確立了安全規范,現行版本為2008年9月30日公布的第13版。該標準主要對燈頭的結構要求、測試方法、標記要求等進行了詳細規定。該標準適用于包括白熾燈泡、熒光燈泡和其他放電燈泡在內的電燈泡的固定器和連接器。目前,對于LED照明設備的燈頭,也可以參照該標準進行考核。結構要求部分主要對燈頭的外殼、絕緣材料、密封劑、安裝、帶電部件的可觸及性、防腐蝕保護、載流部件、電源連接、爬電距離和電氣間隙
50、、螺口設備、用于潮濕或泡水環境的螺口燈頭、額定脈沖燈頭和燈鎖進行規定。絕緣材料方面,它要求用于支承或固定帶電部件的絕緣材料應為陶瓷、玻璃、尿素化合物或其他等效絕緣材料;酚醛化合物可用于額定電壓不超過1000V的燈頭;安裝非絕緣帶電部件的支承底座應為陶瓷、冷鑄或酚化合物或其他特殊用途的絕緣材料;用作電氣部件外殼或直接或間接支承帶電部件的熱塑性(聚合)絕緣材料的燃燒等級應為V-2、 V-1、 V-0、 5VA 或 5VB,在戶外應用時,其最小CTI為175。密封劑方面,它要求用于帶電螺母、螺桿頭或鉚釘的密封劑的深度或厚度應不小于1.6 mm;在100 °C時,密封劑仍應是絕緣而且不會軟化
51、,并符合密封劑軟化測試;硫磺不能用作密封劑。除了上述結構要求,它還對燈頭的引線安全測試、端子測試、耐壓測試、熱效測試、機械強度測試、防風雨測試、溫升測試等進行了具體規定。電源安全要求電源首要的要求是效率高,效率高的產品,發熱較低并且穩定性高。通常LED照明產品的電源驅動模塊分為線性電源和開關電源,而開關電源又分為隔離式和非隔離式。隔離式電源相對于非隔離式電源,體積偏大,效率較低,在使用和安裝上都會產生很多問題。表3.8比較了三種電源驅動模塊的特點:表3.8 三種電源驅動模塊的特點電源驅動模塊的類型特點線性電源輸入電壓范圍窄、輸出不穩定;初級電路與次級電路相隔離,次級電路屬于SELV,安全可觸及
52、;體積大,重量重,成本低。隔離式開關電源輸入電壓范圍寬、輸出穩定;初級電路與次級電路相隔離,次級電路屬于SELV,安全可觸及;體積小,成本高,重量輕。非隔離式開關電源輸入電壓范圍寬、輸出穩定;初級電路與次級電路不隔離,次級電路不屬于SELV,不可觸及;體積小,成本高,重量輕。現行的UL 8750提到,電源及LED驅動可以根據UL 13102類電源設備安全標準、UL 1012非2類電源設備安全標準和UL 60950-1信息技術設備的安全中所適用的要求進行評估,并且結合UL 8750中所列出的補充規定以判定其符合性。因此,除了UL 8750外,UL 1310、UL 1012和UL 60950-1對
53、LED電源的安全要求也具有一定的參考價值。以下主要對UL 1310和UL 1012的部分內容進行簡單介紹。1. UL 1310UL 1310主要對戶內和戶外使用的2類電源和電池充電器的安全要求進行規定,現行版本為UL在2005年5月3日發布的第5版,該版標準在2008年7月17日作了修訂。該標準適用于:插頭規格為15 A、使用在標稱120240 V交流分支電路、最大對地位能為150 V的便攜式和半永久裝配的直插式設備; 插頭規格為15或20 A、使用在標稱120240 V交流分支電路、最大對地位能為150 V的軟線和插頭連接設備;和 永久連接于輸入電源的設備。該標準重點對2類電源的機械裝配、外
54、殼、抗銹蝕保護、開關、保護裝置、元器件、線圈絕緣、輸入連接、輸出連接、帶電零件的可觸及、帶電零件(第17章)、應力消除、內部布線、電路隔離、絕緣材料、印制電路板、接地措施、電氣間隙等方面進行了詳細規定。其中在電氣間隙方面,它要求不同極性帶電零部件、帶電與不帶電金屬零部件、帶電零部件與金屬外殼間應符合表3.9和3.10的最小間隙要求。該項測試失敗主要在于樣品外殼開孔或內部相關零部件未加絕緣套管或加的絕緣套管的長度不夠,整改方案為外殼不開孔,或相關零部件加上規范的絕緣套管。表3.9 有開孔設備的間隙涉及位能,V有效值(峰值)最小間隙 in. (mm)通過空氣通過表面到金屬外殼的最小距離 50 (7
55、0.7)1/16 (1.6)1/16 (1.6)1/16 (1.6)51150 (70.8212.1)1/8 (3.2)1/4 (6.4)1/4 (6.4)151250 (212.2353.5)1/4 (6.4)3/8 (9.5)1/2 (12.7)251600 (353.6848.5)3/8 (9.5)1/2 (12.7)1/2 (12.7)表3.10 無開孔設備的間隙涉及位能,V有效值(峰值)最小間隙 in. (mm)通過空氣和表面到金屬外殼的最小距離 50 (70.7)1/16 (1.6)1/16 (1.6)51150 (70.8212.1)1/16 (1.6)1/4 (6.4)1512
56、50 (212.2353.5)3/16 (4.8)1/4 (6.4)251600 (353.6848.5)1/4 (6.4)1/2 (12.7)除此外,該標準還詳細規定了相關的測試項目,例如泄露電流測試、耐壓測試、最大輸出電壓測試、最大輸入測試、輸出電流及功率測試、過流保護裝置的校準測試、正常溫度測試、耐壓測試、耐久性測試、次級開關的過載測試、工作測試、異常測試、絕緣材料測試、應力消除測試、后推力消除測試、輸出連接器安全測試、熱塑外殼測試、制造和生產測試等。并對產品標記、使用說明書、永久連接設備也作了一定要求。2. UL 1012UL 1012主要對非2類電源的安全要求進行了規定。該標準涵蓋輸
57、入額定電壓小于等于600 V、直流或交流電、至少一個輸出不為2類、并且預期用于美國NEC(ANSI/NFPA 70)的普通位置的便攜式、駐立式和固定電源設備。設備可分為兩類:額定值小于等于10千伏安的設備;額定值大于10千伏安的設備。LED照明產品使用的電源設備可以參照UL 1012中有關間隙的要求(見表3.11和表3.12)。此外,UL 1012還對電源的構造、性能、制造和生產測試、標志等具體內容進行了規定。光電、色度性能規范及測試要求美國不僅注重半導體照明產品的安全要求,而且也注重對其光電和色度性能進行規范。作為一種新型光源,半導體照明產品在其光電和色品特性上和其他光源有著較大的差異,因此不能完全引用傳統光源的標準對其進行考量。為了保證半導體照明產品的質量,促進半導體照明產業的發展,美國國家電氣制造商協會(National Electrical Manufacturers Association,簡稱NEMA)、美國國家標準照明集團
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