隨著公眾健康安全意識的不斷提升，人們對生活中接觸到的電磁輻射給人體造成影響的關(guān)注度持續(xù)升溫。常見的人造電磁輻射包括無線電發(fā)射臺、日常使用的電器和電子設(shè)備、高壓輸變電線路等。當(dāng)電磁輻射程度超過一定范圍后，不可避免的會對人體產(chǎn)生一定的危害和影響。
電磁場輻射(EMF，Electromagnetic Fields)用于評估照明產(chǎn)品產(chǎn)生的空間電磁場對人體輻射影響，確保人身安全。EMF是電磁兼容(EMC)的重要組成部分。除了EMF，EMC還包括了電磁干擾(EMI)、電磁敏感度(EMS)。電磁干擾(Electromagnetic Interference)，是電氣設(shè)備可能引起其它事物(包括設(shè)備、系統(tǒng)、人及動植物)性能降低或產(chǎn)生損害的電磁騷擾;EMS(Electromagnetic Susceptibility)是評估電氣設(shè)備對電磁騷擾如雷擊、靜電等電磁現(xiàn)象的抗擾能力。
照明電器是人們生產(chǎn)和生活中最常見的電磁輻射源，其產(chǎn)品的電磁兼容性能，特別是電磁輻射的強弱，影響了人們的健康和生活品質(zhì)。作為照明電器的第一制造大國，我國也越來越重視照明設(shè)備的電磁兼容要求和測試標(biāo)準(zhǔn)化。
本文將GB/T 31275-2014《照明設(shè)備對人體電磁輻射的評價》談起，簡述照明電器的電磁兼容要求，與讀者分享。
一、本標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容
為了與國際接軌，同時也為了規(guī)范國內(nèi)照明設(shè)備，我國于2014年10月發(fā)布了《GB/T 31275-2014照明設(shè)備對人體電磁輻射評價》的最新標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)等同于采用IEC 62493: 2009《Assessment of lighting equipment related to human exposure to electromagnetic fields》。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于包括工業(yè)照明、住宅照明、公共場所照明和街道照明設(shè)備等室內(nèi)、室外所使用的一般照明設(shè)備以及專門與照明設(shè)備一起使用的獨立輔助設(shè)備等。標(biāo)準(zhǔn)參照ICNRP、IEEE給出的普通公眾暴露水平限值，通過測量和/或計算來評價照明電器的電磁場輻射是否超標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)中對普通公眾暴露于20kHz～10MHz之間的感應(yīng)電流密度的有效值，以及普通公眾身體不同部位的比吸收率SAR作了明確規(guī)定，其中SAR值以任意6分鐘記時平均，每公斤人體組織吸收的電磁輻射能量，SAR值越低，表明被人體組織吸收的輻射量越少，SAR值可用于評價輻射對人體影響的大小。
二、照明電器的電磁輻射測量
1.測量方法
標(biāo)準(zhǔn)確定了照明設(shè)備周邊空間電磁場的測量方法、標(biāo)準(zhǔn)工作條件以及測量距離。測量前，測試燈應(yīng)工作直至達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。測試時，通過“Van der Hoofden”測試頭，在與被測設(shè)備相距一定距離的前提下(確定測量距離時，應(yīng)將測試頭的外表面作為參考點)，導(dǎo)電球通過一定長度的普通導(dǎo)線與保護網(wǎng)絡(luò)相連接，保護網(wǎng)絡(luò)通過一根同軸電纜與EMI接收器或頻譜分析儀相連接，以模擬電磁進入人體。典型的測試裝置如圖1所示。
需要指出的是，標(biāo)準(zhǔn)附錄A中根據(jù)正常工作時公眾的預(yù)期位置明確規(guī)定了對不同應(yīng)用照明產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)測量距離。附錄B中對不同安裝條件的照明產(chǎn)品在測量時的探頭位置也做了不同的要求，這是因為照明產(chǎn)品中產(chǎn)生電磁輻射的不僅僅是光源本身，更加有控制裝置、轉(zhuǎn)換器等輔助設(shè)備，布局時需要將這些因素綜合考慮進去。
圖1 GB/T 31275-2014典型測量裝置
2.測量設(shè)備
本標(biāo)準(zhǔn)測試使用的“Van der Hoofden”測試設(shè)備主要包括導(dǎo)電球、EMI接收機或頻譜分析儀等。其中“Van der Hoofden”測試頭的導(dǎo)電球是一個用于模擬人體腦部直徑，通常尺寸為210mm的傳導(dǎo)球體，配合一根用以模擬人的脖頸的導(dǎo)線和一個標(biāo)稱阻抗為50歐姆的無源網(wǎng)絡(luò)用于匹配EMI接收機所要求的50歐姆的輸入阻抗，并防止接收機輸入過載。
EMI接收機是測量電磁騷擾的專用測量儀器。由于測量對象往往是微弱的連續(xù)波信號，及幅值很強的脈沖信號，所以要求測量機本身的噪聲極小，靈敏度很高，檢波器的動態(tài)范圍大，前級電路的過載能力強。同時要具有多種檢波功能，為適應(yīng)不同的測量需求，有峰值、準(zhǔn)峰值、平均值和有效值等檢波功能。
頻譜分析儀是研究電信號頻譜結(jié)構(gòu)的儀器，用于信號失真度、調(diào)制度、譜純度、頻率穩(wěn)定度和交調(diào)失真等信號參數(shù)的測量，可用以測量放大器和濾波器等電路系統(tǒng)的某些參數(shù)。EMI接收機和頻譜分析儀有著相似的地方，它們都采用超外差式結(jié)構(gòu)，都要顯示各頻率成分的幅度，但它們又有不同的地方，例如兩者在輸入端對信號的處理存在差異、掃頻信號不同、對中頻濾波器帶寬定義不同、檢波器不同以及測試精度、靈敏度不同，但在本測試中，因為僅需顯示在特定頻率范圍內(nèi)，如20kHz～10MHz內(nèi)的信號成分，因此可使用EMI接收機或頻譜分析儀作為測量儀器。
3.測試結(jié)果與評價
本標(biāo)準(zhǔn)中特別強調(diào)了測量的不確定度，不僅在附錄中給出了詳盡的不確定度計算示例，更在合格評定時充分考慮了測量不確定度對測量結(jié)果評定準(zhǔn)確性的影響。
傳統(tǒng)的合格評定僅僅通過簡單的判斷測量值是否在限值內(nèi)以評定測量結(jié)果是否合格，由于未考慮測量不確定度，則會增加錯誤評估的風(fēng)險(見圖2)，這對傳統(tǒng)的合格評定方法而言是一個巨大的挑戰(zhàn)。
本標(biāo)準(zhǔn)在評價測試結(jié)果時將測試過程中的各個不確定度貢獻(xiàn)的主要不確定分量都考慮其中，確定了測試結(jié)果是否符合限值的評判準(zhǔn)則。利用實際測量設(shè)備計算出的不確定度Ulab不應(yīng)超過標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的不確定度Ubasic。但當(dāng)Ulab大于Ubasic，只有測量結(jié)果加上(Ulab-Ubasic)不超過適用限值時才視為符合。標(biāo)準(zhǔn)在很大程度上降低了消費者所需承擔(dān)的風(fēng)險。
圖2 傳統(tǒng)合格評定存在較大風(fēng)險
三、照明設(shè)備的其它EMC測試
除電磁輻射EMF以外，國際國內(nèi)也出臺了針對照明設(shè)備的其他EMC測試標(biāo)準(zhǔn)。以EMI測試為例，CISPR15、EN 55015、GB 17743、J 55015、AS/N2S CISPR15標(biāo)準(zhǔn)中對電氣照明和類似設(shè)備的無線電騷擾特性的限值作了明確規(guī)定，給出了對插入損耗、騷擾電壓和輻射電磁騷擾的測量方法。
對于EMS測試，IEC 61547、EN 61547、GB/T 18595標(biāo)準(zhǔn)中確定了一般照明用設(shè)備的電磁兼容抗擾度要求，其中涉及設(shè)備的靜電放電、持續(xù)及瞬變干擾、輻射及傳導(dǎo)干擾、射頻及電源相關(guān)干擾。具體相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)參見表1。
《照明設(shè)備對人體電磁輻射的評價》標(biāo)準(zhǔn)的出臺，為評估照明設(shè)備或其他電磁源使用安全提供了重要的依據(jù)。電磁兼容性作為影響照明產(chǎn)品可靠性及安全性的重要因素，對照明產(chǎn)品進行EMC測試并作出相應(yīng)規(guī)范，對于提高照明產(chǎn)品質(zhì)量，正確引導(dǎo)公眾對電器電子產(chǎn)品的認(rèn)識，提高公眾健康安全意識，進而促進照明行業(yè)健康發(fā)展有著非常重要的意義。
(文章來源：轉(zhuǎn)載自《大眾標(biāo)準(zhǔn)化》雜志)
