照明設(shè)備的諧波電流測(cè)試

照明設(shè)備的諧波電流測(cè)試FlexTianJackZhangLightingTestCenterMay23,2014主要內(nèi)容諧波電流產(chǎn)生的原因及危害IEC61000-3-2對(duì)于照明設(shè)備的要求諧波電流的測(cè)試方法與測(cè)試設(shè)備諧波電流測(cè)試的案例分析諧波產(chǎn)生的原因及危害什么是諧波？簡(jiǎn)單地說把50Hz的正弦波電壓或者電流叫做基波，而任何與基波頻率不同的成分都可以稱之為諧波。一般諧波為基波頻率的整數(shù)倍。例如基頻為50Hz的交流電，其二次諧波為100Hz，三次諧波為150Hz，四次諧波為200Hz，以此類推，IEC61000-3-2考慮到40次諧波。諧波電流產(chǎn)生的原因？

由于正弦波電壓流過非線性負(fù)載，產(chǎn)生非正弦波電流，非正弦波電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生壓降，使得電網(wǎng)電壓波形也形成非正弦波形，從而污染電網(wǎng)。諧波產(chǎn)生的原因及危害（續(xù)）照明設(shè)備的線路中都會(huì)使用下圖所示的普通橋式整流電路，電容在充放電過程中使得電源電流波形產(chǎn)生畸變。圖-1普通橋式整流電路和電容兩端電壓U、電流I的波形圖諧波產(chǎn)生的原因及危害（續(xù)）導(dǎo)致電氣沒備（電機(jī)、變壓器和電容器等）附加損耗和發(fā)熱甚至引發(fā)火災(zāi)，尤其是3次、5次諧波電流。降低繼電保護(hù)控制以及檢測(cè)裝置的工作精度和可靠性等。諧波注入電網(wǎng)后會(huì)使無功功率加大，功率因數(shù)降低，甚至有可能引發(fā)并聯(lián)或串聯(lián)諧振，損壞電氣設(shè)備以及干擾通信線路的正常工作。IEC61000-3-2對(duì)于照明設(shè)備的要求

有功輸入功率大于25w照明設(shè)備（C類）的限值有功輸入功率不大于25w有功輸入功率大于25w的應(yīng)該滿足C類設(shè)備的限值要求符合A、B兩項(xiàng)其中一項(xiàng)OrA項(xiàng)

.滿足D類設(shè)備的限值1、3次、5次諧波分別不超過86%和61%。2、假設(shè)基波電源電壓過零點(diǎn)為0°，輸入電流波形應(yīng)在60°或之前達(dá)到電流閥值，在65°或之前出現(xiàn)峰值，在90°之前不能降低到電流閥值以下（見圖-2）。B項(xiàng).滿足3、5次諧波和相位角的要求理解誤區(qū)：一般認(rèn)為只要照明設(shè)備就選擇C類設(shè)備限值，但只能說C類設(shè)備限值適用于照明設(shè)備，例如有功功率不大于25W的可以用D類設(shè)備的限值。IEC61000-3-2對(duì)于照明設(shè)備的要求（續(xù)）注：1、Ip(abs)取Ip+和Ip-中絕對(duì)值較大者。2、電流閥值=Ip(abs)*0.05。圖-2相位角和電流參數(shù)示意圖諧波電流的測(cè)試方法與測(cè)試設(shè)備測(cè)試條件（引自IEC61000-3-2&C.5/28）：應(yīng)在無對(duì)流風(fēng)、環(huán)境溫度為20℃-27℃的條件下進(jìn)行測(cè)試,在試驗(yàn)期間溫度變化應(yīng)不大于1K。CFL燈應(yīng)在額定電壓下至少老化100h，在進(jìn)行測(cè)試之前應(yīng)該至少使燈穩(wěn)定15min或更長。在老化、穩(wěn)定或者測(cè)量期間，燈應(yīng)該按照正常使用狀態(tài)安裝，對(duì)于自鎮(zhèn)流燈應(yīng)處于燈頭朝上的位置工作。

諧波電流的測(cè)試方法與測(cè)試設(shè)備（續(xù)）測(cè)試設(shè)備：

LTC實(shí)驗(yàn)室使用的是一套“CaliforniaInstruments(加州儀器)”的單相諧波測(cè)試系統(tǒng)。供電電源測(cè)量設(shè)備圖-3諧波測(cè)試設(shè)備示意圖諧波電流的測(cè)試方法與測(cè)試設(shè)備（續(xù)）測(cè)試方法：

根據(jù)IEC61000-4-7:2002的要求，應(yīng)該將間諧波（頻率介于兩個(gè)連續(xù)諧波頻率之間的信號(hào)）inter-harmonics分量加到諧波測(cè)試的結(jié)果中去.在CTS3.0測(cè)試軟件中應(yīng)該把inter.Harm

勾選上。諧波電流測(cè)試的案例分析針對(duì)諧波測(cè)試的分析：

案例1：5支相同瓦數(shù)的測(cè)試樣品，在進(jìn)行諧波測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)有4支樣品通過，1支測(cè)試失敗，同一批燈而且相同瓦數(shù)為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢？

通過對(duì)失敗的2#燈進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在9次諧波的時(shí)候超過了限值,處在臨界點(diǎn)上，對(duì)02#燈分別用A項(xiàng)和B項(xiàng)判據(jù)進(jìn)行判斷，測(cè)試的結(jié)果都是Fail，所以認(rèn)為這支樣品諧波測(cè)試是失敗的。

No.01#（Pass）02#（Fail）03#（Pass）04#（Pass）05#（Pass）9次諧波%ofLimit96.4101.1079792.489.5判斷依據(jù)：不大于25w-A項(xiàng)判斷依據(jù)：不大于25w-B項(xiàng)////注：A項(xiàng)和B項(xiàng)的判據(jù)詳見6

諧波電流測(cè)試的案例分析（續(xù)）02#樣品判定失敗的原因：02#（Fail）判定失敗的原因判斷依據(jù)：不大于25w-A項(xiàng)按照A項(xiàng)判據(jù)用“9次的諧波電流除以實(shí)測(cè)功率應(yīng)該小于標(biāo)準(zhǔn)要求的0.5”，在這一條上Fail。判斷依據(jù)：不大于25w-B項(xiàng)根據(jù)B項(xiàng)判據(jù)對(duì)相角的要求中“在65°或之前出現(xiàn)峰值”，在這一條上Fail，而從測(cè)試結(jié)果來看出現(xiàn)峰值的角度在83°。注：A項(xiàng)和B項(xiàng)的判據(jù)詳見6

諧波電流測(cè)試的案例分析（續(xù)）案例2：同樣的一支樣品，第一次測(cè)試Fail而第二次為pass？

對(duì)于有功功率不大于25w的照明設(shè)備來說，測(cè)試PassorFail只需要滿足A項(xiàng)或者B項(xiàng)要求之一即可，而第二次測(cè)試跟據(jù)B項(xiàng)判據(jù)是符合要求的，所以諧波測(cè)試判定為Pass。No.第一次測(cè)試第二次測(cè)試備注判斷依據(jù)：不大于25w-A項(xiàng)用A項(xiàng)判據(jù)，分別來判定第一次和第二次測(cè)試，測(cè)試都是Fail的。判斷依據(jù)：不大于25w-B項(xiàng)用B項(xiàng)判據(jù)，分別來判定第一次和第二次測(cè)試，第一次是Fail，第二次是Pass。注：A項(xiàng)和B項(xiàng)的判據(jù)詳見6

<=25WTestFailClassD測(cè)試不合格并且不同時(shí)滿足3次5次諧波限值和波形要求TestPassClassD測(cè)試合格并且同時(shí)滿足3次5次諧波限值和波形要求ClassD測(cè)試不合格但是同時(shí)滿足3次5次諧波限值和波形要求ClassD測(cè)試合格但是不同時(shí)滿足3次5次諧波限值和波形要求諧波電流測(cè)試的案例分析（續(xù)）B項(xiàng)判據(jù)判定失敗的原因：注：A項(xiàng)和B項(xiàng)的判據(jù)詳見6

判斷依據(jù)：不大于25w-B項(xiàng)判定的原因第一次測(cè)試（Fail）根據(jù)B項(xiàng)判據(jù)：3次、5次諧波滿足限值要求，而根據(jù)“在90°之前不能降低到電流閥值以下”

I_stop_lowes(90°時(shí)的電流)=-2.28mA小于閥值電流18.01mA（電流閥值=I_pk_Max的絕對(duì)值*0.05），在這一條上Fail。第二次測(cè)試（Pass）根據(jù)B項(xiàng)判據(jù)：3次、5次諧波滿足限值要求，而根據(jù)“在90°之前不能降低到電流閥值以下”

I_stop_lowes(90°時(shí)的電流)=55.12mA大于于閥值電流16.11mA（電流閥值=I_pk_Max的絕對(duì)值*0.05），所以根據(jù)B項(xiàng)判據(jù)測(cè)試結(jié)果為Pass。諧波電流測(cè)試的案例分析（續(xù)）

分析的結(jié)果：有些樣品的諧波電流不是特別好，處在過與不過之間，所以外界狀況稍微的改變就會(huì)產(chǎn)生影響，比如燈的穩(wěn)定程度，可能會(huì)造成功率的一直在變化，而如果不大于25w的照明設(shè)備按照D類設(shè)備來判斷的話（諧波電流

除于實(shí)測(cè)功率小于標(biāo)準(zhǔn)要求的值），最終的判定結(jié)果跟燈的功率有很大關(guān)系。

對(duì)于A、B兩項(xiàng)的判定依據(jù)，只需要符合