路照明用LED灯功率因素检测 电磁兼容实验

一、 功率因素检测

1. 什么是功率因数？

• 定义： 功率因数是有功功率与视在功率的比值。它反映了电能被有效利用的程度，其值介于0到1之间，越接近1越好。

• 简单理解： LED驱动电源中的开关电路会使输入电流波形发生畸变，不再与电压波形同相位。这会产生无功功率（尤其是谐波电流），导致视在功率大于实际做功的有功功率。功率因数低意味着电能利用率低，对电网造成污染（增加线损、干扰其他设备）。

2. 为什么对LED路灯很重要？

道路照明灯具功率较大（通常从几十瓦到数百瓦），且数量多、分布广。如果功率因数低，会对区域电网造成巨大的负担和能量浪费。各国标准都对大功率照明设备的功率因数有明确要求。

3. 检测标准和方法

• 常见标准：

• 中国： GB/T 31897.1-2019《灯具性能 第1部分：一般要求》及具体产品规范可能提及。

• 国际： IEC 61000-3-2（对谐波电流的限制，间接要求功率因数校正电路），能源之星等能效标准也有要求。

• 检测方法：

1. 设备： 使用功率分析仪或的数字电能表。这些设备能测量电压、电流的真有效值，并分析波形，直接计算出有功功率、视在功率和功率因数。

2. 连接： 将LED路灯样品在额定电压和额定频率下点亮并稳定工作。

3. 测量： 将功率分析仪接入灯具的输入线路中。

4. 读取结果： 仪器会直接显示功率因数值（PF值）。

• 合格要求：

• 对于道路照明这类大功率灯具，通常要求功率因数 ≥ 0.9 或 ≥ 0.95。具体数值需看采购方要求或产品宣称的标准。

二、 电磁兼容实验

电磁兼容性是指设备在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何其他事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。它包含两大方面：

1. EMI - 电磁干扰测试（Emissions，发射）

• 目的： 检验LED路灯运行时产生的电磁骚扰（通过电源线传导和向空间辐射）是否超过限值，以免影响同一电网或附近的其他设备（如收音机、通信设备）的正常工作。

• 主要测试项目：

• 方法： 在电波暗室中，将灯具点亮并放置在天线前方的转台上，使用接收天线和EMI接收机在不同角度和天线极化方向上寻找Zui大骚扰值。

• 方法： 在电波暗室或屏蔽室内，使用线性阻抗稳定网络（LISN） 和EMI接收机进行测量。LISN提供干净的电源并捕获骚扰信号。

• 传导骚扰： 测量LED灯通过电源线向电网反馈的噪声干扰。频率范围通常为150kHz - 30MHz。

• 辐射骚扰： 测量LED灯向空间辐射的电磁噪声。频率范围通常为30MHz - 1GHz（或更高，如6GHz）。

• 相关标准：

• 中国： GB 17743《电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法》

• 国际： CISPR 15（），EN 55015（欧盟）

2. EMS - 电磁抗扰度测试（Immunity，抗扰度）

• 目的： 检验LED路灯在受到外部电磁骚扰时，其自身功能性能否保持正常，不出现闪烁、熄灭、损坏或性能下降。

• 主要测试项目（常见）：

• 标准： IEC/EN 61000-4-3

• 标准： IEC/EN 61000-4-11

• 标准： IEC/EN 61000-4-5

• 标准： IEC/EN 61000-4-4

• 标准： IEC/EN 61000-4-2

• 静电放电抗扰度： 模拟人体或物体带电后对灯具接触放电或空气放电。

• 电快速瞬变脉冲群抗扰度： 模拟电网中感性负载（如继电器、电机）开关时产生的密集脉冲骚扰。

• 浪涌（冲击）抗扰度： 模拟雷击或大功率设备切换在电网上引起的高压大电流浪涌。

• 电压暂降、短时中断抗扰度： 模拟电网电压突然降低或短时断电的情况，测试灯具是否会熄灭以及恢复供电后能否正常重启。

• 辐射抗扰度： 模拟灯具在强无线电波环境（如附近有电台、基站）下的工作稳定性。

• 合格判定：

• 测试后，灯具通常需要满足性能等级B：即在测试期间和测试后，能正常工作，无功能或性能的丧失。允许有轻微的光闪烁，但不能熄灭或损坏。

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