超详细!新版谐波电流发射标准EN IEC 61000-3-2:2019改动的地方都标出来了

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2019年10月12日 | 产品安全

      

2019年9月1日,欧盟发布了新版谐波电流发射标准EN IEC 61000-3-2:2019。该标准等同于国际标准IEC 61000-3-2:2018。根据欧洲电工标准化委员会(CENELEC)网站的信息,该版本最早将于2022年3月1日替代目前正在使用的版本EN 61000-3-2:2014。

相比2014版标准,本版本中有较多的技术修改。本文将对主要的技术修改信息进行汇总,包括:

1. 标准的适用范围

2. 规范性引用文件

3. 术语和定义的修改

4. 新增的术语与定义

5. 在标准的第5章更新了A级产品的举例

6. 标准中新增了第5.2节(照明设备的描述)

7. 在标准的6.3.3.1节(可重复性)的描述中,增加了”同一个测试场所”条件

8. 标准第7章(谐波电流限值)作了比较大的修订

9. 对一些产品的试验条件进行了更新

对于标准中部分字句的修改,如果不涉及实质性技术要求变化的,本文中没有述及。

1. 标准的适用范围

标准的适用范围修改为“… IEC 61000的本部分适用于每相额定输入电流不超过16 A、预定连接到公共低压配电系统的低压电气、电子设备设备。”(蓝字部分为引用的标准原文,下同)

相比2014版,范围增加了”额定”两字,这同EN 61000-3-12对于范围的表述相一致,也使得标准的适用范围更加明确。

2. 规范性引用文件

引用的谐波电流测试设备的基础标准变更为新版本IEC 61000-4-7:2002+A1:2008。

3. 术语和定义的修改

以下按照标准中的章节号分别列出了各修改后的术语和定义内容。

(1) 3.2 灯(lamp):预定用于产生光辐射(通常可见)的源。

(2) 3.3自整流灯(self-ballasted lamp):一种装有灯头并包含光源和光源正常工作所必需的照明控制装置,而且不永久性损坏就不能拆卸的单元。

(3) 3.4 灯具(luminaire):将一个或多个灯发出的光进行配光、滤光或变换的一套装置,它包括固定和保护这些灯所必需的所有零部件,必要时,还包括电路附件以及将它们连接至电源的器件;灯本身不包括在内。

(4) 3.5电路功率因数(circuit power factor):所测的有功输入功率与供电电压(有效值)和供电电流(有效值)的乘积之比。

(5) 3.7有效功率(active power):按照IEC 61000-4-7进行测量、在10个周期(50 Hz系统)或者12个周期(60 Hz系统)测得的即时功率的平均值。

(6) 3.9专业设备(professional equipment):由制造商指定,用于贸易、职业或者工业,并且未预定出售给普通公众的设备。

(7) 3.13照明设备(lighting equipment):主要功能是生成和/或调节、和/或分配光辐射的设备。

另外,定义中删除了原来的举例以及排除设备清单。相关的内容并更为新版本的5.2节。

(8) 3.14待机模式(stand-by mode):一种无操作、低功耗的模式(通常在设备上以某种方式指示出来),持续时间不定。

其内容没有变化,只是定义名称中删除了并列的睡眠模式(sleep mode)。

(9) 3.22内置调光器(built-in dimmer):包含在灯具外壳内部或者装在其供电电缆上的调光器。

4. 新增的术语与定义

(1) 3.19 照明控制装置(lighting control gear):连接在电源与一个或多个灯之间、使灯按预定要求工作的装置。

注1:照明控制装置可由一个或多个单独元件组成。它可能包括用于调光、修正功率因数以及抑制无线电干扰的措施,以及其它控制功能。

注2:照明控制装置可部分或完全集成在有些灯中,例如自整流灯的情况。当提及照明控制装置时也同时包括这些集成的灯。

注3:照明控制装置举例:用于放电灯的镇流器或者电子控制装置,用于白炽灯的降压转换器,用于固态照明模块的驱动器。

注4:对于本标准,3.23以及3.24定义的独立相位控制调光器不被看作是照明控制装置。

注5:机械开关及继电器,以及只提供开/关控制的其它简单装置,不会产生畸变电流,所以也不被看作是照明控制装置。

(2) 3.20数字负载端传输照明控制装置, DLT控制装置(digital load side transmission lighting control device, DTL control device):用于控制电子照明设备照明参数(例如光等级、光颜色)的装置,它按照IEC 62756-1使用其负载端电源线进行数据传输。

注1:DLT控制装置的接线类似于相控调光器,但它不会直接改变它所连接的专用照明设备的供电电源。它通过负载端的电源线传输数字信号至专用照明设备,后者包含接收和解释控制信号的器件以及用于调光、颜色变化等的内置器件。

(3) 3.21 调光器(dimmer):用于控制照明设备光输出等级的装置。

(4) 3.23 独立调光器(independent dimmer):除内置调光器以外的调光器。

(5) 3.24 相控调光器(phase control dimmer):能产生前沿(正相)或后沿(反相)交流波形的电子开关。

以下图1和图2分别是前沿与后沿调光器的电流波形示例。

图1 前沿相位控制

图2 后沿相位控制

(6) 3.25 通用相控调光器(universal phase control dimmer):能自动或手动、在生成前沿(正相)或后沿(反相)交流波形之间切换的相控调光器。

(7) 3.26用于舞台照明和摄影棚的专业灯具(professional luminaire for stage lighting and studios):用于户外或户内、在标准IEC 60598-2-17范围内且属于专业设备的用于舞台照明或电视、电影或者照相摄影棚的灯具。

5. 在标准的第5章更新了A级产品的举例

A级设备的举例:

– 平衡三相设备

– 家用电器,但不包括属于B, C或D的设备 (注:2014版的描述为 “… 但不包括属于D级的设备”)

– 吸尘器

– 高压清洗机

– 工具,但不包括便携式工具

– 独立式相控调光器(注:2014版写作”白炽灯调光器”)

– 音响设备

– 用于舞台照明和摄影棚的专业灯具 (注:此为2019版新增)

6. 标准中新增了第5.2节(照明设备的描述)

本标准中,3.13所定义的照明设备包括:

– 灯及灯具

– 主要功能之一为照明的多功能设备的照明部分

– 独立式照明控制装置

– 紫外(UV)及红外(IR)辐射设备

– 发光的广告标识

– 用于照明设备的独立式调光器,但不包括相控调光器

– DLT控制装置 (注:此为2019版新增类别)

本标准中,3.13所定义的照明设备不包括:

– 具有其它首要功能的设备的内置式照明装置(例如复印机、投影仪以及幻灯投影机),或者用于刻度照明或者指示目的的照明装置

– 主要功能不是产生以及/或调节以及/或分配光辐射、但含有一个或多个灯(带或不带单独开关)的家用电器(例如带内置灯的油烟机)

– 独立式相控调光器

– 用于舞台照明和摄影棚的专业灯具(注:此为2019版新增类别)

– 只在紧急模式下才发光的应急灯具(注:此为2019版新增类别)

7. 在标准的6.3.3.1节(可重复性)的描述中,增加了”同一个测试场所”条件

在整个试验观察周期内,满足以下条件时,单次谐波电流平均值的可重复性(见3.15)应当优于适用限值的 5 %:

– 同一台受试设备(EUT)(不是同一型号的另一台样品,即使相似)

– 同一套测试系统

– 同一个测试场所

– 相同的试验条件

– 相同的气候条件(如果相关)

可重复性要求用于定义试验所需要的观察周期(见6.3.4),而不用作本标准符合性评估的通过/失败判据。

8. 标准第7章(谐波电流限值)作了比较大的修订

主要是针对照明设备的限值作了比较大调整。在2014版中,有效功率小于25 W的照明设备只针对放电灯(例如荧光灯)有限值规定,而对于LED灯,由于其不属于放电灯,所以没有限值的规定。在2019版之中,只要功率超过5 W,所有的照明设备(属于5.2条款所列照明设备类别的产品)均需要进行测试。另外,调光器更多地用于其它种类的照明设备,对2014版中白炽灯用调光器的豁免内容也完全重新进行了修改;在以往版本的标准中,调光器的限值应用常有不太清晰之处,此次标准修订也一并解决了该问题。在2019版中,用于舞台照明和摄影棚的专业灯具按照A类产品进行测试。

标准详细的修改内容如下。

(1) 7.1节概述中的免测设备清单(限值尚未规定)作了更新;更新后的完整内容如下:

本标准没有指定以下种类产品的限值。

注1:限值也许会在本标准将来的修改或修订中给出。

– 额定功率小于但不等于5 W的照明设备 (注: 此句为2019版新增)

– 除照明设备之外,额定功率不大于75 W的设备

注2:将来该值也许会从75 W降低至50 W,那时需要取决于国家委员会的批准。

– 总额定功率大于1 kW的专业设备

– 额定功率不大于200 W的对称控制加热器件

– 独立式相控调光器

” 用于白炽灯:额定功率不超过1 kW

” 用于白炽灯之外的其它照明设备:后沿调光器以及默认模式设置为后沿调光的通用相控调光器,额定功率不超过200 W

” 用于白炽灯之外的其它照明设备:前沿调光器以及未将默认模式设置为后沿调光的通用相控调光器,额定功率不超过100 W

澄清:对于标签中注明可用于白炽灯及其它类型的照明设备、额定功率大于100 W或200 W(取决于相控调光器的类型)且不超过1,000 W的独立式相控调光器,当用于白炽灯时没有限值规定,但用于白炽灯之外其它类型照明设备时则有相应的限值规定。

(2) 标准7.2节 A类设备的限值。更新后的内容如下。

对于A类设备,输入电流的谐波不应超过表格1规定的限值。

音频放大器应按照条款B.3进行测试。用于照明设备的独立式相控调光器应按照条款B.6进行测试。

(3) 标准7.4节C类设备的限值

7.4.1 概述

照明设备应按照条款B.5进行试验。

如果由于有效输入功率 2 W的控制模块的谐波导致照明设备不满足7.4.2或7.4.3的要求,假如能对控制模块和设备的其它部分单独进行谐波测试,则可以忽略控制模块的影响,在发射测试时设备的其它部分所消耗的电流同正常工作条件一致。

7.4.2 额定功率 > 25 W

使用白炽灯及额定功率超过25 W内置相控调光器的灯具,输入电流的谐波不应超过表1规定的限值。

额定功率超过25 W的任何其它照明设备,输入电流的谐波不应超过表2规定的相对限值。对于那些含有用于控制(例如调光、颜色)器件的类型,在以下两种试验条件下,输入电流的谐波均不应超过对应最大有效输入功率 (Pmax)条件下表2给出的限值:

– 调整控制装置以获得Pmax

– 调整控制装置的位置,在有效输入功率 [Pmin, Pmax] 范围内产生最大总谐波电流 (THC) 。其中Pmax的确定方法如下:

” 如果Pmax 50 W, 则Pmin = 5 W

” 如果50 W < Pmax 250 W, 则Pmin = 10 % Pmax ” 如果Pmax > 250 W, 则Pmin = 25 W

7.4.3 额定功率 5 W且 25 W

额定功率 5 W且 25 W的照明设备应满足以下三组要求之一:

” 谐波电流不应超过表格3第2列同功率相关的限值。

” 以基波电流的百分比来表示,三次谐波不应超过86 %,五次谐波不应超过61%。另外,输入电流的波形应当满足以下要求:相对于基波供电电压的过零点,在60 或之前应当达到5 %的电流阈值,在65 或之前出现峰值,在90 之前不应低于5%的电流阈值。电流阈值等于出现在测量窗口中最大值绝对峰值电流的5 %,相角测试也在包含该绝对值峰值的周期内进行测量(详见图2)。频率超过9 kHz的电流分量不应影响该评估(可使用类似于IEC 61000-4-7:2002以及IEC 61000-4-7:2002/AMD1:2008第5.3节所描述的滤波器)。

” THD不应超过70 %。以基波电流的百分比来表示,3次谐波电流不应超过35 %,5次谐波电流不应超过25 %,7次谐波电流不应超过30 %,9次及11次谐波电流不应超过20 %,2次谐波不应超过5 %。

如果照明设备包含控制器件(例如调光、颜色),或者可以驱动多个负载,则测量时只需要调整控制装置的设置及灯的负载、以达到最大有效输入功率的条件下进行。

9. 对一些产品的试验条件进行了更新

(1) B.2 电视接收机试验条件

B.2.1 一般要求
测量时电视机的所有辅助电路都应当带载,但不包括由电视机供电的周边设备。
应按照B.2.2.1给电视机输入信号,按照B.2.2.2至B.2.2.4对图像、声音和节能功能进行设置。B.2.2中没有规定要求的设置应设定为电视机发送到客户家用时的默认设置条件。

B.2.2 测量条件

B.2.2.1 输入信号

可以使用任何包括B.2.2.1规定的图像和声音信号的输入信号(包括RF或基带)。用电视机重现输入信号的内容。信号水平应当足够高,以使得全屏显示图像没有噪音及误码。

图像信号是IEC 60107-1:1997, 3.2.1.2所定义的彩条图信号。

声音信号是1 kHz正弦波信号。

B.2.2.2 图像水平调节

电视机的对比度、亮度、背光以及其它功能(如果存在)应设定为电视机发送到客户家用时的默认条件。

B.2.2.3 声音水平调节

声音应当调节到屏幕显示音量的8%至12%。所有其它声音功能应设定为电视机发送到客户家用时的默认条件。

B.2.2.4 节能功能

应关闭环境灯光控制、动态背光控制以及其它类似功能。如果不能关闭这些功能,实验室直接使用照度 300 lx的照明设备来照射光线传感器,应在报告中记录这点。应打开任何电视机中以及照亮电视机环境的照明功能。

B.2.3 试验报告

试验报告中应当包括电视机的输入信号和设置。

(2) B.5.3 灯具

被测试灯具的情况应当同制成品一致。

试验时所使用灯(或模拟负载)的电气特性应接近该灯具指定类型灯的电气特性。如果灯具含有一个以上的灯,试验时应当连接所有的灯并使得这些灯都正常工作。如果灯具可以使用的灯超过一种,试验时应当分别在连接不同种类灯的条件下进行测试,每种情况下灯具都应当满足要求。如果灯具配有启辉器,则应当使用满足IEC 60155要求的启辉器。

不含照明控制装置或控制器件(机械开关除外)的白炽灯具被认为能满足谐波电流要求,可以不进行试验。

假如对安装到灯具内的照明控制装置进行单独试验,试验时使用每一种指定用于该灯具的灯(或模拟负载)(它们的电气特性同所考虑的灯的类型相近),如果照明控制装置能满足要求,则可以认为相应的灯具也满足要求,不需要再次进行检查。如果不是,则需要对灯具本身进行试验,且灯具需要满足要求。

(3) B.5.4 照明控制装置

进行照明控制装置的试验时,应使用电气特性同其技术规格规定的目标值相近、并且有代表性类型的灯(或模拟负载)。

对于可带或不带串联电容的照明控制装置,或者照明控制装置被设计用于多种类型的灯,制造商应在产品目录中规定在使用哪种电路和灯的情况下照明控制装置能满足谐波要求;应当分别使用各种对应的电路和灯来对照明控制装置进行试验,并且在各种情况下都需要满足要求。

(4) B.5.5 DLT控制装置

应使用DLT控制装置能承受的最大功率的阻性负载或照明负载来进行试验。

(5) B.6 照明设备用独立式调光器的测试条件

如果相控调光器可用于一种或多种类型的照明设备,应使用每种类型照明设备的一个典型样品进行测试,且每次都需要符合要求。在每种情况下,应当使用调光器能承受的最大功率照明负载进行测量。调光器应当设置到预期能产生最大总谐波电流(THC) 的位置进行测试。

当用于其它照明设备时,如果它们同典型种类照明设备基本相似,在不超过最大申明功率的情况下,该调光器被认为满足标准要求。

当使用白炽灯负载进行相控调光器试验时,控制器的触发角被设定为90 5 ;如果是多级控制,则设定为最接近90 的那一级。

(6) B.7 吸尘器的试验条件。主要的修改是对最小输入功率大于50 %有效输入功率时的情况进行了详细说明。

可变输入功率的吸尘器应在三种 模式下进行试验,持续时间相同,每次至少2 min持续时间,控制器分别调整为:

– 最大输入功率

– 50 % 5 %最大有效输入功率;如果不可能(例如多级控制),则调整到设备设计所支持的最接近50 %的那个点

– 最小输入功率

如果最小输入功率时的有效输入功率大于最大有效输入功率的50 %,则上述要求意味着吸尘器试验三个相同的时间间隔:其中一个时间间隔调整控制器至最大输入功率,另两个时间间隔调整控制器至为最小输入功率。

如果真空吸尘器含有选择瞬时高功率(”加速器”)工作模式的控制器,该模式会自动返回到低功率模式,则计算谐波电流平均值时不考虑该高功率模式。当试验使用针对单个1.5 s平滑均方根谐波电流值(见6.3.3.4)的限值时,才应进行此模式的试验。

(7) B.8 洗衣机的试验条件。主要的修改内容是对于负载重量的不平衡进行了说明。

洗衣机应在一个完整的洗涤程序中进行试验,即装入尺寸为70 cm x 70 cm、干重140 g/m2 ~ 175 g/m2双缝边预洗棉布的额定负荷的标准洗涤周期。棉布放置在洗衣机中的方式应当避免出现不切实际的重量不平衡。

注:将棉布逐块装入洗衣机是实现该目的的一种方式。

(8) B.11 炊具的试验条件。2014版仅规定了感应炊具的工作条件。而在2019版中分别对于感应炊具以及非感应炊具的工作条件分别进行了规定。另外,新版标准中对于测试时使用的烹饪容器的材料和尺寸也进行了详细的规定;其中尺寸的规定同EN 55014-1的规定相一致。

B.11.1 电磁灶台和灶头

电磁灶台和灶头工作时应当使用钢锅。在钢锅中加入最大容量的一半、温度为室温的水,将钢锅置于每个烹饪区的中心。每个烹饪区的测试应按照以下两步步骤分别进行测试:

1) 每个控制等级(包括超强火力模式)首先分别测试几秒。如果功率不采用分级控制,将控制范围大致等分为10级。确定产生最大THC的控制等级。

2) 在步骤1)确定的产生最大THC的控制等级条件下,进行测量并同6.3.2规定的限值进行比较。试验周期按照表格4确定。

钢锅底部的直径应不小于烹饪区的直径。应使用满足本要求的最小标准烹饪容器。
标准烹饪容器接触表面的标称直径为 110 mm, 145 mm, 180 mm, 210 mm以及300 mm。

容器底部应该是凹形的,在环境温度为20 5 时,其底部偏离平面不超过直径的0.6 %。

预定用于具有弧形底部容器的烹饪区域(例如用于炒锅的烹饪区域),应采用与灶台一并提供的容器,或使用制造商推荐的容器。

可以合并且同时控制的、边与边相邻的烹饪区应分别单独进行测量。

带有很多小线圈、并能自动配置为一个有效加热区域的烹饪区应当使用300 mm直径的容器进行试验。容器应放置在烹饪区的中间位置。

B.11.2 除感应炊具之外的灶台和灶头

对于有数个烹饪区的设备,应按照6.3.2对每个单独的烹饪区分别进行测量。

每个烹饪区测试时应调整控制器以产生最大的THC。测试时应当使用一个合适的锅或深锅,在其中装入最大容量一半的水并且置于烹饪区的中间位置。

(9) B.15 非专业用高压清洗机的试验条件。同吸尘器类似,新版本主要对最小输入功率大于50 %有效输入功率时的情况进行了详细说明。

除电子功率控制外,高压清洗机应按照IEC 60335-2-79调整至正常工作状态。

具有可变输入功率的高压清洗机应当在三种工作模式下进行试验,持续时间相同,每次至少2 min持续时间,将控制器分别为:

– 最大输入功率

– 50 % 5 %最大有效输入功率;如果不可能(例如多级控制),则调整到设备设计所支持的最接近50 %的那个点

– 最小输入功率

注:如果最小输入功率时的有效输入功率大于最大有效输入功率的50 %,则上述要求意味着高压清洗机试验三个相同的时间间隔:其中一个时间间隔调整控制器至最大输入功率,另两个时间间隔调整控制器至为最小输入功率。

这三个时间间隔不需要连续,但在应用限值时,假它们是三个连续的间隔,而不考虑三个间隔之外的谐波电流值。

(10) B.16 冷藏箱及冷冻箱的试验条件。对于快速制冷功能进行了说明。

冷藏箱及冷冻箱应当在空箱条件下进行测试。温度控制应调整设定至预定连续使用的最低值(不考虑快速制冷功能)。应当在内部温度稳定以后再开始测量。

注:一个确定温度稳定的方法是由输入功率进入低功率模式来判断。

当开始测量时,环境温度应当在20 C至30 C范围内。在实验过程中,环境温度的变化应当保持在 2 C范围以内。

从2019年9月起,TÜV莱茵大中华区已经逐步开始使用EN IEC 61000-3-2:2019。如果您遇到关于该标准的任何问题,欢迎联系我们的专家。

质者介绍

陆新华

TÜV莱茵大中华区电磁兼容服务副总经理,在电磁兼容检测与认证方面有超过20年的经验。

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