新旧版IEC62493照明设备电磁场评估标准差异解析

刘成　张娴　陈青　橐晓宇　黄浩　周俊

（上海出入境检验检疫局　上海　200135）

新旧版IEC62493照明设备电磁场评估标准差异解析

刘成张娴陈青橐晓宇黄浩周俊

（上海出入境检验检疫局上海200135）

针对新版IEC62493：2015《照明设备对人体电磁辐射的评价》标准的主要变化，对照明设备产生的电磁场对人体电磁辐射评估方法的适用范围、试验过程中照明设备的工作状态、限值要求以及测量结果评定等方面的差异进行分析，概述了不同类型带有意图产生辐射部件的照明设备需要满足不同国际标准评估方法的新要求，并详细说明了新版标准中用评估感应内部电场强度法计算加权总和因子F值的计算方法，对国内照明设备生产厂商及开展照明设备电磁场测试的检测机构具有较好的参考意义。

IEC62493；感应内部电场强度；有意图产生辐射的部件；标准差异

1　前言

IEC62493是国际电工委员会（IEC）参照国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）和美国电气和电子工程师协会（IEEE）的公开出版物而制定的标准，用于评估照明设备所产生的电磁场（EMF）对人体的辐射量。新版标准IEC62493：2015《照明设备对人体电磁辐射的评价》［1］已于2015年3月发布，相对于旧版标准IEC62493：2009［2］，新版标准对适用范围、限值要求、加权总和因子F值的计算方法进行了较大修改，并明确了几类无需试验即可认为符合标准要求的照明设备，且进一步规定了对功能需要而带有产生辐射部件的照明设备的试验方法等。本文侧重介绍新版IEC62493：2015标准的主要变化，希望能对照明设备生产厂商和检测机构提供一定帮助。

2　标准差异及解析

2.1适用范围

IEC62493：2009标准涉及的照明设备包括：

（1）用于照明目的，有产生和分配光的基本功能，并打算连接到低压供电网络上或用电池供电工作的所有用于室内或室外的照明设备。

（2）主要功能之一是照明的多功能设备。

（3）用于照明设备的独立辅助设备。

新版标准涉及的适用范围除包含以上3大类设备之外，新增了用于无线通信、无线控制等功能需要而带有意图产生辐射部件的照明设备。这样，就使得目前较为新颖的带有蓝牙遥控、WIFI接收功能的照明设备也列入本标准适用范围内。另外，新版标准不涉及的照明设备和旧版并无差异，本文不再赘述。需要注意的是，标准仍不适用于诸如电子控制装置之类的灯具内装式元器件。

2.2试验过程中照明设备的工作状态

Van der Hoofden试验测量布局图如图1所示。

图1　Van der Hoofden试验测量布局图

2.2.1一般照明设备

除非制造商另有说明，在进行试验之前，一般被测灯具应工作一段时间至稳定状态。对于低压放电灯，预热15 min；对于其他放电灯，预热30 min。这里，新版标准将旧版的“荧光灯”修改为“低压放电灯”。根据标准第3章给出的定义，低压放电灯是指利用低气压的钠蒸气或汞蒸气等在通电后放电发光的灯具。综合看，传统型荧光灯即为低压汞灯，故而新版标准是把需要预热15 min的照明设备范围从低压汞灯扩展到所有低压放电灯，表1给出了新旧版标准中一般照明设备试验前预热时间对照表。另外，所有进行试验的灯具都必须进行100 h的老化试验。

表1　新旧版标准中一般照明设备试验前预热时间对照表

2.2.2特殊照明设备

当照明设备装有多个光源时，需要同时点亮进行试验；对于可连接到交流电网供电并具有应急电池供电的照明设备，应该在连接交流电网供电工作模式下进行试验，无需在电池供电模式下进行；对于可调光的照明设备，需要分别测量设备可调最大和最小光量的状态。

2.2.3带有意图产生辐射部件的照明设备

该类设备为新版标准新增列入适用范围的照明设备，对于此类设备，在试验过程中尽可能使带有意图产生辐射的部件处于不工作状态，除非这种操作会使被测设备无法正常运行。

2.3限值要求

标准的限制要求和参考等级是参照ICNIRP 1998和ICNIRP 2010或IEEE C95.1-2005［3］的公开出版物制定的。新版标准对限值要求、加权总和因子F值的计算方法进行了较大的修改，删除了电气照明和类似设备EMC标准CISPR 15中电源端骚扰电压（20 kHz-30 MHz）、电磁辐射骚扰（100 kHz-30 MHz）、电磁辐射骚扰（30 MHz-300 MHz）3项无线电骚扰特性的限值要求，即删除了 “符合CISPR 15的标准要求作为符合IEC62493的标准要求的必要条件”，如表2所示。

表2　新旧版标准限值要求对照表

新版标准还明确了满足下列条件之一，无需试验即可认为符合本标准要求的照明设备：

（1）不含电子控制装置的设备；

（2）白炽灯、卤素灯；

（3）LED光源的设备；

（4）OLED光源的设备；

（5）高压放电灯；

（6）正常使用离人体距离大于等于50 cm的低压放电灯；

（7）独立的辅助设备。

此外，标准适用范围内、但不满足上述条件的照明设备，其测量计算所得的加权总和因子F必须≤1，才被认为符合本标准的要求。旧版标准的限值为F必须≤0.85，在生产厂商申请认证和检测机构进行测量时，需要特别留意。旧版标准F因子值是计算各频率点感应电流密度［4］与其限值比值的总和而得，而新版标准F因子值是计算各频率点感应内部电场强度与其限值比值的总和而得。新版标准F因子值计算公式见式（1）：

式中，Ecap（fn）是根据附录A的测量距离测得的各频率点由外部电场引起的感应内部电场强度；ELim（fn）是ICNIRP推荐的内部电场强度的限值，ELim（fn）=1.35×102×fn；fn是测量时扫频的各频率点，起始频率为20 kHz，终止频率为10 MHz。

接收机或频谱分析仪扫频带宽、单点测量时间、扫频步长、检波方式设置见表3［5］。

表3　试验时接收机或频谱分析仪参数设置表

各频率点由外部电场引起的感应内部电场强度Ecap（fn）计算公式见式（2）：

式中，Jcap（fn）是由外部电场引起的感应电流密度，σ（fn）是Van der Hoofden测试天线的电导率（式3）。

其中，a=3.629×10-5，b=0.5283，c=0.1087。

感应电流密度Jcap（fn）可以用公式（4）来表示。

式中，Icap（fn）是由外部电场引起的感应电流，Aneck是系数（式5）。

感应电流Icap（fn）可以用公式（6）来表示。

式中，V（fn）是Van der Hoofden试验各频率点测得的电压值，g（fn）是转换函数（式7）。

综上所述，式（2）可以写成式（8），这样即可计算获得被测照明设备加权总和因子F。

对于带有意图产生辐射部件的照明设备，满足新版标准第7章中给出的条件，或参照其他标准［6］的评估方法来判定该类设备是否符合本标准的要求，这部分内容将在下文结果评定中详细介绍。

2.4测量结果的评定

照明设备Van der Hoofden试验测量结果的评定流程图见图2。

图2　测量结果评定流程图

图2显示，所有标准涉及的照明设备除了满足条款 4.2.2中条件之外，都必须进行 Van der Hoofden试验，并满足其限值要求。带有意图产生辐射部件的照明设备按照规定的工作状态进行试验，也需满足标准第4章的限值要求，还需参照图3对其结果符合性判定。

图3　带有意图产生辐射部件的照明设备合格评定流程图

最后，是否符合本标准的限值要求，还应遵循以下准则：

（1）如果实际测量使用的测试系统不确定度Ulab≤Ubasic（评估为30%），那么：

——如果测量结果不超过适用限值，即为符合；

——如果测量结果超过适用限值，即为不符合。

（2）如果实际测量使用的测试系统不确定度Ulab＞Ubasic（评估为30%），那么：

——如果测量结果加上（Ulab-Ubasic）不超过适用限值，即为符合；

——如果测量结果加上（Ulab-Ubasic）超过适用限值，即为不符合。

3　结语

随着对生活环境和人体健康问题的日益重视，世界各国纷纷制定标准对人体暴露于电磁场的评估方法进行了规定。然而，从我国现行国家标准涉及电磁辐射的测试频率范围来看，对人们日常生活每天接触、面对、置身于其中的低频磁场辐射的规范几乎还是一个空白，使得必须加快建立相关领域标准体系的步伐。同时，随着国际贸易向全球化发展，我国现在已是世界上照明设备的生产大国和出口大国之一，在产品投入市场之前评估其电磁场对人体影响的情况，并促使设备生产厂商采取适当的措施，进而有利于出口企业突破欧盟和北美地区发达国家关于照明设备对人体辐射伤害建立的技术壁垒。

［1］ IEC62493：2015Assessment of lighting equipment related to human exposure to electromagnetic fields［S］.

［2］ IEC62493：2009 Assessment of lighting equipment related to human exposure to electromagnetic fields［S］.

［3］陈超中，施晓红，刘尔立，等.照明设备对人体电磁辐射的IEC标准研究［J］.照明工程学报，2012，4：18-22.

［4］王明明，袁世杰，马欣，等.IEC62493：2009标准以及感应电流密度测试方法［J］.上海计量测试，2013，4：42-45，47.

［5］CISPR16-1-1：2010 Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods—Part 1-1：Radio disturbance and immunity measuring apparatus—Measuring apparatus［S］.

［6］IEC62311：2007 Assessment of electronic and electrical equipment related to human exposure restrictions for electromagnetic fields（0 Hz-300 GHz）［S］.

Analysis on Differences between the New and Old Edition EMF Assessment Standard IEC62493 for Lighting Equipment

LIU Cheng，ZHANG Xian，CHEN Qing，TUO Xiaoyu，HUANG Hao，ZHOU Jun
（Shanghai Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Shanghai，200135）

This paper has been discussed the main changes of the new edition standard IEC62493 for assessment of lighting equipment related to human exposure to electromagnetic field.The scope of the method，the operating conditions for lighting equipment in testing，the limits and the evaluation of results in IEC62493：2015 are compared with the old edition.Assessment methods in the applicable standards are summarized for different types of lighting equipment with intentional radiators.The calculation formula of the total weighted factor F by the induced internal electric field strength method in the new edition is illustrated in detail.It has a good reference value for the domestic manufactures of lighting equipment and the EMF testing laboratories.

IEC62493；Induced Internal Electric Field Strength；Intentional Radiators；Standard Difference

TM5

E-mail：liuc@shciq.gov.cn

上海出入境检验检疫局科研项目（HK028-2015）

2015-11-23