GB 7000.1—2015对灯具电路间的绝缘要求

施晓红，陈超中

(上海时代之光照明电器检测有限公司，上海 201114)

GB 7000.1—2015对灯具电路间的绝缘要求

施晓红，陈超中

(上海时代之光照明电器检测有限公司，上海 201114)

GB 7000.1—2015《灯具 第1部分：一般要求与试验》第4.31条和附录X在旧版标准基础上新增了与LED灯具相关的重要技术要求。本文详细分析了GB 7000.1—2015第4.31条和附录X的规定，解析了该标准对灯具电路间的绝缘要求。

标准；灯具；LED；SELV电路；FELV电路

引言

GB 7000.1—2007《灯具 第1部分：一般要求与试验》中，绝缘要求是基于LV电源接入与灯具一体的控制装置或变压器的灯具，或虽然与灯具分体，但LV电源与控制装置或变压器的二次电路之间未提供电气绝缘的灯具，如果我们把这种灯具称为一元绝缘系统的灯具的话，那么当灯具的LV电源和控制装置二次电路之间提供了电气绝缘(如基本绝缘、双重绝缘或加强绝缘)、且灯具由分体的控制装置及由其二次电路供电的光源腔组成时，我们不妨把这种灯具视作为二元绝缘系统的灯具。当绝缘要求保持不变时，二元绝缘系统的灯具中，由与LV电源隔离的控制装置二次电路供电的灯具部件(通常是光源腔，或含有部分控制电路的光源腔)的绝缘要求是基于隔离的两次电路基础上的，该光源腔的绝缘结构与一元绝缘系统是不同的。

随着灯具中二元绝缘系统的应用，对防触电保护是II类的光源腔来说，II类灯具使用金属材料外壳的可能性增加了。对于一个不连续金属外壳，等电位连接不仅能增加灯具的可靠性，而且同样的绝缘结构，有等电位连接的灯具更加安全，或者说等电位连接的灯具更容易达到安全要求。

在GB 7000.1—2015中，第4.31条规定了上述二元绝缘系统电路间的绝缘要求，其中带电部件与可触及导电部件的绝缘要求在附录X中给出。

1 GB 7000.1—2015附录X中关于电路的有源部件与可触及导电部件之间的绝缘要求

附录X是GB 7000.1—2015新增的规范性附录，被标准中的第4.31条“电路间的绝缘”多次引用，对控制装置输出电路中对有源部件与可触及导电部件之间的绝缘要求提出了要求。

1.1 标准要求

附录X中对有源部件与可触及导电部件之间的绝缘要求如表1所示，光源与可触及金属部件间的

绝缘如图1所示。

图1 LV电源和Uout的说明以及光源与可触及金属部件间的绝缘Fig.1 Declaration of LVsupply and Uout and the insulation barriers between the light source and accessible parts

控制装置有源部件与可触及导电部件之间的绝缘要求LV电源与二次电路的绝缘输出电压Ⅰ类接地的可触及导电部件的绝缘Ⅱ类一个可触及导电部件或有等电位连接的一个以上可触及导电部件的绝缘Ⅱ类无等电位连接的一个以上可触及导电部件的绝缘无Uout>LV电源满足Uout的基本绝缘满足Uout的双重绝缘或加强绝缘满足Uout的双重绝缘或加强绝缘Uout≤LV电源满足LV电源的基本绝缘满足LV电源的双重绝缘或加强绝缘满足LV电源的双重绝缘或加强绝缘基本绝缘大于ELV的电压满足Uout的基本绝缘满足Uout加上LV电源的附加绝缘应满足a)或b)的较高要求：a)满足Uout加上LV电源的附加绝缘b)满足Uout的双重绝缘或加强绝缘ELV(FELV)满足Uout的基本绝缘满足Uout加上LV电源的附加绝缘满足Uout加上LV电源的附加绝缘双重绝缘或加强绝缘大于ELV的电压满足Uout基本绝缘满足Uout基本绝缘满足Uout的双重绝缘或加强绝缘ELV(SELV)满足Uout的基本绝缘还见GB70001的第8章、第10章和第11章的要求满足Uout的基本绝缘还见GB70001的第8章、第10章和第11章的要求满足Uout的基本绝缘还见GB70001的第8章、第10章和第11章的要求

注：GB 7000.1表X.1已给出要求的概括，表1并未修改和增加要求。

1.2 标准理解

a.附录X适用于二元绝缘系统的灯具,规定了灯具的有源部件(带电部件)与易触及导电部件的绝缘要求。

b.灯具的带电部件与易触及导电部件的绝缘要求与控制装置的输出电压，以及灯具的防触电类别有关。

c.控制装置的一次电路(LV电源)与二次电路(输出电路)之间可能有绝缘，可能没有绝缘。应对控制装置上标记的绝缘类别进行识别，包括无绝缘、基本绝缘、双重绝缘或加强绝缘(图2)。

图2 绝缘类别的符号Fig.2 Symbol of insulation

d.控制装置LV电源与二次电路之间没有绝缘时，该灯具为一元绝缘系统，附录X中列出的带电部件与可触及导电部件之间的绝缘要求与第10章一致，即当Uout大于LV电源时，是基于Uout的绝缘。当Uout不大于电源电压LV电源时，按照就高原则，I类灯具或II类灯具中的带电部件与易触及导电部件的绝缘是关于LV电源的绝缘，电气强度试验和爬电距离电气间隙试验时U对应的是电源电压值。详见表2。

e.控制装置LV电源与二次电路之间有绝缘时，而且灯具由二次电路供电时，灯具为二元绝缘系统。对于有可触及导电部件的II类灯具，二元绝缘系统中由二次电路供电的部件的绝缘结构要求可能降低。

表2 LV电源与二次电路之间没有绝缘时带电部件与可触及导电部件之间的绝缘要求Table 2 Insultation requirements between active parts and accessible conductive parts for luminaires without insultation between LVsupply and second circuit

①绝缘要求是针对带电部件与可触及导电部件即金属部件之间的，即II类灯具的带电部件与金属外壳或外壳的金属部件之间，如果II类灯具不存在这样的可触及导电部件，附录X关于II类灯具的绝缘要求不适用。

②我们知道，一元绝缘系统的II类灯具中，带电部件与可触及导电部件之间(即金属外壳或安装面)应符合双重绝缘或加强绝缘的要求。在二元绝缘系统的II类灯具中，只有一个可触及导电部件或一个以上导电部件有等电位连接的，那么由二元绝缘系统的二次电路供电的II类结构灯具中的带电部件与上述可触及导电部件之间有附加绝缘就满足要求了。

③由二元绝缘系统中的二次电路供电的灯具，要考虑的电压值与一元绝缘系统不同。我们知道，一元绝缘系统中II类灯具要绝缘的电压值是Uout或LV电源。对于二元绝缘系统，当控制装置LV电源与二次电路之间为基本绝缘时，应考虑基本绝缘失效时电路中可能存在的电压，因此II类灯具中应基于Uout加上LV电源考虑绝缘电压。

④对于二元绝缘系统的灯具，II类灯具采用金属外壳的可行性提高了。当控制装置LV电源与二次电路之间存在绝缘时，由二元绝缘系统二次电路供电的II类灯具中的带电部件与可触及导电部件之间的绝缘要求降低至基本绝缘的可能性大大增加，因此，灯具采用金属外壳变得更加可行了。

⑤存在一个以上的可触及导电部件II类灯具，等电位连接可提高灯具的安全性。没有对多个导电部件进行等电位连接的灯具，当两处附加绝缘击穿的情况下，这两个导电部件之间可能存在电位差，一个人的两手各触及一个导电部件时就有电流通过人体，显而易见，带电部件与这些可触及导电部件之间附加绝缘是不安全的，这样，达到Uout加强绝缘要求的可能性大大增加。反之，当存在等电位连接时，两个可触及导电部件之间是等电位的，即电位差为零，即使II类灯具中的附加绝缘失效，也不会有电流通过人体，这时附加绝缘是安全的。

⑥关注IEC 60598-1:2014第1号修订件。在应用附录X的绝缘要求时，会发现关于要考虑的绝缘电压与标准的多个章节有不协调的地方，如执行第10章的试验时的试验电压考虑的电压是基于Uout，而附录X中可能是基于Uout+LV电源。主要原因是GB 7000.1—2015(等同采用IEC 60598-1:2014)的相关章节中，绝缘要求都是针对一元绝缘系统的灯具的，而附录X适用于二元绝缘系统灯具的，为了使标准规定与附录X相协调，IEC发布了IEC 60598-1:2014第1号修订件，具体内容如下：

IEC 60598-1:2014第1号修订件：

IEC 60598-1:2014第4.31条、第10章、第11章、附录M和附录X

对于有源(载流/带电)部件和可触及部件之间的绝缘要求，附件X的表X.1应作为确定所需绝缘的参考。此外，表X.1的具体规定要被用作建立“工作电压”的基础应用于第10章的电气强度试验和第11章的爬电距离和间隙的要求。

具体来说，在第10章、第11章中，工作电压是Uout，这是针对一元绝缘系统的灯具的。对于一个二元绝缘系统的灯具，灯具的工作电压不一定是Uout，不同情况下灯具的工作电压应依据附录X。

2 等电位连接

将导电部件之间用导体作电气连接，使其电位相等或接近，称之为等电位连接。如图1所示，可触及金属部件A与可触及金属部件B之间采用导体作电气连接，从而使可触及金属部件A的电位与可触及金属部件B的电位相等。这种连接的作用主要是传递电位而非传送电流，采用等电位连接的示意图如图3所示。

图3 采用等电位连接的灯具示意图Fig.3 Example of Luminaire With Equipotential Bonding

2.1 等电位连接与接地的区别

I类灯具中绝缘失效时可能变为带电的可触及的金属部件的接地，也可理解为I类灯具该金属部件与地球这个巨大的导体作等电位连接。因此，就此而言两者是等同的。但两者也有不同，接地可泄放电流，而与地绝缘的等电位连接则不能泄放电流，例如在使用安全隔离变压器的II类灯具中，人手一旦接触绝缘失效的A或B时，由于使用了隔离变压器，脚与地没有形成回路，因此手对脚没有电流流过，如图4所示。

图4 II类灯具中使用安全隔离变压器、未采用等电位连接，绝缘失效时手对脚未流过电流的示意图Fig.4 No current through body where insulation failure occur for Class II luminaire with safety isolated transformer and no equipotential bonding

等电位连接的作用主要是传递电位而非传送电流，接地连接的作用既传递电位又传递电流。

2.2 II灯具中的等电位连接

II类灯具中一个以上的可触及金属部件，采用等电位连接，可防止与带电部件的间接接触。

如图5所示，II类灯具中一个以上的可触及金属部件，如果采用等电位连接，假如人接触绝缘失效的A和B时，A和B产生的电位差为0，左手到右手电流路径就不会有电流流过，因此没有安全隐患。

图5 采用等电位连接的II类灯具中，接触绝缘失效的A点和B点时，两手间没有电流流过的示意图Fig.5 No current through body when touch insulation failure point A and B for Class II luminaire with equipotential bonding

如图6所示，II类灯具中一个以上的可触及金属部件，如果未采用等电位连接，假如人接触绝缘失效的A和B时，A和B会有电位差产生，如果该电位差不等于0，就会有电流通过两个手流过心脏，当通过左手到右手电流路径的电流达200 mA时就会有引起心室纤维性颤动的危险性。

图6 未采用等电位连接的II类灯具中，人接触绝缘失效点A和B时，两手间有电流流过的的示意图Fig.6 Current through body when touch insulation failure point A and B for Class II luminaire without equipotential bonding

间接接触是指因绝缘失效，原本不带电压的灯具外露导电部件因此带故障电压时，人体接触此故障电压。如图4和图5所示，人接触绝缘失效的A和B，这种情况就属于带电部件的间接接触，因为正常工作时A和B并不带电。相对于间接接触的是直接接触。直接接触是指人体因种种原因直接接触带电部件。防止带电部件的直接接触的方法，例如覆盖绝缘物质等。

3 第4.31条电路间的绝缘

3.1 概要

在一个二元绝缘系统的灯具电路中，可能存在ELV电路和非ELV电路。

①ELV电路指不超过特低电压的电路，根据与LV电源的绝缘，ELV电路可能是SELV电路(与LV电源加强绝缘或双重绝缘)或FELV电路(与LV电源基本绝缘)。

②非ELV电路是指灯具中电压大于ELV的电路。与LV电源可能不存在隔离，也可能存在隔离，存在的隔离如基本绝缘及加强绝缘或双重绝缘。

第4.31条规定了二元绝缘系统灯具绝缘的总要求，具体的SELV电路，FELV电路和其他电路应满足4.31.1，4.31.2和4.31.3的要求。

3.2 标准内容

对于电路间的绝缘，第4.31条从适用范围、绝缘要求的原则、可控灯具的绝缘要求等方面进行了阐述(见表3)。

表3 标准第4.31条的要求Table 3 Requirement of Clause 4.31

3.3 注意事项

1)第4.31条适用于使用的变压器或控制装置在其LV电源与二次电路之间有隔离，同时灯具使用的电路与LV电源绝缘的灯具。也就是说当变压器或控制装置中LV电源(一次电路)和输出电路(二次电路)之间存在电气绝缘，而且灯具与控制装置是分体、由二元绝缘系统的二次电路的供电的，二元绝缘系统的灯具示例和构成要素见图7。第4.31条不适用于一元绝缘系统灯具，其示例和构成要素见图8。

2)第4.31条适用的电路间，以及这些电路与灯具的外部可触及导电部件之间，应提供适宜的绝缘，这在4.31.1、4.31.2和4.31.3中有具体展开。

3)可控灯具是智能照明的关键要素，基于现有控制系统的不同绝缘类型，应考虑引入控制系统后，灯具绝缘水平的可维持性，如图9所示，但一个III类灯具中使用了DALI(FELV控制信号，与LV电源基本绝缘)控制系统，除非灯具内采用了附加

二元绝缘系统的要素：

-控制装置或变压器的LV电源与二次电路之间有绝缘；而且，的绝缘措施，否则灯具的防触电保护类别就难以保持III类了，而是II类了。

-控制装置或变压器与灯具分体，灯具在于LV电源隔离的电路下工作。

图7 二元绝缘系统的灯具
Fig.7 Luminare with binary insulation system

一元绝缘系统的要素：

-控制装置或变压器的LV电源与二次电路之间有绝缘，但控制装置或变压器与灯具一体 (见图8(a)) ；或

-控制装置或变压器的LV电源与二次电路之间没有绝缘，控制装置或变压器与灯具一体(见图8(b))；或

-控制装置或变压器的LV电源与二次电路之间没有绝缘，控制装置或变压器与灯具分体(见图8(c))。

图8 一元绝缘系统的灯具
Fig.8 Luminare with uniform insulation system

图9 引入控制系统后的灯具防触电保护等级Fig.9 Protection against electric shock for luminaire introduced control circuit

4)4.31条规定了电路间绝缘的总要求，根据输出电路的不同类型，合格性由4.31.1～4.31.3来检验。

4 第4.31.1条SELV电路

4.1 标准要求

标准中的第4.31.1条针对SELV电路给出了要求，如表4所示。

表4 第4.31.1条SELV电路的要求Table 4 Requirement of SELV circuit in Clause 4.31.1

4.2 标准理解

1)第4.31.1条适用于二次电路为安全特低电压的电路。

2)SELV电路与LV电源之间的应使用双重绝缘或双重绝缘隔离，并列出了三类满足此要求的源。同时，在列出的为SELV电路供电的三类源中包括独立于较高电压电路的电化学源，因此使用独立于LV电源的电池的灯具属于此范畴。

3)在二元绝缘系统的灯具中，控制装置可能是一个，也可能是多个，一个控制装置也可能有多个输出，以完成电压、电流、色温、光输出、颜色的节奏性变化等多种控制任务，这样除了SELV电路以外，灯具中就可能存在其他电路。由于SELV电路本身可能是没有绝缘并可能直接接触，为了保持SELV安全特低电压特性，需要与其他电路隔离，以满足安全要求。SELV电路与其他电路之间，应满足规定的绝缘要求如下：

①SELV电路与其他非SELV电路(FELV除外)之间：应用双重绝缘或加强绝缘(基于等于电路中最高电压的工作电压)隔离。

②SELV电路与FELV电路之间：应用附加绝缘(基于等于LV电源电压的工作电压)隔离。

③SELV电路与其他SELV电路之间：应用基本绝缘(基于等于电路中的最高电压的工作电压)隔离。

4)SELV电路中的电压不应超过ELV，即交流有效值不超过50 V，直流无纹波电压不超过120 V。SELV的电压值是控制装置上标记的最高输出电压“Uout值”。

5)SELV电路与可触及导电部件之间的绝缘，应用表X.1中的绝缘隔离。

6)SELV系统中插头不允许插入其他系统的插座、插座不应该允许其他系统的插头进入，且不允许存在保护导体的触点。

5 第4.31.2条 FELV电路

5.1 标准要求

标准中第4.31.2条针对FELV电路给出了要求，如表5所示。

表5 第4.31.2条FELV电路的要求Table 5 Requirement of FELV circuit in Clause 4.31.2

5.2 注意事项

a．关于FELV电路与可触及导电部件的绝缘。与SELV电路不同，功能特低电压电路FELV指电路中的电压不超过特低电压，FELV电路与LV电路之间只有基本绝缘，因此FELV电路与可触及导电部件的绝缘要求高于SELV电路。在具体实践中，常见一些灯具的光源腔是功能特低电压的，但设计者误以为是SELV电路，使用的绝缘结构不满足FELV电路的要求。

b.FELV电路与SELV电路之间应用附加绝缘(基于等于LV电源电压的工作电压)隔离。

6 第4.31.3条其他电路

6.1 标准要求

标准中的第4.31.3条对其他电路给出了相关要求，如表6所示。

表6 第4.31.3条其他电路的要求Table 6 Requirement of other circuit in Clause 4.31.3

6.2 注意事项

a.等电位连接是指使各外露导体可导电部分和装置外可导电部分电位基本相等的电气连接。除了用电安全以外，等电位对防雷以及电子信息设备的正常工作和安全使用都是十分必要的。

b.非FELV电路或非SELV电路的II类灯具中，一个以上的可触及金属部件使用等电位连接与否，将带电部件与可触及金属部件之间的绝缘也是不同的。例如，在一个非SELV电路中，当有等电位连接时，可触及导电部件与带电部件之间的绝缘要求是“满足Uout基本绝缘”，按照第10章的电气强度试验电压是(2Uout+1 000)V，而没有等电位连接时，相关部件之间的绝缘要求是“满足Uout的双重绝缘或加强绝缘”，对应的电气强度试验电压是4Uout+2 000，有无等电位连接电气强度试验电压增加1倍。详见表7。

表7 非FELV电路和非SELV电路的II类灯具的绝缘Table 7 Insulation requirements for class II luminaire of non-FELV circuit and non-SELV circuit

7 结束语

在第4.31条的各个分条款和附录X中，都提到了要用第8章、第10章和第11章来检验合格性。也就是说在这些章节中都有灯具绝缘相关的要求，如电气强度、爬电距离和电气间隙的试验和检验，还有防触电保护要求中，关于带电部件的判定等等，因此应根据标准的提示，在第4.31条的合格性判定，以及在应用附录X时，应系统考虑标准中的相关要求和规定。

[1] 王厚余.建筑物电气装置600问[M].北京：中国电力出版社，2013.

[2] 灯具 第1部分：一般要求与试验：GB 7000.1—2015.

Requirements for Insulation among the Circuits of Luminaires in GB 7000.1—2015

SHI Xiaohong， CHEN Chaozhong

(ShanghaiAlphaLightingEquipmentTestingLtd.，Shanghai201114,China)

Requirements focused on LED luminaire are included in Clause 4.31 and Appendix X of GB 7000.1—2015LuminairesPart1:GeneralRequirementsandTestsbased on the older versions. This article analyzes the provisions of Clause 4.31 and Appendix X in detail.The Requirements for insulation between the circuits of luminaires in this standard were explained.

standard; luminaire; LED; SELV circuit; FELV circuit

TM93

A

10.3969/j.issn.1004-440X.2017.02.016