5　LED灯具的防触电安全性

（1）LED灯具防触电安全性实际应用上的困惑　有两款新型LED灯具，一款LED的载流部件手能触及，一款12V直流风扇作为主动散热部件用于灯具外壳，但其载流部件也能触及。这两款灯具LED安全吗？直流低电压是否一定安全，是否能作为产品的可触及表面？（见图4）

根据常识，36V及以下电压为人体安全电压。那到底这些作用于LED的直流电压是否依然安全呢？对于我们日常使用中的ＬＥＤ产品，能否直接接触这些带电部件呢？由于是低压直流电，是否就不需要去考虑安全性呢？我们到哪去寻找这些问题的答案呢？

（2）ＧＢ/Ｔ３８０５－２００８《特低电压（ＥＬＶ）限值》

关于这些问题，我们可以先参考GB/T3805-2008/ IEC61201《特低电压（ELV）限值》。该标准规定了ＧＢ/Ｔ１８３７９－２００１《建筑物电气装置的电压区段（ＩＥＣ６０４４９：１９７３，ＩＤＴ）》中定义的Ｉ区段电压等级的限值，用以指导正确选择人体在正常和故障两种状态下使用各种电气设备，并处于各种环境状态下可触及导电零件的电压限值（见表3）。

该标准规定的数值基于ＧＢ/Ｔ１３８８７０．１－１９９２《电流通过人体的效应　第一部分：常用部分（第三章：１５～１００Ｈｚ正弦交流电流的效应；第四章：直流电的效应；第五章：人体电阻抗）（ｎｅｑ　ＩＥＣ６０４７９－１：１９８４）》和ＧＢ/Ｔ１３８７０．２－１９９７《电流通过人体的效应　第二部分：特殊情况（第四章：频率１００Ｈｚ以上的交流电流的效应；第五章：特殊波形电流的效应；第六章：短时间单向脉冲电流的效应）（ｉｄｔ　ＩＥＣ６０４７９－２：１９８７）》和其它来源的经验，电压限值的规定是针对正常和故障两种状态。这些限值与直接和间接接触的概念无关，也不用于区分接地和非接地电路，可认为这些限值及低于限值的电压在规定的条件下对人体不构成危险。

该标准考虑了各种环境状况的影响因素，如下：
　　环境状况１：皮肤阻抗和对地电阻均可忽略不计（例如人体浸没条件）；
　　环境状况２：皮肤阻抗和对地电阻降低（例如潮湿条件）；
　　环境状况３：皮肤阻抗和对地电阻均不降低（例如干燥条件）；
　　环境状况４：特殊状况（例如电焊、电镀）。
　　其稳态电压限值如表４所示：

考虑到LED产品本身能工作在潮湿环境中，一般选择环境状态２，所以无故障正常状态下的直流电压限值为35V，单故障状态下为70V。这点也基本符合36V以下为人体安全电压的常识。所以35V以下的LED灯具（如常用的12V和24V恒压驱动型），我们基本能判定其安全，那35V以上灯具也值得思考。

（3）如何确定导电部件是否会引起触电危险

我们还需要考查产品本身的安全标准，可以参考灯具安全标准GB7000.1-2007中第８章条“防触电保护”。该章规定了灯具防触电保护的要求。防触电保护是指防止灯具中带电部件的可触及。带电部件是指正常使用可能引起触电的导电部件。图5规定了确定导电部件是否会引起触电的带电部件的试验。

其中附录Ａ的第ａ）条谈到了直流概念。我们可以用下图6测量线路测量来确定直流导电部件是否会引起触电试验。

乍一看，除了附录Ａ的第a)条款就再也没有如何检测直流能否引起触电方面的要求，真的是这样吗？我们还是要仔细看看附录b)，34V峰值这个概念似乎是说交流而不是直流，其实并非如此。

直流电一般分为普通直流电和脉动直流电。普通的直流电是指大小（电压高低）和方向（正负极）都不随时间（相对范围内）而变化，比如干电池。脉动直流电是指方向（正负极）不变，但大小随时间变化，比如：我们把50Hz的交流电经过二极管整流后得到的就是典型脉动直流电，半波整流得到的是50Hz的脉动直流电，如果是全波或桥式整流得到的就是100Hz的脉动直流电，它们只有经过滤波（用电感或电容）以后才变成平直的直流电，当然其中仍存在脉动成分（称纹波系数），大小视滤波电路得滤波效果。实际应用中，直流电大多数都是通过此种方式实现的。

相比较使用干电池来获得直流电源，利用交流电源经过变换而得到直流电源的方法更经济实用。直流电源一般包括四个组成部分，即电源变压器、整流电路、滤波器和稳压电路，如图7所示。

根据ＩＥＣ６０５９８－１：２００８中给出的定义１．２．４２．１中的注释如下，所以３４Ｖ峰值这个概念对应于３０Ｖ无纹波的直流系统。此试验可以依据下图8进行测试。

标准为什么考虑电压不超过３４Ｖ（峰值）是安全电压呢？感知电流因人而异，女人一般为０．７ｍＡ（交流），男人一般为１．１ｍＡ（交流）。５０ｍＡ电流通过人体时，就会有生命危险。假设人体电阻１０００Ω（人体电阻通常为１~１００ｋΩ，在潮湿及出汗情况下为８００Ω左右甚至更低），如以危险电流５０ｍＡ计，人体所能接触的电压为５０Ｖ；人体电阻假定是４８０Ω时，人体所能接触的电压为２４Ｖ。应该说５０Ｖ及其以下电压都是安全的，人接触以后是不会发生危险的，但考虑有一定的安全系数，标准中规定安全电压峰值电压３４Ｖ（ｘ　２４Ｖ）。此时电流Ｉ＝３４Ｖ/５００００Ω＝０．７ｍＡ，也对应限制在了第一条所述的安全范围内。

在现行我国标准中，并没有说明上述两种方法的区别和使用情况。但在最新国际标准中已明确指出。

也就是说这两个试验是先后顺序，如果试验ａ）已说明此为带电部件，就不需要试验ｂ）。不然可以用试验ｂ）来继续进行确认。

（4）标准中其它对有关防触电保护

在现行国家标准GB7000.1-2007和最新国际标准IEC60598-1:2008对于防触电保护，还在如下章条给出了要求。

8.2.1灯具应制造成当灯具按正常使用安装和接线后以及为更换光源或可替换的启动器而必须打开时，即使不是徒手操作，其带电部件是不可触及的。基本绝缘部件不能用在没有防意外接触措施的灯具的外表面上。

对于LED灯具，其它防触电方面都很传统光源灯具相同。关键是更换光源也要带电部件不可触及这条要求对于ＬＥＤ灯具适用不适用，毕竟ＬＥＤ的一大特点就是长寿命。根据ＣＴＬ第４６次会议上，形成了如图9一份Ｓｈｅｅｔ　Ｎｏ：０８９/０６．ｍ　ＣＴＬ－ＥＴＦ５　ＯＳＭ/ＬＵＭ的决议：

该决议规定了标准8.2.1条款要求适用于LED灯具。无论是通过端子还是连接件与内部驱动连接的LED组件，都被认为是可更换的光源。如果LED组件是不可替换的或者没有使用SELV电路的驱动，不能使用普通工具（如螺丝刀、硬币等）打开光源腔，或者带电部件需要用与230V匹配的基本绝缘来绝缘。

此外，对于“基本绝缘部件不能用在没有防意外接触措施的灯具的外表面上”这一要求，最新国际标准IEC60598-1:2008中给出了详细的规定。

对于可移式灯具和可调节灯具，不能用标准试验指触及基本绝缘部件。对于墙面安装式灯具，不能用ＩＥＣ６１０３２图10中（a）所示的直径５０ｍｍ的试验球从灯具外部触及基本绝缘。

此外，对于III类LED灯具的载流部件能否暴露在外及如何确定的问题将在后文中相关内容说明。

（5）有关安全电压的标准结构

综上所述，关于防触电安全电压的标准大致有３个层次。第１层次为基础层，ＧＢ/Ｔ１８３７９－２００１《建筑物电气装置的电压区段（ＩＥＣ６０４４９：１９７３，ＩＤＴ）》给出了不同电压区段。第２层次为规范层，ＧＢ／Ｔ３８０５－２００８《特低电压（ELV）限值》规定了特低电压限值。第３层次为产品应用层，GB7000.1-2007《灯具　第一部分：一般要求与试验》规定了灯具产品的安全电压（见图11）。