6　LED灯具的接触电流和保护导体电流

6.1　LED灯具触电的危险

LED灯具与传统灯具有着很大的不同。因为LED光源不需要灯座支撑，再加上散热的考虑，往往将LED之间贴在金属外壳上面。这样的灯具会触电吗？由于LED灯具开始大量与电子技术结合，一些新型的控制技术得到应用，如人体直接接触LED灯具进行调光。这些新型电子技术的应用能保证对人体的安全吗？带着上述的一些问题，我们该如何对LED灯具进行考核呢？（如图12所示）

6.2　电流、电压和人体电阻与电击危害

电击对人体的危害程度，主要取决于通过人体电流的大小和通电时间长短。电流强度越大，致命危险越大；持续时间越长，死亡的可能性越大。电死人的关键是电流的大小。脱毛衣时发出的火花电压达几万伏，但没有形成持续电流，所以不会电死人。

根据ＧＢ/Ｔ１３８７０．１－１９９２《电流通过人体的效应　第一部分：常用部分》可知，电流的效应由生理参数和电气参数决定，心室纤维性颤动是点击引起死亡的主要原因。人体心脏在易致颤期受到足够强度的电流刺激就发生心室纤维性颤动，直接对人体心电图和血压产生影响。该时间是心搏周期内较短的一部分，在此期间心脏纤维处于不协调的兴奋状态如图１3所示。

10~100Hz正弦交流电流过人体的效应如表５和图１4所示，以时间/电流为坐标，可划分为四个区域。

直流电流比交流易于摆脱。当电击时间大于心搏周期时，直流电流的心室纤维性颤动阈比交流电流高很多。要产生相同的刺激效应，恒定的直流电流的强度要比交流电流大2~4倍。此处所指直流电流含有正弦纹波不超过１０％的方均根值。直流电流的时间/电流区域说明见表6和图15。

根据该标准中4.4章条表述的直流电流其它效应中提及：

（1）接近300mA时，通电期间四肢有发热感。

（2）300mA以下横向电流流过人体几分钟时，随着时间和电流量的增加，可引起可以恢复的心律失常、电流伤痕、烧伤、头晕以及有时失去知觉。超过300mA时，往往失去知觉。可见ＬＥＤ灯具普通的驱动电流350mA和700mA对人体都有一定危害。

根据欧姆定律（Ｉ＝Ｕ/Ｒ）可以得知流经人体电流的大小与外加电压和人体电阻有关。人体电阻除人的自身电阻外，还应附加上人体以外的衣服、鞋、裤等电阻，虽然人体电阻一般可达5000Ω，但是，影响人体电阻的因素很多，如皮肤潮湿出汗、带有导电性粉尘、加大与带电体的接触面积和压力以及衣服、鞋、袜的潮湿油污等情况，均能使人体电阻降低，所以通常流经人体电流的大小是无法事先计算出来的。下文中将提及如何用电子网络来模拟人体电阻。

因此，为确定安全条件，往往不采用安全电流，而是采用安全电压来进行估算，可被限制在较小范围内，可在一定的程度上保障人身安全。当电压超过设定的安全电压时，还需要通过测试电流的方式把电流限制在安全范围内。

6.3　泄漏电流、接触电流和保护导体电流

现有国家标准GB7000.1-2007中，反应电流触电伤害的试验是对泄漏电流测试（如图16所示）。

标准中引用了ＩＥＣ６０９９０：１９９９，但此标准的名字为《ＭＥＴＨＯＤＳ　ＯＦ　ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ　ＯＦ　ＴＯＵＣＨ　ＣＵＲＲＥＮＴ　ＡＮＤ　ＰＲＯＴＥＣＴＩＶＥ　ＣＯＮＤＵＣＴＯＲ　ＣＵＲＲＥＮＴ》即《接触电流和保护导体电流的测试方法》，在当时就已经舍弃了“泄漏电流”这个概念。主要因为：

（1）考虑到人体阻抗，流经人体的有害电流和保护导体的电流不是必然相同的。

（2）随着科技发展，人们意识到流经人体电流的电效应远比以前标准中的复杂，主要包括：感知、反应、摆脱和电灼伤。每种反应都有其不同的阈值，并且随着频率的变化而变化。

所以，根据需要必须对流经人体和保护导体的电流不同的测试方法，而泄漏电流实质上考虑了上述两种情况的综合，所以在之后标准中已经舍弃。所以在最新的国际标准IEC60598-1:2008中就使用了接触电流和保护导体电流作为测试方法（见图17）。

根据IEC60598-1:2008中接触电流定义：接触电流是指当人员或动物接触到设备的一个或多个可触及零件时，通过人体或动物身体的电流。

在此标准中规定的接触电流的现值如表７所示，可见其和国家标准的限值有着很大差异。

6.4　接触电流和保护导体电流的测试方法

关于其测试方法，我们需要参照附录Ｇ中所描述的。

G.1灯具在25°Ｃ±5°Ｃ环境温度以及额定电源电压和额定频率下进行试验。试验接线如图18所示，接线方式适用的是ＴＮ或ＴＴ系统。

隔离变压器的使用，一是最大程度的保护安全，二是是中心导体与地之间的电压小于１％的线电压，减少测量误差。这些都是ＩＥＣ６０９９０中给出的指导。

根据ＩＥＣ６０３６４－３《建筑物电气装置　第３部分：一般特性评估》，交流配电系统根据载流导体的安排和接地方式被划分为ＴＮ、ＴＴ和ＩＴ系统（见图19）。

G.2灯具带有预期型号的光源进行工作，在额定电压下达到稳定时，荧光灯和其它气体放电灯的光源功率和电压值其额定值的±５％范围内。

此处标准中也未给出LED的测试要求，我们可以将上述值作为参考。

G.3灯具按照标准中12.4.1章条（即灯具热试验）进行连接然后测量保护导体电流。测试网络如下图20所示，A和B分别连接至G.1所示电路中的灯具的接地导体ＰＥ和电源接地之间。此时接触电流测试网络应断开。

测试顺序如下文的G.5所示，但是“e”端始终断开。ＩＩ类灯具不需要进行这项测试。由高阻抗电压表测得的U4交流有效值除以电阻Ｒ得到电流的有效值。

G.4对于测量接触电流，线路参考上文的图18和下图22和图23。测试顺序参考下文G.5。用符合ＩＥＣ６０５２９的标准试验指作为试验探极施加到可触及的金属部件，或灯具壳体裹着尺寸10cm × 20cm金属箔的可触及的绝缘部件（见图21）。

这里描述的测量方法是基于灯具用于星型ＴＮ或ＴＴ系统，例如灯具连接在火线（Ｌ）和中性线（Ｎ）之间。对于其它系统，见ＩＥＣ６０９９０的有关部分。

对于多相连接的情况，程序相同，但每一次测量是在一相上进行。相同的限值适用于每一相。下图２3测量网络用于Ｉ类可移式灯具，图２2用于除了测量保护导体电流外的其它所有情况。在测量网络图22和图23中电压U2和U3测得的电压为峰值电压。

试验端子Ａ电极（标准试验指）应依次施加于每一个可触及的部件。对于每一次施加试验端子Ａ电极时，试验端子Ｂ电极应施加到地，然后依次施加其它的可触及部件。注意测试电路应使用隔离变压器。

G.5测试顺序。接触电流如表9所示测量。装有开关的使用荧光灯或其它气体放电灯的可移式灯具，测量以后灯具应断开开关。然后将灯具开关闭合，在光源再次启动前再次按表G.1所述的规定测量接触电流。