GB/T 50034-2024中LED灯具启动冲击电流的几个疑问

B站影视 日本电影 2025-08-08 08:15 1

摘要:《建筑照明设计标准》GB/T 50034-2024(简称《新照标》)中,新增了关于LED灯具启动冲击电流的几个条款,在公众号上也有不少讨论,认真学习之后,总觉得心有不解,遂汇总成篇,求教于同行。

《建筑照明设计标准》GB/T 50034-2024(简称《新照标》)中,新增了关于LED灯具启动冲击电流的几个条款,在公众号上也有不少讨论,认真学习之后,总觉得心有不解,遂汇总成篇,求教于同行。

01

关于3.3.7条的疑问

《新照标》3.3.7条对LED灯具的启动冲击电流峰值(Inrush current, Ipeak)和持续时间(TH50)提出了明确的限值要求。

LED模块用直流或交流电子控制装置是需要通过3C认证的,认证标准是:

《灯的控制装置 第1部分:一般要求和安全要求》GB 19510.1-2009;

《灯的控制装置 第14部分:LED模块用直流或交流电子控制装置的特殊要求》GB 19510.14-2009;

《电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法》GB/T 17743-2021;

《电磁兼容限值 第1部分:谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)》GB 17625.1-2022。

在这几本标准中,均没有表3.3.7的要求。我也查询了其他一些与LED产品相关国家标准,只在《LED 体育照明应用技术要求》GB/T 38539-2020中的6.5.2条,对≥200W的LED灯具有启动电流限制;《博物馆照明设计规范》GB/T 23863—2024中的5.3.2条有部分要求。而与表3.3.7启动冲击电流限值一致的要求出现在《照明用LED驱动电源技术要求》T/CECS 10021-2019第5.2.10条、《LED室内照明建筑一体化技术规程》 T/CECS 1122-2022第4.3.5条。

那么产品制造必须满足表3.3.7这个启动冲击电流限值吗?如果产品都必须满足,那电气设计人员就不用考虑这个条款。

如果仅是对电气设计的要求,那么设计人员执行起来就比较困难了。LED灯具的驱动电源是厂家配置的,设计人员参考的灯具样本里通常没有启动冲击电流的数据,也没有对应的驱动器型号。就算设计找到某些品牌、某种型号灯具的启动冲击电流数据,也不能在图纸上给出选用灯具的品牌信息。如果业主采购的是其他品牌,其冲击电流值很可能不满足要求。

通过查询,目前确有不满足启动冲击电流限值的LED驱动电源,比如某品牌48W的驱动电源,其Ipeak=65A,TH50=100μs。但这个产品通过了3C认证,那我们设计时是能用还是不能用?

比较可能的情况,要不设计以推荐标准为由,不予考虑;要不在设计说明中抄上启动冲击电流限值的要求,实际上也没有考虑。总之,对于电气设计来说,《新照标》3.3.7条执行有些困难。

02

关于MCB可连接LED灯具数量计算方法的疑问

“7.2.5 以气体放电灯和LED灯或LED灯具为主的配电回路,应根据启动冲击电流的影响选择配电保护及启动方式。”其条文说明中冲击电流的计算举例采用了修正系数(k)的方法,截图如下:

上图红框里的描述,对应表3.3.7,75W的LED灯具,其启动冲击电流限值应该是65A,而不是40A。也就是说,不是200/40=5,而是200/65=3.08,可允许3个75W的LED负荷同时启动,总负载为225W就要进行分组启动。虽然只是个举例,但这个例子的结论也太极端了,毕竟Ipeak=65A、TH50=1ms、功率75W的LED灯具,现实中恐怕就没有。

采用修正系数K的计算方法(简称K值法),MCB毫秒级不脱扣特性曲线(0.01~10ms)是其关键。但MCB厂家提供的常规脱扣特性曲线都没有这一时间段的数据。下图是ABB给出的S201-B16毫秒级不脱扣特性曲线,在ABB资料中的原图截图如下:

横坐标代表脉冲宽度(Impulse length),纵坐标代表修正系数(k)(Correction factor(k)=Inon_tripping),也有表示为Proof factor(k) = Isurge/Ihold。未在其资料中找到其他型号、其他脱扣特性的曲线图,不过从ABB资料的计算示例可以看出,其他型号及脱扣特性的MCB也使用该曲线图查询K值,说明该曲线对于ABB的MCB类产品通用。

在查询的资料中,很多LED灯具厂家和驱动电源厂家会提供MCB与LED灯具数量的匹配表,基本上都采用了K值法,并都采用了ABB这一特性曲线,但也无一例外都会注明,当采用其他MCB产品时,LED灯具数量应作调整。问题是,如果没有其他品牌MCB的毫秒级不脱扣特性曲线,怎么调整?

很努力地在网上扒了一堆资料,也没有找到其他品牌MCB毫秒级不脱扣特性曲线图,只在施耐德和EATON公司的资料中找到了类似的曲线图。

a.施耐德-MCB毫秒级不脱扣特性曲线

施耐德提供了两种型号各3种特性的不脱扣特性曲线,该曲线图横坐标不是修正系数K值,而是Ipeak/In;纵坐标是不脱扣时间,不是脉冲宽度TH50。从其示例来看,该图不是用来计算同时启动灯具的数量。能否将该曲线图用于K值法的计算,笔者是存疑的,也没有找到采用该曲线计算的示例。

b.EATON-MCB毫秒级脱扣特性曲线

Eaton xEffect–B,C type FAZ series MCB trip current characteristics for low pulse duration

EATON公司的一份资料中提供了上面这张曲线图,和上文施耐德的很相像。其横坐标为Iimpulse/In,纵坐标为non actuating time(ms)。从这份资料的计算示例来看,是将横坐标值认定为修正系数K值,纵坐标为TH50,并采用K值法计算了同时启动LED灯具的数量。按照其计算举例的方法,同样以TH50=600us为例,查出B型的K=7,C型的K=11,这和ABB的曲线数据(K=4.2)差别很大。对于能否将该曲线图用于K值法计算,笔者仍然是存疑的,也没有找到采用该曲线计算的其他示例。

既然众多的LED灯具厂家和驱动电源厂家都采用K值法,也都采用ABB毫秒级不脱扣特性曲线,说明该方法和曲线图是得到大家公认的。笔者猜想既然MCB都采用同一产品标准,也许K值差别不会太大吧。换个角度想,如果它们的差别很大,那应该很容易就查到不同MCB的K值曲线图,既然这么费劲都找不到,看来是不需要纠结不同品牌MCB的调整吧。

不好用。电气设计要采用K值法确定同时启动灯具的数量,还必须知道LED灯具或者其驱动电源的Ipeak和TH50。一些灯具厂家会提供这两个数据,但很多灯具厂家没有公开提供。虽然大多数的LED驱动电源厂家会提供这两个数据,但设计很难查到选用灯具的驱动电源型号,想要利用驱动电源厂家的数据,非常困难。

我们在进行照明设计的时候,首先关注的是灯具的光学指标,然后才会根据其电气参数进行配电设计,电气参数主要关注功率和功率因数。LED灯具会不会像传统光源灯具那样,功率与其启动冲击电流有规律呢?比如相同功率LED灯具的Ipeak和TH50是接近的或是有规律的,那就方便了。

在查询了好些家LED驱动电源的数据之后,只能说自己太天真了。一直以为,电缆型号已经是天下无敌,没想到,LED驱动电源才是扛把子的出现。不同品牌同功率的驱动电源,启动冲击电流数据是有不同的;同一品牌不同型号的同功率驱动电源,启动冲击电流数据也有不同;更不用说有那么多的品牌,各自有那么多的型号。选择了三家品牌部分型号两种功率的LED驱动电源数据制作了个表格,大家对比看看吧。

从这张表来看,不同LED驱动电源的Ipeak和TH50数据,看似各不相同,实则完全没啥规律。LED驱动电源的类型有很多种,LED灯的功率也有很多规格,驱动电路也会不同,这也许就是驱动电源冲击电流数据多样性的原因。笔者对电子电路不擅长,无法再深究了。列这张表只是想说明,采用K值法计算同时启动灯具的数量,在笔者看来真的不简便。能给出冲击电流数据的厂家,基本也给出了MCB与LED灯具的匹配表,能直接用匹配表中的数据,也就没有必要再去验算了。

03

MCB允许LED灯同时启动最大负荷参考值的疑问

在《新照标》7.2.5条的条文说明中,也给出了常用规格MCB应用于LED照明负载时允许同时启动的最大负荷供设计参考值。这倒是一个简便的方法,可以省去查K值、查LED驱动器Ipeak和TH50的事情。但是,笔者乐观得太早了。

不少同行在看到这张表的第一反应就是:参考功率这么小,这还怎么玩儿?

笔者是实在想不出这张表里的数据是怎么来的,看不出是否是用K值法计算得来。既然条文说明提到了断路器厂商产品样本中的匹配表,那就来看看最常见的施耐德的这张图表:

图中的Fig.N47给出的是MCB和LED灯之间的匹配关系图,可以直接根据MCB额定电流和特性分类以及LED的单灯功率,查出可同时启动LED的最大数量。Fig.N48中的灯具数量,至少单灯功率150W及以下的数据,是和Fig.N47图中曲线对应的。

根据施耐德的数据简单整理一张对照表格,很容易看出MCB允许同时启动的LED灯总负荷,会根据单灯功率的不同而变化,比如MCB-C16允许的总功率就在440W~1250W之间。这是不同功率灯具的Ipeak和TH50不同造成的。

将其和《新照标》表8做个对比。上表红色的数值,居然和表8中对应的功率值一模一样,该不会表8就是从施耐德的图表来的吧。如果是这样,那说明表8选择了最小最保守的负荷,那这个最大负荷,参考意义就不大了。

而且施耐德的这张图表,只给出了LED灯的功率,功率规格很少,也没有灯具Ipeak和TH50的数据,恐怕并不能涵盖所有的LED产品。

厂家提供的MCB、LED灯具匹配表和施耐德的匹配表接近吗?

一些灯具厂家和大多数LED驱动电源厂家都提供了MCB和LED灯具数量匹配表。同样找三家的数据来对比一下。

从这张对比表中可以看出:

a.三家的数据和施耐德的数据有接近的,也有不接近的。

b.施耐德的同时启动灯具数量和总功率相对来说是比较小的,换个说法就是按这个数据去设计更保守。

c.虽然选取了三家的数据进行对比,其实这种对比没有太大意义。上一节已经提到,不同驱动电源的冲击电流数据是不同的,采用K值法计算出的同时启动灯具数量一定会有不同。

d.按表8提供的数据,比如MCB-C16按440W去控制,就是保守加保守了。

这么看来,当你的设计需要考虑LED灯具的冲击启动电流时,想要简单,那就按表8的数据去设计,但就要付出成本增加的代价;如果有精力和时间,那就要去查找拟选灯具厂家提供的匹配表,但为了保证项目实际采购的产品也满足要求,你还需要在施工图灯具材料表中增加所选灯具的Ipeak和TH50数据。在目前电气设计的工作量和传统习惯面前,估计不会有太多人会采用后一种方法。

04

启动冲击电流术语的疑问

在查找资料的过程中,因为标准名称的原因,《照明产品浪涌电流特性的测定》GB/T 44474-2024(IEC 63129 : 2020 , MOD )这本标准一直被笔者忽略了。笔者起初以为“浪涌电流”和“启动冲击电流”没有关系,实际上它们是一个意思。

该标准描述了一种基于测量与计算的方法,用于确定同一类型的单个和/或多个照明产品的浪涌电流的具体特性。照明产品包括:带有集成式控制装置的光源;控制装置;灯具。已被确定的浪涌电流特性是:峰值浪涌电流;浪涌电流脉冲持续时间。标准的术语截图如下:

很遗憾,《新照标》中没有相关的术语。《照明用LED驱动电源技术要求》T/CECS 10021-2019中的术语截图如下:

从字面上看,“浪涌电流(inrush current)”和“启动冲击电流(inrush starting current)”是不一样的,但从其具体描述的内容来看,确实是一个意思。inrush为什么会翻译成浪涌?好奇怪。后一个术语启动冲击电流是为了解释启动吗?更奇怪。

标准的附录A浪涌电流特性的应用(截图如下),其中提到,MCB的浪涌电流耐受规格由MCB制造商提供,照明设备的浪涌电流特性由照明设备制造商提供。“目前正在考虑一种匹配此数据的方法,以确定安装使用中可以连接到每种类型开关/MCB上的相同照明设备的最大数量。”

惊不惊喜?意不意外?

05

后话

对比来对比去,都快把自己搞晕了,之前设计的那些项目,也没听说出现有大面积的误跳闸呀。也不能随便就用过零闭合控制器、冲击电流限制器吧,还是要先算算是不是会引起MCB的跳闸,能省就省点。

各位电气同行,你们是怎么执行《新照标》这几个条款的?还望留言告知,不胜感激!!

声明:文章中引用的图表,源自相应公司的产品手册,版权和解释权属于相应公司。

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来源:建筑电气

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