灯具的分类及各类灯具设计注意事项

灯具的分类及各类灯具设计注意事项 本手册主要从灯具的使用场合和方式分类 并结合灯具电击保护等级分类来说明各类型灯具设计时的注 意事项 仅作为设计指引供参考 各项测试细节须以标准为依据 全球灯具标准有两个大的分类 220 250V 的欧规系 主要包括欧洲各国 中国 中国香港 澳洲等 都由 IEC60598 衍生而来 各国有细微 区别 中国实行的是 GB7000 基本与 IEC60598 完全相同 和 110 130V 的美规系 主要包括美洲 日 本 中国台湾等地区 由 UL1598 衍生而来 欧美规在各项安全原则上基本相似 但具体的保护方式和 测试标准有较大区别 为避免不同标准造成学习上的困扰 以下设计资料均采用欧规 本手册将举大量各种类型的灯具实例来说明设计事项 涉及到的灯具分类方式如下 1 按使用方式来分有两大类 固定式和可移动式 固定式主要包括吸顶灯半吸顶灯 吊灯 固 定式壁灯 嵌灯 橱柜灯 射灯等 可移动式主要包括台灯 夹灯 地灯 可移动式壁灯 可移动式射灯等 2 按灯具的电击保护等级分为 3 类 I 类 II 类和 III 类 0 类灯具在大多数国家都不符合规定 所以不在讨论范围之内 各分类定义 1 I 类灯指除了基本绝缘为电击保护措施外 还采 用了其它如接地等保护性措施的灯具 2 II 类灯指采取双重绝缘或增强绝缘为电击保护措施 的灯具 其绝缘效果不依赖于接地或安装条件 3 III 类灯指使用特低安全电压 SELV 为 防电击保护方式的灯具 但并不是所有的低压灯都是 III 类灯 以下的举例说明中会有详细解 释 注意注意 这种分类方式中 I 类灯可以包含 II 类和 III 类结构 II 类灯可以包含 III 类结构 反之则不然 比如 I 类灯具中如果有部分区域不能或不易接地时 可以将这部分区域做成 II 类 但整灯仍然算 I 类 3 按使用场合来分 有室内和室外两种 顾名思义指使用于室内或室外的灯具 室外灯具在耐 冲击性和防水性等方面有比室内灯具更高的要求 一 固定式灯具一 固定式灯具 1 吸顶灯吸顶灯 celling lamp 或称天花灯 灯具主体紧贴安装表面 通常整灯高度较低 一般不超过 20cm 有些公司有半吸顶灯的子分类 指灯具主体离安装面稍远但远小于吊灯的灯具 一般整体高度不超 过 50cm 有相当一部分吸顶灯可以当成壁灯 如下图 B 也有相当一部分壁灯可以当成吸顶灯来 使用 A B C D E F 设计注意 1 尽量设计为 I 类 因为易于做到整灯接地 除非 1 节能灯的镇流器或低压灯的变压器必须工 作在 II 类状态才能通过 EMC 测试 2 使用了 II 类的镇流器或变压器且高压部分都能很容易地达 到 II 类状态 使接地成为多余 3 成本更低或更易于安装 由于 I 类灯可以有 II 类结构 上图中 D E 款的灯臂部位可以做成 II 类结构 但整灯仍然是 I 类灯 2 光源引起的温度问题 由于吸顶灯的光源向下 所产生的热量都会向上散发 因此当光源为白炽灯 胆 E27 E14 或卤素灯胆 R7S G4 GU10 G9 GY6 35 MR16 时 需要特别注意温度问题 包括电线温度 灯头温度和上墙表面温度 电线和塑胶灯头超温可以换用温标更高的产品 常用电 线耐温较高的有 180 度 FEP 线和 250 度 FEP 线 塑胶灯头有 T210 和 T250 可选 如果光源后有金 属后罩 也可以在罩上开孔以利散热 上墙面欧规要求低于 90 度 超温时可在光源与上墙面之间 增加铝反光片反射热量 加防火棉隔热或加大光源与上墙面之间的距离来降温 如果以上办法都无 法通过老化测试 则只能改小光源的功率 3 变压器 镇流器引起的温度问题 变压器和镇流器需要工作在一定的环境温度下 温度过高会失效 或烧毁 其表面会在一个小黑点的旁边标出如 TC80 或 TC75 等标记 这个点叫 TC 点 TC 后面的 数字表示在 TC 点的温度不能超过该数值 封闭底座内的变压器和镇流器常会出现 TC 点超温和上墙 面超温的问题 解决的办法可以在变压器或镇流器的表面固定较大的铝片帮助散热 或在底座上 开散热孔如图 A B 或使用图 C 的网片料来制作底座 A B C 4 EMC 问题 所有使用了电子变压器 电子镇流器 感应开头 遥控器 调光器等电子设备的灯具都 必须通过 EMC 美规为 FCC 电磁兼容测试 功率越大的电子设备越难以通过 EMC 测试 II 类比 I 类易于通过 因此 I 类灯在通不过时 可以改成 II 类结构测试 改过仍然不能通过的 则只能换用 不同的电子设备或要求供应商整改 2 吊灯吊灯 hanging lamp 吊灯可以按悬吊所用的受力材料分为导体悬吊和非导体悬吊两种 导体悬吊要 求灯具总重必须在 5kg 以下 悬吊用的软线必须是导体截面积 0 75mm2 或以上的双绝缘线 所有的 导体截面积之和 导线中含有地线时地线导体不计算面积 所受力不能超过 15N mm2 非导体悬吊 的灯具 则要做 4 倍于灯重的吊重测试 用于悬吊的装置不能发生明显变形 A B C D E F 以上图为 6 种不同悬吊结构的吊灯 2 1 A 为使用两芯圆线 最常用的两芯圆线有适用于温度较低情况的内外 PVC 和适用于温度较高情况 的内 FEP 外 PVC 两种 的吊灯 这类灯具光源通常为高压 如 E27 E14 G9 GU10 等 需注意 2 1 1 底座内和灯头后都要有能通过 60N 拉力测试的防拉装置 2 1 2 通常底座处为 I 类灯头处为 II 类 2 1 3 如果灯朝下照且光源为白炽灯时要注意灯头处的温度问题 2 1 4 如果是在一根管上 有多个头的结构 必须在管背开槽以方便接线 2 1 5 灯头处是 II 类结构 所以接线处的奶咀应套双 层热缩管达到双绝缘效果 2 1 6 电线的导体受力不能超过 15N mm2 2 2 B 为使用双绝缘 0 75mm2 FEP 线的吊灯 设计要求与 A 基本相同 2 3 C 为使用镀镍铜编织线的低压吊灯 此类灯具在底座内设计有变压器 光源为 12V 的 G4 MR16 或 GY6 35 灯胆 中间的负重棒起平衡作用使灯具悬吊高度有一定的调节空间 镀镍铜编织线直接与底座 内通电的定滑轮接触导电 需注意 2 3 1 两根裸露的编织线分别是正负极 所以要有一定距离以避 免灯具晃动时发生短路 2 3 2 裸线进出任何金属零件如底座 负重棒的孔处都需有绝缘胶套或热缩 管可靠地防止两根线接触到金属部件发生短路 2 3 3 裸线的直径需要慎重考虑 导体受力不能超过 15N mm2 并且由于低压灯有相对于高压灯来说高得多的电流 因此要注意与通过的电流相适应 2 3 4 负重棒的重量要与灯头部位的重量要相当 不能相差太多 否则不能在任意位置悬停 2 3 5 裸线两端都必须有能通过 60N 拉力测试的防拉装置 2 4 D 为升降管吊灯 管吊灯又可以分为直管吊灯和升降管吊灯 直管吊灯的高度固定 升降管吊灯的 高度可在一定范围内调节 而且包装时可以将管缩短或拆出以减小包装体积 因为不可见所以管内电线 不会有颜色要求 虽然正常工作状态下电线并不受力 但其两端仍要有能通过 60N 拉力测试的防拉装置 由于活动的升降管和客户安装的结构不能保证所有金属零件接地可靠性 这类灯具通常底座为 I 类 升降 管及以下部分做成 II 类 此类吊灯没有整灯 5kg 的限制 但必须通过 4 倍吊重测试 2 5 E 为钢丝绳吊灯 由若干直径约为 1 2mm 的细钢丝承重 设计与软线吊灯基本相同 但是多出的 钢丝结构要注意 2 5 1 钢丝的一端 通常是底座的那端 必须有可升降设计 通常是一个专门制作 的通用钢丝自锁线夹 2 5 2 钢丝及升降结构需通过 4 倍吊重测试 2 5 3 电线虽然不受力 但其 两端仍要有能通过 60N 拉力测试的锁线装置 2 5 4 灯具是 I 类时 钢丝吊线要接地 通常是在吊线 的尾部打上 M10 线耳后压在固定钢丝自锁线夹的螺母下 2 5 5 钢丝穿过自锁线夹后还要有一个可靠 的防松脱装置 以免自锁线夹失效后灯具掉落 2 6 F 为链吊灯 链吊灯的设计与线吊灯基本相同 由于难以保证铁链的可靠接地 因此常常将底座以 下做成 II 类结构 美规常做成 I 类 用美规的裸铜地线从铁链中交叉穿过接入底座 其他电线则用 I 类 线 铁链要能通过 4 倍吊重测试 3 壁灯壁灯 wall lamp 除部分即可做吸顶灯也可做壁灯来用的灯具外 还有一部分壁灯有安装方向的要求 如下图中的 A 款可能会因为温度问题不能倒装 B 款倒装玻璃会掉下来 但 C D 两款则可以倒装 A B C D 壁灯有与吸顶灯近似的安装环境 设计时要遵循的原则也基本相同 二 二 可移动式灯具可移动式灯具 1 台灯 台灯 table lamp A B C D E 由于经常要被触摸到的关系 台灯通常都设计成 II 类或 III 类 只有一种情况例外 即光管类节能 灯使用了 I 类的镇流器的情况 注意 1 欧规要求所有的台灯都必须能通过 8 度倾斜测试 在最 不利的情况下灯体在 8 度斜度板上不会倾倒 允许滑动 2 非正常温升测试 灯体倒地在最不 利于散热的情况下被照表面温度不可超过 175 度 不能通过的 必须通过 15 度倾斜测试 3 使用白炽灯胆或卤素灯胆的可能会有温度问题 如上图 E 必要时可在灯罩上开散热孔 4 如 E 所示的活动臂每一活动关节位置都要能通过 1500 次转动后完好 此条适用于所有有类似活动结 构的灯具及开关 经常需要调节的活动位置需要测 1500 次 偶尔调节的测 150 次 安装时调节的 测 45 次 5 灯头位置可调节的金属罩台灯如果灯罩表面温度达到 90 度 则要另外设计调节手 柄 6 台灯出线长度不同公司有不同要求 但不应短于 1 5m 通常出线处到开关为 0 25m 开 关到插头为 1 25m 7 当台灯较高需要拆开包装 KD 时 要特别注意防拉的问题 原则是不 管客户如何操作 都不可能使接线的部位受力 8 图 D 所示的低压灯 可以用灯体导体 标准 要求导电部件的材质需为含铜量最低为 80 的铜合金 9 关于低压灯是 II 类还是 III 类 如果 灯具与变压器之间的电线连接是不可拆卸不可更换的连接 且变压器为 II 类则灯具是 II 类灯 如 果灯具与变压器间的电线用接插件连接 变压器可单独更换或出售 则灯具是 III 类灯 2 地灯地灯 floor lamp A B C D E F 地灯设计与台灯设计原则相同 但地灯更易于碰到 KD 时的防拉问题 出线长度通常为 2m 多节管的地 灯 KD 包装时可能因为电线长度不够而需要酌情加长 3 可移动式壁灯可移动式壁灯 A B C D 可移式壁灯的显著特征是带有插头线 由于安装方式和固定式壁灯基本一