(一)LED的光效極限
隨著LED照明技術(shù)的快速發(fā)展，LED亮度不斷提高，光效也越來越大，西歐一些領域應用到的LED光效已經(jīng)達到了180-200LM，當前國內(nèi)LED燈具的平均光效也已經(jīng)普遍做到100-120 LM。而理論上，LED的最高光效可達683 LM①, 可以預見，隨著LED技術(shù)的進一步發(fā)展，LED的光效將會持續(xù)增加，原先未曾考慮的LED輻射能量對可燃性環(huán)境的危險也變得突出起來。于是，人們認識到，如果對光輻射設備及相應的傳輸系統(tǒng)中的輻射光能不加限制地濫用，其必然會反噬人類自身的安全。
?、賚m是光(準確的說是指可見光)的功率單位，準確的說，是指人眼感覺到的可見光的能量，也叫光通量。可見光的波段為380nm – 780nm，研究表明，人眼對波長為555nm的光(差不多位于可見光的中段，光色黃中偏綠)最敏感，此時1W的電能如果全部轉(zhuǎn)換為555nm的光，其光通量為683 lm, 然后隨著波長的偏離，人眼敏感度越來越低。如1W電能完成轉(zhuǎn)換為500nm的光為221 lm, 450nm為261lm, 而當1W電能全部轉(zhuǎn)為400nm的光時，光通量還不到0.31lm, 已經(jīng)幾乎看不見了。
(二)光輻射的點燃機理和其標準的保護原理
研究表明，激光、LED、光纖等光輻射對爆炸性環(huán)境的點燃機理有以下四種：
1，輻射被設備表面或浮塵吸收后，可能會因溫度升高進達到點燃溫度;
2，可燃性氣體通過吸收同波段的光波，可能會引起熱點然;
3，短波輻射(如紫外線)能光解空氣中的氧，可能引起光-化學點燃; 4，激光燈強光聚焦可導致氣體分解，可能產(chǎn)生引起點燃的能量;
此外，當環(huán)境存在吸收物質(zhì)，如強光聚焦在某固體物質(zhì)時，會顯著加大點燃的可能; 因此2006年，國際電工委員會根據(jù)光輻射對可燃性環(huán)境的點燃機理，以及對光輻射點燃的保護原理，發(fā)布了IEC 60079-28的標準，并在2015年發(fā)布了該標準的第二版。標準規(guī)定了對光學設備的結(jié)構(gòu)要求，相應的保護原理，并定義了光輻射保護等級，以及在認證和測試這這些光學設備和光學傳輸系統(tǒng)②的評估與測試方法，以保護和限制用于光輻射的設備和傳輸系統(tǒng)的輻射能量。由此，電氣設備在爆炸性環(huán)境中的保護型式由原先的9種增加到了10種③。
?、?光學傳輸設備通常指指含光纖設備，光纖設備的保護原理分為 結(jié)構(gòu)保護(標志為op pr)， 和開蓋連鎖防護(標志為op sh)。
?、圻@10種防爆型式依次為：d / e / n / m / o / p / i / q / t 和 op is \ pr\sh.
對于光纖以外的LED燈具或激光等光輻射設備，其保護原理不依賴于其他保護措施，而是是從源頭上限制光輻射的能量，具有最高的安全等級，因此也歸于固有安全型，也即光輻射的本質(zhì)安全型。為了將其與電路的本安型(Ex i)區(qū)分開來, 故將本標準的防爆標志定為“op is”。
(三)LED燈具的光輻射標準的評判措施和測量方法
由于紫外線光解及氣體原子直接吸收光能的情況極其罕見④，因此，在IEC60079-28的標準中只考慮設備表面、空氣浮塵和強光聚焦在固體材料上的
影響，并根據(jù)可燃環(huán)境最小點燃能量和結(jié)合其他的防爆型式，確立了以下7種對LED設備光輻射的適用范圍：
④ 光纖設備而言，其保護措施通常都是采用鋼纜護套包覆，或埋入地下溝渠等方式，由于本文重點在于對LED照明的光輻射標準，因此該措施不列入范圍內(nèi)。
1)低強度的非陣列而集中的輻射，如指示性質(zhì)的或背光性質(zhì)的光源等;
2)連續(xù)且發(fā)散的，或保護級別為Gc/Dc級的LED光源;
3)輻射被限制在封閉(遮光)殼內(nèi)，且外殼符合相關防暴型式(如隔爆型、正壓型、限制呼吸型、粉塵防護、及IP6X的外殼等)
4)LED為固有安全元件(輻照度低于5mW/mm2)，可用于所有設備; 選用10只LED顆粒，依此施加電流發(fā)光，使主要光束貼近并通過一直徑為3-4mm的圓孔，用光功率計測量光功率，然后逐漸提高電流，使其光功率逐漸升高，直到升至最高點并開始下降，記錄10只LED中測得的最高光功率值。當光功率最高值/通孔面積，求出輻照度，若不超過5mW/mm2，則通過評定。
5)輻射功率/輻照度限值，
測量儀器：光功率計、光譜分析儀，或單色光傳感器等。
測量方法：給光源施加電流，使光束的最強部分通過一面積小于100mm2的孔，測量穿過該孔的光功率，然后求得輻照度值。
5.1輻射功率低于15mW，或輻照度低于5mW/mm2，可用于所有設備;對驅(qū)動要求為四種方式之一：
a、設備實際電路驅(qū)動：根據(jù)設備EPL級別，參考本安電路對設備驅(qū)動電路進行故障分析，然后輸入理論最大電功率，在設備工作溫度下測量最大光功率;
b、可調(diào)電源驅(qū)動：根據(jù)設備EPL級別，參考本安電路對電路故障進行分析，然后用可調(diào)電源輸入理論最大電功率，在設備工作溫度下測量最大光功率;
c、可調(diào)電源驅(qū)動：選10個樣品，然后用可調(diào)電源輸入無限制電流，測得最大的光功率
d、可調(diào)電源驅(qū)動：以b計算出的最大電功率作為該光源的最大光功率;
5.2輻射功率低于35mW，可用于IIC/T4或IIB、IIIA設備;
一般而言，由于照明燈具的功率遠超過35mW，因此輻射功率限值的意義僅在儀表指示燈之類的設備，但又由于其非陣列的指示用途，可免于參照本標準，因而這個限值實在是個雞肋，無所謂有，也無所謂無。
6)輻射面積限值，
6.1 當受輻射表面積超過 400 MM^2時, 可通過測量輻射表面最高溫度，用溫度組別的方式替代輻射功率或輻照度的限制
眾所周知，大多數(shù)燈具的燈罩表面積都超過了400mm2, 因此似乎該評估方式測量溫度組別極為便利。但實際上由于光輻射標準類同于本安標準，或者需按本安電路評估方法評估驅(qū)動電路的故障條件，從而使測量問題復雜化;或者輸入理論上最大的電流，此時20W的燈具在輸入理論最大值時，實際功率往往超過100W，從而使測試結(jié)果變得不可接受，并且，即便按此方式測試通過，也不可用于粉塵。
6.2 當受輻射表面積小于 130mm2時,輻射功率的限值最大為400mW;
7)通過在特定氣體的點燃試驗。
以上評估依據(jù)中，對1)、2)和3)條可依據(jù)結(jié)構(gòu)評估等方式判定是否符合標準要求，而對4)、5)、6)條又可合并為對光功率/輻照度的測量，而對7)條類似與隔爆點燃原理，此處不再贅敘。
（轉(zhuǎn)載）
