Уличные светодиодные светильники: критерии выбора

Опубликовано: 11 марта 2015 г. в 11:05, 2076 просмотровКомментировать

Часть 1. Световой поток

Основные единицы светового потока, люмены — ассоциируются с дневным зрением. Все производители источников света в настоящее время приводят данные по световому потоку в «дневных» люменах, учитывающих работу только колбочек — центральное поле зрения. При этом не учитываются другие фоторецепторы зрения. В связи с этим было предложено использовать «эффективные» люмены для оценки источников света при некоторых видах освещения:

«эффективные» люмены = «дневные» люмены * множитель световой «эффективности».

В протоколах испытаний указывается световой поток лм светильника со всеми потерями.
Также не нужно путать 2 разных понятия: световой поток и световую эффективность.

Для примера возьмем протоколы испытаний зарубежного светильника с лампой ДНАТ.
Аналог российского светильника ЖКУ 150 с лампой ДНАТ, потребляемая мощность 170 -190 Вт.

  • Световой поток лампы 11300 лм, потребляемая мощность 150 вт.
  • Световой поток светильника со всеми потерями составляет 7430 лм Потребляемая мощность светильника -182 вт.
  • Эффективность светильника ко времени его стабилизации — 85 -90 лм/вт.
  • Изменение эффективности светильника в течении года— 61 -72 (падение светового потока на 20 -30%.)

В ходе эксплуатации стандартного светильника с лампой ДНаТ отражающая способность отражателя уменьшается (часто можно наблюдать на городских улицах светильники вообще без отражателя), что снижает световой поток на 10 — 15%.

У светильников с традиционными источниками света наблюдается падение светового потока у лампы в течении года на 15 -50%. На многих объектах освещенность в процессе всех потерь значительно уменьшается. Нормы освещенности не соответствуют требованиям.

На соответствие всех норм освещенности, требуется производить замену лампы раз 1 в год. В агрессивной среде и вибрациях замена лампы происходит 3 раз в год или чаще.

Стоимость лампы к зарубежному светильнику типа ДНаТ обходиться в 1500 — 3000 руб. Российский аналог лампы, стоит 500 -1200 руб.
Помимо потерь в освещенности у традиционных ламп их замена и требует дополнительных затрат. Замена становится проблематичной в труднодоступных местах эксплуатации.

Утилизация и хранение ртутьсодержащих ламп, это также серьезная проблема крупных предприятий и корпораций.
Для экономии средств в первую очередь на обслуживании, выполнения программы энергосбережения и повышения энергоэффективности. Также для обеспечение безопасности и защиты.

Для сравнения возьмем светодиодный светильник УСС 90 Магистраль «Ш» (ФОКУС).
Световой поток светильника со всеми потерями составляет 7434 лм потребляемая мощность светильника — 85 вт.
Эффективность светодиодного светильника — 95 лм/вт.
Эффективность светодиодного светильника ко времени его стабилизации — 87 лм/вт (прогнозируемое падение светового потока, в следствии выхода светодиодов на рабочий режим).
Изменение эффективности в течении 5 лет — до 80 -73 лм/вт (падение светового потока на 7 -15%). Измерения производятся в аккредитованной лаборатории “Архилайт», после 2 ч работы).

После выхода светодиодного светильника на рабочий режим происходит прогнозируемое падение (7 -12 % от начального светового потока).
Согласно ГОСТ 54350 — 2011 «Спад светового потока осветительного прибора со светодиодами не должны превышать 15% ко времени его стабилизации.» Светодиодные светильники УСС 90 Магистраль соответствует требованиям данного ГОСТ.

Энергоэффективность уличных светодиодных светильников серии УСС Магистраль с КСС типа «Ш» — 85 -96 лм/вт, лучших образцов 100 -105 лм/вт. Энергоэффективность светильников с лампой ДНАТ с КСС типа «Ш» — 75 -97 лм/вт, лучших образцов 105 -110 лм/вт.

Данные светодиодных светильников и традиционных практически одинаковые, но здесь необходимо учитывать очень важный момент:
У традиционных источников света происходит падение светового потока в течении уже первого года, это падение может быть в диапазоне 10 — 30 %. Из этого следует, чтобы соблюдать все необходимые нормы освещения к примеру в течении 3 лет, из-начально необходимо иметь светильник (с традиционными лампами), дающим больше света (световой поток лм и освещенность лк) нежели того требуют нормы.

У уличных светодиодных светильников серии УСС Магистраль Ш гарантированно сохраняют свои параметры в течении 5 лет. Это доказано практическим применением светодиодных светильников производства «ФОКУС» на различных объектах.

Сегодня это единственный производитель обладающий наработкой своих серийных изделий с 2008 года. За каждый год вырастает эффективность, применяемых светодиодов и качество электронных компонентов. Также происходят изменения в конструкции светильника и создании светодиодных светильников с различной оптикой (с разными КСС). Это позволяет применять их на различных объектах.

Часть 2. Энергоэффективность

Одним из основных параметров энергоэффективности для осветительных приборов и систем является световая отдача, выраженная отношением излучаемого источником света светового потока к потребляемой им мощности (лм/Вт). Этот параметр может быть применён как к источнику света, так и к светильнику в целом. Совершенно очевидно, что эти два значения будут существенно разниться, так как для светильника этот параметр будет скорректирован потерями, как минимум, по оптическому и электрическому каналам.

На отношение цветовой температуры, измеряемой в Кельвинах и эффективности источника света лм/вт указывает постановление Правительства РФ от 20 июля 2011 г. №602 «Об утверждений требований к осветительным устройствам и электрическим лампам, используемых в цепях переменного тока в цепях освещения».

Также эти параметры указаны в новом ГОСТ Р 54350-2011, вступил в силу в 2012 г. Многие стремятся за большой световой эффективностью, которая бывает порой излишней. (Есть понятие световое загрязнение. Световое загрязнение создаётся уличным освещением, светящимися рекламными щитами или прожекторами.

Большая часть излучаемого света направляется или отражается наверх, что создаёт над городами так называемые световые купола. Это вызвано неоптимальной и неэффективной конструкцией многих систем освещения, ведущей к расточительству энергии. Эффект осветления неба усиливается распространёнными в воздухе частицами пыли, так называемыми аэрозолями. Эти частицы дополнительно преломляют, отражают и рассеивают излучаемый свет.)

Согласно постановлению Правительства РФ от 20 июля 2011 г. №602 «Установить следующие минимально допустимые значения световой отдачи (энергоэффективности)
а) в отношении осветительных устройств для наружного утилитарного освещения: световая отдача (энергоэффективность) при использовании ламп натриевых высокого давления и металлогалогенных ламп — не менее 50 лм/вт.

световая отдача (энергоэффективность) при использовании светодиодов или светодиодных ламп не менее 65 лм/вт.»
ГОСТ 53540 п7.5 «Значение световой отдачи светильников наружного утили-тарного освещения со светодиодами должно быть не менее 65 лм/вт.

Светодиодные светильники серии УСС 90 магистраль обладают световой эффективностью — при цветовой температуре 4500 — 5000К, 75-95 лм/вт.. (Подтверждено протоколами испытаний)

Светодиодные светильники УСС 90 магистраль с кривой типа «Ш» на светодиодах NICHIA обладают более высокой световой эффективностью.

Для примера покажем отдельно характеристики светодиодов и зависимость их от токов.

Примечание:
На рынке светодиодного освещения, многие производители указывают световую эффективность лм/вт отдельно светодиодов, а не светильника. Это вызывает большую путаницу в точной оценке готового изделия -светодиодного светильника.

Для примера приводится таблица технических параметров серийных светодиодов ведущих производителей.
Это компании: NICHIA (Япония) и CREE (США). Данные взяты с сайта.

Из характеристик видно, что при увеличении подаваемых токов на светодиоды, их эффективность лм/вт уменьшается, при этом световой поток и потребляемая мощность светодиодов увеличивается.

Также необходимо знать, что производители светодиодов, указывают максимальные значения в световом потоке и эффективности.
Очень часто, световой поток лм и эффективность лм/вт светодиодов указаны для лучших образцов. Светодиоды поступающие к производителю светильников, абсолютно все разные по световой отдаче и цветовой температуре. Это разброс у ведущих производителей не более 10%. Соответственно в готовых светодиодных светильниках этот разброс будет также достигать допустимые 10% разброса этих данных.

У некоторых светодиодных изделий это разброс может достигать более 50% — это противоречит применению данных светодиодных светильников в уличном освещении.
Производители должны указывать эффективность светодиодных светильников, а не отдельно светодиодов. Завышение характеристик эффективности приводит к появлению на рынке освещения не качественной и не сертифицированной продукции.

Замеры светодиодов проводились на современном измерительном оборудовании в лаборатории компании «ФОКУС».

Существуют критерии светотехнической эффективности, давайте рассмотрим их.

Критерии светотехнической эффективности

Основным критерием светотехнической эффективности является видимость и пороговый контраст. Визуальное восприятие объекта возможно только при резком различии между объектом и фоном. Этот контраст определяется отношением разности яркости объекта наблюдения и фона к яркости фона.

При освещении улиц, автомобильных туннелей, проезжих дорог основной нормируемой величиной служит яркость дорожного покрытия. Она устанавливается в зависимости от категории улиц (дорог), интенсивности движения, характера окружающей обстановки

Яркость и освещенность - количественные показатели уличного освещения.

Яркость — это величина светового потока, отраженного от единицы поверхности или излучаемого ей в направлении наблюдателя, она измеряется с помощью яркомера.

Уровни яркости для наружного освещения принимают исходя из отражающих свойств поверхности асфальта в сухую погоду, т.е. при нормальных условиях вождения.

Освещенность - количественная мера светового потока, падающий на единицу освещаемой поверхности, выражающаяся в люксах и фотах и измеряемая люксметром. Эти приборы скоррегированы под дневную спектральную чувствительность человеческого глаза.

Яркость по отношению к наблюдателю, в отличие от освещенности, зависит от направления линии его зрения и отражающих свойств поверхности в этом направлении.
В России главным документом, устанавливающим параметры освещения, являются Строительные нормы и правила СНиП 23-05-95 и дополнение СНиП 23-05-2010.

В расчетах также учитываются следующие качественные характеристики: неравномерность дорожного покрытия и показатель ослепленности.

Также нормируется еще один качественный показатель освещения — коэффициент пульсации освещенности. Нормирование этого показателя потребовалось в связи с повсеместным внедрением газоразрядных источников света, так как у света от ламп накаливания пульсации весьма незначительны и каких-либо неудобств от их существования люди не испытывали.

В России, странах СНГ, Европы и Азии частота переменного тока в электрических сетях равна 50 Гц; в США, Канаде и ряде других стран — 60 Гц. световой поток ламп изменяется («пульсирует») 100 или 120 раз в секунду.

Глаз эти мерцания не замечает, но они воспринимаются организмом и на подсознательном уровне могут вызывать неприятные явления — повышенную утомляемость, головную боль. При освещении пульсирующим светом вращающихся или вибрирующих предметов возникает так называемый «стробоскопический эффект», когда при совпадении частоты вращения или вибрации с частотой пульсаций света предметы кажутся неподвижными, а при неполном совпадении вращающимися с очень малыми скоростями. Это вызывает у людей ошибочные реакции и является одной из серьезных причин травматизма на производстве.

Коэффициент пульсаций уличного освещения не нормируется. В будущих требованиях этот параметр необходимо учитывать.
В качестве примера возьмем протоколы испытаний светильника ведущего производителя «Фокус» (Россия). Уличный светодиодный светильник серии УСС 90 Магистраль Ш.

Световой поток стабилизирован во всем диапазоне питающего напряжения 170 -265 В.(Необходимо обратить внимание на тот факт, что светильник с лампой ДНаТ при понижении напряжения питания до 160 В отключается, а снова зажигается только при повышении напряжения питания до 190 В.)

Пульсация светового потока очень низкая, не превышающая 0,5%, это очень высокий показатель для светильников наружного применения.
Протокол испытаний прилагается.

У светильника с лампой ДНАТ коэффициент пульсаций более 15 — 40 %. Пульсации светового потока для уличных светильников не регламентируется.

Часть 3. Кривая силы света

В освещении применяют светильники с разными кривыми силы света (КСС). Светильники подразделяют по классам светораспределения в зависимости от доли светового потока в нижнюю полусферу и по типу кривой силы света в одной или нескольких характерных меридиональных плоскостях в нижней и/или верхней полусферах.

В наружном освещении применяют светильники с лампами типа ДРЛ с косинусной и полуширокой кривой. Светильники с лампами типа ДНаТ с полуширокой и широкой кривой. Для получения кривых применяется специальный отражатель внутри светильника и различные призматические стекла.
У светодиодного светильника применяется оптические системы для получения различных кривых. Чтобы получить кривую силы света типа «Ш» или «Л» у светодиодных светильников, для наружного освещения, применяют оптические системы или разрабатывают специальную конструкции светильников. От разработчиков требуется учитывать все возможные факторы, влияющие на эффективность изделия. Именно поэтому качество системы, формирующей КСС светильника очень важно.

В светильниках применяют вторичную оптику (линза одевается на светодиоды вручную) и первичную оптику (устанавливается автоматически на плату, светодиод с оптикой).
На рынке существуют уникальные светодиоды с первичной линзой, которые можно увидеть лишь в светильниках, но нельзя купить на открытом рынке.

Светодиоды с первичной оптикой обладают более высокими показателями нежели светодиоды со вторичной оптикой.

Корпорация NICHIA (Япония) и компания «ФОКУС» (Россия) заключили уникальное мировое соглашение на разработку и поставку светодиодов с оптикой.

Светодиод без оптики, светильники имеют КСС типа «Д» косинусная. (Зона направлений максимальной силы света 0-35).

Часть 4. Светотехнические требования

В светотехнической практике основными спектральными характеристиками источников света является цветовая температура ииндекс цветопередачи. Визуальная эффективность будет зависеть от этих параметров.

По цветности излучения все источники света разделены на три группы:
теплые {Тцв < 3500 К),
средние {Тцв = 3500 — 5300 К)
холодные {Тцв > 5300 /С)

Установлены допустимые отклонения значений коррелированной цветовой температуры в отношении светодиодных ламп направленного света (ретрофитов), модулей светодиодных источников света и компактных люминесцентных ламп согласно Постановлению Правительства РФ от 20 июля 2011 г. №602 «Об утверждении требований к осветительным устройствам и электрическим лампам, используемым в цепях переменного тока в цепях освещения» и ГОСТ Р 54350-2011 (вступивший в силу с 7 июля 2012 г). Также указана эффективность светильников относительно значений цветовой температуры.

Дорожное покрытие отражает свет в длинноволновой части спектра лучше, чем в коротковолновой. Спектральная чувствительность глаза с понижением яркости сдвигается в коротковолновую область. Из этого следует, что применение светодиодные светильники с Тцв=6500 -7000 К могут приводить к большему ослеплению, чем светодиодные светильники с Тцв=4500К -5000К, поскольку глаз будет более чувствителен к излученному свету. Более холодный свет будет хуже отражаться от дорожного покрытия.

Примечание:

В России дорожное покрытие подразделяют в зависимости от наибольшего размера минеральных зерен. Согласно классификации, дорожное покрытие бывает: крупнозернистое, мелкозернистое и песчаное. Светотехнические требования по яркости предъявляют только к разметкам и знакам.
В светотехнической практике расчет и измерение яркости ведется исходя из двух типов дорожного покрытия: мелкозернистый и шероховатый (параметры асфальта были измерены в 60-70 гг).

Для повышения характеристик сцепления асфальта в зависимости от технологии могут быть использованы составляющие различной геометрии, что несомненно, сказывается на светотехнических параметрах, таких как спектральная характеристика отражения и индикатора отражения асфальта.

Асфальт имеет много неровностей, поэтому лучи начинают отскакивать в разных направлениях. Цвет отвечает за характер отражений. Абсолютно черный цвет отсутствие отражений, белый — максимальное отражение.

Для большинства типов дорожного покрытия спектральный коэффициент отражения зависит от длины волны. Современное дорожное покрытие не нормируется по светотехническим характеристикам. Над этим вопросом еще необходимо работать.

Световое загрязнение: Распространённые источники белого света с большим удельным весом голубого света в спектре мешают ориентации многих видов насекомых и птиц, ведущих ночной образ жизни. Согласно наблюдениям, каждый уличный светильник ежесуточно является причиной гибели 150 насекомых (ru.wikipedia.org).

Эффективных способов борьбы со светом пока нет — правда, считается, что манипуляции с освещением могут снизить риск жертв: так некоторые предлагают освещать маяки и башни снаружи — такой свет не ослепляет и дает более-менее реалистичные представления о расстоянии, размерах и масштабах птичьего препятствия. «Light pollution» — световое загрязнение.

Эксперименты, целью которых было изучение воздействия искусственного освещения на человека, проводились и раньше — тогда было доказано, что искусственный свет в ночное время сбивает биологические «паттерны», отвечающие за сон, температуру тела и так далее, негативно отражаясь и на психике.

Борцы со световой грязью рекомендуют фокусировать свет и делать его фрагментарным— чтобы световые пятна нескольких больших объектов не расплывались в одно. Они требуют, чтобы фонари и прожекторы освещали какую-то конкретную зону, причем луч никогда не должен быть направлен в небо без необходимости. Главный принцип борцов со световой грязью— Dark Sky (чёрное, или тёмное, небо).

Согласно наблюдениям, каждый уличный светильник, с традиционными источниками света ежесуточно является причиной гибели 150 насекомых. Искусственный свет в ночное время полностью меняет среду обитания всех ночных существ и ведёт к гибели птиц, земноводных, насекомых и млекопитающих— ночных хищников.

Многие животные виды, дезориентированные ночным освещением, не способны вести себя адекватно — добывать пищу и воспроизводиться, что тоже сокращает их численность и — по «пищевой цепочке» — численность тех, кто ими питается, параллельно нарушая ритмы и объёмы опыления. Ведь известно, что малейший перекос в экосистеме ведёт к колебанию всей цепочки: порванное звено крушит целостность. (Насекомые — лягушки — птицы и т.д.)

Раньше перелётные птицы ориентировались по созвездиям, теперь же светлое марево городов сбивает систему птичьей навигации. Стаи резко меняют курс и направляются к светящимся высотным зданиям, башням, маякам и ярко освещённым судам. Дезориентированные, они бьются об оконные стёкла, стены, иллюминаторы, прожекторы и землю.

Орнитологи считают, что ослеплённые птицы перестают воспринимать препятствие на своём пути и на скорости 75 км/час (скворец) или 120 км/час (чирок-свистунок) врезаются в препятствие. Ежегодно только в США гибнет около 4 миллионов мигрирующих птиц при столкновении с освещенными башнями телекоммуникаций.

1998 году появилась «Международная ассоциация за темные небеса» (International Dark-Sky Association, IDA). «Выключайте свет!»

Европе законы, запрещающие избыточное освещение, уже есть. Правда, их начали принимать вовсе не из любви к космосу— просто, кроме всего прочего, надо экономить и рационально использовать электроэнергию. В частности, эти законы не разрешают светить прожекторами в небо и требуют направлять свет только на конкретные объекты. Правительства регулярно издают циркуляры, в которых рекомендуют изменять конструкции фонарей и сократить подсветку зданий ночью.
В России данной теме внимание не уделяется.

В отличие от традиционных светильников, уличные светодиодные светильники не создают светового загрязнения. Абсолютно безопасны для насекомых и птиц.

Слева: (светильники с лампой ДНАТ) неправильное освещение (свет расфокусирован). Свет от светильников излучается во все стороны. Коэффициент по использованию светового потока 0,4 -0,5. Изначально большие потери светового потока 50%. Отсутствие защитного угла у светильников.
Чтобы получить необходимую освещенность , производители традиционных источников света создают светильники с более мощным световым поток. Это связано также и со световыми потерями у лампы во время короткого срока эксплуатации (менее 0.5 -1 года потери светового потока до 30%), а также в следствии загрязнения на отражателе.

Справа: (светодиодные светильники УСС) правильное освещение (свет направлен на поверхность и сфокусирован на участках, которые необходимо было осветить). Конструкция светильника обладает защитным углом. Уличные светодиодные светильники УСС -Магистраль абсолютно безопасны в применении.

Коэффициент по использованию светового потока 0,7 -0,8. Потери не выше 20%. Белый свет светодиодного светильника УСС -120 магистраль «Ш» на Nichia, с хорошим индексом цветопередачи улучшает ночное видение до 70% относительно освещения, создаваемого светильниками с лампами ДНАТ;

Уличные светодиодные светильники УСС абсолютно безвредны и безопасны в использовании.

Часть 5. Электромагнитная совместимость (ЭМС)

Известен случай, когда жильцы одной квартиры, в которой некоторые светильники с лампами накаливания были заменены на светодиодные, оказались перед невозможностью смотреть телевизор. Причина заключалась в электромагнитных помехах, влиявших на работу телеприемников. Установленные блоки питания были разработаны компанией, производящей светильники, и не удовлетворяли требованиям не только к радиопомехам, но и к гармоническим составляющим тока. К сожалению, и сегодня многие поставщики и особенно начинающие разработчики и инсталляторы полупроводниковой светотехники не знакомы с требованиями к ЭМС, а в некоторых случаях просто закрывают глаза на известные проблемы. В России существует перечень стандартов, устанавливающих требования к ЭМС световых приборов.

Светильники УСС Магистраль Ш соответствуют всем этим стандартам.

Основные проблемы при сертификации светильников с импульсными блоками питания (покупными или собственной разработки) вызывают требования стандартов ГОСТ Р 51317.3.2—2006 (так называемые «гармоники») и ГОСТ Р 51318.15— 99 (радиопомехи).

ГОСТ Р 51317.3.2 устанавливает требования к гармоническим составляющим тока (на частотах, кратных 50 Гц), возникающих в электросетях из-за работы электроприборов, в том числе — импульсных источников питания. Для снижения гармоник в схеме источника предусматривают корректор коэффициента мощности. Когда корректора нет, источник потребляет ток импульсами, амплитуда которых порой в 5-10 раз больше ожидаемого среднего тока потребления.

Как правило, это приводит к искажению сигнала переменного напряжения в сети потребителя, дисбалансу трехфазных линий электропитания, просачиванию значительной части энергетического потенциала обратно в сеть. Стандарт устанавливает требования к гармоникам по четырем классам оборудования, при этом самые строгие требования у класса C — световое оборудование. ГОСТ Р 51318.15 — 99 ограничивает интенсивность радиопомех на частотах от 9 кГц до 30 МГц. При этом контролируются не только излучаемые радиопомехи, но и напряжение помех на сетевых (входных) зажимах и (в случае самостоятельного блока питания или управления) на зажимах для подключения нагрузки. Несоблюдение требований этого стандарта часто приводит к эффекту, описанному в начале (не работает другая электронная техника).

С точки зрения потребителя самым простым способом убедиться в качестве передаваемых ему изделий будет наличие обязательного или добровольного сертификата с указанными стандартами и с обязательным указанием на то, что оборудование предназначено для освещения. Хотя решения, полностью соответствующие требованиям, стоят несколько дороже, стандарты рекомендуется соблюдать. С одной стороны, они все-таки являются обязательными. С другой — это признак хорошего отношения к потребителю, который достоин качественной продукции. Уличные светодиодные светильники УСС -Магистраль соответствуют требованиям ГОСТ Р. Для примера возьмем протокол испытаний.

ККМ устанавливается на входе импульсного источника и берёт на себя все его искажения, а для сети переменного тока импульсный источник теперь представляет линейную нагрузку. Дополнительно устанавливаются фильтры для устранения помех, которые может создавать сам ККМ.

ККМ может быть пассивным или активным. Самый простой пассивный ККМ состоит из дросселя, который устанавливается на входе источника и не позволяет меняться току импульсно. Недостатком этого решения — габариты дросселя и КПД. Габариты будут большие т. к. частота сети всего 50Гц, а низкий КПД, т.к. часть энергии будет уходить в нагрев этого дросселя. Более сложный пассивный корректор состоит из двух конденсаторов и 3 диодов. Его недостаток — большие пульсации по питанию. Не смотря на это его возможно использовать в маломощных светильниках, там где не нужно напряжение на светодиодах более 60В.

Активный ККМ — это целое устройство, основой которого является интегральная микросхема корректора мощности.

В продукции компании ФОКУС используются активные корректоры, позволяющие получить высокий КПД, порядка 97% и коэффициент мощности не менее 0.95. Компенсацию реактивной мощности в полной мере можно отнести к энергосберегающим технологиям. Повышение cos(fi) позволяет уменьшить потребление из сети активной и реактивной энергии и увеличить за счет разгрузки по мощности срок службы оборудования.

Потери в проводах и шинах пропорциональны квадрату протекающего через них тока.

Примечание: Значительное количество реактивной мощности, в настоящее время генерируется источниками освещения (люминесцентными лампами), нелинейной нагрузкой и системами приточно- вытяжной вентиляции и кондиционирования". Кроме того, качество электрической энергии на предприятиях и в офисных зданиях оставляет желать лучшего. Нередки случаи, отображения на экране анализатора сети практически меандра вместо ожидаемой синусоиды. Все это и повышенная потребляемая из сети реактивная мощности и снижение качества напряжения влечет за собой лишние расходы компании на оплату электроэнергии и ремонт выходящего из строя оборудования из-за плохого качества напряжения.

Большинство потребителей электроэнергии представляют собой электромагнитные механизмы, например электрические машины, трансформаторы, оборудование для дуговой сварки и другие, в которых переменный магнитный поток связан с обмотками.

Вследствие этого в обмотках при протекании переменного тока индуктируются реактивные э.д.с. обуславливающие сдвиг по фазе (fi) между напряжением и током. Этот сдвиг по фазе обычно увеличивается, а cos(fi) уменьшается при малой нагрузке. Например, если cos(fi) двигателей переменного тока при полной нагрузке составляет 0,75-0,80, то при малой нагрузке он уменьшится до 0,20-0,40. Малонагруженные трансформаторы также имеют низкий cos(fi). Поэтому, если не принять специальных мер, то результирующий cos(fi) энергетической системы будет низок и может уменьшиться до 0,50-0,70.

Общее правило: реактивную мощность надо компенсировать в месте ее возникновения. Если источником реактивной мощности является двигатель насоса или компрессора, то целесообразно ставить компенсирующие конденсаторы непосредственно в шкаф управления этими устройствами. Если реактивная мощность образуется на стороне низкого напряжения (НН), то компенсировать ее надо также на стороне НН, не допуская прохождения реактивной мощности через трансформатор. При этом следует отметить, что срок службы значительной доли силовых трансформаторов, эксплуатируемых на российских предприятиях, перешагнул 15летний рубеж. Для продления оставшегося срока службы необходимо разгрузить трансформаторы по току, что уменьшит температуру перегрева обмоток и, следовательно, уменьшит скорость старения изоляции. Известно, что уменьшение температуры перегрева обмоток на 10оС позволяет в среднем удвоить оставшийся срок службы. Учитывая значительную стоимость силовых трансформаторов, при повышении cos (fi) этот аспект, наряду с уменьшением платы за реактивную энергию, позволяет существенно улучшить экономические показатели предприятия.

Уличные светодиодные светильники УСС имеют коэффициент мощности 0,95. Применение уличных светодиодных светильников УСС снижает технические потери в сети на 3,4%.

Огромное влияние на надёжность корректора мощности, а также импульсного источника тока светодиодов оказывают электролитические конденсаторы, которые являются неотъемлемой частью их схемотехники. Ведь им приходится работать в жёстких климатических условиях. Гарантированный срок службы конденсатора, определяется производителем, как время, в течение которого интенсивность отказов не превышает установленную гарантию. Срок службы указывается для наиболее жесткой эксплуатации, то есть при максимальной температуре, максимальном напряжении и максимальном токе пульсации на этой температуре. Использование конденсатора в более мягких условиях увеличивает его реальный срок службы.

Часть 6. Защита

Защита уличного светодиодного светильника УСС Магистраль (ФОКУС).

  1. Защита от превышения напряжения сети питания 220 В. Защита срабатывает (отключает светильник от питания) при напряжении выше 220 В, с гистерзисом 30 В (отключает при 280 В, подключает при напряжении питания ниже 250 В). Максимально допустимое напряжении 500 В.
  2. Защита от перегрева светодиодов. Происходит постоянный мониторинг температуры светильника. При достижении температуры 65 гр С ток светодиодов линейно (пропорционально температуре) снижается, снижается выделяемая мощность светильника, в следствии чего снижается температура. При температуре ниже 65 гр С, ток светодиодов линейно восстанавливается.
  3. Защита светодиодов от превышения по току. В случае выхода драйвера из строя, чтобы обеспечить защиту светодиодов , выходной каскад драйвера состоит из независимого электронного токового предохранителя.

При токе более 1.3 А предохранитель срабатывает, отключая светодиоды от драйвера. Повторное подключение возможно, только если обесточить светильник, отключив его от сети на время не менее 1 секунды.

Графический метод оценки эффективности

Это параметры светильника:
пространственное распределение силы света (КСС)
световой поток
цветовая температура
индекс цветопередачи.

Область применения:
категория дороги
уровни средней яркости (Ьср)
коэффициенты неравномерности яркости (U1 — неравномерность по полосе
движения, U0 — общая неравномерность

Параметры дороги:
ширина проезжей части (количество полос движения)
шаг установки опор
высота установки светильников
тип дорожного покрытия.

В основе метода лежит светотехнический расчет.
Рассчитываются вышеуказанные светотехнические нормируемые параметры для оцениваемого светильника при различном шаге и высоте мачт.

Проект уличного освещения.

  • дорога категории А
  • уровни средней яркости (Ьср) — 0,8 -1,6
  • коэффициенты неравномерности яркости (U1 — неравномерность по полосе движения, U0 — общая неравномерность) U1=0.46 U0 =0.52
  • две полосы
  • расстояние между мачтами 35 м, высота 10 метров.
  • тип дорожного покрытия R3 (европейская норма.)

Требования уровня яркости и освещенности для наружного освещения.

Возьмем требования для дороги категории В2.

В соответствии СП 52.13330.2001 «Естественное и искусственное освещение» «Улицы и дороги местного значения — Жилая застройка в центре города» с нормируемым средним уровнем освещенности дорожного покрытия -не менее 10 лк, и равномерностью распределения освещенности дорожного покрытия — не менее 0.25.

Для сравнения приведем замеры применяемых светильников ЖКУ-150 с лампой ДНАТ 150 вт, потребление светильника 180 вт.
Светодиодный светильник УСС -180 магистраль Ш.

Показатели средней освещенности у светильника УСС-180 магистраль Ш (19-22лк) и ЖКУ -150 с лампой ДнаТ(20 -22лк) практические одинаковые. В требованиях по освещенности — норма не менее 10 лк. Из этого следует, что для дороги категории В2 подойдут светодиодные светильники серии УСС — магистраль с меньшей потребляемой мощностью.

Для следующего сравнения
Проведем светотехнические расчеты и сравним светильники для наружного освещения ФОКУС (Россия) светильник УСС — 120 Магистраль (120 вт) и светильника ЖКУ -150 (замена светильника с лампой ДНАТ 150 Вт).

Расчеты прилагаются.

Шаг 35 м, ширина 7 м, высота 8.5 м.

Светильник УСС-120 магистраль «Ш» (ФОКУС)

Светодиодный светильник УСС -120 магистраль Ш, с потребляемой мощностью 120 вт обладает средней освещенностью -15 лк, и равномерностью распределения освещенности дорожного покрытия — не менее 0.46.

Светодиодный светильник УСС -120 магистраль соответствует требованиям.

Из этого расчета следует, что для категории В2 можно применить светодиодный светильник УСС -магистраль Ш c еще меньшей потребляемой мощностью.

Для расчета возьмем светильник УСС -90 магистраль Ш, потребляемой мощностью 90 вт.

Расчет освещенности светодиодных светильников УСС -90 магистраль «Ш» на Nichia для освещения дороги категории В



Из расчета видно, что светодиодный светильник УСС -90 магистраль Ш (90 вт) подходит для освещения дорог категории В2.

Соответствует требованиям СНИП 23 -05 -95 и ГОСТ Р 54350 -2011 и СП 52.13330.2001 «Естественное и искусственное освещение»

Светильники ЖКУ-150 с лампой ДНАТ обладают более высокими показателями освещенности, нежели светильник УСС -90 магистраль. Но в то же время нужно отметить, что по нормам не требуется применять светодиодные светильники с более высокими показателями освещенности, нежели требует того ГОСТ и СНИП. Из данных расчетов следует, что светодиодный светильник УСС -90 магистраль заменяет светильник ЖКУ -150 с лампой ДНАТ на дорогах категории В2. Потребление электроэнергии, при применении светодиодных светильников на категории В2 сократится в 2 раза, с 180 вт до 90 вт.

Применение светодиодных светильников позволит значительно сократить эксплуатационные расходы. Не требуется замены ламп и пусколерулирующего оборудования.

Пропадает статья расходов на хранение и утилизацию ртутьсодержащих ламп. Светодиодные светильники сохраняют стабильность параметров светового потока на протяжении более 5 лет. Параметры освещенности остаются в неизменными на протяжении 5 лет. Освещенность от светильников ЖКУ изменится в течении года на 10 -15%.

Потребитель покупает в первую очередь освещенность, которая должна оставаться как можно больше стабильной. Светодиодный светильник УСС-Магистраль соответствуют этим требованиям.

Характеристика светильников

ENEC (Eropean Norm Electrical Certification) — сертификационный знак, присваиваемый изделию после комплексных испытаний, подтвердивших его электротехническую, пожарную безопасность и эксплуатационную надежность.

Степень защиты светильников (Index Protection, IP) характеризуется по двум параметрам: первый — степень защиты светильника от пыли; второй — степень защиты от влаги.

IP по стандарту EN60598
1 цифра Защита от пыли
0** Не защищено
1* Защищено от твёрдых частиц размером более 50 мм
2 Защищено от твёрдых частиц размером более 12 мм
3 Защищено от твёрдых частиц размером более 2,5 мм
4 Защищено от твёрдых частиц размером более 1 мм
5 Защищено от пыли
6 Непроницаемо для пыли
2 цифра Защита от влаги
0** Не защищено
1** Защищено от вертикально падающих капель воды
2** Защищено от падающих под углом до 15° капель воды
3 Защищено от водяной пыли
4 Защищено от водяных брызг
5 Защищено от водяных струй
6 Защита от динамического воздействия потоков воды (морская волна)
7 Защита от попадания воды при погружении на определенную глубину и время
8 Защищено от продолжительного погружения в воду

Примечания:
* Запрещено в освещении. Минимальный уровень IP20.
** Запрещено в уличном освещении. Минимальный уровень IP23.

IP20 — пылевлагопроницаемые светильники (для большинства помещений общественных и жилых зданий, защита только от прикосновения)
IP23 — дождезащищенные, но пылепроницаемые (для помещений с нормальными условиями среды)
IP44 — каплебрызгонепроницаемые, пыленезащищенные светильники (для душевых, ванных комнат, для наружного монтажа под навесом)
IP54 — пылебрызгозащищенные осветительные приборы
IP56 — пылеструезащищенные светильники (например, уличные светильники и прожекторы)
IP65 — пылеструенепроницаемые светильники и прожекторы
IP67 — погружные, водопыленепроницаемые осветительные приборы
IP68 — герметичные светильники и прожекторы для подводного освещения бассейнов, фонтанов, ручные светильники для акванавтов, спасательных служб, для подводных исследований и т.д.

Уличные светодиодные светильники серии УСС обладают IP 67.

Светодиодные светильники серии «УСС» проходили проверку на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам ГОСТ 17516.1-90.
(ГОСТ 17516.1-90 Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам).Протокол прилагается. Согласно проведенным испытаниям светильники имеют группу механического исполнения «М2» (протокол 199/2011, выдан ФГУП НПП «Циклон-Тест»,
28.06.2011).

Согласно приложению №6, таблица 10 ( ГОСТ 17516.1-90 «Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам») светильники серии «УСС» соответствуют следующим требования сейсмостойкости:

  • до уровня высоты установки 10 метров — интенсивность землетрясения 8 баллов.
  • до уровня высоты установки 10-25 метров — интенсивность землетрясения 7 баллов.
  • до уровня высоты установки 25-70 метров — интенсивность землетрясения 6 баллов.

Пожаробезопасность — одна из самых важных характеристик любого электроприбора, особенно это важно для светодиодных светильников, которые зачастую эксплуатируются в тяжелых условиях.

Пожаробезопасность осветительных приборов (ОП) непосредственно связана с их тепловыми параметрами и характеризуется соответствием температуры на всех элементах ОП ее допустимым значениям как при нормальной работе, так и в аварийных режимах. При работе все источники света нагреваются до определенной температуры, зависящей от типа, мощности и условий охлаждения. Температура нагрева может быть достаточно высокой: например, внешняя поверхность галогенных ламп накаливания может нагреваться выше 400 °С, поверхность ламп накаливания общего назначения — выше 200 °С, МГЛ и НЛВД — выше 300 °С. Поэтому ОП являются приборами, создающими опасность возникновения пожара в местах их установки. Кроме источников света, тепло выделяется и аппаратами включения ламп (дросселями, трансформаторами, зажигающими устройствами).

С другой стороны, опасность возникновения пожара зависит и от условий эксплуатации ОП — типа материала, на котором устанавливается ОП, наличия в освещаемом помещении легковоспламеняющихся веществ, запыленности помещений. Для исключения вероятности возникновения пожароопасных ситуаций необходимо знать степень пожароопасности как самих ОП, так и помещений, в которых они работают.

Светодиодные светильники УСС соответствуют требованиям ГОСТ Р 53320-2009; ГОСТ Р МЭК 60598-1-2003 «Светильники часть 1. Общие требования и методы испытания»,
ГОСТ Р МЭК 60598-2-3-99 «Светильники часть 2 раздел 3. Светильники для освещения улиц и дорог».
ГОСТ 16962.2-90 «Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам».

Европейские нормы EN 61140 определяют три класса электрозащиты (от поражения электрическим током) с соответствующим графическим символом:

  • 1- й класс электрозащиты. Рабочая изоляция на всех частях. Наличие зажима для заземляющего провода. Рядом с зажимом наносится знак заземления. Если рабочая изоляция повреждена, то касание токоведущих частей безопасно. Напряжение прикосновения не превышает предельно допустимых значений.
  • 2-й класс электрозащиты. Светильники и конверторы, относящиеся к этому классу, имеют на всех токоведущих частях двойную или усиленную изоляцию. Зажим для заземляющего провода отсутствует.
  • 3- й класс электрозащиты. Указывает на наличие изоляции в светильниках и конверторах питаемых защитным низким напряжением (SELV — safety-exstra-low- voltage). Напряжение питания конвертора должно быть не выше 50 В.

Светильники серии УСС имеют 1-й класс электрозащиты.

Компания «АКСИОМА ЭЛЕКТРИКА»

Информация о компании

АКСИОМА ЭЛЕКТРИКА, ООО
Философия качества — лидерство технологий. ООО «Аксиома Электрика» — это электротехнический бренд, объединяющий высокое качество оказания услуг и поставок надежной продукции. Бренд, который стремится сделать доступными для каждого человека самые современные изделия в освещении и электрике. Надежность оборудования и эффективность от его внедрения — девиз бренда. Мы рекомендуем только проверенные и эффективные решения в области энергосберегающего освещения. География реализованных проектов…

Контакты:

Ф.И.О. Иванов Олег  нет отзывов
Должность: Генеральный директор
Компания: ООО "Аксиома Электрика"
Страна:  Россия
Телефон: +7 495 504 73 82
Сообщите, что нашли информацию на сайте «Элек.ру»
Web: http://www.axiomaelectrika.ru/
Зарегистрирован: 18 апреля 2014 г.
Последний раз был на сайте 9 дней назад
  Отправить сообщение

Рекомендуем почитать

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

Для того чтобы оставлять комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо авторизоваться на сайте.