Gc-helper.ru

ГК Хелпер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лампочка постоянного тока энергосберегающая

Лампочка постоянного тока энергосберегающая

Виктор Сергеевич Петухов решил более внимательно присмотреться к энергосберегающим лампам и оценить этот предмет дискуссий с позиций специалиста-электрика.
Мы понимаем, что не все согласятся с приведенными автором доводами, поэтому приглашаем заинтересованные стороны продолжить дискуссию и присылать свои замечания, предложения и мнения по существу рассматриваемого вопроса в редакцию по адресу: info@news.elteh.ru.

Виктор Петухов, к.т.н., член IEEE, А&Alpha Consulting, г. Москва

Прежде всего необходимо отметить, что в профессиональной технической литературе такие лампы называются Compact Fluorescent Lamps (CFL), в российской – компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), а уже во вторую очередь их называют Energy saving lamps (энергосберегающие лампы).
Про возможный вред здоровью CFL, связанный с генерацией ими другого спектра света (по сравнению с лампами накаливания), мерцанием, «грязным электричеством», электромагнитным излучением и т.д., давно уже ведутся дебаты. Однако мы не будем рассматривать эти вопросы, т.к. не занимались исследованиями и не являемся специалистами в этой области, – материалы на эту тему можно найти в интернете.
Действительно, энергосберегающая лампочка мощностью всего 18 Вт светит (по яркости, так как спектр ее света заметно отличается от спектра света лампы накаливания даже визуально) как лампа накаливания мощностью 75 Вт. Исходя из этого, ожидают как значительного сокращения расхода электроэнергии на освещение, так и соответствующего снижения активной токовой нагрузки (а значит, и тепловых потерь электроэнергии) в проводах и кабелях линий осветительных систем.
Для более детального изучения характеристик работы энергосберегающих ламп были сняты осциллограммы приложенного напряжения и потребляемого тока лампы накаливания, обычной люминесцентной лампы и энергосберегающей лампы (рис. 1–3). На основании приведенных рисунков можно сделать следующие выводы:
1. Испытанная энергосберегающая лампа генерирует в сеть реактивную мощность и использует ее для своей работы (потребляемый ток отстает от приложенного напряжения).
2. Энергосберегающая лампа является нелинейным (в отличие от ламп накаливания) потребителем электроэнергии, генерирующим в сеть высшие гармоники тока.
Отметим, что исследовались токовые характеристики энергосберегающей лампы, которая была приобретена почти 5 лет назад. Может быть, современные лампы потребляют практически синусоидальный ток? Увы. Аналогичные осциллограммы были получены и для энергосберегающей лампы, приобретенной в 2008 году, и для энергосберегающей лампы, купленной в начале октября 2009 года. Вид осциллограммы тока для этих ламп практически не изменился.
Таким образом, все 3 исследуемые энергосберегающие лампы, приобретенные в разное время в розничной торговой сети г. Москвы, являются генераторами гармоник тока.

ПОСЛЕДСТВИЯ ГАРМОНИК ТОКА

Последствия гармоник тока подробно рассмотрены в [1, 2], а также в презентации на сайте http://www.motor-diag.com/present.html «Влияние нелинейных электропотребителей на условия эксплуатации электроустановок». Согласно основным положениям этих работ, к последствиям гармоник тока для электроустановок 0,4 кВ можно отнести:

  • перегрев и разрушение нулевых рабочих проводников кабельных линий;
  • дополнительные потери в силовых трансформаторах (вплоть до выхода из строя);
  • ложное срабатывание предохранителей и автоматических выключателей;
  • повышенный износ, вспучивание и преждевременное разрушение конденсаторов установок компенсации реактивной мощности;
  • ускоренное старение изоляции проводов и кабелей;
  • ухудшение качества (несинусоидальность) питающего напряжения;
  • сбои в работе и физический выход из строя компьютерного оборудования;
  • преждевременный выход из строя электродвигателей;
  • резонансные явления в электроустановках 0,4 кВ;
  • снижение коэффициента мощности электроустановок.

Подчеркнем, что это факты, отраженные в серьезной технической литературе, показывающие, какие проблемы могут возникнуть, если гармоники не устранять, – или в устройстве, их генерирующем, или в питающей сети.
Риск возникновения подобных проблем в системах электроснабжения зданий различного назначения (производственных, торговых, офисных, жилых и др.) в нашей стране значительно выше, чем в европейских странах. Это связано с тем, что на Западе проблема гармоник известна, и применяются технические средства для ее решения. Отметим, что такие средства весьма дорогие и с лихвой съедают всю экономию от энергосберегающих ламп.
А у нас даже в среде главных энергетиков профессионального понимания этой проблемы пока нет, начиная с того, что используемые в нашей стране трансформаторы спроектированы в расчете на частоту тока только основной гармоники 50 Гц. В связи с этим, с высокой степенью вероятности при применении энергосберегающих ламп может быть получена не экономия ресурсов, а увеличение числа аварийных сбоев и выходов из строя систем электроснабжения, а при наиболее неблагоприятном стечении обстоятельств – и пожаров по причине «неисправности электропроводки», если не понести значительные затраты на установку устройств по устранению гармоник или не ограничить генерацию тока в самих лампах.
Мы детально изучили публикации по вопросу последствий генерации гармоник от энергосберегающих ламп.
Оказалось, что есть несколько десятков публикаций (например [3, 5]), свидетельствующих об отрицательных последствиях применения энергосберегающих ламп. И только в одной публикации [4] утверждается, что никакого существенного влияния гармоники тока, генерируемые энергосберегающими лампами, не оказывают, поскольку в сети и так есть нелинейные нагрузки, по мощности существенно превышающие мощность энергосберегающих ламп.
Как ни парадоксально это звучит, но авторы обеих публикаций правы, а сделанные ими противоположные заключения объясняются тем, что условия работы систем электроснабжения существенно различались. Поэтому, поскольку энергосберегающие лампы могут генерировать гармоники тока, необходимо заранее моделировать условия работы системы электроснабжения здания после такой замены ламп и принимать компенсационные технические решения. Кроме того, неплохо было бы отслеживать, к каким последствия приводит такая замена.

Читать еще:  Лампа подсветки для выключателя legrand valena

Есть ли пути решения?

С учетом всего сказанного относительно последствий гармоник, закономерен вопрос: а есть ли энергосберегающие лампы, не генерирующие гармоники тока? Авторы публикаций [3, 5] напрямую указывают на то, что проводили испытания таких ламп; аналогичная информация приведена и в [6]. Правда, стоят такие лампы дороже на 35–40 %, поэтому на российском рынке мы не встретили пока энергосберегающих ламп, не генерирующих гармоник.
Энергосберегающие лампы в чем-то близки к компьютерному оборудованию: и те, и другие генерируют гармоники тока (если в самих устройствах нет схемы, подавляющей эти гармоники). Нами был проведен сравнительный анализ осциллограмм токов блоков питания (БП) двух ноутбуков – старого (возрастом 7 лет) и нового. Как видно из приведенных осциллограмм (рис. 4–5), в блоке питания нового ноутбука применены устройства (схемы) компенсации гармоник (при этом новый БП примерно в 1,5 раза больше по размерам и тяжелее старого), т.е. это свидетельствует о том, что для блоков питания ноутбуков эта проблема решена.
Кроме непосредственного технического, отметим и юридический аспект применения энергосберегающих ламп. Эмиссия гармоник регулируется (ток до 16 А) ГОСТ Р 51317.3.2-2006 [7]. Из этого документа следует, что продаваемые у нас энергосберегающие лампы удовлетворяют требованиям этого ГОСТа при мощности лампы менее 25 Вт. Действительно, практически все представленные на прилавках магазинов энергосберегающие лампы имеют мощность не более 23 Вт. Можно предположить, что такие лампы никаких проблем с гармониками не создадут – независимо от их числа, т.к. каждая лампа удовлетворяет требованиям указанного ГОСТа. Однако вряд ли это предположение соответствует действительности (этот вопрос подробнее будет рассмотрен в следующих номерах журнала).
И наконец, сотрудникам нашей компании весьма часто приходится слышать на объектах жалобы заказчиков на то, что при включении люстры часто срабатывают автоматические выключатели фидера освещения.
Согласно [8], лампа со схемой-корректором гармоник имеет пусковой ток в 30–100 номиналов, а лампа без схемыкорректора – в 10–30 номиналов (для лампы накаливания 10–15 номиналов). Т.е. из-за возникающего увеличения пускового тока при использовании энергосберегающих ламп (по сравнению с лампами накаливания) фидеры освещения могут отключаться несравненно чаще, если не заменить автоматы на другие, того же номинала, но с большей уставкой электромагнитного расцепителя (скажем, вместо серии В использовать серию D).

Поводя итог, отметим, что энергосберегающая лампа действительно имеет яркость свечения, аналогичную яркости свечения лампы накаливания существенно большей электрической мощности.
Однако поскольку энергосберегающие лампы могут генерировать гармоники тока, имеется риск многих негативных последствий для сетей 0,4 кВ.
Таким образом, просто механическая замена ламп накаливания на энергосберегающие без дополнительных мероприятий по борьбе с генерацией гармоник с высокой степенью вероятности не даст ожидаемого эффекта.

Литература

1. Высшие гармоники в сетях электроснабжения 0,4 кВ // Новости ЭлектроТехники. 2002–2003. № 6(18) – 1(19).
2. Резонансные явления в электроустановках зданий как фактор снижения качества электроэнергии // Новости ЭлектроТехники. 2003. № 6(24).
3. The effect of modern compact fluorescent light on voltage distortion. IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 8, № 3, July 1993.
4. A NEMA Lighting Systems Division Document Power Quality Implications Of Compact Fluorescent Lamps In Residences. http://www.nema.org/stds/LSD8.cfm.
5. Harmonics from Compact Fluorescent Lamps. IEEE Transactions on industry applications, vol. 29, № 3, May/June 1993.
6. Harmonic performance of standard and compact fluorescent lamps. http://www.energy-consortium.us/PDFs/N%20Watson%20Harmonic%20Performance%20of%20CFLs.pdf.
7. ГОСТ Р 51317.3.2-2006 Совместимость технических средств электромагнитная. Эмиссия гармонических составляющих тока техническими средствами с потребляемым током не более 16 А (в одной фазе).
8. Cahier technique № 205. Power supply of lighting circuits. http://www.schneider-electric.com/documents/technicalpublications/en/shared/electrical-engineering/protectiondevices-monitoring/low-voltage-minus-1kv/ect205.pdf.

© ЗАО «Новости Электротехники»
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

Разница между обычными и энергосберегающими лампочками

Искусственное освещение является одним из главных открытий человечества. Сейчас даже трудно представить, как обходились наши предки без использования лампочек в домах или на улицах. В современное же время стали появляться более усовершенствованные энергосберегающие лампочки, которые имеют целый ряд отличий (как достоинств, так и недостатков) перед обычными.

  • Определение
  • Сравнение
  • Выводы TheDifference.ru

Определение

Наверное, каждый человек хоть немного знаком с принципом работы обычной лампочки. Внутри имеется вольфрамовая нить, которая раскаляется под действием электрического тока, что дает хорошее освещение. Стандартный срок службы – примерно тысяча часов.

Обычная лампа накаливания

Внутри энергосберегающей лампы находятся пары ртути и аргона. Внутренняя поверхность имеет люминофор – это специальное вещество, через которое проходит ультрафиолетовое излучение. Его вызывает столкновение электронов (под действием напряжения они начинают двигаться) с атомами ртути. Срок службы энергосберегающей лампочки разный: обычно он составляет 8-10 тысяч часов.

Энергосберегающей лампа к содержанию ↑

Сравнение

Энергосберегающие лампочки существенно отличаются от обычных. Главное отличие – расход энергии. Не трудно догадаться из названия, что энергосберегающие лампочки потребляют куда меньше энергии. При одинаковом освещении двух видов лампочек энергосберегающий вариант позволит сэкономить до 80 процентов энергии.

Свет от энергосберегающей лампочки мягкий и равномерный. Он более приятен для глаз и не заставляет сильно щуриться, как, например, свет от обычной лампочки накаливания. Более того, есть возможность выбора желаемого цвета, так как имеются энергосберегающие лампочки, дающие белый свет, холодный, теплый и другие цвета.

Читать еще:  Какой выключатель можно использовать для светодиодных ламп

Срок службы энергосберегающей лампочки намного выше. Обычная лампочка часто выходит из строя, особенно при постоянной эксплуатации. Разница в сроке службы очень существенная: люминесцентная лампочка работает дольше в 5-15 раз. Особенно актуально использовать такое освещение в тех местах, где проблематично менять лампочку (например, в фонарном столбе на улице).

При замене обычной лампочки все замечали, что от нее исходит сильное тепло. Порой к ней даже трудно прикоснуться руками, так как раскаленная лампочка очень горячая. Энергосберегающий вариант не имеет такой проблемы благодаря низкой теплоотдаче. Все вышеперечисленные отличия скорее свидетельствуют о заметном преимуществе энергосберегающих лампочек. Но при этом они имеют и весьма ощутимый недостаток – высокую цену.

Что лучше 12v постоянного или 220v переменного тока

Подавляющее большинство, имеющее загородный дом, дачу, коттедж, вынуждено обесточивать жилище в силу опасности короткого замыкания (сырость, перепад или скачёк напряжения, грозовые разряды).

Повреждения «сетевой» проводки грызунами часто приводят к возгоранию.

Почти все охранные сигнализации, датчики, системы видеонаблюдения, мониторы, ЖК(LCD)-телевизоры запитаны постоянным напряжением 12 вольт через понижающие трансформаторные устройства.

Само по себе (не говоря уже о переменном магнитном поле) трансформаторное устройство потенциально опасно и требует теплоотвода, отсутствие влаги и запылённости.

На выделяемое тепло затрачивается энергия, а бесплатной энергии не бывает (даже солнечной, т.к. преобразователь фотонов в электроны, солнечный модуль, стоит довольно дорого).

Для примера сравните нагрев блока питания и подключенного к нему телевизора или монитора.

Половину тепла выделяет блок питания. Логично ли его использование?

Не буду вдаваться в электромагнитные тонкости, но если сравнить низковольтный насос постоянного тока и «сетевой», при одинаковой производительности разница в энергопотреблении и габаритах равна двум и более (для педантов: у «сетевого» насоса, помимо индуктивного, присутствует низкое активное сопротивление).

Это относится ко всем электромоторам, трансформаторам и «намоточным» (которые гудят) изделиям. Иными словами если мощность насосов 150 ватт, то насос постоянного тока заполнит емкость 7000 литров, аналогичный переменного тока 2500 литров.

В виду меньшей материалоемкости в производстве себестоимость ниже, соответственно в продаже цена скромнее.

Коротко замечу, что в подавляющем большинстве своём генератор вырабатывает переменное напряжение с синусом 0,6 (в «сети»

Это негативно сказывается на всех электродвигателях (насосы, компрессоры холодильников и т.д.) которые рассчитаны для стандартного, сетевого синуса 0,8.

К сожалению, инверторы грешат тем же, плюс модифицированная синусоида.

Учитывая вышеизложенное, логично сделать гибридную схему питания. Независимое, раздельное энергоснабжение. Низковольтное -12v постоянного тока и

Из экономии можно использовать один, четырёх-жильный кабель (на провод заземления подключаем минус 12 вольт). Но предпочтительнее абсолютно раздельное.

При чём, для питания

220v напряжением, как правило, достаточно 2-3 розеток.

За редким исключением, все энергосберегающие «сетевые» лампы работают с частотой мерцания 400 Гц (в подтверждение этому можно услышать характерный писк лампы), и хотя это незаметно для глаз, пользы от этого не ждите.

В низковольтных энергосберегающих лампах постоянного тока этих недостатков нет.

Оставляя, на время отъезда, низковольтное напряжение снимается вопрос с питанием систем охраны, дежурного освещения, автомобильного холодильника.

Солнечные батареи, ветрогенератор в естественном режиме выполняют роль зарядного устройства. Заряжать аккумулятор сетевым, трансформаторным методом небезопасно.

Мало кто рискнет оставить на длительный срок включёнными без присмотра инверторы холодильник, компрессор которого запитан напряжением

220v с модифицированной синусоидой. Особенно если инвертор находится в помещении со значительными перепадами температур (день/ночь).

Возникает опасность оказаться в точке росы*, с непредсказуемыми последствиями.

Предложенная нетрадиционная схема питания лишь на первый взгляд усложняет жизнь. На самом деле имеет несомненные плюсы.

Это электро- и пожаробезопасность, возможность использования бестрансформаторных устройств, значительное (до 30-50%) энергосбережение и пр.

В конечном итоге переход на традиционную схему сводится только к замене ламп и подключению низковольтной сети к источнику сетевого напряжения. Стоит добавить, что нам неизвестны случаи перехода от данной схемы к традиционной.

Все что нужно знать об энергосберегающих лампах

Многие уже давно используют энергосберегающие источники света, не обращая внимание на разговоры об их влиянии на здоровье. И хотя вред КЛЛ и led ламп не считается доказанным — известно, что дыма без огня не бывает. Для тех, кому эта тема интересна, собрал в этой статье информацию о том, как сделать освещение в доме энергоэффективным и избежать негативного влияния на физическое и эмоциональное состояние человека.

Количество ламп для комнаты

Лучше ориентироваться не на мощность, а на минимальные рекомендованные уровни освещенности (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03).

ПомещенияОсвещенность рабочих поверхностей, лк
Жилые комнаты, гостиные, спальни150
Кухни, кухни-столовые150
Детские200
Кабинеты, библиотеки300
Внутриквартирные коридоры, холлы50
Кладовые, подсобные30
Гардеробные75
Сауна, раздевалки100
Бассейн100
Тренажерный зал150
Бильярдная300
Ванные комнаты, санузлы, душевые50
Подвалы, чердаки20

1 Люкс(лк) это освещённость поверхности площадью 1м² световым потоком 1 Люмен (лм, международное lm). Световой поток лампы обычно указывается на упаковке.

Для примера, чтобы получить минимальный уровень освещенности 150 лк в комнате 20 кв. м необходимы лампы с суммарным световым потоком не менее 150 * 20 = 3000 лм. Можно делать больше чем в таблице, например, если много цветов. Для домашней светотерапии освещенность увеличивают на порядок.

Спектр и цветовая температура

Спектр показывает уровень излучения каждого цвета в видимом свете. Цветовая температура характеризует спектр излучения лампы с точки зрения восприятия цвета окружающих предметов, измеряется в Кельвинах.

Спектр солнечного излучения меняется в зависимости от времени дня и условно делится на следующие типы.

Теплый белый свет

Цветовая температура 2700-3000 K

Восход и закат солнца
Лампа накаливания (≈2800К)
Галогенная лампа (≈3000К)

Естественный белый свет

Цветовая температура 3000-5000 К

Солнце у горизонта (≈3400К)
Солнце в полдень (≈5000К)

Холодный белый свет

Цветовая температура 5000 — 6500 К

Дневной свет при облачности (≈6500К)

Солнечный свет в утренние и вечерние часы содержит меньше синего цвета, и это не случайно. Синий свет, как установлено, подавляет выработку мелатонина — основного гормона регулирующего биоритмы и многие другие функции организма. Поэтому для дома предпочтительней использовать источники теплого света, несмотря на то, что они немного менее эффективны чем лампы с высокой цветовой температурой. Будет полезно знать, что Роспотребнадзор не рекомендует в помещениях общественных зданий и в учебном процессе использовать светодиодные лампы, цветовая температура которых превышает 4000 °K.

Типичная спектральная характеристика некоторых видов ламп приведена ниже.

Галогенная лампа
КЛЛ
LED

Помимо пика в синей области можно заметить, что у КЛЛ и большинства светодиодов спектр излучения сильно неравномерный. Это еще одна причина говорить о вреде энергосберегающих ламп: зрачок реагирует на интенсивность света только в сине-зеленой части спектра, и, соответственно, глаз неправильно адаптируется к уровню освещенности. Поэтому лучше подбирать источники света с плавной характеристикой. В качестве примера спектр светодиодов, выполненных по технологии Toshiba TRI-R.

Чтобы освещение казалось естественными для глаз, соотношение освещенности и цветовой температуры рекомендуется выбирать по эмпирическим кривым, составленными голландским профессором Ари Андриес Круитхофом.

Пульсация света

Отношение амплитуды колебаний освещенности к среднему значению называется коэффициентом пульсации. При частоте от 0 до 300 Гц и начиная с уровня 5-8% пульсации могут изменять нормальную электрическую активность мозга. Согласно существующим нормам, коэффициент пульсации освещенности помещений жилых и общественных зданий не должен превышать 10-20% (в зависимости от типа зрительной работы, СП 52.13330.2016), а для работы на ЭВМ (также если вы используете в помещении планшет или смартфон) — не должен превышать 5% (СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03).

Уровень колебаний светового потока энергосберегающих ламп во многом определяется параметрами питающего преобразователя. В некоторых случаях мерцание можно заметить боковым зрением или при съемке видео. Но, даже если колебания освещенности незаметны, это еще не значит, что их нет. В магазинах полно ламп, которые не соответствуют требованиям. Убедиться в отсутствии пульсаций света можно только с помощью специализированного прибора. В качестве примера, осциллограмма уровня освещенности от обычной лампы накаливания соответствует пульсации примерно 15%.

Цветопередача

Индекс цветопередачи источника света CRI (colour rendering indeх) или Ra (от average — среднее) показывает на сколько видимый цвет объекта соответствует естественному его цвету при освещении этим источником. Для оценки используется 15 образцов (DIN 6169-8-1979), но для расчета индекса берут только первые 8 цветов (R1-R8). Поэтому CRI не всегда показывает достоверную картину, нужна оценка еще хотя бы по красному цвету (R9).

Вот например, как выглядит оценка цветопередачи для лампы с достаточно высоким CRI = 91.9 при низком R9 = 57.

Если CRI не указан на упаковке то, скорее всего, он достаточно низкий.

Габаритная яркость и неравномерность

Габаритная яркость — это отношение силы света к площади свечения. Чтобы источники света не слепили глаза, габаритная яркость должна быть менее 5000 кд/м2 (ГОСТ Р 54350-2011), что примерно соответствует яркости окна в летний солнечный день, если смотреть из помещения. На практике это означает, что на 1 лм светового потока должен приходиться 1кв.см светорассеивателя. Неравномерность, т. е. отношение максимальной и минимальной яркости, не должна превышать 5:1.

Светодиоды имеют очень высокую габаритную яркость, с ними труднее всего избежать слепящего воздействия. Осветительные приборы для бытовых нужд никто не контролирует, многие LED люстры в магазинах сильно слепят глаза.

Приветствую сообщество Aftershock, много лет читаю, спасибо за материалы и комментарии.

Для создания освещения в доме близкого по своим характеристикам к естественному лучше всего подходят светодиодные источники света с плавным спектром, индекс цветопередачи CRI таких ламп будет 95 и более. Оптимальная цветовая температура для жилых помещений составляет 2700 — 3000 К. Можно использовать два набора светильников: вечером с цветовой температурой 2700 — 3000 К, в остальное время 3500 — 4000 К.

Для уменьшения слепящего действия необходимо:

  • устанавливать большее количество светильников малой мощности вместо одного большой мощности;
  • выбирать осветительные приборы исключающую видимость светодиодов в обычной ситуации (установлены рассеиватели света, защитный угол не менее 30грд);
  • применять отраженный свет.

Используйте лампы, у которых проверен коэффициент пульсации, в противном случае лучше провести измерения.

Также необходимо учитывать, что с течением времени характеристики КЛЛ и LED источников света ухудшаются. В конце номинального срока эксплуатации световой поток, испускаемый лампой, падает на 25-30%, также возможно увеличение коэффициента пульсации.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector