Главная Светотехника

Исследование величины пульсаций светового потока светодиодных ламп. Ода диодам. Что нужно знать о светодиодных лампах

Огромным множеством преимуществ обладают полупроводниковые источники освещения, которые пользуются большим спросом среди населения. Одно из достоинств — это низкий коэффициент пульсации, например, у светодиодных лампочек. Интересно, что формирование зрения бывает только при воздействии солнечных лучей и отсутствии сторонних факторов. Так как цивилизация развивается, человечеству понадобилось больше дополнительных источников освещения. По этой причине изобрели первые лампочки накаливания. Далее из-за прогресса стали выпускаться более современные источники света. Однако совсем недавно ученые, исследуя, обратили внимание на такое явление, как пульсация, которая плохо сказывается на организме человека. Из-за таких сведений в местах, где регулярно бывают люди, а также в детских учреждениях, запретили использовать некоторые виды лампочек. В этой статье мы расскажем, что собой представляет пульсация светодиодных ламп, почему она возникает и как исправить мерцание самостоятельно.

Причины возникновения мерцания

Практически все лампы формируют эффект мерцания. Для того, чтобы решить, как исправить эту проблему важно знать, почему пульсируют лампы. Дело в том, что частота мерцания или пульсации выше крайней частоты слияния мельканий, которые глаз человека не воспринимает напрямую как мерцающий световой поток. Несмотря на это, негативное воздействие сказывается на самочувствии человека и вызывает повышенную утомленность. Чем чаще происходит пульсация, тем большее влияние на организм: начинается головная боль, а также быстрая усталость, что приводит к рассеянности человека, и он не может сфокусировать внимание на работе.

Лампами накаливания образуется наиболее сильное мерцание. По причине того, что мерцание в полной мере зависит от самого источника питания, в светодиодных лампах решили эту проблему с помощью применения драйвера, благодаря которому напряжение проходит в виде постоянного тока. Все же не все изготовители стали использовать качественные драйверы, которые способны снизить уровень импульса до нужного значения. Поэтому изготовленный товар имеет низкую себестоимость и в то же время плохое качество.

Иногда бывает так, что при покупке, лампочка светит хорошо без мерцаний, однако со временем мерцание появляется. Это говорит о том, что качество данного продукта низкое. Поэтому при покупке необходимо обращать внимание, указан ли в технических характеристиках коэффициент пульсации. Соответственно такой осветительный прибор стоит дороже.

Подробности о коэффициенте пульсации

Главная причина мерцания заключается коэффициенте пульсации. Это безразмерная величина, которая выражается в процентах и отображает уровень колебаний освещенности при варьировании светового потока. Источник света является основой, которая подключается к переменному току.

Благодаря проведенным исследованиям выяснилось, что при 10% коэффициенте пульсации появляется стробоскопический эффект, а он представляет собой оптический обман зрения. Появляется он из-за неправильного восприятия предметов, которые находятся в движении. Существуют нормы допустимой величины коэффициента пульсации. Значение должно быть в рамках от 5% до 20% в зависимости от обстоятельств, при которых происходит зрительная работа.

В тех местах, где больше всего находятся люди, коэффициент не может превышать:

Дошкольные детские учреждения – 10%.
Места, где находятся компьютеры – 5%.
Образовательные учреждения – 10%.
Места, где осуществляются высокоточные работы – 10%.

Коэффициент пульсации может происходить и на производственных предприятиях, а также в складских ангарах, то есть в местах, где люди могут быть только какое-то время, и где исключена возможность возникновения стробоскопического эффекта. Однако первый фактор способен привести к опасной ситуации, например, вращение детали может совпадать с мерцанием лампы. В такой ситуации деталь будет казаться в неподвижном положении, а из-за этого может возникнуть опасная ситуация, которая приведет к производственному травматизму.

Такие нормы были установлены недавно, и только в последнее время стали усиленно контролировать их соблюдение. На большинстве предприятий, а также в учебных заведениях освещение не отвечает санитарным нормам. Поэтому в следствии проверок все стали улучшать качество освещения.

Как проверить уровень пульсации

Важно знать, как определить уровень пульсации в LED светильниках. Это можно делать с помощью коэффициента, который рассматривался выше. Однако только в том случае, если подключение светодиодных ламп было осуществлено к переменному току, учитывая схему питания. Коэффициент варьирует в диапазоне 1-30%, охватывается весь диапазон.

Следует сделать измерение, которое позволит определить коэффициент пульсации. При измерении нужно учитывать два фактора:

Так, как при постоянном токе коэффициент нулевой, а соответственно мерцание отсутствует полностью, то измерение следует проводить при переменном токе.
Проверку или измерение следует осуществлять специальными приборами, а не простой фотокамерой. Она только фиксирует сам факт мерцания, но не вычисляет его величину. Следует использовать устройства, которые способны преобразить излучение. Например, можно использовать пульсометр-люксметр или многоканальный радиометр, а также другие похожие приборы. Для дополнительных подсчетов можно подключать эти устройства к компьютеру, и с помощью программы сделать вычисление.

Светодиоды могут мерцать даже в выключенном положении. Такое явление можно увидеть невооруженным глазом, и оно вызывает у человека дискомфорт. Однако моргать они могут и во включенном состоянии, и визуально это не ощущается. Поэтому следует знать, чем вредна пульсация светодиодных ламп. Такое мигание приносит большой вред, ведь невольно влияет на организм человека. Если лампочка мигает при работе, человек утомляется, у него возникает подавленное состояние и бессонница, и конечно же это плохо влияет на зрение.

На видео ниже наглядно показывается, как производится измерение пульсации светодиодных ламп от известных производителей:

К сожалению изготовители редко указывают информацию, которая показывает коэффициент пульсации. Но для того, чтобы проверить в домашних условиях нужно проводить тесты, которые фиксируют само мигание. Можно проверить это явление двумя способами.

Самый простой способ с использованием карандаша. Необходимо включить только тестируемую светодиодную лампу и быстро помахать перед ней карандашом. В случае если виден сплошной след карандаша, то все в порядке, однако если след распадается на отрезки, то значит, что импульсы присущи.
Можно также использовать фотокамеру. Не всегда будет под рукой фотоаппарат, поэтому необходимо знать, как проверить телефоном, ведь большинство из них оснащены камерой. Итак, камеру следует держать на расстоянии 1 метра от тестируемой светодиодной лампочки, если мигание присуще, то на экране будут темные полосы.

На видео ниже наглядно показывается, как определить мерцание светодиодных ламп при работе:

Способы устранения мерцания

Следует знать, как избавиться от мерцания светодиодных ламп. Необходимо устранить старый конденсатор на другой с большей емкостью. Однако подобрать конденсатор нужно и по габаритам, и по рабочему напряжению старого устройства. Конечно нужно знать, как устранить пульсацию, ведь в плате необходимо найти сам конденсатор, и уметь припаять новый. Все же этот вариант не всегда позволит полностью убрать проблему, однако нужно пробовать различные способы борьбы с ним.

На наших с вами глазах происходит настоящая революции в освещении: мир стремительно переходит на светодиоды. Лишь пять лет назад светодиодные лампы были технической новинкой, сейчас светодиодное освещение используется во всех сферах жизни: светодиодные фонари можно встретить даже в деревнях, многие офисы, отели и общественные здания освещаются светодиодными светильниками, подавляющая часть концертного и театрального освещения стала светодиодной.

— Редактор LJ Media

Светодиодные лампы появляются и во многих квартирах, ведь они начали продаваться даже в продовольственных магазинах, а в магазинах товаров для дома ассортимент светодиодных ламп уже превышает ассортимент ламп других типов.

Светодиодная лампа - это достаточно сложное электронное устройство с нескольким десятком деталей от качества которых зависит качество света, безопасность его для здоровья и долговечность лампы. В этой статье я постараюсь рассказать всё о бытовых светодиодных лампах: на какие важные параметры лампы нужно обращать внимание, чем дорогие лампы отличаются от дешёвых, какие вредные факторы могут быть у некачественных ламп, как производители обманывают покупателей, на что обратить внимание при покупке ламп.

Плюсы и минусы

У светодиодных ламп много плюсов, по сравнению с обычными лампами накаливания:

Экономичность: при том же количестве света современная светодиодная лампа потребляет в 7-10 раз меньше электричества;
Долговечность: светодиодная лампа служит в 15-50 раз дольше обычной;
Небольшой нагрев: ребёнок не обожжётся о светодиодную лампу в настольной лампе;
Одинаковая яркость при разном напряжении сети: в отличие от ламп накаливания, светодиодные лампы светят так же ярко при пониженном напряжении в сети;
Возможность установить светодиодную лампу, гораздо более яркую, чем лампа накаливания, в светильник, имеющий ограничение по мощности;
Свет хороших ламп визуально неотличим от света ламп накаливания.

Плюсы есть и при сравнении с компактными люминесцентными (энергосберегающими) лампами (КЛЛ):

Отсутствие опасных веществ (в колбе любой КЛЛ содержится ртуть);
Экономичность: лампа потребляет меньше энергии при том же световом потоке;
Светодиодная лампа мгновенно зажигается на полную яркость, а КЛЛ плавно набирает яркость от 20% до 100% за минуту при комнатной температуре и гораздо медленнее при низких температурах;
У КЛЛ плохой спектр, состоящий из пиков нескольких цветов. Спектр светодиодной лампы гораздо ближе к естественному освещению и свету лампы накаливания.

Конечно, есть и минусы:

Высокая цена;
Присутствие на рынке ламп с плохим качеством света (пульсация света, плохие цветовые характеристики, некомфортная цветовая температура, несоответствие светового потока и эквивалента лампы накаливания заявленным);
Проблемы у некоторых ламп с выключателями, имеющими индикатор;
Регулировку яркости (диммирование) поддерживают только специальные более дорогие лампы.

Разберёмся с экономией

Главное преимущество светодиодных ламп - экономия электричества. При том же количестве света, излучаемого лампой, светодиодная лампа потребляет в в 7-10 раз меньше электроэнергии, чем обычная лампа накаливания. Уже сейчас можно купить 6-ваттные светодиодные лампы-груши, и 4-ваттные лампы-свечки, которые дают столько же света, сколько дают 60-ваттная и 40-ваттная лампа накаливания соответственно.

Я посчитал, какими будут расходы на электроэнергию при освещения двухкомнатной квартиры обычными и светодиодными лампами.

Конечно, это приблизительный расчёт.

На упаковке любой лампы накаливания указан срок службы 1000 часов. Если лампы действительно проработают 1000 часов (к сожалению, часто они перегорают гораздо раньше), в коридоре и комнате лампы придётся поменять дважды в год, а на кухне и в спальне один раз. При стоимости лампы 30 рублей на покупку новых ламп уйдёт 690 рублей. Светодиодные лампы не придётся менять каждые полгода, ведь срок их службы составляет 15-50 тысяч часов. Это от 7 до 22 лет при использовании по 6 часов в день.

На покупку ламп для этой квартиры уйдёт 4045 рублей (7 ламп E27 6 Вт по 240 руб, 11 «свечек» 4 Вт по 215 руб) и окупятся они менее, чем за год.

Светодиодные и энергосберегающие лампы

Светодиодные лампы несомненно являются энергосберегающими, но слово «энергосберегающие» закрепилось за компактными люминесцентными лампами (КЛЛ), а КЛЛ и светодиодные лампы - совсем разные вещи.

КЛЛ появились в широкой продаже лет десять назад и ожидалось, что они заменят лампы накаливания. Однако, КЛЛ оказались тупиковой ветвью эволюции. У этих ламп много недостатков: в трубке лампы содержится ртуть, лампа медленно разгораются и совсем не светит на морозе, у КЛЛ плохой спектр, состоящий из пиков нескольких цветов.

С 1 июля 2016 года в соответствии с постановления Правительства РФ № 898 от 28.08.2015 всем государственным и муниципальным предприятиям и учреждениям будет запрещено покупать через систему госзакупок любые лампы, содержащие ртуть (в том числе КЛЛ). Уже сейчас количество КЛЛ в магазинах постоянно снижается и скоро они исчезнут совсем.

Сравним спектр света лампы накаливания, люминесцентной лампы и светодиодной лампы.

Спектр светодиодной лампы гораздо ближе к естественному освещению и свету лампы накаливания.

Немного истории

Впервые свечение полупроводникового перехода обнаружил в 1923 году советский физик Олег Лосев. Первые светодиоды называли «Losev Light» (свет Лосева). Сначала появился красный светодиод, затем в начале 70-х годов появились жёлтые и зеленые светодиоды. Cиний светодиод был создан в 1971 Яковом Панчечниковым, но он был очень дорог. В 1990 году японец Суджи Накамура создал дешёвый и яркий синий светодиод.

После появления синего светодиода стало возможным делать белые источники света с тремя кристаллами (RGB). Такие источники до сих пор используются в концертном и декоративном освещении.

В 1996 году появились первые белые светодиоды, использующие люминофор. В них свет синего или ультрафиолетового светодиода преобразуется в белый с помощью специального химического вещества, нанесённого поверх светоизлучающих кристаллов.

В 2005 году эффективность таких светодиодов достигла 100 Лм/Вт, что позволило начать использовать люминофорные светодиоды для освещения. Сейчас самые эффективные белые светодиоды дают уже 200 Лм/Вт, серийные лампы со стандартными цоколями - до 125 Лм/Вт.

Виды светодиодных ламп

Светодиодные лампы повторяют все возможные виды ламп накаливания, галогенных и люминесцентных ламп. Выпускаются обычные лампы «груши», «свечки» и «шарики» с цоколями E27 и E14, «зеркальные» лампы R39, R50 с цоколями E14, и R63 с цоколем E27, споты с цоколями GU10 и GU5.3, капсульные микролампы с цоколями G4 и G9, лампы для потолков с цоколем GX53.

В светодиодных лампах используются различные типы светодиодов. В самых первых светодиодных лампах использовались обычные светодиоды в пластиковом корпусе. Такие лампы получили название «Кукуруза» (Corn) за визуальное сходство с кукурузным початком.

Сейчас светодиоды в корпусах используются в лампах довольно редко, и, как правило, это мощные светодиоды.

В большинстве современных ламп используются бескорпусные светодиоды и светодиодные сборки.

В последнее время всё чаще используются светодиодные излучатели COB (chip on board). В них множество светодиодов покрыты единым люминофором.

Разновидность COB - светодиодные нити (led filament), в которых множество светодиодов размещено на металлической, стеклянной или сапфировой полоске, покрытой люминофором.

Появилось даже русское слово «филамент», которое начали использовать некоторые производители.

Ещё одна новейшая технология - Crystal Ceramic MCOB. На пластине из прозрачной керамики располагается множество светодиодов. Пластина с обеих сторон покрывается люминофором, поэтому такой излучатель практически равномерно светит во все стороны.

Параметры светодиодных ламп

На качество света светодиодной лампы влияют пять основных параметров:

1. Световой поток. Измеряется в люменах, (Лм, Lm).

Световой поток - это общее количество света, которое даёт лампа. Чем больше люмен, тем ярче лампа. 60-ваттная лампа накаливания даёт приблизительно 580 Лм, 40-ваттная 350 Лм, 75-ваттная - 800 Лм, 100-ваттная - 1250 Лм. В стандартах и на многих сайтах вы увидите более высокие значения. Я привожу данные для обычных ламп, которые продаются в магазинах, работающих от обычной сети, в которой обычно около 220 вольт (а не 230, полагающиеся по стандарту).

2. Коэффициент пульсации света.

Естественные источники света (солнце, огонь свечи) светят равномерно, однако многие электрические источники света (лампы, экраны мониторов) дают не равномерный свет, а пульсирующий, при этом частота и степень пульсации могут быть весьма разными.

При частоте 50 Гц пульсация света более 40% воспринимается визуально, как стробоскопический эффект (пульсацию видно при резком переводе взгляда или повороте головы). Такую пульсацию легко распознать с помощью : берём обычный длинный карандаш за кончик и начинаем быстро-быстро крутить им по полукругу туда и обратно. Если отдельных контуров карандаша не видно, - мерцания нет, если же видно «несколько карандашей» - свет мерцает.

Видимая пульсация света вызывает ощущения дискомфорта, усталости и даже недомогания. Кроме того современные медицинские исследования показывают, что органы зрения и мозг способны воспринимать невидимую пульсацию света с частотой до 300 Гц. При высокой частоте мерцания свет не оказывает визуального воздействия, но способен влиять на гормональный фон, который в свою очередь воздействует на эмоции человека, его работоспособность, суточные ритмы, а также многие другие сферы жизнедеятельности.

Свет с частотой пульсации выше 300 Гц не имеет заметного влияния на организм человека, так как пульсации на таких частотах просто не воспринимаются сетчаткой глаза.

В СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» указывается, что коэффициент пульсаций освещённости рабочей поверхности рабочего места не должны превышать 10% - 20% (в зависимости от степени напряжённости работы), при этом нормируются только те пульсации, частота которых ниже 300Гц.

В СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы» указывается, что коэффициент пульсаций освещения при работе на ПЭВМ не должен превышать 5%.

По ГОСТ 54945-2012 коэффициент пульсации определяется по формуле:

За секунду производятся тысяча измерений яркости. Из максимального полученного значения вычитается минимальное и результат делится на два средних значения (суммы всех значений, разделённой на их количество), получившийся результат умножается на 100.

Когда пульсации света нет, все измеренные значения одинаковы и коэффициент пульсации равен нулю. В современных системах, где яркостью управляет ШИМ, импульс света может быть гораздо короче паузы и тогда коэффициент пульсации может принимать значения больше 100%.

Например, когда импульс света в 10 раз короче паузы между импульсами, яркость в импульсе - 100 Лм, яркость в паузе - 0, среднее значение будет 10 Лм и по формуле ((100-0)/(10*2))*100=500%.

Пульсация с коэффициентом более 100 встречается в плохих светодиодных лампах и плохих мониторах.

Большинство хороших светодиодных ламп имеют коэффициент пульсации света менее 5%. Обычные лампы накаливания имеют коэффициент пульсации света от 8 до 32% в зависимости от мощности (точнее, от толщины и инерционности спирали), поэтому ничего страшного в светодиодных лампах, имеющих пульсацию света до 40% нет, а вот лампы с пульсацией более 40% покупать и использовать не следует ни в коем случае.

Ещё один способ проверить наличие пульсации света - посмотреть на свет через камеру смартфона. Как правило при пульсации света более 5% по экрану будут идти полосы, причём чем они контрастней, тем пульсация сильней. Недостаток этого способа в том, что полосы будут видны и при безвредной пульсации 5-40%.

Спектр света светодиодной лампы отличается от спектра солнечного света и света обычной лампы накаливания. Хоть свет и выглядит белым, некоторых цветовых компонентов в нём больше, а некоторых меньше. Индекс цветопередачи показывает, насколько равномерен уровень разных цветовых компонентов в свете. При низком Ra хуже видны оттенки. Такой свет визуально неприятен, причём понять, что в нём не так, очень сложно. У ламп накаливания и солнца Ra=100, у хороших светодиодных ламп он больше 80, у очень хороших больше 90. Лампы с Ra ниже 80 в жилых помещениях лучше не использовать.

Индекс Ra учитывает только восемь цветов и розового цвета, влияющего на восприятие оттенков человеческой кожи, среди них нет. Иногда можно встретить указание индекса R9 - это как раз розовый цвет. Считается, что R9 у хороших ламп должен быть больше ноля. У очень хороших - больше 50.

Недавно появились ещё две новые системы определения качества цвета в освещении. Это CQS (на основе 15 цветов) и TM30 (на основе 99 цветов). Пока ни одной серийной лампы, на упаковке которых указан один из этих новых индексов я не встречал, но при тестировании ламп на lamptest. ru я указываю все три индекса.

Цветовые индексы хорошей светодиодной лампы

4. Цветовая температура (измеряется в градусах Кельвина, K).

Светодиодные лампы выпускаются с разной цветовой температурой света: 2700К - тёплый свет, как у ламп накаливания, 3000К - чуть боле белый комфортный свет, 4000К - белый свет, 6500К - холодный белый свет.

Учёные утверждают, что белый и холодный белый свет повышают работоспособность, а тёплый свет способствует релаксации. Для того, чтобы человек полноценно отдыхал дома, придя с работы и лучше засыпал, рекомендуется использовать дома тёплое освещение. На мой взгляд для дома больше подходят лампы с цветовой температурой 2700-3000К. К тому же у светодиодных ламп с тёплым светом спектр более ровный, а у «холодных» ламп на спектре есть резкий пик синего цвета, который по мнению некоторых учёных вреден для глаз.

5. Угол освещения.

Обычные лампы накаливания светят во все стороны, галогенные споты дают узкий пучок света. Со светодиодными лампами всё сложнее.

Многие светодиодные лампы, заменяющие обычные лампы накаливания, имеют колпак в форме полусферы такого же диаметра, как корпус. Такие лампы практически не светят назад и если они направлены вниз, потолок будет оставаться тёмным, что может быть некомфортно. К счастью, в последнее время появилось много ламп, прозрачный колпак которых больше корпуса и за счёт этого лампа немного светит и назад.

Лампы с узким и широким углом освещения

Лампы на светодиодных нитях (filament) или прозрачных дисках (Crystal Ceramic MCOB) имеют такой же большой угол освещения, как обычные лампы накаливания.

Лампа накаливания, филаментная лампа и лампа Crystal Ceramic MCOB

Большинство светодиодных спотов (ламп для подвесных потолков с цоколями GU10 и GU5.3) светят рассеянным светом с углом около 100 градусов и ослепляют из-за слишком широкого угла (галогенные споты дают узкий луч света с углом освещения около 30 градусов).

Галогенная лампа и светодиодная лампа с широким углом освещения

Только некоторые светодиодные споты имеют такой же узкий угол освещения, как у галогенных ламп. Такие лампы легко распознать по наличию линз перед светодиодами.

Светодиодные лампы с узким углом освещения

Помимо основных параметров, влияющих на качество света, важно обращать внимание и на другие параметры светодиодных ламп:

1. Рабочее напряжение.

Большинство светодиодных ламп рассчитаны на сетевое напряжение 230 В, лампы с цоколями GU5.3 и G4 выпускаются также на 12 вольт. Светодиодные лампы работают в широком диапазоне напряжений. Обычно производители точно указывают диапазон (например, 90-265 В), но даже те лампы, на упаковке которых написано 230, 220 или 220-240 В, могут нормально работать на сильно пониженных напряжениях, не снижая яркость.

Все 12-вольтовые лампы могут работать как на переменном, так и на постоянном напряжении. Использование источника стабилизированного постоянного напряжения позволяет полностью исключить пульсацию света даже у тех 12-вольтовых ламп, которые мерцают при питании переменным напряжением.

2. Потре**яемая мощность.

Светодиодные лампы весьма экономичны. Обычно мощность ламп лежит в диапазоне 1.5-15 Вт. Яркость светодиодных ламп нельзя оценивать по мощности: чем современней лампа, тем ярче она светит при той же мощности. Эффективность светодиодных ламп, имеющихся в продаже, составляет от 40 до 125 Лм/Вт, поэтому яркость лампы с одинаковой мощностью может отличаться втрое.

3. Поддержка работы с выключателем, имеющим индикатор.

Многие светодиодные лампы не могут работать с выключателями, имеющими индикатор. Они вспыхивают или слабо горят, когда выключатель выключен. Это происходит из-за того, что слабый ток постоянно течёт через лампу. Выхода из этой ситуации два: или использовать лампы, корректно работающие с такими выключателями или отключать индикатор внутри выключателя.

4. Поддержка диммирования.

Большинство светодиодных ламп не может работать с регуляторами яркости (диммерами), но существуют специальные диммируемые светодиодные лампы (они дороже обычных). В отличие от ламп накаливания, при снижении яркости светодиодная лампа не меняет цвет освещения (у обычной лампы он желтеет). Многие диммируемые светодиодные лампы диммируются не до нуля, а лишь до 15-20% полной яркости. Уровень минимума диммирования зависит не только от лампы, но и от модели диммера. Как правило те диммеры, которые специально предназначены для светодиодных ламп, позволяют установить более низкую минимальную яркость. Некоторые светодиодные лампы при работе с диммером издают гудящий звук, громкость которого так же может зависеть от модели диммера.

5. Эквивалент мощности.

Большинство производителей указывает на упаковке ламп эквивалент мощности лампы накаливания, то есть какой лампе накаливания соответствует по яркости лампа. В Европе наметилась правильная тенденция к отказу от указания эквивалента - покупателей приучают выбирать лампы по яркости а люменах. На большинстве светодиодных ламп в европейских магазинах теперь крупно указывается световой поток и не указывается эквивалент мощности.

6. Коэффициент мощности (Power Factor).

Большинство светодиодных ламп потребляет ток неравномерно в течение периода синусоиды питающего напряжения. Для бытового использования это не имеет большого значения, так как все бытовые счётчики учитывают только активную мощность, которая и указывается в характеристиках ламп. Значение PF у светодиодных ламп может быть от 0.2 до 1.

7. Габаритные размеры.

При выборе ламп не стоит забывать обращать внимание на габаритные размеры, которые у светодиодных ламп иногда бывают гораздо больше, чем у соответствующих ламп накаливания. Лампа может просто не поместиться в светильник или будет некрасиво торчать из плафона.

8. Срок службы.

Производители указывают для светодиодных ламп срок службы от 10000 до 50000 часов. Важно понимать, что все эти сроки рассчитываются теоретически и проверить это на практике невозможно - лампы производятся не так давно, а 50000 часов - это почти шесть лет непрерывной работы.

9. Гарантийный срок.

Производители дают гарантию на лампы на срок от 1 до 5 лет. Рекомендую всегда фотографировать смартфоном чеки, когда вы покупаете лампы. Чек потеряется или выцветет, а фотография останется и по ней можно будет восстановить чек и обменять лампу. Любой магазин, продающий лампы обязан обменивать их по гарантии, если же магазин пропал, смело обращайтесь к производителю. Гарантия на лампы работает!

10. Надёжность ламп.

К сожалению, далеко не все светодиодные лампы работают те десятки тысяч часов, которые обещает производитель. Из 14 светодиодных ламп, установленных в моей квартире, за три года вышли из строя 4, и только одна из них - после окончания гарантийного срока. Ещё раз повторю - меняйте лампы по гарантии, если они сломались.

11. Дата изготовления лампы.

Нет, лампы не портятся от долгого хранения, но технологии очень быстро развиваются и лампы, которые были выпущены два года назад, скорее всего окажутся хуже тех, которые произведены совсем недавно. Обращайте внимание на дату выпуска (если она указана) при покупке ламп. Не советую покупать лампы, которые были произведены более, чем год назад.

На чём экономят производители

В продаже можно встретить почти одинаковые лампы по цене, отличающейся в несколько раз. Так на чём же экономят производители и можно ли покупать дешёвые лампы?

1. Светодиоды и люминофор.

В дешёвых лампах часто используются светодиоды с низким индексом цветопередачи. К счастью, ламп с Ra меньше 70 в продаже уже почти не осталось, но с Ra 72-75 их продаётся множество, хотя считается, что для бытового освещения Ra должен быть не менее 80.

2. Электроника.

В дешёвых лампах вместо полноценной платы драйвера часто используется простейшая схема из диодного моста и двух конденсаторов. Такие лампы почти всегда имеют недопустимую пульсацию света и слабо светятся при подключении через выключенный выключатель, имеющий индикатор. Недобросовестные производители для удешевления используют дешёвые конденсаторы, которые редко работают больше 2-3 лет.

3. Охлаждение.

В дешёвых лампах используется самые примитивные теплоотводы. Светодиоды и элементы электронной схемы могут перегреваться и лампа выйдет из строя гораздо раньше.

Как производители обманывают покупателей

Многие производители указывают на упаковках ламп завышенные параметры. Можно встретить лампы, на которых написано «Эквивалент лампы накаливания 60 Вт», а светят они лишь, как 25-ваттные лампы накаливания.

Вот неполный список ухищрений производителей:

1. Завышенный эквивалент.

Производитель указывает эквивалент лампы накаливания гораздо выше реального. Иногда уличить производителя можно даже не вскрывая упаковку лампы. Мне встречались лампы, на которых был указан эквивалент 60 Вт, а мелкими буквами световой поток 340 Лм, соответствующий мощности 40 Вт.

2. Завышенный световой поток.

По ГОСТ Р 54815-2011 измеренный начальный световой поток светодиодной лампы должен быть не менее 90% номинального светового потока. Многие производители считают, что раз в ГОСТе написано 90%, можно смело делать лампы со световым потоком 540 Лм и писать 600, а другие на ГОСТ просто плюют и «приписывают» до 40% светового потока. Некоторые вообще не указывают световой поток на лампах.

3. Завышенная мощность.

Как правило, когда производитель указывает завышенные значения светового потока и эквивалента, мощность тоже завышается. На полке магазина могут рядом лежать две очень похожие лампы разных производителей, на одной из которых указана мощность 6 Вт, а на другой 8 Вт, при этом фактически может оказаться, что первая лампа имеет большую мощность и ярче светит.

4. Завышенный срок службы.

Существуют производители, которые указывают срок службы ламп 50000 часов, при этом в их драйверах стоят конденсаторы, которые вряд ли проработают больше 5000 часов.

5. Завышенный индекс цветопередачи.

Некоторые производители вообще не указывают в характеристиках ламп индекс цветопередачи, некоторые пишут «не менее 80», а по факту может быть лишь чуть выше 70.

6. Некорректное указание цветовой температуры.

Один очень крупный и известный производитель на всех своих лампах с тёплым светом всегда пишет 2700К, а по факту цветовая температура их света составляет около 3000К.

7. Пульсация света.

Некоторые производители до сих пор выпускают лампы с высоким уровнем пульсации света. На таких лампах никогда ничего не пишут про пульсацию. Использование таких ламп может быть вредно для здоровья и они вообще не должны выпускаться и продаваться.

Как выбрать хорошие лампы

Выбор светодиодных ламп - задача непростая. Даже у самых именитых производителей, таких, как OSRAM, встречаются лампы с недопустимо высокой пульсацией. У некоторых производителей часть ламп хорошие, а часть не очень. Для того, чтобы точно знать, какие лампы хорошие, а какие нет, я создал проект по независимому тестированию светодиодных ламп. Я тестирую лампы и публикую результаты измерения всех основных параметров. Сейчас протестировано уже более 800 моделей ламп 70 брендов и работа продолжается. Поэтому самый простой вариант выбора - найдите интересующую вас лампу на lamptest и посмотрите на её измеренные параметры:

коэффициент пульсации не должен превышать 40% (а лучше, чтобы он был менее 10%);
индекс цветопередачи должен быть не менее 80 (для хозяйственных помещений можно от 70);
световой поток должен быть не меньше, чем у той лампы накаливания, которую вы хотите заменить светодиодной;
если у вас установлен выключатель с индикатором, убедитесь, что лампа может с ним корректно работать.
если у вас установлен регулятор яркости, убедитесь, что лампа поддерживает диммирование;
если вы выбираете лампы-споты, обратите внимание на угол освещения. Лампы с углом более 50° будут ослеплять при установке в потолке большого помещения.

Если интересующей вас лампы пока не на сайте lamptest. ru, рекомендую руководствоваться следующими критериями выбора:

если на упаковке указано «без пульсации» с большой вероятностью пульсация света лампы будет менее 5%. Если это не указано и есть возможность включить лампу, посмотрите на её свет через камеру мобильного телефона. По экрану не должны идти полосы. Попробуйте покрутить карандашом или другим длинным предметом перед лампой. Если контуры карандаша размыты - пульсаций нет, если вы видите «несколько карандашей» есть видимая пульсация и такую лампу покупать не стоит.
Посмотрите, как выглядит кожа руки под светом лампы. Если цвет сероватый - у лампы низкий индекс цветопередачи и её лучше не покупать.
Сравните яркость света лампы с яркостью света лампы накаливания или другой лампы, яркость которой вам известна. Приблизительное сравнение можно сделать с помощью датчика света большинства смартфонов на Android. Установите любое приложение-люксметр (например Sensors Multitool и там выберите «light»). Датчики всех смартфонов не откалиброваны, поэтому значения у всех смартфонов будут совершенно разными, но для сравнения это не важно. Заранее возьмите дома матовую лампу такой же формы, как вы хотите купить, запустите приложение и прислоните смартфон датчиком к лампе (датчик находится над экраном слева или справа, подносите его к верхушке обычных ламп и к центру бока ламп-свечек). Запишите получившееся значение. В магазине включите лампу, подождите хотя бы минуту (при прогреве светодиодные лампы теряют до 12% яркости), запустите приложение и прислоните датчик к лампе. Сравните значение с измеренным дома. Теперь вы почти точно будете знать, ярче измеряемая лампа, чем та, которая была измерена дома, или тусклее.
Обратите внимание на дату производства лампы (у большинства ламп она указана на корпусе). Если лампа выпущена более, чем год назад, лучше её не покупайте - прогресс идёт очень быстро и современные лампы лучше тех, которые выпускались раньше.
Обратите внимание на гарантийный срок. Если гарантия большая (3-5) лет, вероятность выхода лампы из строя гораздо меньше.
После покупки сфотографируйте чек. Если лампа выйдет из строя, эта фотография поможет вам поменять её по гарантии, если обычный чек потеряется или выцветет.

Заключение

Светодиодные лампы становятся всё лучше и лучше. Уже сейчас они способны полноценно заменить дома лампы накаливания, галогенные лампы и компактные люминесцентные (энергосберегающие) лампы. Теперь вы знаете всё об особенностях светодиодных ламп и сможете выбрать лампы, которые будут служить вам долгие годы и обеспечат комфортное освещение.

. Минимальная стоимость выезда 10 000 руб.
Окончательная стоимость на проведение специальной оценки условий труда зависит от количества рабочих мест, а также производственных факторов присутствующих на рабочих местах.
*- Цена для Москвы и Московской области
(Дневной интервал инструментальных измерений с 9-00 до 22-00) . Минимальная стоимость выезда 10 000 руб.
*- Цена для Москвы и Московской области
(Ночной интервал инструментальных измерений с 22-00 до 9-00 рассчитывается по двойному коэффициенту). Минимальная стоимость выезда 20 000 руб.

В настоящее время энергосбережение на промышленных предприятиях и в быту заставляет потребителей обратить внимание на такие источники света, как светодиодные (LED) лампы. Эти осветительные приборы при малой мощности (8-14Вт) обладают высокой светоотдачей (сравнимой с лампой накаливания 60Вт) и высокой безопасностью: температура на их поверхности не превышает 71°C, поэтому корпус может быть изготовлен как из стекла, так и из пластика. Однако при использовании светодиодных ламп важен и такой параметр, как коэффициент пульсации.

При подаче переменного тока на любую лампу возникает пульсация света. Она может быть незаметна для глаз, тем не менее, определенные частоты пульсации влияют не только на зрение, но и на производительность труда, утомляемость, психику человека. ГОСТ определяет коэффициент пульсации как относительную глубину колебаний освещенности при изменении светового потока во времени при использовании переменного тока в электрической цепи освещения. Санитарные правила 52.1333 от 2011 года устанавливают порог коэффициента пульсации 5%, однако производители не указывают эту характеристику своей продукции. Поэтому для рабочих мест с особыми требованиями к освещенности производится сертификация с составлением протокола по определению коэффициента пульсации осветительных приборов.

В исследовательских целях эту величину измеряют пульсметром-люксметром на расстоянии 1 м от лампы. В реальных условиях (например, при высоте потолка 2,7 м), при удалении измерительного прибора от источника света показатели пульсации увеличиваются, то есть плотность светового потока обратно пропорциональна коэффициенту пульсации.

Светодиодные лампы при всей своей внешней простоте являются сложным полупроводниковым устройством, поэтому у разных фирм они существенно отличаются по целому ряду характеристик, в том числе и по коэффициенту пульсации. Исследования, проведенные в лаборатории ВНИСИ независимыми экспертами, позволили определить, что коэффициент пульсации светодиодных ламп колеблется от 0 до 52%. Испытание проходили лампы-ретрофиты (то есть изготовленные по типу стандартной цокольной лампы накаливания) отечественного и зарубежного производства. Глубина колебаний в таких лампах зависит от качества встроенной в корпус электросхемы, выравнивающей напряжение.

Светодиодные ленты и светильники, подключенные к стабилизированным источникам тока, показывают минимальный коэффициент пульсации освещенности, от 0 до 1.2%.

Содержание:

Полупроводниковые осветительные приборы обладают множеством преимуществ и пользуются широкой популярностью среди широких масс населения. Среди них следует отметить сравнительно невысокий коэффициент пульсации светодиодных ламп, характеризующий степень безопасности того или иного источника освещения для человеческого глаза. Дело в том, что формирование зрения происходило только при солнечном свете, при отсутствии посторонних факторов.

По мере развития цивилизации, человечеству потребовалось дополнительное освещение для нормальной жизни и деятельности в темное время суток. В связи с этим . Следом за ними появились и современные осветительные приборы. Сравнительно недавно ученые обнаружили у них явление пульсации, отрицательно влияющее на организм. В результате, многие виды ламп были признаны недопустимыми для использования в детских учреждениях, и других помещениях с постоянным пребыванием людей.

Мерцание или пульсация светодиодных ламп

Эффект мерцания во время освещения создается практически всеми осветительными приборами. Пульсирующий световой поток не воспринимается напрямую человеческим глазом, поскольку частота пульсаций выше критической частоты слияния мельканий. Тем не менее, отрицательное воздействие присутствует, приводя к повышенной утомляемости. В случае усиления пульсации, возрастает глазное напряжение, наступает быстрая усталость, головные боли. В конечном итоге, человек уже не может сосредоточиться при выполнении сложной работы.

Максимальное мерцание создается обычными лампами накаливания. Поскольку мерцание полностью зависит от пульсаций источника питания, в светодиодных лампах эта проблема была решена путем использования драйверов, через которые к источнику света осуществляется подача постоянного электрического тока. Однако не все производители устанавливают качественные элементы, способные понизить уровень пульсации даже ниже допустимой нормы. Таким образом, конечный продукт имеет очень низкую стоимость, но и соответствующее неудовлетворительное качество.

В некоторых случают мерцание светодиодных ламп может появиться лишь через определенное время после их покупки. Это также свидетельствует о низком качестве товара. Наиболее выгодным вариантом считается приобретение дорогостоящих изделий, у которых на упаковке отражены технические характеристики, в том числе и коэффициент пульсации, являющийся важным параметром каждого источника освещения.

Что такое коэффициент пульсации

Основной характеристикой мерцания светового потока является коэффициент пульсации. Он представляет собой безразмерную величину, выраженную в процентах и показывающую степень колебания освещенности при временном изменении светового потока. За основу берется источник света, подключенный к переменному току. В формуле, приведенной на рисунке, Емакс и Емин соответствуют максимальному и минимальному значению освещенности за время ее колебания, Еср является средним значением освещенности за этот же промежуток времени.

Как показали исследования, даже при 10% коэффициенте пульсации возникает стробоскопический эффект, являющийся оптическим обманом зрения, появляющимся в результате искаженного восприятия предметов, находящихся в движении. В соответствии с нормами Российской Федерации, допустимая величина коэффициента пульсации установлена в размере 5-20% в зависимости от условий, в которых осуществляется зрительная работа.

В местах где чаще всего находятся люди, коэффициент пульсации не должен превышать:

Помещения, где установлены компьютеры - 5%.
Детские дошкольные учреждения - 10%.
Учреждения общего, начального, среднего и высшего специального образования - 10%.

Кроме того, 10% норма устанавливается для помещений, где может появиться стробоскопический эффект и в помещениях, предназначенных для выполнения высокоточных работ.

Коэффициент пульсации не ограничивается в складских помещениях и производственных цехах, в которых люди пребывают лишь периодически и где отсутствует вероятность появления стробоскопического эффекта. Последний фактор может привести к возникновению опасной ситуации, когда вращение детали и частота мерцаний света будут совпадать. В этом случае деталь будет визуально казаться находящейся в неподвижном состоянии, из-за чего возрастает риск производственного травматизма.

Данные нормы были введены сравнительно недавно, но лишь в последнее время их соблюдение стало активно контролироваться. Практически все рабочие места на большинстве предприятий, учреждений и учебных заведений перестали отвечать санитарным нормам. Поэтому все мероприятия по результатам проверок направлены на улучшение качества .

Проверка уровня пульсации светодиодных ламп

Уровень пульсации определяется коэффициентом, который рассматривался ранее. При условии подключения светодиодных ламп к переменному току, в зависимости от схемы питания, коэффициент пульсации может составлять 1-30%, то есть охватывается весь возможный диапазон.

Для того чтобы определить этот коэффициент, необходимо произвести специальные измерения. При этом следует учитывать несколько факторов. Во-первых, все измерения должны проводиться только при переменном токе, поскольку постоянный ток дает нулевой коэффициент и мерцание полностью отсутствует. Во-вторых, не следует пытаться измерять пульсацию с помощью подручных средств, например, фотокамерой. Они лишь констатируют сам факт мерцания, а не его величину.

Поэтому для проведения измерений существуют специальные приборы с функцией преобразования излучения. Можно воспользоваться многоканальным радиометром «Аргус», пульсометрами-люксметрами «Аргус 07» или «ТКА-ПКМ/08» и другими аналогичными устройствами. Все они могут подключаться к компьютерам для проведения дополнительных вычислений с помощью специальных программ.

(55 votes, average: 4,51 out of 5)

Коэффициент пульсации освещенности в осветительных установках. Метод расчета.
Пульсации светового потока возникают при питании источников света переменным или импульсным током. Человек зрительно различает пульсации светового потока с частотой, меньшей критической частоты слияния мельканий, лежащей в диапазоне от 35 до 60 Гц в зависимости от области сетчатки глаза, воспринимающей излучение: для фовеальной области КЧСМ составляет 40-55 Гц, для парафовеальной она возрастает до 55-60 Гц, на крайней периферии снижается до 35-40 Гц. Таким образом, пульсации светового потока сильнее заметны периферическим зрением.

Опубликовано в журнале Lumen&ExpertUnion №3/2013

[email protected]

Выпускник кафедры «Светотехника и источники света» Московского энергетического института. Инженер-проектировщик ООО «СТК «ГЕЛИОСИТИ». Опыт работы по специальности с 2007 года. Принимал участие в реализации проектов освещения объектов ОАО «Северсталь» и ОАО «АК «Транснефть», цехов Калужского турбинного завода, Кирсинского кабельного завода, Ярославского завода резиновых технических изделий, склада Туринского целлюлозно-бумажного завода, территории ТЦ «Садовод» (14 км МКАД), спортивного зала художественной гимнастики учебно-тренировочного центра «Новогорск», наружного освещения широкого молла Туапсинского морского торгового порта и др.

Видимые глазом пульсации вызывают явное раздражение, но также отрицательное влияние на зрительную работоспособность и нервную систему оказывают неразличимые органом зрения пульсации светового потока, имеющие частоту до 300 Гц. К наиболее опасным последствиям высоких пульсаций светового потока относится возникновение стробоскопического эффекта – иллюзии неподвижности или замедленного движения вращающихся объектов, что может привести к производственным травмам. Повышенная зрительная утомляемость и опасность травматизма диктуют необходимость нормирования величины пульсаций светового потока, который в итоге и влияет на коэффициент пульсации освещенности на объекте (Кп).

Коэффициент пульсации освещенности: термины и определения

Коэффициент пульсации освещенности - один из качественных показателей внутренних осветительных установок, регламентируемый СП52.13330.2011, а также рядом отраслевых стандартов, санитарных правил и норм. По определению коэффициент пульсации освещенности – критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в осветительной установке в результате изменения во времени светового потока источников света при их питании переменным током. В зависимости от разряда зрительной работы, Кп ограничивается значениями, не превышающими 10%, 15% или 20% .

Нижнее значение Кп было выбрано исходя из возможности его реализации во второй половине XX века. Верхнее значение связано с вероятностью возникновения стробоскопического эффекта при Кп > 20%. В помещениях с дисплеями Кп не должен превышать 5% . Кп не ограничивается для помещений с периодическим пребыванием людей, при отсутствии в них условий для возникновения стробоскопического эффекта.

При питании источников света переменным током промышленной частоты (50 Гц) частота пульсаций светового потока определяется её удвоенным значением и составляет 100 Гц. Наличие таких пульсаций невозможно определить «на глаз», для их выявления применяются измерительные приборы – пульсметры, часто совмещаемые с люксметрами. В настоящее время данные приборы получают широкое распространение, в 2012 году был введён стандарт, содержащий перечень рекомендуемых средств измерения и описывающий, как измерять коэффициент пульсации освещенности Кп .

Высокий коэффициент пульсации освещенности (свыше 30%) характерен для осветительных установок, в которых применяются светильники с разрядными лампами и электромагнитными ПРА, подключенные к однофазной линии питания . Вопреки сложившемуся мнению, пульсации светового потока свойственны в том числе и лампам накаливания (Кп до 15% при подключении к одной фазе). Коэффициент пульсации освещенности на объектах со светодиодными источниками света зависят от схемотехнического решения их блоков питания (драйверов): если с целью удешевления конечного продукта на выходе схемы вместо постоянного тока выдаётся выпрямленный ток промышленной частоты, Кп может достигать порядка 30%. В связи с этим рекомендуется запрашивать у производителей или поставщиков светодиодных светильников техническую информацию по пульсациям светового потока для каждого конкретного продукта. Также коэффициент пульсации освещенности возрастает при регулировании светового потока источников света с помощью диммеров, работающих по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ) на частоте до 300 Гц.

Один из способов снижения Кп в осветительных установках переменного тока – применение электронных ПРА с частотой питания от 400 Гц. При частоте питания свыше 5 кГц Кп составляет менее 1%. Данный способ эффективен для люминесцентных и компактных люминесцентных ламп, т.к. их применение с электронными ПРА стало практически повсеместным ввиду очевидных преимуществ и относительно невысокой стоимости решения. Частота питания современных ЭПРА для люминесцентных ламп – от 25 кГц. Ранее для снижения Кп в осветительных установках с многоламповыми люминесцентными светильниками применялись электромагнитные ПРА, работающие по схеме с расщеплённой фазой, обеспечивающей питание одной части ламп в светильнике отстающим током, другой – опережающим.

Разрядные лампы высокого давления (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ) применяются, как правило, в одноламповых светильниках, поэтому подключение по схеме с расщеплённой фазой для них является неактуальным. Применение РЛВД с электронными ПРА не приводит к существенному снижению Кп ввиду относительно низкой частоты выходного тока (порядка 135 Гц), ограниченной физическими особенностями работы горелок ламп.

Наиболее распространённый способ снижения Кп для РЛВД в осветительных установках с трёхфазными групповыми линиями – так называемая расфазировка – поочерёдное присоединение светильников к разным фазам сети. Максимальное снижение Кп достигается при установке в одной точке двух или трёх светильников, питаемых от разных фаз.

В таблице 1 приводятся значения Кп для основных типов источников света, установленных в одной точке при питании от одной, двух или трёх фаз.

Данное планирование расфазировки является идеальным, но значительно чаще встречается применение одного светильника в точке с поочерёдным соединением соседних светильников в ряду к разным фазам сети, реже – поочерёдное соединение соседних рядов светильников к разным фазам.

Оценить эффективность применения расфазировки в цепях переменного тока промышленной частоты с целью снижения коэффициента пульсации в осветительных установках общего освещения со светильниками с разрядными лампами и электромагнитными ПРА можно с помощью предлагаемого метода расчёта, основанного на требованиях, предъявляемых при измерении Кп и инженерном методе расчёта Кп по таблицам . Данный метод может применяться для расчёта Кп в осветительных установках с металлогалогенными лампами (например, серии HPI Plus), дуговыми ртутными лампами (ДРЛ) и люминесцентными лампами типа ЛБ или ЛД и их зарубежных аналогов – ламп цветности 640 и 765 соответственно.

Коэффициент пульсации освещенности: алгоритм вычисления

1. Моделирование осветительной установки в расчётной программе.Необходимые исходные данные: габариты помещения, коэффициенты отражения его поверхностей, наличие затеняющих объектов, схема и высота установки светильников, высота плоскости нормируемой освещённости).
Наиболее распространённой расчётной программой является DIALux, поэтому методика расчёта будет рассматриваться на его примере.

2. Распределение светильников по фазам согласно электрическому проекту или схеме. Ввиду того, что в программе DIALux расчёты проводятся по сценам освещения, для удобства получения результатов следует добавить светильники каждой фазы к соответствующим элементам управления (Фаза A, Фаза B, Фаза C), которые затем необходимо добавить к соответствующим сценам освещения (Фаза A, Фаза B, Фаза C). Либо можно создать отдельные расчётные файлы со светильниками от каждой фазы.

3. Определение минимального количества квадратов расчётной сетки. Минимальное количество квадратов расчётной сетки определяется исходя из размеров помещения и высоты подвеса светильников над нормируемой рабочей поверхностью.
Минимальное количество квадратов расчётной сетки N1 в квадратном помещении определяется по таблице 02 в соответствии с индексом помещения i:

a и b – размеры сторон помещения, м;
h0 – высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м.

Как правило, помещения имеют неквадратную форму. Минимальное количество квадратов расчётной сетки N для неквадратного помещения рассчитывается по формуле:

Sп – площадь помещения, м;
Sк – площадь квадрата со стороной, равной наименьшей стороне помещения, м.

4. Создание сетки расчётных точек освещённости.
Расстановка контрольных точек расчёта освещённости производится в центре каждого квадрата расчётной сетки. При размещении контрольных точек расчёта освещённости на плане помещения их сетка не должна совпадать с сеткой размещения светильников. В случае совпадения сеток число контрольных точек на плане помещения следует увеличить. При расположении в помещении крупногабаритного оборудования контрольные точки не должны располагаться на оборудовании. Если контрольные точки попадают на оборудование, сетку контрольных точек следует сделать более частой и исключить точки, попадающие на оборудование.

5. Определение освещённости в контрольных точках для каждой фазы с помощью расчётной программы.

6. В каждой точке максимальное из значений освещённости принимается равным 100%, значения освещённости от светильников оставшихся фаз выражаются в процентах от максимального значения.

7. По результатам п. 6 для каждой контрольной точки определяется значение Кп_оуi в соответствии с типом источника света по таблице 3, 4 или 5. Если расчёт производится для двухфазной системы, доля освещённости от третьей фазы принимается равным 0%.

8. По результатам п. 7 для каждой контрольной точки определяется значение Кпi по формуле:

Кп_ис – значение коэффициента пульсации освещенности применяемого источника света при подключении к одной фазе, определяемое по таблице 1.

9. Для удобства полученные результаты сводятся в таблицу 06:

10. Коэффициент пульсации освещенности Кп определяется как среднее арифметическое всех значений Кпi, полученных
в п. 9.

N – количество расчётных точек.

Рассмотрим применение данного метода на конкретном примере: производственный цех размерами 60 х 18 х 10 м, высота установки светильников 9 м, светильники устанавливаются на поперечных балках с шагом 6 м, нормируемая средняя горизонтальная освещённость на уровне 0,8 м: 200 лк, разряд зрительных работ: IV (средней точности, Кп < 20%).

1. Моделирование осветительной установки в DIALux.

Коэффициенты отражения поверхностей в промышленном помещении выбираются в соответствии с одним из наименее благоприятных возможных условий: потолок – стекло (6%), стены – бетон (27%), пол – цемент (27%). Коэффициент запаса
(в DIALux – коэф. уменьшения) принимается равным 0,71.

Выбранный тип светильников: подвесной BOX LAMA Q 250W с широкосимметричным отражателем 48D и защитным стеклом с металлогалогенной лампой HPI Plus 250/743 BU. Для обеспечения нормируемой освещённости на рабочей поверхности потребуется 27 светильников, установленных в 3 ряда с шагом 6 м (по 9 светильников в ряду). Результаты светотехнических расчётов приведены на рис. 1.

2. Распределение светильников по фазам.

В рассматриваемом примере будет использовано распределение светильников по фазам в соответствии со схемой:

B – C – A – B – C – A – B – C – A
C – A – B – C – A – B – C – A – B

Выделение светильников каждой фазы для присоединения к соответствующим элементам управления в DIALux удобнее производить сверху вниз, слева направо (см. рис. 2).

Светильники каждой фазы необходимо присоединить к соответствующим элементам управления. Для удобства элементы управления следует переименовать в соответствии с фазами A, B, C.
Затем каждый элемент управления присоединяется к соответствующей сцене освещения (см. рис. 3). Для удобства сцены освещения целесообразно переименовать в соответствии с фазами A, B, C.

3. Определение минимального количества квадратов расчётной сетки (см. рис. 4).

Определение индекса помещения в соответствии с формулой 1:

Минимальное количество квадратов расчётной сетки N1 для квадратного помещения определяется по таблице 2 в соответствии с индексом помещения i: 9. Ввиду того, что помещение имеет прямоугольную форму, минимальное количество квадратов расчётной сетки N рассчитывается по формуле 2:

4. Создание сетки расчётных точек освещённости. Площадь помещения составляет 1080 м2, минимальное количество квадратов расчётной сетки – 30 шт. При данных параметрах максимальная площадь квадрата расчётной сетки составляет 36 м2, т.е. 6х6 м. Контрольные точки расчёта освещённости следует располагать в центре квадратов расчётной сетки.

5. Определение освещённости в контрольных точках для каждой фазы.Для наглядного представления результатов расчёта в DIALux следует отметить пункт «Расчётные точки (обзор результатов)» для сцен освещения каждой фазы.
Значения освещённости от каждой фазы в 30 контрольных точках заносятся в таблицу (см. таблицу 7).

6. В каждой из 30 точек максимальное значение освещённости принимается равным 100%, значения освещённости от светильников оставшихся фаз выражаются в процентах от максимального значения.

Например, в точке 1 освещённость от фазы А составляет 46 лк, от фазы B – 49 лк, от фазы C – 18 лк. Максимальной является освещённость, создаваемая светильниками фазы B – 49 лк, данное значение принимается равным 100%. Освещённость от фазы A составляет 94% от максимальной освещённости, от фазы C – 37%. Процентные соотношения заносятся в таблицу (см. таблицу 7).

7. По результатам п. 6 для каждой контрольной точки определяется коэффициент пульсации осветительной установки Кп_оуi по таблице 3, т.к. применяемый источник света - металлогалогенная лампа.
Например, в точке 1 Кп_оу1 определяется по таблице 3 на пересечении значений 94% и 37% и равен 28,3% (точное значение получено с помощью интерполяции табличных данных). Полученные значения Кп_оуi заносятся в таблицу (см. таблицу 7).

8. По результатам п. 7 для каждой контрольной точки определяется значение коэффициента пульсаций источника света Кпi по формуле 3. Для металлогалогенных ламп Кп_ис = 37% (по таблице 1).
Например, для точки 1 .

Полученные значения Кпi заносятся в таблицу (см. таблицу 7).

9. Полученные результаты сводятся в таблицу 7:

Как видно из таблицы 7, при отсутствии затеняющих объектов в помещениях с симметричным расположением сетки светильников каждой фазы относительно сетки расчётных точек, значения освещённостей в расчётных точках также имеют симметрию (в рассматриваемом случае – только в поперечной плоскости). Следовательно, для расчёта Кп с достаточной точностью можно использовать половину расчётных точек (с 1 по 15 или с 16 по 30).

10. Коэффициент пульсации Кп определяется как среднее арифметическое всех значений Кпi, полученных в п. 9.

Таким образом, коэффициент пульсации освещенности в данном промышленном помещении равен 5,3%, что значительно ниже нормируемого значения 20%.

Предложенная в примере схема расфазировки является одной из наиболее оптимальных. Рассмотрим также ряд схем подключения светильников в трёхфазной сети:

Подключение поперечных рядов к отдельным фазам: Кп = 10,9%.

A – B – C – A – B – C – A – B – C
A – B – C – A – B – C – A – B – C
A – B – C – A – B – C – A – B – C

Подключение продольных рядов к отдельным фазам: Кп = 13,6%.

A – A – A – A – A – A – A – A – A
B – B – B – B – B – B – B – B – B
C – C – C – C – C – C – C – C – C

Подключение светильников одной фазы в шахматном порядке для обеспечения равномерного распределения освещённости в дежурном режиме работы осветительной установки (светильники фазы А): Кп = 13,3%.

A – B – A – C – A – B – A – C – A
B – A – C – A – B – A – C – A – B
A – B – A – C – A– B – A – C – A

Подключение светильников к двум фазам в каждом продольном ряду трёхфазной сети: Кп = 8,2%.

A – B – A – B – A – B – A – B – A
B – C – B – C – B – C – B – C – B
C – A – C – A – C – A – C – A – C

Чем меньше коэффициент пульсации освещенности осветительной установки в зависимости от рассматриваемой схемы, тем сложнее и дороже будет её реализация с точки зрения стоимости монтажных работ и электротехнических материалов (щитов управления, пускателей, автоматов, кабелей, лотков, монтажных коробок и др.).

В связи с этим целесообразно рассматривать несколько вариантов схем расфазировки и выбирать наиболее простой из удовлетворяющих нормируемым требованиям.

Программа для расчета коэффициента пульсации освещенности

Автором статьи совместно с Андреем Леготиным ([email protected]) была разработана программа, производящая автоматизированный расчёт пп. 3, 6 – 10. Исходными данными являются габариты помещения, высота подвеса светильников относительно расчётной плоскости, тип источников света и значения освещённости в контрольных точках, полученные в расчётной программе. Программа производит расчёт индекса помещения, автоматически предлагает минимальное количество расчётных точек (возможен ручной ввод), рассчитывает коэффициент пульсации освещенности для металлогалогенных, ртутных и люминесцентных ламп с электромагнитными ПРА в каждой контрольной точке, а также коэффициент пульсации освещенности всей осветительной установки. Программа доступна в режиме онлайн на сайте

Статьи по теме