+86-13777012108
(WhatsApp/WeChat)
В пятницу вечером на районном корте половина игроков перестает приходить. Дальняя корзина нахо......
READ MOREНаиболее распространенные проблемы с светодиодные уличные фонари являются преждевременный выход из строя драйвера, проблемы с терморегулированием, ухудшение светоотдачи, блики и световое загрязнение, попадание влаги и коррозии, мерцание и несоответствие цветовой температуры . Хотя светодиодная технология по своей сути более надежна, чем натриевые и металлогалогенные лампы, которые она заменила, реальная частота отказов светодиодных уличных фонарей сильно различается в зависимости от класса продукции: высококачественные устройства от известных производителей достигают срока службы 50 000 часов и более с минимальным снижением мощности, в то время как бюджетные продукты могут выйти из строя в течение 2–3 лет после установки. Понимание конкретных механизмов сбоев, лежащих в основе каждой проблемы, является ключом к принятию решений о закупках и составлению планов технического обслуживания, которые фактически обеспечивают 15–20-летнюю окупаемость инвестиций, которую призвано обеспечить светодиодное уличное освещение.
Светодиодный драйвер — блок питания, который преобразует сетевую мощность переменного тока в контролируемый постоянный ток, необходимый светодиодным модулям, — неизменно считается основной точкой отказа в системах светодиодного уличного освещения. По оценкам исследований светодиодных уличных фонарей, возвращаемых в полевых условиях, На долю отказа драйвера приходится от 50 до 70% всех неисправностей светодиодных уличных фонарей. в первые 5 лет эксплуатации, что намного превышает отказ светодиодных чипов как основной вид отказа. (Источник: Министерство энергетики США, Информационный бюллетень о технологиях твердотельного освещения — светодиодное уличное освещение, DOE/EE-1038, 2014 г.)
Драйвер выходит из строя раньше, чем светодиодные чипы, по структурной причине: электролитические конденсаторы в схеме драйвера, которые сглаживают выпрямленный переменный ток до стабильного постоянного тока, имеют номинальный срок службы От 5000 до 15 000 часов при 85 градусах Цельсия рабочая температура. Светодиодные чипы, напротив, рассчитаны на срок службы от 50 000 до 100 000 часов при тех же условиях. Поскольку конденсатор и светодиодный чип находятся в одной и той же тепловой среде, в подавляющем большинстве случаев конденсатор выходит из строя первым.
Срок службы конденсатора удваивается примерно при каждом снижении рабочей температуры на 10 градусов Цельсия. Драйвер, использующий конденсаторы, рассчитанные на температуру 105 градусов Цельсия (по сравнению с более дешевым стандартом на 85 градусов), работающий в хорошо охлаждаемом корпусе, может достичь Срок службы конденсатора от 40 000 до 60 000 часов — Значительное сокращение разрыва между обслуживанием драйверов и светодиодных чипов. Драйвер, использующий 85-градусные конденсаторы в плохо охлаждаемом корпусе, работающем при 95 градусах Цельсия, может выйти из строя менее чем за 15 000 часов — примерно 5 лет при 8-часовом рабочем дне. (Источник: Nichicon Corporation, Общее описание алюминиевых электролитических конденсаторов, Технические примечания, 2022 г.)
Вот почему рабочая температура в отсеке водителя, а не только заявленные характеристики водителя, является наиболее важным фактором долговечности светодиодных уличных фонарей. Продукты, в которых используются конденсаторы с температурой 105 градусов, термически отделены драйвер от радиатора светодиода и в конструкции драйверного отсека используется эффективное охлаждение с естественной конвекцией, неизменно превосходят продукты, которые экономят затраты на класс конденсатора и тепловую конструкцию корпуса.
Даже когда драйвер работает правильно, неадекватное управление температурой самого светодиодного модуля является основной причиной ускоренного износа светового потока — постепенного снижения светоотдачи, которое происходит по мере старения светодиодных чипов. Взаимосвязь между температурой перехода светодиодов и яркостью света хорошо известна: на каждые 10 градусов Цельсия повышение температуры перехода светодиода выше номинальной рабочей точки степень обесценивания светового потока примерно удваивается. . (Источник: Министерство энергетики США, IES TM-21-11, «Проектирование долгосрочного поддержания светового потока светодиодных источников света», 2011 г.)
Стандарт IES L70 — широко используемый эталон, при котором выходная мощность светодиодов снижается до 70 % от исходного значения — является конечным пределом срока службы для большинства спецификаций светодиодных уличных фонарей. Светильник, работающий при номинальной температуре перехода производителя светодиодов, может достигать L70 за 50 000 часов. Тот же светильник с тепловой конструкцией, которая позволяет температуре перехода на 20 градусов Цельсия превышать заданную, достигает L70 примерно за 12 500 часов — четырехкратное сокращение полезного срока службы только за счет управления температурой.
Наружные светодиодные уличные фонари подвергаются воздействию дождя, конденсата, прибрежного соленого воздуха и очищающей воды на протяжении всего срока службы. Попадание влаги является второй наиболее распространенной причиной выхода из строя светодиодных уличных фонарей после отказа драйвера, и эти два вида отказа часто взаимодействуют: влага, попадающая в отсек драйвера, ускоряет коррозию конденсатора, в то время как влага, попадающая в светодиодный модуль, разрушает люминофор и вызывает коррозию металлических контактов в корпусе светодиодов.
Корпуса уличных фонарей рассчитаны на защиту от проникновения в соответствии со стандартом IP IEC 60529, при этом IP65 является наиболее распространенной спецификацией для дорожного освещения. (защищен от пыли и водяных струй со всех направлений) и IP66 или IP67, предназначенных для мест, подверженных сильному дождю, брызгам или чистке. (Источник: IEC 60529:2013, Степени защиты, обеспечиваемые оболочками, Международная электротехническая комиссия)
Степень IP уличного фонаря проверяется в условиях испытаний во время изготовления. При реальной установке возникает несколько факторов, которые со временем могут снизить эффективность защиты от проникновения:
светодиодные уличные фонари производят интенсивность света с точечным источником, значительно более высокую, чем натриевые лампы с распределенным источником, которые они заменяют, поскольку световой поток светодиодов концентрируется на гораздо меньшей физической площади. Эта высокая яркость — интенсивность света на единицу площади источника — создает блики для водителей, пешеходов и жителей близлежащих районов, которые традиционные типы ламп производят на более низких уровнях при той же общей светоотдаче.
Система Unified Glare Rating (UGR) количественно оценивает дискомфортные блики по шкале, где значения выше 19 считаются неприемлемыми для условий дорожного освещения. Плохо спроектированные светодиодные уличные фонари, особенно те, у которых нет адекватной вторичной оптики или рассеивающих панелей, могут давать значения UGR, равные От 22 до 28 в типичной геометрии дорожного освещения. , значительно выше приемлемого порога. (Источник: CIE 115:2010, Освещение дорог для автомобильного и пешеходного движения, Международная комиссия по освещению)
Мерцание в светодиодных уличных фонарях происходит, когда выходная мощность света изменяется с частотой ниже порога зрительного восприятия человека — примерно от 50 до 80 Гц для большинства людей в типичных условиях освещения — создавая заметный стробоскопический эффект, который вызывает напряжение глаз, головные боли, а у чувствительных людей риск светочувствительной эпилепсии. Светодиодные уличные фонари более восприимчивы к видимому мерцанию, чем традиционные лампы HPS, поскольку время реакции светодиода на изменения тока измеряется в наносекундах, а не в миллисекундах, которые характеризуют источники теплового света, а это означает, что любые пульсации тока от драйвера сразу видны как изменение светоотдачи.
Несоответствие цветовой температуры — видимые различия в цвете света, излучаемого разными уличными фонарями на одной и той же дороге, — это эстетическая и функциональная проблема, которая возникает, когда в светильниках из разных производственных партий используются светодиодные чипы, выходящие за узкий диапазон цветовых допусков, или когда светодиодные чипы в одном и том же светильнике стареют с разной скоростью, вызывая с течением времени изменение цвета.
Стандарт ANSI/ANSLG C78.377 определяет семиступенчатые эллипсы МакАдама как приемлемый диапазон допуска цвета для светодиодных осветительных приборов. Продукты, которые указывают Трехступенчатый допуск по эллипсу МакАдама (SDCM 3 или меньше) обеспечивают постоянство цвета, невидимое невооруженным глазом в нормальных условиях. Продукты, для которых указан 5- или 7-ступенчатый допуск или которые вообще не указывают биннинг по цветам, могут создавать заметно разные цвета света между соседними полюсами из одной и той же установочной партии. (Источник: ANSI/ANSLG C78.377-2017, Спецификации цветности полупроводниковых осветительных приборов)
Индекс цветопередачи (CRI) светодиодных уличных фонарей влияет на то, насколько точно люди-наблюдатели воспринимают цвета объектов — транспортных средств, одежды пешеходов, дорожной разметки и черт лица — под уличным фонарем. Натриевые лампы высокого давления (HPS), которыми заменяют светодиодные уличные фонари, обычно имели значения CRI от 20 до 25 — крайне плохая цветопередача, что затрудняло распознавание цвета. Светодиодные уличные фонари обычно достигают значений CRI от 70 до 90 , что значительно улучшает распознавание цветов для участников дорожного движения и камер видеонаблюдения.
Тем не менее, некоторые недорогие светодиодные уличные фонари достигают кажущейся высокой светоотдачи за счет использования составов люминофоров, в которых CRI жертвует ради максимизации люмен на ватт, обеспечивая высокую светоотдачу при значениях CRI от 65 до 70, а не от 80 до 90, достижимых с люминофорами более высокого качества. Уличные фонари с индексом цветопередачи ниже 70 связаны с уменьшением расстояния восприятия опасности для водителей, особенно в условиях мокрой дороги, где цветовой контраст помогает раннему обнаружению опасности.
Инфраструктура уличного освещения особенно уязвима для повреждений из-за скачков напряжения, поскольку распределительные кабели проходят на большие расстояния в средах, где удары молний, коммутационные перенапряжения в электросети и индуктивная связь от близлежащего высоковольтного оборудования создают скачки переходного напряжения, которые распространяются через цепь уличного освещения на каждый подключенный прибор.
Удар молнии в радиусе 1 км от кабеля уличного освещения может вызвать переходные напряжения от 4000 до 10000 вольт в цепи — намного превышающее напряжение пробоя стандартных компонентов выходного каскада светодиодного драйвера от 800 до 1000 В. (Источник: IEC 61547:2009, Оборудование для общего освещения. Требования к устойчивости к ЭМС)
Натриевые и металлогалогенные лампы высокого давления были относительно устойчивы к скачкам напряжения, поскольку в их преобразователях мощности использовались магнитные балласты, которые обладали характеристиками поглощения перенапряжений, присущими их обмоткам индуктора. В драйверах светодиодов используются полупроводниковые коммутационные схемы с чувствительностью к переходному напряжению на порядки ниже, чем электромагнитная устойчивость магнитного балласта. Драйверы светодиодов без адекватных устройств защиты от перенапряжений (SPD) выходят из строя из-за одного большого скачка напряжения или накапливают прогрессирующий ущерб от повторяющихся умеренных скачков напряжения, что ускоряет все другие виды отказов, описанные в этой статье.
Уличные фонари, предназначенные для регионов с высокой плотностью ударов молний или известными условиями перенапряжения сети, должны включать УЗИП с номиналом IEC 61643-11 Категория C2 (10 кА, форма сигнала 8/20 микросекунд) как минимум. Светильники без УЗИП или с УЗИП категории ниже C2 в условиях высоких перенапряжений будут испытывать значительно более высокий уровень отказов из-за повреждения драйвера, вызванного перенапряжением, чем предполагают их номинальные характеристики.
Современный светодиодные уличные фонари все чаще включают интегрированную беспроводную связь — GPRS, NB-IoT, Zigbee или LoRa — для централизованного мониторинга, управления затемнением, сообщения о неисправностях и учета энергии. Эти интеллектуальные системы управления добавляют функциональность, но также добавляют режимы отказа, которых нет в обычных пассивных уличных фонарях:
| Проблема | Основная причина | Типичный период времени | Профилактика/Решение |
|---|---|---|---|
| Выход из строя драйвера (полное отключение света) | Деградация электролитического конденсатора от нагрева | От 3 до 8 лет (бюджетные продукты) | Укажите конденсаторы с номиналом 105 градусов; охлаждаемое отделение водителя |
| Амортизация люменов | Повышенная температура перехода светодиодов | Прогрессивно с 1 года. | Соответствующий размер радиатора; качественный материал термоинтерфейса |
| Попадание влаги | Деградация уплотнения из-за термоциклирования | От 3 до 10 лет в зависимости от качества уплотнения | Корпус со степенью защиты IP66; дыхательные мембраны; уплотнения из EPDM |
| Блики и световое загрязнение | Недостаточный оптический контроль | С момента ввода в эксплуатацию | Укажите оптику с полной светосилой класса IK; УГР ниже 19 лет |
| Видимое мерцание | Недостаточная фильтрация драйверов; стареющие конденсаторы | Сразу (плохой фильтр); От 5 до 8 лет (старение) | Укажите мерцание ниже 8 %; Драйвер, совместимый с IEEE 1789 |
| Несоответствие цвета | Широкий допуск по цветовому биннингу светодиодов | С момента ввода в эксплуатацию | Задайте трехшаговый эллипс МакАдама (SDCM 3) |
| Урон от скачка напряжения | Неадекватное или отсутствие SPD | После первого крупного скачка | Укажите УЗИП IEC 61643-11 категории C2, минимум 10 кА. |
| Сбой интеллектуального управления | Выход из строя модуля связи; устаревание протокола | От 5 до 10 лет в зависимости от технологии | Укажите системы открытого протокола; выбрать сети текущего поколения |
Описанные выше проблемы не свойственны светодиодной технологии — они являются следствием специфической конструкции и выбора компонентов, которые отличают качественную продукцию от недорогих альтернатив. Спецификация закупок, учитывающая ключевые параметры проектирования для каждой категории проблем, эффективно отфильтровывает продукты, которые могут столкнуться с преждевременным выходом из строя:
Светодиодные уличные фонари PODA являются engineered to address the common failure modes described throughout this article — with 105-degree driver capacitors, thermally separated driver compartments, IP66-rated housings with breather membrane protection, precision secondary optics for controlled light distribution, IEC 61643-11 surge protection, and 3-step MacAdam color binning. They are designed for municipalities and road authorities who need street lighting that delivers the 15 to 20 year service life that LED technology is capable of, rather than the 3 to 5 year failure cycle that budget products produce.
Даже самое высокое качество светодиодные уличные фонари получить выгоду от структурированной программы технического обслуживания, направленной на устранение механизмов прогрессивной деградации, описанных выше:
В пятницу вечером на районном корте половина игроков перестает приходить. Дальняя корзина нахо......
READ MOREЕсли вы сравнивали фонарики, рабочие фонари или небольшие фонарики, вы, вероятно, видели на уп......
READ MOREЧестная стартовая сумма широка: полный проект освещения бейсбольного поля обычно стоит от 40 0......
READ MOREВыбор правильного освещения баскетбольной площадки сводится к одному выводу: светодиодные прож......
READ MORE