+86-13777012108
(WhatsApp/WeChat)
Petak navečer na kvartovskom terenu, pola igrača prestaje dolaziti. Dalji koš je u sjeni, rasv......
READ MORENajčešći problemi s LED ulična svjetla su preuranjeni kvar drajvera, problemi s upravljanjem toplinom, degradacija svjetlosnog izlaza, odsjaj i svjetlosno zagađenje, ulazak vlage i korozije, titranje i nedosljednost temperature boje . Dok je LED tehnologija sama po sebi pouzdana od natrijevih i metalnih halogenih žarulja koje je zamijenila, stvarna stopa kvarova LED uličnih svjetiljki uvelike varira između razreda proizvoda — visokokvalitetne jedinice renomiranih proizvođača postižu životni vijek od 50 000 sati ili više s minimalnim padom izlaza, dok se jeftini proizvodi mogu pokvariti unutar 2 do 3 godine od instalacije. Razumijevanje specifičnih mehanizama neuspjeha koji stoje iza svakog problema ključno je za donošenje odluka o nabavi i planova održavanja koji zapravo donose 15 do 20 godina povrata ulaganja za koje je dizajnirana LED ulična rasvjeta.
LED pokretački program — jedinica za napajanje koja pretvara mrežnu izmjeničnu struju u kontroliranu istosmjernu struju koju zahtijevaju LED moduli — dosljedno se identificira kao primarna točka kvara u LED sustavima ulične rasvjete. Studije o LED uličnim svjetlima vraćenim na teren procjenjuju da kvar drajvera čini 50 do 70% svih kvarova LED ulične rasvjete u prvih 5 godina službe, daleko više od kvara LED čipa kao dominantnog načina kvara. (Izvor: Ministarstvo energetike SAD-a, Informacijski list o tehnologiji poluprovodničke rasvjete — LED ulična rasvjeta, DOE/EE-1038, 2014.)
Driver se pokvari prije nego LED čipovi iz strukturalnih razloga: elektrolitički kondenzatori unutar pogonskog kruga — koji uređuju ispravljenu izmjeničnu struju u stabilnu istosmjernu — imaju nazivni životni vijek od 5.000 do 15.000 sati na 85 Celzijevih stupnjeva radna temperatura. Za razliku od toga, LED čipovi su ocijenjeni za 50.000 do 100.000 sati pod istim uvjetima. Budući da kondenzator i LED čip doživljavaju isto toplinsko okruženje, u velikoj većini slučajeva kondenzator prvi otkaže.
Vijek trajanja kondenzatora se podvostručuje otprilike svakih 10 stupnjeva Celzija u smanjenju radne temperature. Pokretač koji koristi kondenzatore ocijenjen na 105 Celzijevih stupnjeva (u usporedbi s jeftinijim standardnim od 85 stupnjeva) koji rade u dobro ohlađenom kućištu može postići 40.000 do 60.000 sati vijeka trajanja kondenzatora — smanjenje jaza između upravljačkog programa i usluga LED čipa značajno živi. Pokretač koji koristi kondenzatore od 85 stupnjeva u loše ohlađenom kućištu koje radi na 95 stupnjeva Celzijusa može se pokvariti za manje od 15 000 sati — otprilike 5 godina u 8-satnom radnom danu. (Izvor: Nichicon Corporation, Opći opis aluminijskih elektrolitskih kondenzatora, Tehničke napomene, 2022.)
Zbog toga je radna temperatura odjeljka za vozača — ne samo navedena specifikacija vozača — najvažniji čimbenik u dugovječnosti LED ulične rasvjete. Proizvodi koji specificiraju kondenzatore od 105 stupnjeva, termički odvajaju pogonski sklop od LED rashladnog tijela i dizajniraju pretinac pogonskog sklopa s učinkovitim prirodnim konvekcijskim hlađenjem, stalno nadmašuju proizvode koji štede troškove na razini kondenzatora i toplinskom dizajnu kućišta.
Čak i kada drajver radi ispravno, neadekvatno upravljanje toplinom samog LED modula primarni je uzrok ubrzane amortizacije lumena — postupno smanjenje izlazne svjetlosti koje se događa kao LED čipovi stare. Odnos između temperature spoja LED diode i održavanja lumena dobro je utvrđen: za svakih 10 Celzijevih stupnjeva povećanja temperature LED spoja iznad nazivne radne točke, stopa amortizacije lumena približno se udvostručuje . (Izvor: Ministarstvo energetike SAD-a, IES TM-21-11, Projektiranje dugoročnog održavanja lumena LED izvora svjetla, 2011.)
Standard IES L70 — široko korištena referentna vrijednost pri kojoj je LED izlaz pao na 70% svoje izvorne vrijednosti — ocijenjena je krajnja točka životnog vijeka za većinu specifikacija LED ulične rasvjete. Uređaj koji radi na nazivnoj temperaturi spoja LED proizvođača može doseći L70 nakon 50 000 sati. Isti uređaj s termičkim dizajnom koji omogućuje temperaturu spoja za 20 stupnjeva Celzija iznad specifikacije postiže L70 za približno 12.500 sati — smanjenje četiri puta korisnog vijeka trajanja samo od upravljanja toplinom.
Vanjska LED ulična svjetla izložena su kiši, kondenzaciji, obalnom slanom zraku i vodi za čišćenje tijekom cijelog radnog vijeka. Ulaz vlage drugi je najčešći uzrok kvara LED ulične rasvjete nakon kvara drajvera, a dva načina kvara često međusobno djeluju: vlaga koja ulazi u odjeljak drajvera ubrzava koroziju kondenzatora, dok vlaga koja dopire do LED modula razgrađuje fosfor i uzrokuje koroziju metalnog kontakta na LED paketu.
Kućišta za uličnu rasvjetu ocijenjena su za zaštitu od prodora prema standardu IEC 60529 IP, sa IP65 je najčešća specifikacija za aplikacije cestovne rasvjete (zaštićen od prašine i vodenih mlazova iz svih smjerova) i IP66 ili IP67 specifičan za mjesta izložena jakoj kiši, prskanju ili čišćenju. (Izvor: IEC 60529:2013, Stupnjevi zaštite koje osiguravaju kućišta, Međunarodna elektrotehnička komisija)
IP ocjena uličnog svjetla provjerava se pod uvjetima ispitivanja u vrijeme proizvodnje. Instalacija u stvarnom svijetu uvodi nekoliko čimbenika koji mogu smanjiti učinkovitu zaštitu od prodora tijekom vremena:
LED ulična svjetla proizvode jačinu svjetlosti točkastog izvora znatno veću od natrijevih žarulja s distribuiranim izvorom koji zamjenjuju, jer je izlazna snaga LED svjetlosti koncentrirana na mnogo manjem fizičkom području. Ova visoka svjetlina — intenzitet svjetlosti na jedinici površine izvora — stvara blještavilo za vozače, pješake i obližnje stanovnike koje su tradicionalne vrste svjetiljki proizvodile na nižim razinama za isti ukupni izlaz svjetla.
Unified Glare Rating (UGR) sustav kvantificirano neugodno blještavilo na ljestvici gdje se vrijednosti iznad 19 smatraju neprihvatljivim za okruženje cestovne rasvjete. Loše dizajnirana LED ulična svjetla — osobito ona bez odgovarajuće sekundarne optike ili difuznih ploča — mogu proizvesti UGR vrijednosti od 22 do 28 u tipičnim geometrijama cestovne rasvjete , znatno iznad prihvatljivog praga. (Izvor: CIE 115:2010, Rasvjeta cesta za motorni i pješački promet, Commission Internationale de l'Eclairage)
Treperenje u LED uličnim svjetlima događa se kada svjetlosni izlaz varira na frekvenciji ispod praga ljudske vizualne fuzije - otprilike 50 do 80 Hz za većinu ljudi u tipičnim uvjetima osvjetljenja - stvarajući primjetan stroboskopski efekt koji uzrokuje naprezanje očiju, glavobolju, rizik kod osjetljivih osoba od fotoosjetljive epilepsije. LED ulična svjetla osjetljivija su na vidljivo treperenje od tradicionalnih HPS svjetiljki jer se vremenski odziv LED-a na trenutne promjene mjeri u nanosekundama, a ne u milisekundama koje karakteriziraju termalne izvore svjetlosti, što znači da je svaki strujni val od pokretača odmah vidljiv kao varijacija izlazne svjetlosti.
Nedosljednost temperature boje — vidljive razlike u boji svjetlosti koja proizvodi različita ulična svjetla na istoj cesti — estetski je i funkcionalni problem koji se javlja kada svjetiljke iz različitih proizvodnih serija koriste LED čipove koji ne ulaze u uski raspon tolerancije boja ili kada LED čipovi u istom svjetiljci stare različitim brzinama i proizvode promjenu boje tijekom vremena.
Standard ANSI/ANSLG C78.377 definira MacAdamove elipse u sedam koraka kao prihvatljiv raspon tolerancije boja za LED rasvjetne proizvode. Proizvodi koji specificiraju Tolerancija MacAdamove elipse u 3 koraka (SDCM 3 ili manje) proizvode postojanost boje koja je nevidljiva golim okom u normalnim uvjetima. Proizvodi koji specificiraju toleranciju od 5 ili 7 koraka — ili koji uopće ne specificiraju združivanje boja — mogu proizvesti vidljivo različite boje svjetla između susjednih stupova iz iste instalacijske serije. (Izvor: ANSI/ANSLG C78.377-2017, Specifikacije za kromatičnost proizvoda za rasvjetu u čvrstom stanju)
Indeks reprodukcije boja (CRI) LED uličnih svjetala utječe na to koliko točno ljudski promatrači percipiraju boje objekata - vozila, odjeće pješaka, oznake na cesti i crta lica - pod uličnim svjetlom. Visokolačne natrijeve (HPS) svjetiljke koje mijenjaju LED ulične svjetiljke obično imaju CRI vrijednosti od 20 do 25 — izuzetno loš prikaz boja koji je otežavao prepoznavanje boja. LED ulična svjetla obično postižu CRI vrijednosti od 70 do 90 , značajno poboljšavajući prepoznavanje boja za sudionike u prometu i CCTV kamere.
Međutim, neke LED ulične svjetiljke sa smanjenim troškovima postižu prividno veliku snagu lumena upotrebom fosfornih formulacija koje žrtvuju CRI kako bi se maksimizirali lumeni po vatu, proizvodeći izlaznu snagu visokog lumena pri vrijednostima CRI od 65 do 70 umjesto 80 do 90 koje se mogu postići s kvalitetnijim fosforima. Ulična svjetla s CRI ispod 70 povezana su sa smanjenom udaljenosti percepcije opasnosti za vozače — osobito u uvjetima mokre ceste gdje kontrast boja pomaže u ranom otkrivanju opasnosti.
Infrastruktura ulične rasvjete posebno je osjetljiva na oštećenja od električnog udara jer se distribucijski kabeli protežu na velikim udaljenostima kroz okruženja u kojima udaraju munje, prenaponi iz komunalne mreže i induktivno spajanje iz obližnje visokonaponske opreme stvaraju prolazne skokove napona koji se šire kroz krug ulične rasvjete do svakog spojenog uređaja.
Udar groma unutar 1 km od kabela ulične rasvjete može izazvati prolazne nakon od 4.000 do 10.000 volti u strujnom krugu — daleko premašujući probojni napon od 800 do 1000 V standardnih izlaznih komponenti LED drajvera. (Izvor: IEC 61547:2009, Oprema za opću rasvjetu — Zahtjevi za EMC imunitet)
Visokotlačne natrijeve i metalhalogene žarulje bile su relativno tolerantne na prenaponske događaje jer su za njihovu pretvorbu snage koristile magnetske prigušnice koje su imale svojstvene karakteristike apsorpcije prenapona iz namota induktora. LED pokretački programi koriste sklopke poluvodiča s prijelaznim naponskim osjetljivostima reda veličine niže od elektromagnetske tolerancije magnetskog balasta. LED pogonski programi bez odgovarajućih uređaja za zaštitu od prenapona (SPD) otkazuju zbog jednog velikog prenapona ili akumuliraju progresivnu štetu od ponovljenih umjerenih prenapona koji ubrzavaju sve druge načine kvara opisane u ovom članku.
Ulična svjetla određena za regije s velikom gustoćom udara groma ili poznatim prenaponskim okruženjima s prespajanjem mreže trebaju uključiti SPD-ove ocijenjene na IEC 61643-11 Kategorija C2 (10 kA, valjni oblik 8/20 mikrosekundi) minimalno. Uređaji bez SPD-ova ili sa SPD-ovima ocijenjenim ispod kategorije C2 u okruženju s visokim udarnim udarima doživjet će znatno veće stope kvarova zbog oštećenja pogonskog sklopa izazvanih udarnih udara nego što bi njihova nominalna specifikacija sugerirala.
Moderno LED ulična svjetla sve više uključuje integrirane bežične komunikacije — GPRS, NB-IoT, Zigbee ili LoRa — za centralizirani nadzor, kontrolu gušenja, prijavu kvarova i mjerenje energije. Ovi pametni sustavi upravljanja dodaju funkcionalnost, ali dodaju i načine kvara koji ne postoje u konvencionalnim pasivnim uličnim svjetlima:
| Izdavanje | Primarni uzrok | Tipični vremenski okvir | Prevencija / Rješenje |
|---|---|---|---|
| Kvar vozača (potpuni nestanak svjetla) | Degradacija elektrolitskog kondenzatora uslijed gornje linije | 3 do 8 godina (proračunski proizvodi) | Navedite kondenzatore za 105 stupnjeva; hlađeni odjeljak za vozača |
| Amortizacija lumena | Povišena temperatura LED spoja | Progresivno od 1. godine | Odgovarajuće veličine hladnjaka; kvalitetan toplinski materijal sučelja |
| Ulaz vlage | Degradacija brtve uslijed toplinskog ciklusa | 3 do 10 godina ovisno o kvaliteti brtve | IP66 ocijenjeno kućište; membrana za disanje; EPDM brtve |
| Odsjaj i svjetlosno zagađenje | Neadekvatna optička kontrola | Od puštanja u rad | Navedite optiku s punim rezom s ocjenom IK; UGR ispod 19 |
| Vidljivo titranje | Nedovoljno filtriranje upravljačkog programa; starenje kondenzatora | Odmah (loš filter); 5 do 8 godina (odležavanje) | Navedite ispod 8% titranja; Upravljački program usklađen s IEEE 1789 |
| Nedosljednost boja | Široka tolerancija kombiniranja boja LED dioda | Od puštanja u rad | Navedite MacAdamovu elipsu u 3 koraka (SDCM 3) |
| Šteta od prenapona | Neadekvatan ili odsutan SPD | Nakon prvog velikog skoka | Navedite IEC 61643-11 Kategorija C2 SPD, minimalno 10 kA |
| Kvar pametne kontrole | Kvar komunikacijskog modula; zastarjelost protokola | 5 do 10 godina ovisno o tehnologiji | Navesti sustave otvorenog protokola; odaberite mrežu trenutne generacije |
Gore opisani problemi nisu svojstvene LED tehnologiji — oni su rezultat specifičnog dizajna i odabira komponenti koje odvajaju kvalitetne proizvode od alternativa sa smanjenim troškovima. Specifikacija nabave koja se bavi ključnim parametrima dizajna za svaku kategoriju problema učinkovito filtrira proizvode koji će vjerojatno pokazati preuranjeni kvar:
The PODA LED ulična svjetla su projektiran za rješavanje uobičajenih načina kvarova opisanih u ovom članku — s kondenzatorima pogona od 105 stupnjeva, toplinski odvojenim odjeljcima pogona, kućištima s oznakom IP66 i zaštitom od prozračne membrane, preciznom sekundarnom optikom za kontroliranu distribuciju svjetla, IEC 61643-11 zaštitom od prenapona i MacAdam kombiniranjem boja u 3 koraka. Osmišljeni su za općine i uprave za ceste kojima je potrebna ulična rasvjeta koja pruža radni vijek od 15 do 20 godina za koji je sposobna LED tehnologija, umjesto ciklusa kvarova od 3 do 5 godina koji proizvode jeftini proizvodi.
Čak i najkvalitetniji LED ulična svjetla imati koristi od strukturiranog programa održavanja koji se bavi gore opisanim progresivnim mehanizmima degradacije:
Petak navečer na kvartovskom terenu, pola igrača prestaje dolaziti. Dalji koš je u sjeni, rasv......
READ MOREAko ste uspoređivali svjetiljke, radna svjetla ili male svjetiljke, vjerojatno ste vidjeli 450......
READ MOREIskrena početna brojka je široka: kompletan projekt rasvjete terena za bejzbol obično košta iz......
READ MOREOdabir odgovarajuće rasvjete za košarkaški teren svodi se na jedan zaključak: LED reflektori p......
READ MORE