Показатели вторичных источников электропитания

Допустимые нормы пульсации

Во второй половине 20-го века были
определены нормы коэффициента пульсации в 10,15 и 20% в зависимости от того,
какая работа выполняется в помещении. Значение 10% выбиралось, базируясь на
возможности обеспечить этот уровень. 20% выбиралось с учетом стробоскопического
эффекта при превышении этого значения. Для помещений с дисплеями показатель
снижается до 5%. Ограничений не существует, если люди в каком-то помещении
пребывают периодически.

Нормы коэффициента пульсации в России определены законодательно:

  • в
    СНиП 23-05-95 – значение для рабочей поверхности 10-20%, если пульсации с
    частотой до 300 Гц;
  • в
    ГОСТ 17677-82 – значения для люминесцентных ламп с пускорегулирующими
    аппаратами с частотой от 400 Гц;
  • в
    СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 – требования к пульсации потока света в помещениях с
    ЭВМ.

Для измерения пульсации этот ГОСТ рекомендует использовать только отдельные модели люксметров-пульсметров. Указанные приборы должны быть оснащены хорошо сформированной частотной характеристикой и измерять значения пульсирующего света с частотой до 300 Гц. Обязательно наличие цифровой обработки показателей света.

Как проверить пульсацию

«На глаз» уровень мерцания определить невозможно. Необходимо знать, что эта проблема актуальна для осветительных приборов, питающихся от источника переменного тока. Если светодиодная лампочка подключена к батарейке или аккумулятору, Кп=0%. Фото- и видеокамеры позволяют определить только наличие пульсации, точные параметры определить невозможно.

Для точной проверки требуется многоканальный
пульсметр-люксметр. Внешне он напоминает пульт дистанционного управления,
оснащен кнопками для управления, фотодатчиком и дисплеем. Очень высокий уровень
мерцаний определяется боковым зрением – если быстро перевести взгляд, возникает
стробоскопический эффект (предметы «распадаются).

Дома наличие
мерцания можно проверить мобильным телефоном или карандашом. Телефон держится на расстоянии метра
от лампочки, появление темных полос говорит о том, что поток света пульсирует. Если
быстро махать перед светильником карандашом, о пульсации свидетельствует
«распадание» следа.

Пульсация — освещенность

Пульсации освещенности вызывают у людей повышенное утомление зрения и ухудшение общего состояния организма. В — помещениях с движущимися или вращающимися частями оборудования пульсации могут вызвать стробоскопический эффект, заключающийся в искаженном зрительном восприятии движущихся, перемещающихся и вращающихся объектов в мелькающем свете, возникающий при совпадении частотных характеристик движения с частотой изменения светового потока.

Стробоскоп и че ij волчок.

Однако пульсации освещенности вредны и при работе с неподвижными поверхностями, вызывая утомление зрения и головную боль В первые годы применения люминесцентного освещения, когда вред пульсаций недооценивался и длящих ограничения не принималось мер, несколько хороших в остальном осветительных установок были скомпрометированы именно из-за пульсаций.

Коэффициент пульсации освещенности дан в виде дроби-в числителе приведено максимально допустимое значение А: П для общего освещения в системе комбинированного, в знаменателе — для местного освещения и для системы общего освещения. Если коэффициент пульсации выражен целым числом, то он относится к обеим системам освещения.

Коэффициент пульсации освещенности Кп помещений производственных и складских зданий.

Коэффициент пульсации освещенности при освещении помещений газоразрядными лампами, питаемыми переменным током частотой 50 Гц, не должен превышать приведенных значений.

Коэффициент пульсаций освещенности характеризует относительную глубину колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током.

Коэффициент пульсации освещенности принимают по табл. 3.7. В помещениях III и IV групп коэффициент пульсации не регламентируется.

Коэффициент пульсации освещенности при освещении помещений газоразрядными лампами, питаемыми переменным током частотой 50 Гц, не должен превышать приведенных значений.

Коэффициент пульсации освещенности Ка — помещений производственных и складских зданий.

Коэффициент пульсации освещенности при освещении помещений газоразрядными лампами, питаемыми переменным током частотой 50 Гц, не должен превышать приведенных значений.

Коэффициент пульсации освещенности характеризует относительную глубину колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током. Для уменьшения пульсаций освещенности и, соответственно, стробоскопического эффекта, значительно ухудшающего условия наблюдения движущихся объектов ( мяч, игроки), смежные прожекторы, освещающие одну и ту же точку поля, необходимо подключать к разным фазам сети.

Коэффициент пульсации освещенности является критерием оценки глубины колебаний освещенности в результате изменений во времени светового потока разрядных ламп при их питании переменным током. Значение коэффициента пульсации освещенности регламентируется в зависимости от точности зрительной работы и ее относительной продолжительности. При выполнении точной зрительной работы предъявляются либо повышенные требования ( А п 10 %), либо средние ( Кп 15 %) — в зависимости от относительной продолжительности наиболее точной зрительной работы. При грубой зрительной работе значение коэффициента пульсации освещенности не ограничивается. Обеспечение нормируемого значения коэффициента пульсации освещенности достигается применением соответствующих ламп и светильников, а также схем их включения в электрическую сеть.

Коэффициент пульсации освещенности также является нормируемым качественным показателем. Для каждого отдельного помещения должен быть указан коэффициент пульсации освещенности и меры по его обеспечению. Для тех видов производств, где могут иметь место периодические колебания напряжения, связанные с включением мощных электродвигателей и других энергоемких электротехнических устройств, необходимо рекомендовать меры по ограничению колебаний напряжения в осветительных сетях.

Ограничить пульсацию освещенности до норм, предусмотренных СНиПом для люминесцентных ламп, можно, применяя компенсированные ПРА; в установках с лампами ДРЛ, МГЛ, НЛВД обязательно использование трехфазных — групповых линий с поочередным присоединением ламп к различным фазам сети. При расстоянии между светильниками меньше рекомендуемого предпочтительно устанавливать в тех же точках блоки из двух, трех светильников, присоединенных к различным фазам сети.

Коэффициент пульсации различных источников света

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 с 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, коэффициент пульсации 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 коэффициента пульсации 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.

Таблица 1. Значения коэффициента пульсаций для источников света, установленных в одной точке и подключенных к 1, 2 или 3 фазам

Тип источника света Коэффициент пульсации, %
1 фаза 2 фазы 3 фазы
Лампа накаливания 10…15 6…8 1
Люминесцентные лампы с ЭмПРА:
ЛБ (цветность 640)
ЛД (цветность 765)

34
55

14,4
23,3

3
5
Дуговые ртутные лампы (ДРЛ) 58 28 2
Металлогалогенные лампы (ДРИ) 37 18 2
Натриевые лампы высокого давления (ДНаТ) 77 37,7 9

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.

Проверка приборами

Мерцание лампы происходит, только если она подключена к источнику тока, постоянного или переменного. Светодиодные лампы вообще могут работать без пульсаций, если их подключают к аккумуляторам либо работа идёт от батареек. Простых подручных средств точно не хватит для измерения этого показателя. Они позволяют лишь убедиться в том, что мерцание присутствует. Отдельно проверяют мощность трансформаторов 1000 кВа, перевести в кВт которые не составит труда.


Многоканальный радиометр

Главный регулирующий документ в этом случае — ГОСТ Р 54945-2012. Он говорит, что для измерения применяют только специализированные приборы с преобразователями излучения. Норматив описывает и сами приборы, применяемые в таких мероприятиях:

  • люксометр-яркомер-пульсметр «Эколайт-01», «Эколайт-02»;
  • пульсметр-люксметр «ТКА-ПКМ»/ 08;
  • пульсметр-люксметр «Аргус-07», ТКА-ПКМ/08;
  • многоканальный радиометр «Аргус».

Вам это будет интересно Особенности переменного тока

Измерительные приборы во многом напоминают стандартный пульт дистанционного управления, по размеру немного меньше его. Присутствует несколько элементов управления:

  • кнопки;
  • дисплей;
  • фотодатчики.

Прибор допускает подключение к персональным компьютерам. Благодаря прикладным программам проще визуализировать основные вычисления, организовать дополнительные при необходимости. Они облегчают измерение мощности трансформатора 1000 кВа.


Таблица КП для разных типов ламп

Светодиодные лампы

Мерцающее освещение создают абсолютно все работающие источники света. Светодиодные варианты не стали исключением. Есть несколько способов для проверки пульсации по отношению к приборам данной категории:

  • направление на приспособление камеры мобильного телефона. Мерцание лампы будет заметно сразу, если показатель достаточно высокий;
  • можно сделать фотографию светильника, когда вспышка выключена. Если на снимке проявились тёмные полосы — это не очень хороший показатель;
  • лампу можно направить на карандаш или линейку, а потом подвигать ею. Так создаётся имитация работы вентилятора. Пульсация света точно выше допустимых параметров, если появляется так называемый эффект фиксированных положений у вращающихся лопастей;


Пульсация светового потока

под тестируемым источником света запускают юлу. Стробоскопический эффект должен настораживать владельца, которому надо измерять показатели.

Лампы накаливания

Один из вариантов проверки показателя — бесплатная программа «ЭкоЛайт-АП». Она позволяет внимательно изучить такие характеристики, как:

  • Характер пульсации.
  • Форма.
  • Частотные составляющие.
  • Максимальное, минимальное значение.

Но нужно приобрести профессиональные приборы, имеющие такое же название «Эколайт». Допустимый вариант — люсметр-пульсметр-ярокметр «Люпин».

Люминесцентные лампы

Производители современных осветительных приборов делают всё возможное, чтобы соблюдать действующие нормы. Но есть и множество подделок, у которых пульсация явно нарушает существующие законы.


Процесс измерения

Для люминесцентных ламп характерен коэффициент пульсации, равный 100 Гц. Точные цифры зависят от мощности. Чем она выше — тем меньше указанный параметр. Это правило тоже можно использовать в дальнейших измерениях.

Сама величина коэффициента обусловлена электронным пуско-регулирующим автоматом. Если светильник оснащён качественными аксессуарами с самого начала — то при его работе не должно возникнуть проблем.

Измерение коэффициента пульсаций светодиодных лампИзмерение коэффициента пульсаций светодиодных ламп

Тест мощных светодиодных ламп gauss philips osram. Измерение пульсации.Тест мощных светодиодных ламп gauss philips osram. Измерение пульсации.

Как можно увидеть мерцание светодиодной лампыКак можно увидеть мерцание светодиодной лампы

Измерение мерцаний, что важно знать

Хотя в данный момент не существует единой технологии измерения мерцаний, IES (Светотехническое сообщество), разработало два типа измерений данного показателя. Технологии вписаны в рекомендации для разработчиков приборов освещения. Первый тип измерения имеет основание на технике определения, так называемого процента мерцания. Вычисляемый показатель является количественной характеристикой, указывающей на снижение световой отдачи в период одного цикла вкл./выкл. Стопроцентное мерцание является показателем того, что лампа в определенный момент цикла вообще не излучает свет. При этом нулевой показатель, говорит о полностью устойчивом и непрерывном световом потоке. Второй метод измерения заключается в определении индекса мерцания с интервалом 0 – 1

При определении показателя учитывается % мерцания, а также два других показателя: скважность миганий (соотношение времени работы с полным включением и циклом вкл./выкл.), и вид синусоидальной кривой, которая отображает текущей показатель интенсивности свечения. Качественное освещение и менее ощутим стробоскопический эффект если данные показатели будут минимальными

Для наглядности приведены следующие средние показатели наиболее распространенных источников света:

Тип Индекс Процент
Люминесцентные осветительные приборы + электронные ПРА 0,00 1,8
Светодиодные лампы со стабилизаторами питающих токов 0,0037 2,83
Простые лампы накаливания 0,022 6,31
Миниатюрные люминесцентные лампы спирального типа (CFL) 0,021 7 ,72
Лампы Т12 (линейного типа) + ПРА электромагнитные 0,071 28,41
Люминесцентные осветительные приборы + ПРА электромагнитные 0,11 37,002
Металл-галогенные 0,162 52,01
Лампы высокого давления натриевые 0,31 95,003
LED-лампы без подключения стабилизатора 0,458 99,009

Низкие показатели мерцания у лампы накаливания объясняется ее конструкцией, где разогретая спираль (служащая источником света), не может так быстро остывать и как следствие полностью затухать. Совершенно другие показатели наблюдаются у газоразрядных и люминесцентных ламп, где включение и выключение происходит мгновенно. Данную проблему решают путем увеличения частоты питающего тока до 20 кГц, как результат – мигание становится невидимым для глаз.

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:

  1. Так, как при постоянном токе коэффициент нулевой, а соответственно мерцание отсутствует полностью, то измерение следует проводить при переменном токе.
  2. 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:

Тест мощных светодиодных ламп gauss philips osram. Измерение пульсации.Тест мощных светодиодных ламп gauss philips osram. Измерение пульсации.

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.

  1. 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.
  2. 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:

Как можно увидеть мерцание светодиодной лампыКак можно увидеть мерцание светодиодной лампы

Как убрать пульсацию или мерцание светодиодной лампы три простых способаКак убрать пульсацию или мерцание светодиодной лампы три простых способа

Методы исправления

Многие китайские производители с целью снижения стоимости светодиодных ламп устанавливают в них простой блок питания, который не способен в должной мере сгладить пульсации. Это обусловлено тем, что фильтр, внедренный в БП, имеет достаточно малую емкость, не превышающую 10 мкФ. В итоге получается, что свет, генерируемый подобными светодиодными лампами, испускается с частотой менее 300 Гц.

Исправить ситуацию можно, если заменить конденсатор не более емкий. Такое решение позволит снизить амплитуду переменной составляющей. К сожалению, выполнить эту процедуру не всегда представляется возможным, так как конденсаторы большей емкостью отличаются крупными размерами. И, соответственно, они не подойдут под габариты светодиода.

Для достижения требуемых показателей светимости можно дополнить блок питания драйвером с ШИМ-регулятором. Последний обеспечивает нужный коэффициент пульсации. В иных случаях, когда по каким-либо причинам ни одну из описанных процедур провести невозможно, рекомендуется устанавливать светодиодную лампу в помещение, которое редко посещают люди.

Природа мерцания

Виной мерцания ламп является природа переменного тока (АС). Непрерывные процессы флуктуаций тока и напряжения создают эффект включения и выключения ламп с высокой скоростью. Чтобы избежать таких колебаний, достаточно использовать постоянный ток (DC) в качестве питающего. Переменный ток, электросетей на территории СНГ имеет номинальную частоту 50 – 60 Гц, частота мигания осветительных приборов выше в два раза. Исследовательские показания говорят о том, что при мерцании 3 – 70 Гц, у людей, находящихся под таким источником света, могут наблюдаться судороги. При этом, более высокие показатели 100 – 500 Гц, практически незаметны человеку и могут выявляться только путем наблюдения специального эффекта, называемого стробоскопическим.

Как убрать пульсацию в светодиодной лампе

Светодиодные светильники могут мерцать как в выключенном, так и во включенном состоянии.

Причин всего три:

  • неисправная электропроводка;
  • неправильная настройка выключателя с подсветкой;
  • упрощенная схема драйвера.

На диоды отрицательно влияет старая проводка из алюминия, если провода подключены неверно или состарился материал изоляции. При вкручивании лампочки накаливания светодиодной с цоколем на блоке питания постоянно присутствует фаза. Из-за высокой чувствительности драйвера на него поступает ток, который через старую изоляцию утекает на землю. Поэтому на светодиодную лампу поступает небольшой ток, которого достаточно для зарядки конденсатора. Накопленный потенциал периодически подается на лампу.

Если после прозвона цепи оказывается, что провода и выключатель подключены правильно, единственное верное решение – замена алюминиевой проводки на медную.

Если после замены лампы не меняется выключатель с подсветкой, проходящие через нее токи накапливаются в драйвере, заряжая конденсатор. При разрядке ток из него поступает на светодиодную лампу. Чтобы устранить неполадку, следует убрать или усовершенствовать подсветку. При выборе второго варианта необходимо между нулевым и фазным проводом установить конденсатор или резистор.

Если у светодиодной лампы некачественный драйвер, он не может обеспечить стабильный ток на p-n переходе. Дешевые блоки делят напряжение по синусоиде и сглаживает пульсации. Они состоят из пленочного и электролитического конденсатора, резисторов, включенных в схему параллельно, и диодного моста. В результате выдается нестабильный ток, мерцание светодиода вызывают его колебания.

Единственное решение – поменять электролитический конденсатор на элемент с более высоким сопротивлением. Но чаще всего он не подходит по размерам. Кроме того, необходимо вынуть из светодиодной лампы плату, найти конденсатор, уметь выпаять его и припаять другой.

В местностях, где для подачи электроэнергии поставщик используется устаревшее трансформаторное оборудование, напряжение на линии снижается. Это отрицательно влияет на работу светодиодных ламп. Проблему решает стабилизатор тока.

Измеряем коэффициент пульсации лампы!Измеряем коэффициент пульсации лампы!
Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий