Пульсация светодиодных светильников. Мерцание (пульсации) светодиодных лампочек
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 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.
Которые доказали свое превосходство над другими источниками света благодаря долгому сроку службы и энергоэффективности. Но не только такими положительными характеристиками обладают светодиодные источники света. Другим достоинством является низкий коэффициент пульсации. Не так давно ученые выяснили, что пульсирование светового потока негативно сказывается как на зрении человека, так и на общем психологическом состоянии. Именно поэтому производители источников света стремятся снизить коэффициент пульсации. Стоит отметить, что избавиться от мерцания светодиодной лампы Вы можете и самостоятельно, обладая знаниями о самом явлении пульсации и способах ее устранения.
Из-за чего возникает пульсация led-ламп?
Большая часть существующих на сегодняшний день источников света характеризуется наличием мерцания. Для решения данной проблемы очень важно обладать достаточными знаниями о природе пульсаций. Главное негативное воздействие мерцаний – быстрая утомляемость человека. Не всегда пульсация света может быть замечена человеческим зрением, поскольку ее частота превышает границу частот слияния мельканий света.
От частоты пульсаций напрямую зависит самочувствие человека, которое сопровождается головными болями, вялостью, усталостью, рассеянностью и невозможностью сосредоточиться на работе.
Устаревшие лампочки накаливания создают самые сильные и частые пульсации светового потока. Следовательно, само явление мерцания зависит именно от источника света. В led-лампах используется драйвер, который контролирует подачу тока по цепи светодиодов. К сожалению, не все производители светодиодных источников света используют надежные драйверы, способные сократить пульсации до приемлемых показателей. Лампочки таких изготовителей, как правило, отличаются низкой себестоимостью.
Нередки случаи, когда изначально лампа светит без пульсаций. Но с течением времени появляется мерцание, которое в дальнейшем усиливается. Вывод, который приходит сам собой, это низкое качество изделия и недобросовестность производителей. Во избежание таких ситуаций при покупке тщательно изучайте информацию на упаковке, где должен быть обозначен коэффициент пульсаций.
Что представляет собой коэффициент пульсаций?
Коэффициент пульсаций – это показатель, выражаемый в процентах и отображающий степень колебаний при изменении светового потока. Источник света и его особенности – главная причина появления мерцаний.
Опытным путем учеными была установлена допустимая величина данного коэффициента, которая варьируется в диапазоне 5-20%. Важно помнить о том, что конкретная величина напрямую зависит от обстоятельств работы зрения человека.
В дошкольных учреждениях, где находятся маленькие дети, коэффициент не должен превышать 10%. Рабочим местам с компьютерами соответствует световой поток с мерцаниями не выше 5%. В образовательных учреждениях максимальные пульсации – 10%.
На производственных предприятиях коэффициент пульсации допустим в том случае, если люди в том или ином помещении появляются кратковременно, а не в течение всего рабочего дня, и при этом исключена вероятность возникновения стробоскопического эффекта (оптический обман зрения, причиной которого является неправильное восприятие движущихся объектов). Данный эффект опасен тем, что на производстве предметы, находящиеся в движении, могут казаться в состоянии покоя, тем самым при контакте с ними возможно получение серьезных травм.
Нормирование коэффициента пульсации произошло не так давно и сегодня характеризуются высоким контролем со стороны санитарных норм. Периодически осуществляются проверки освещения специальными органами.
Способы проверки уровня пульсации
Определение уровня пульсации может осуществляться на основе коэффициента, о котором говорилось ранее. Но данный способ уместен тогда, когда светодиодный источник света был подключен к переменному току. Коэффициент в таком случае попадает в рамки от 1 до 30%.
Коэффициент пульсации определяется на основе определенных измерений, которые осуществляются с учетом таких факторов:
- при постоянном электрическом токе коэффициент равняется 0, следовательно, мерцания нет. Таким образом, все измерения происходят при переменном токе.
- все измерения необходимо проводить при помощи специальных приборов. Одним из измерительных устройств является пульсометр-люксометр, который подключается к компьютеру и способен производить вычисления быстро и с высокой точностью.
Сегодня еще не все производители светодиодных источников света указывают в технических данных коэффициент пульсации. Поэтому многие осуществляют проверку в домашних условиях следующими путями:
- карандаш
- фотокамера
Каким образом можно избавиться от пульсаций?
Во-первых, необходимо произвести замену старого конденсатора на новый, которому характерна наибольшая емкость. При этом подбор конденсатора также определяется габаритами и рабочим напряжением. Более того, необходимо знать где расположен на плате тот самый конденсатор, а также обладать навыками и умением установить новый. Тем не менее, такой способ не всегда позволяет до конца устранить пульсации.
Другой причиной мерцания ламп является применение диммеров , предназначенных для регулировки освещения. Но, стоит помнить, что не каждый светодиод способен функционировать вкупе со светорегулятором. Следовательно, приобретать нужно качественные устройства, не жалея на них денег. Перед приобретением обязательно изучайте характеристики устройств.
Торговая сеть "Планета Электрика" обладает широким ассортиментом от известных производителей, которые гарантируют высокое качество своей продукции.
Практически 90 процентов информации наш мозг получает посредством органов зрения. Понятно, что для лучшего восприятия информации нам необходимо хорошее освещение. Наш организм прекрасно воспринимает естественное освещение . Но, к сожалению, мы (как наши предки) не можем себе позволить ложиться спать с заходом солнца. Поэтому нам приходится постоянно пользоваться искусственным освещением в помещении. Естественно, такое освещение имеет ряд минусов, по сравнению с естественным. Одним из которых можно смело назвать - пульсация (мерцание, моргание, мигание) ламп. Сегодня мы попробуем разобраться с таким понятием, как пульсация (мерцание, моргание, мигание) светодиодных ламп . Вообще. повышенная пульсация ламп происходит из-за периодических колебаний уровня светового потока , который мы получаем от любой лампы, в том числе и светодиодной.
Пульсация светового потока – это одна из характеристик искусственного освещения , показывающая частоту мерцания света.
Санитарные нормы и правила требуют максимальные уровни пульсации для каждого вида освещения. Согласно СП 52.13330.2011 пульсация допускается в диапазоне 10-20 процентов. В жилых помещениях такие требования не распространяются.
Скорее всего из-за этого на всех коробках светодиодных ламп попросту не указывают коэффициент пульсации. А зря... Как выясним позже, очень зря...
Реальные коэффициенты пульсаций светодиодных приборов
Мы знаем, что может быть как от постоянного, так и переменного напряжения . А это значит, что уровень (коэффициент) пульсации, мерцания, моргания любых светодиодных ламп будет полным повторением уровня пульсаций их источников питания.
Если лампа имеет питание от постоянного тока, то и световой поток. исходящий от нее будет постоянным, что само по себе значит нулевой коэффициент пульсации.
Но в наших домах постоянного напряжения нет. Поэтому, в зависимости от схемы питания светодиодных ламп, пульсация будет составлять от 1 до 30 процентов.
Часто бывает пульсация в светодиодных лампах появляется после. Не часто, но такая проблема тоже имеет место быть.
Для сравнения, за все время проводимых измерений были получены следующие цифры:
Коэффициент пульсации для индукционных ламп составляет не более 5%
- для ламп накаливания (галогенные) - не более 5%
- люминесцентные от 5-40 %
- светодиодные от 1-30%
Мы видим, что коэффициент пульсации (моргания, мерцания, мигания) светодиодных ламп может охватывать весь диапазон пульсаций, в зависимости от того, какая используется схема их электропитания.
Поэтому можно понять, что с пульсацией надо бороться и свести к минимуму. Так чем же вредна пульсация?
Вредность пульсации (мерцания, мигания) светодиодных ламп
Мы можем фиксировать изменение поступающей информации до 300 Гц. Визуально мы их не ощущаем, но на подсознательном уровне все ПЛОХО. Как правило, человек начинает чувствовать себя плохо, появляется дискомфорт, переутомление, головокружение. И хорошо, если Вы сталкиваетесь с такой пульсацией не надолго. Но если на рабочем месте у Вас постоянно такое освещение, то это станет (рано или поздно) причиной постоянного подавленного состояния, бессонницы, сердечно-сосудистых и возможно (еще не доказано. но ведутся исследования) онкологических заболеваний.
Также стоит отметить и такое важное и опасное состояние светодиодных ламп - стробоскопический эффект. Это доказанный и опасный факт. Его необходимо как можно быстрее "убирать" с рабочих мест. Пример стробоскопического эффекта: частота мерцания лампы совпадает с частотой вращения детали на каком-нибудь станке. От этого создается впечатление, что детали на станках "крутятся-вертятся" очень медленно. Из-за такого эффекта пострадали, покалечились, погибли не одна сотня работников.
Поэтому оптимальным коэффициентом пульсации ЛЮБОГО источника света стоит считать до 5 %.
Сравнение некоторых ламп по коэффициенту пульсации (мерцанию, морганию)
Ниже приведены графики протестированных ламп по коэффициенту пульсации:
1. Лампа накаливания 60 Вт - пульсация 18%
2. Лампа светодиодная Армстронг - пульсация 41%
3. Лампа люминесцентная 9 Вт WalSun - пульсация 31%
4. Лампа люминесцентная Camelion - пульсация 4%
5. Лампа люминесцентная ЛБ40 - пульсация 25%
6. Лампа светодиодная Philips 9 Вт - пульсация 3,2%
7. Лампа светодиодная кукуруза "китайская" - пульсация 68%
По полученным данным можно легко понять, что светодиодная лампа не дает нам основания считать о низкой пульсации. Самый хороший коэффициент можно считать светодиодную лампу Philips . Это не удивительно. Чем дороже лампа, чем лучше брэнд, тем лучше коэффициенты пульсации. И наоборот, повсеместное использование известных источников света (Армстронг) не говорит о том, что Вы получите качественное освещение.
Все-таки, перед покупкой стоит у продавца спрашивать сертификаты на лампы, комплектующие (если источник света собирается "на коленях"). Только тогда Вы сможете быть уверенным, что не получите негативного влияния от пульсации.
Видеообзор сравнение пульсации различных ламп
В данном видеоматериале Вы посмотрите ряд тестов сравнений по освещенности и коэффициенту пульсаций на ряде ламп: от ламп накаливания, до светодиодных.
Можно ли справиться с миганием светодиодных ламп
С миганием справиться достаточно просто, но только для тех, кто понимает где и что делать. Как правило, без паяльника тут не обойтись.
Все китайские модели не имеют драйвера в своих лампах. поэтому тут проблема решиться только с установкой драйвера. Но тут стоит понимать, что его надо еще найти таких размеров, чтобы в лампу установить.
Можно пробовать установить конденсатор. Тут надо помимо паяльника уметь считать. Для каждой каждой лампы свой. Тут без измерений не обойтись, чтобы правильно подобрать конденсатор.
Все способы сводятся только к замене или установке нормальных драйверов. Но опять же... Это дополнительные траты и трудозатраты. Скупой платит дважды! Поэтому не стоит скупиться и приобретать. Пульсация там будет, но минимальная, что нас абсолютно устраивает.
Для тех же, кто хочет все-таки самостоятельно убрать пульсацию (мигание, мерцание) есть хорошее подспорье - "Светодиодные лампы . Как убрать пульсацию Автор: Коллектив Издательство: Россия Год издания: 2015 Язык: Русский Формат: Mp4 Качество: отличное Размер: 408.20 Мб". Забейте в поисковик и у Вас все получится.
Как определить пульсацию (мигание, мерцание) светодиодных ламп
Одним из самых простых способов определить есть ли пульсация в Вашей лампе - использовать видеокамеру. Современные камеры в телефонах имеют параметр - гашение мерцания 50 или 60 Гц. Вам необходимо найти данную опцию в параметрах и включить ее. После этого, подводя камеру к лампе Вы сможете увидеть мерцание (ни с чем его не спутать). Если же картинка остается четкой - то поздравляем, мерцания в Вашей лампе или нет или она ничтожно мала.
Также можно с легкостью телефона и фотографии определить мерцание. Достаточно сделать фотографию лампы без засветки. Фотография Вам покажет есть или нет пульсации. Если на фото Вы видите горизонтальные затемненные полоски, то Вам не повезло...
Более серьезные методы - использование компьютера, фото а, резистора мы рассматривать не будем. Материала по этому вопросу достаточно много в сети. Ищите, да обрящите.
Одним из важнейших физических факторов на каждом рабочем месте является освещение. Освещение не только обусловливает возможность выполнения работ, но и обеспечивает уровень производительности и качества труда, травмобезопасность и состояние здоровья работников. Контроль и оценка условий освещения при аттестации рабочих мест производится в соответствии с требованиями Р 2.2.2006–05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» по методике, изложенной в МУ ОТ РМ 01-98/2.2.4.706-98 «Оценка освещения рабочих мест». При этом освещение оценивается по параметрам, характеризующим как количество, так и качество света. Среди показателей качества света особое место занимает пульсация освещенности. Этот параметр световой среды неизменно вызывает вопросы.
Анализ результатов аттестации рабочих мест с персональными компьютерами показывает, что большинство из них «условно аттестованы» по причине несоответствия требованиям норм по ограничению глубины пульсации освещенности. Причем зачастую не отвечают требованиям норм по ограничению пульсации новые осветительные установки, нередко выполненные импортными светильниками, имеющие современный дизайн и обеспечивающие достаточное количество света. В итоге внешне эффектные системы освещения не соответствуют требованиям по качеству освещения и оказываются вредными с точки зрения условий и охраны труда. Использование четырехламповых растровых зеркальных светильников в административных помещениях также нередко приводит к нарушению требований норм по пульсации освещенности. При этом обеспечение требуемых уровней освещенности не представляет проблемы.
При высоких уровнях освещенности оценка условий освещения как вредных вызывает недоумение у работодателей: света много, откуда может быть «вредность»? Однако эту «вредность» очень четко отмечают работающие в условиях повышенной пульсации, которые, не фиксируя ее визуально, выражают нежелание работать «при люминесцентных ламп ах». Проблема эта не нова, и, по словам выдающегося проектировщика-светотехника Г. М. Кнорринга, «в первые годы применения люминесцентных ламп, когда вред пульсаций недооценивался и для их ограничения не принималось мер, несколько хороших в остальном осветительных установок были скомпрометированы именно из-за пульсаций».
Что же такое пульсация освещенности? Среди показателей качества световой среды это, пожалуй, самый «коварный» параметр. Коварность пульсации светового потока заключается в том, что глаз не ощущает колебания света, но на них отрицательно реагирует мозг, и человек не понимает, по какой причине он очень утомляется и неважно себя чувствует.
Причина пульсации освещенности – переменный ток, питающий осветительные установки. Световой поток источников света при питании их переменным током промышленной частоты 50 Гц пульсирует с удвоенной частотой – 100 Гц (см. рисунок).
Явление это наиболее характерно для газоразрядных источников света. Процесс электрического разряда в этих лампах практически безынерционен и следует за частотой переменного тока, в связи с чем, зависящее от этого процесса излучение люминофора, обладающего лишь малым послесвечением, также непостоянно во времени. Следует отметить, что пульсация освещенности отмечается и в осветительных установках с лампами накаливания, она весьма незначительна при использовании мощных ламп (3-5 % при лампах мощностью 300-500 Вт), однако при снижении мощности до 100-60 Вт может достигать 11-18 %.
Пульсация светового потока зрительно не воспринимается, так как частота пульсаций 100 Гц превышает критическую частоту слияния световых мельканий. Электрофизиологические исследования показали, что пульсация неблагоприятно влияет на биоэлектрическую активность мозга, вызывая повышенную утомляемость. Это обусловлено изменением основной ритмической активности нервных элементов мозга, перестраивающих присущую им частоту в соответствии с частотой световой пульсации.
Отрицательное воздействие пульсации возрастает с увеличением ее глубины. Большинство исследователей отмечают отрицательное воздействие пульсации света на работоспособность человека как при длительном пребывании в условиях пульсирующего освещения, так и при кратковременном, в течение 15–30 мин. Это определяет требования к ограничению глубины пульсации светового потока в осветительных установках.
Поскольку основным количественным параметром осветительных установок является нормированный уровень освещенности, в качестве критерия оценки глубины световых колебаний в осветительных установках, питаемых переменным током, принят коэффициент пульсации освещенности на рабочей поверхности, характеризующий ее глубину. Он равен отношению половины максимальной разности освещенности за период колебания к средней освещенности за период, выраженному в процентах.
Экспериментально установлено, что отрицательное действие пульсации на организм человека достаточно мало только при глубине пульсации не более 5–6 % при частоте 100 Гц. При частоте колебаний света 300 Гц и более глубина пульсаций не имеет значения, так как на эту частоту мозг не реагирует.
При работе с ВДТ на электронно-лучевых трубках вопрос об ограничении пульсации освещенности встает особенно остро, так как мозг человека крайне отрицательно реагирует на два и более одновременных, но различных по частоте и некратных друг другу ритма световых раздражений. Именно такая ситуация складывается при работе на персональном компьютере . Поэтому к осветительным установкам в помещениях с компьютерами предъявляются весьма жесткие требования по пульсации освещенности – не более 5 %.
Ограничение пульсации освещенности требуется не только в помещениях с компьютерами, но и при выполнении других видов работ, особенно работ, относящихся к точным. При этом особенно следует обратить внимание на систему комбинированного освещения, где пульсация должны быть ограничена не только в местном освещении (как правило, для этого используются светильники с лампами накаливания), но и в общем. Есть основание считать, что периферическое зрение особенно чувствительно к пульсации, поэтому общее освещение также должно соответствовать нормативным требованиям (не более 20%). На практике нередко общее освещение механических цехов, выполненное светильниками с газоразрядными лампами высокого давления (ДРЛ, ДНаТ) без распределения по фазам сети, создает пульсацию освещенности, достигающую 80-90 %.
Следует отметить, что наличие пульсаций освещенности, превышающих нормативные требования, может вызвать, так называемый, стробоскопический эффект, то есть явление, когда предметы быстро движущиеся поступательно представляются имеющими многократные контуры. Вращающиеся предметы в зависимости от их скорости вращения могут казаться остановившимися, изменившими скорость или направление вращения. Искажение зрительного восприятия вращающихся, движущихся или сменяющихся объектов в мелькающем свете, возникающее при совпадении или кратности частотных характеристик движения объектов и изменения светового потока во времени может быть непосредственной причиной травматизма.
Меры ограничения глубины пульсации освещенности достаточно хорошо проработаны. Они изложены в любой справочной литературе по светотехнике («Справочная книга по светотехнике» под редакцией Ю.Б. Айзенберга, «Справочная книга для проектирования электрического освещения » под редакцией Г.М. Кнорринга и др.). Требование к обязательности оценки коэффициента пульсации освещенности изложено в Р 2.2.2006-05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» и в Методических указаниях «Оценка освещения рабочих мест». Контроль коэффициента пульсации освещенности в настоящее время осуществляется инструментально с помощью приборов.
Все отраслевые и ведомственные нормативные документы по освещению содержат нормируемые значения коэффициента пульсации, и их требования должны учитываться при проектировании осветительных установок (ОУ). Кроме того, ГОСТ 17677-82 «Светильники. Общие технические условия» также содержит требования по ограничению пульсации, в частности указано, что в светильниках с числом ламп, кратным двум, должны применяться пускорегулирующие аппараты, обеспечивающие сдвиг фаз между токами ламп (см. п.3.2.3 ГОСТ). И требования этого ГОСТа должны в обязательном порядке выдерживаться.
Теоретически все наши действующие осветительные установки должны обеспечивать надлежащее качество освещения. Тем более что практическое обеспечение требований норм по ограничению глубины пульсации освещенности технически достижимо: использование наиболее подходящих для данного вида работ источников света, ПРА с «расщепленной фазой», включение ламп на разные фазы сети, при необходимости использование ВЧПРА.. Однако, как показывают результаты обследования освещения, почти все существующие осветительные установки на рабочих местах с компьютерами не обеспечивают нормируемую глубину пульсации освещенности и, как правило, она составляет 28-35 %, а иногда достигает 41-50 %.
Решения, обеспечивающие соблюдение нормативных требований к освещению (как по количеству, так и по качеству), должны обеспечиваться на стадии проектирования. К сожалению, уровень проектирования осветительных установок в настоящее время оставляет желать лучшего. К тому же при сертификации светильников не проверяется коэффициент пульсации освещенности. Положение осложняется еще и тем, что отечественные заводы – изготовители светильников в большинстве своем не соблюдают требования ГОСТ16677-82 в части ограничения глубины пульсации освещенности. Нередко осветительные установки в кабинетах, где имеются рабочие места с компьютерами, монтируются вообще без проектов, просто кому-то понравились светильники в соседнем учреждении, решили себе установить не три, а, например, четыре таких светильника – чтобы светлее было! И если не соблюдается порядок монтажа осветительных установок, то о каком качестве освещения можно говорить. К слову сказать, грамотное проектирование освещения в помещениях с компьютерами является сложной задачей, технические решения иногда приходится принимать на уровне компромисса, с такой задачей способен справиться лишь опытный специалист-светотехник.
Справедливости ради надо отметить, что в последнее время на освещение, наконец-то, обратили внимание. Многие работодатели имеют намерение привести осветительные установки в состояние, соответствующее требованиям норм, в том числе и по коэффициенту пульсации освещенности. Многие из них сталкиваются с проблемой отсутствия информации о возможности приобретения соответствующей качественной аппаратуры, и это в то время, когда любой производитель ищет рынки сбыта и с готовностью предложит свою продукцию.
К сожалению, для обеспечения требуемых норм пульсации освещенности сегодня нередко приходится реконструировать действующие вновь смонтированные установки. Однако этот процесс нельзя пускать на самотек. Современный светотехнический рынок наполнен как дешевыми некачественными изделиями, так и продукцией высокого уровня , но дорогой. Чтобы разумно выбирать «золотую середину», без специалистов, владеющих вопросами освещения, не обойтись.
Надо еще раз обратить внимание на необходимость качественного проектирования вновь создаваемых осветительных установок, недопустимо монтировать системы освещения без соответствующих проектов. Нужно более ответственно подходить к процессу приемки осветительных установок в эксплуатацию, а производственный контроль проводить в полном соответствии с требованиями нормативной документации. Следует решить вопрос с информацией: потребители должны знать, что им нужно, и где это приобрести, а производителям необходимо предоставлять сведения о своих изделиях в полном объеме, причем в форме, доступной и понятной для покупателей.
К сожалению, информацию о продаваемых светильниках получить очень трудно. Продавцы твердят о наличии сертификата на светильник, об указании в паспорте светильника на соответствие его требованиям ГОСТ (как правило, это требования ГОСТ по пожарной безопасности). Никаких указаний по типам установленных ПРА в паспорте не содержится. То есть нужно очень хорошо представлять, как задать интересующий вопрос по поводу ограничения коэффициента пульсаций, чтобы получить адекватный ответ.
Что же касается реконструкции действующих осветительных установок, то наиболее целесообразным вариантом решения этой проблемы представляется разработка типовых рекомендаций с привлечением грамотных специалистов – светотехников.
Мы вкратце вспомнили историю искусственного освещения, а также немного поговорили о том, какие основные параметры есть у энергосберегающих ламп вообще и светодиодных ламп в частности. Сегодня, как и было обещано, мы перейдем к замерам и сравнениям (однако пока что без раскручиваний).
А стоит ли оно того?
Прежде всего меня волновал очевидный вопрос – все же, так ли сказочно эффективны обычные светодиодные лампы, которые можно купить в магазине, в реальных условиях? Чтобы ответить на него, я решил замерить освещенность, создаваемую в моей комнате разными лампочками, вкрученными в одну и ту же (мою) люстру. Исходно в ней стояли три двадцативаттных КЛЛ «Эра»; для сравнения я взял три светодиодных лампы Gauss по 12 Вт (утверждается, что это аналог 100 Вт лампы накаливания) и, для чистоты эксперимента, три обычных лампы накаливания по 95 Вт. Измерения проводились в центре комнаты, то есть именно там, где яркость освещения мне наиболее интересна и необходима. Скажу сразу - с точки зрения фотометрии это, наверное, не совсем корректно; но вот с точки зрения обычной жизни такое сравнение, как мне кажется, представляет основной интерес, так как отражает поведение лампочки не в интегрирующей сфере, а в самой обычной люстре.Измерения проводились люксометром Mastech MS6610 . Стороннюю засветку я исключил плотными шторами (при выключенном освещении прибор показывал ноль люкс). Поскольку световой поток люминесцентных и светодиодных ламп зависит от их температуры, значения освещенности снимались два раза – сразу после включения и после десятиминутного прогрева (эмпирически было выяснено, что после десяти минут работы освещенность изменяется крайне незначительно). Лампы накаливания, разумеется, прогревать не надо, поэтому для них измерение проводилось только один раз, сразу после включения, чтобы не испортить люстру, расчитанную, если мне не изменяет память, максимум на 40 Ватт (для лампы накаливания) в каждом рожке. Результаты сего опыта можно наблюдать в таблице ниже.
Ну что же, видно, что этом тесте светодиодные лампы (как минимум те, что были у меня) и правда превосходят все, что ныне можно вкрутить в обычный патрон E27 (за исключением, может быть, какой-нибудь экзотики). С лампами накаливания все понятно – я и так догадывался, что результат будет не слишком впечатляющим. Интереснее сравнить светодиодные лампы и все еще популярные КЛЛ.
Сразу бросается в глаза, что за первые десять минут КЛЛ изменяют яркость почти в пять раз. На практике это означает, что для бытового сценария «зашел в комнату (кладовку) на две минуты найти что-то» они подходят хуже всего – к моменту выхода на рабочий режим их скорее всего уже выключат. Это помимо того, что газоразрядные лампы и так плохо переносят частые включения, хотя, положим, в кладовке они могут быть и не такими частыми, но, тем не менее, непродолжительными. Светодиодные лампы, напротив, несколько снижают яркость по мере прогрева – падение напряжения, а, следовательно, и мощность (при постоянном токе) на нагретом светодиоде меньше. Тем не менее, разница в яркости здесь не носит такого сногсшибательного характера, как в случае КЛЛ (что косвенно говорит о достаточно хорошем теплоотводе конкретно в этих лампах). К слову, видно, что и после прогрева разница все еще в пользу светодиодов, хотя ее размер таков, что можно считать освещенность, создаваемую и теми, и другими, примерно равной. Однако мы говорим о примерно равной освещенности, создаваемой двадцативаттной КЛЛ и двенадцативаттной LED-лампой – экономия по мощности почти в два раза. Про лампы накаливания можно даже не говорить – при во много раз большей мощности потребления по создаваемой освещенности они проигрывают и КЛЛ, и светодиодам. Кроме того, как я уже упоминал выше, девяностопятиваттные лампы в мою люстру вкручивать вообще нельзя, так что в реальности с лампами накаливания я бы не получил даже этих ста люкс. Разумеется, такое ограничение связано с нагревом.
Лампы накаливания, очевидно, уже сошли с дистанции, так что давайте сравним КЛЛ и светодиодную лампу по нагреву.
Эти изображения также были сняты после десятиминутного прогрева. Видно, что КЛЛ греется до ста градусов и более, в то время как максимальная температура светодиодной лампы составляет лишь около шестидесяти. То есть, возможность обжечься об КЛЛ, в принципе, существует (белок начинает сворачиваться при восьмидесяти градусах Цельсия), в то время как со светодиодной лампой это невозможно в принципе. Мелочь, но приятно.
Больше промеров
Итак, мы разобрались, что с точки зрения тех характеристик, которые приходят в голову первыми, светодиоды явно лучше. Время поговорить о более тонких материях, таких как коэффициент мощности и коэффициент пульсаций. Об этих хактеристиках почему-то вообще вспоминают редко, и, разумеется, их (пока что?) никогда не пишут на упаковках, а зря.Коэффициент пульсаций является очень важным показателем. Несмотря на то, что изменения яркости с частотой более 16 – 20 Гц наш мозг сознательно не обрабатывает, эффект от них вполне заметен. Существенные пульсации общей освещенности могут привести к повышенной утомляемости, мигреням, депрессиям и прочим малоприятным вещам по части психики. Нормируется этот показатель в СНиП 23-05-95 . Там очень много разных таблиц, но, в целом, из них можно вынести, что коэффициент пульсаций общего освещения не должен превышать 20%. Стоит оговориться, что разговор обо всем этом имеет смысл до частоты около 300 Гц, поскольку далее на изменения освещенности уже не успевает реагировать сама сетчатка, и потому в этом случае в мозг просто не приходит раздражающего сигнала.
Коэффициент мощности для конечного потребителя, в принципе, неважен. Этот параметр показывает отношение активной мощности, потребляемой прибором, к полной мощности , учитывающей реактивную часть, не производящую полезной работы, но, в частности, греющую провода. Также распространено название «косинус фи» - это все оттого, что интересующая нас величина может вводиться как косинус некоторого условного угла. Максимальное, идеальное значение коэффициента мощности – 1. Бытовые счетчики учитывают только активную мощность , ее же пишут на упаковках; для потребителя в этом смысле проблем нет. Однако, если мы говорим о глобальных масштабах (например, миллионный город, целиком освещаемый светодиодными светильниками), низкий коэффициент мощности может создать большие проблемы энергетикам. Поэтому его оценка – оценка лампы в смысле светлого светодиодного будущего.
Мощность и коэффициент мощности я мерял головкой muRata ACM20-2-AC1-R-C . Коэффициент пульсаций измерялся осциллографом Uni-Trend UTD2052CL , к которому подключалась следующая схема:
Кому интересно, это классический частотно-компенсированный преобразователь «ток-напряжение» на операционном усилителе, дополненный искусственной средней точкой. Питается, для исключения наводок, от батареи. Диод BPW21R – прибор фотометрического класса с характеристикой, компенсированной согласно чувствительности человеческого глаза. Документация гарантирует линейность тока в зависимости от освещенности в фотогальваническом режиме, так что схема выдает напряжение, прямо пропорциональное освещенности фотодиода и вполне годится для измерений коэффициента пульсаций. Определяется он, кстати, как отношение размаха пульсаций к удвоенному среднему значению. И размах, и среднее значение входят в стандартные автоматические измерения любого современного цифрового осциллографа, так что с этим проблем нет – остается только удвоить и поделить. Сравнения результатов измерений этой импровизированной конструкцией со значениями, выдаваемыми прибором «ТКА-ПУЛЬС» (Госреестр), показали расхождение измеренного коэффициента пульсаций не более процента.
Итак, результаты замеров для ламп, которые оказались у меня под рукой:
С цоколем E27:
С цоколем E14:
Про лампу Wolta стоит поговорить отдельно
На упаковке читаем гордую надпись:
«Оптимальная для глаз частота мерцания». Офигеть! Что там за частота-то такая? Может быть, они имеют в виду, что она далеко за пределами регламентированных санитарными нормами трехсот Герц?
На осциллографе видим:
100 Гц, коэффициент пульсаций 68%. По СанПиН не проходит. Что они понимают под оптимальностью - загадка…
Как мы видим, здесь у светодиодных ламп не все так радужно. Тут же выясняется очень интересный факт – похоже, что о качестве светодиодных ламп нельзя судить только по производителю; одни и те же бренды, вообще говоря, ставят как рекорды качества, так и антирекорды. Надо отметить, что общий вердикт, представленный в таблице, я выносил, придавая большее значение коэффициенту пульсаций, чем коэффициенту мощности, по причинам, изложенным выше. Но даже коэффициент пульсаций в 1% не может до конца оправдать коэффициент мощности, равный 0.5, в случае промышленного изделия, продаваемого миллионными тиражами. Впрочем, для дома лучше взять такую лампу, чем изделие с единичным коэффициентом мощности и уровнем пульсаций в 50%.
Разумеется, лампы с коэффициентом пульсаций более 20% категорически не подходят для общего освещения (в люстру по шесть штук такое вкручивать не стоит). К слову, для упомянутых мной КЛЛ «Эра» он составляет чуть менее 10%, а для классической лампы накаливания - около 13%.
Последние параметры, о которых можно вскользь поговорить, это цветовая температура и индекс цветопередачи. Несмотря на то, что они формализуются, на бытовом уровне все сводится к «нравится/не нравится». Должен сказать, что все протестированные лампы в этом плане меня порадовали - ни у одной не было явного уклона в синеву или избыточную желтизну, все имели приятный белый оттенок. Но это, разумеется, на мой вкус, и только.
В следующих статьях мы наконец-то посмотрим, что у ламп внутри, и попытаемся разобраться, какие внутренние причины делают хорошие лампы хорошими, а плохие – плохими.
Примечание:
Выбор ламп для тестов обусловлен исключительно соображением «что было». Если (когда) появятся другие лампы - промеряю и выложу.Краткая информация (наведите курсор)
Лампа накаливания , наверное, самый долгоживущий электрический прибор, начинающий свою историю с начала XIX века. Серийно лампы накаливания выпускают уже более 100 лет и непрерывно ведутся работы по улучшению её характеристик, несмотря на то, что с начала XXI века лампы накаливания активно вытесняются более современными и экономичными источниками света – светодиодными и газоразрядными лампами. Тем не менее, окончательно списывать со счетов лампы накаливания рано. Они еще будут долго использоваться как в специфических областях, так и для освещения помещений. При этом большинство людей отмечают, что свет, излучаемый лампами накаливания более уютный, комфортный и «теплый». Эти ощущения объясняются тем, что свет от ламп накаливания равномерно распределен по световому спектру, с преобладанием инфракрасной («теплой») части спектра, что делает его близким к естественному солнечному освещению. Кроме того, пульсация ламп накаливания обычно гораздо ниже, чем у новых типов ламп.
Пульсация ламп является одной из основных проблем при обустройстве домашнего или рабочего освещения. Что такое коэффициент пульсации ламп было рассмотрено в статье «Коэффициент пульсации освещенности….» (сюда>>> ).
В общем, считается, что коэффициент пульсации ламп накаливания существенно меньше, чем у энергосберегающих ламп. Это не совсем верно – качественные современные светодиодные и люминесцентные лампы могут вообще не иметь пульсаций. В то же время, при питании от сети переменного тока, лампы накаливания тоже имеют пульсации (Рис.1).
Рис.1. Пульсации лампы накаливания 40 Вт (программа «ЭкоЛайт-АП»).
Рассмотрим причины возникновения пульсаций у ламп накаливания при питании от сети переменного тока (при питании постоянным током у ламп накаливания пульсаций нет). Известно, что источником света в лампе накаливания является нить из тугоплавкого металла (вольфрам), разогреваемая проходящим через неё током до нескольких тысяч градусов. Поскольку питается лампа от сети переменного тока (обычно 220 Вольт, частотой 50 Гц), то, синхронно с изменением проходящего через нить накаливания тока, изменяется и температура нити. Однако нить накаливания имеет определенную теплоемкость, которая не даёт ей сильно остыть. Тем не менее, существует некоторое остывание нити накаливания при уменьшении, проходящего через нее тока. Это приводит к колебаниям излучаемого нитью накаливания света. В целом, чем больше теплоемкость (масса) нити накаливания, тем меньше пульсации излучаемого лампой накаливания света. Мы провели измерения коэффициента пульсации ламп накаливания нескольких типов – см.Табл.1.
Совместно с журналом "Современная светотехника" мы провели тестирование на уровень пульсаций образцов ламп накаливания, продающихся в конце 2014 года известном сетевом магазине. На тестировании й нас побывали около
Напомним, что допустимый уровень пульсации освещенности при работе на компьютере составляет 5%.
Таблица 1. Коэффициент пульсации ламп накаливания.
Из Таблицы 1 видно, чем выше мощность лампы накаливания, тем меньше пульсации. Тем не менее, эти данные неполные и надо понимать, что окончательно определить коэффициент пульсации той или иной лампы можно только при помощи специального прибора – пульсметра. Мы использовали люксметры-пульсметры-яркомеры «Эколайт-01» (сюда >>> ) и «Эколайт-02» (сюда >>> ). Очень полезной особенностью этих приборов является то, что фотоголовку ФГ-01, входящую в их состав, можно подключить к персональному компьютеру через USB-порт, на котором, при помощи бесплатного (!!!) ПО «Эколайт-АП» (сюда >>> ) провести подробное изучение пульсаций ламп любого типа (Рис.1).
Прочитайте эту сатью для общего развития, там все доступно и интересно. Меня заинтересовал один конкреттный параметр: коэффициент пульсации. Цитата:
"Коэффициент пульсаций является очень важным показателем. Несмотря на то, что изменения яркости с частотой более 16 – 20 Гц наш мозг сознательно не обрабатывает, эффект от них вполне заметен. Существенные пульсации общей освещенности могут привести к повышенной утомляемости, мигреням, депрессиям и прочим малоприятным вещам по части психики. Нормируется этот показатель в СНиП 23-05-95. Там очень много разных таблиц, но, в целом, из них можно вынести, что коэффициент пульсаций общего освещения не должен превышать 20%."
Решил проверить, как обстоят дела с пульсацией ламп, которые у меня в квартире. Т.к., спец. оборудования у меня нет, проверял простейшим доступным способом: снимал каждую лампу на видео с близкого расстояния. Способ неточный, очень примерный, но тем не менее, может дать представление об уровне пульсации. Все фотографии сделаны телефоном, некоторые - скрины с видеороликов, сделанные им же. Поэтому цифр в посте не будет и на научность он не претендует. В будущем планирую скрестить компьютер с фотодиодом и превратить его в виртуальный осциллограф, показывающий реальный уровень пульсации. Как будут результаты, создам новый пост.
Расположил лампы в порядке ухудшения параметра.
1. Светодиодная лампа Gauss Elementary 6W Е14:
2. Пульсации не видны, световой поток ровный, не мерцающий:
3. Volpe 15W E27. Пульсация быстрая:
4. Эра 20W E27. Пульсация быстрая, но чуть медленнее и заметнее, чем у Volpe:
5. OSRAM Duluxstar. Пульсация достаточно медленная и неплохо заметная:
6. Jazzway 20W E27. Пульсация достаточно медленная и отчетливо видимая:
7. Галогенная лампа 35W 220V стандарта GU5,3. Пульсация отчетливо видна, но это и понятно - частота в сети 50 Гц:
8. Купленная на пробу светодиодная лампа Qeep 3,5W E14. 
9. Медленная и отчетливая пульсация:
10. Светодиодная лампа Camelion 5,5W Е14:
11. Пульсации настолько ужасны, что я бы ее даже врагу не подарил:
12. И наконец, замыкает шит-парад изделие отечественного производителя IEK ЛПО - люминесцентная лампа, которая используется для освещения столешницы. Ее пульсации видны невооруженным взглядом. Но используется она редко:)
На объективность не претендую:) Если в чем-то не прав - поправляйте.