Электронные ПРА

Энергосберегающие светильники уличное промышленное освещение светодиодные упру энергосбережение эпра светодиоды

СГОРЕВШИЕ ЭПРА

Электронные балласты или ВЧ (высокочастотные) преобразователи для освещения

Торговыми кампаниями активно предлагаются высокочастотные преобразователи напряжения (электронные балласты), выпускаемые для питания газоразрядных ламп. Питающее напряжение в высокочастотных преобразователях сначала выпрямляется, а затем из выпрямленного напряжения формируется переменное напряжение частотой от 20 до 140 кГц. При таком способе питания люминесцентных ламп низкого давления удается обеспечить от 2 до 6 % экономии электроэнергии, при сохранении их начального уровня светового потока, что и обеспечивает, по утверждению продавцов, какой-то минимальный экономический эффект. Широкая реклама способствовала развитию технологии ЭПРА (электронная пуско-регулирующая аппаратура или электронный балласт) и увеличению объемов производства высокочастотных преобразователей для питания газоразрядных ламп.

Но в публикуемой рекламе высокочастотных преобразователей умалчивается, что заявляемый процент экономии электроэнергии можно получить только при использовании люминесцентных ламп малой мощности. Дело в том, что потери энергии в пускорегулирующей аппаратуре, используемой стандартно для питания газоразрядных ламп, зависят от индуктивного сопротивления балласта, значение которого уменьшается при увеличении мощности лампы, а это значит, что уменьшаются и потери. Потери увеличиваются при уменьшении мощности люминесцентных ламп. Для люминесцентных ламп мощностью 7 - 36 Вт потери могут достигать 7- 20%, а для ламп типа ДРЛ, ДНаТ, МГЛ мощностью 50 - 1000 Вт такие потери составляют не более 4 - 6% (Рис. 1)

Рис.1 Типовая зависимость потерь в индуктивном балласте от мощности подключенной газоразрядной лампы.

Из графика видно, что применение высокочастотных преобразователей наиболее оправдано для люминесцентных ламп малой мощности, а для газоразрядных ламп высокого давления большей мощности потери энергии в индуктивном балласте будут составлять не более 6%. Но в расчетах потерь следует учитывать и собственные потери ВЧ преобразователей, которые окажутся более 6%, соответственно сэкономить энергию не получится, поэтому на рынке практически нет преобразователей мощностью более 150 Вт. Эксплуатация с газоразрядными лампами высокого давления показала, что замена надежного и проверенного временем индуктивного балласта, сравнительно менее надежным частотным преобразователем будет экономически нецелесообразным. Некорректными являются заявления производителей об увеличении светоотдачи газоразрядных ламп высокого давления с ростом частоты питающего напряжения, за счет чего и обеспечивается экономия электроэнергии при сохранении светового потока лампы. Увеличение светового потока на 2-4% при частотах 20-140 кГц действительно наблюдается у люминесцентных ламп низкого давления (типа ЛБ, ЛД), в которых свечение обеспечивается низкотемпературным тлеющим разрядом. В газоразрядных лампах высокого давления, типа ДРЛ, ДНаТ, МГЛ, свечение обеспечивается за счет высокотемпературного дугового разряда, имеющего другие физические свойства, поэтому для данного типа ламп светоотдачу можно увеличить только за счет роста температуры разряда, что приводит к преждевременному разрушению лампы.

В рекламе высокочастотных преобразователей также пишут о продлении сроков службы газоразрядных ламп, включенных через высокочастотные преобразователи. Что возможно при обеспечении качественными преобразователями стабильных условий электропитания ламп, по сравнению со стандартными схемами включения. Но реальный срок службы ламп, работающих в промышленных сетях, все равно окажется ниже паспортного срока службы. Многочисленные лабораторные эксперименты показывают, что с ростом частоты питающего напряжения реальный срок службы газоразрядных ламп сначала действительно возрастает, но в дальнейшем падает, и на частотах, стандартно используемых в настоящее время в высокочастотных преобразователях (20-140 кГц), нередко опускается ниже паспортного срока службы лампы. Следовательно, только качественные высокочастотные преобразователи, имеющие надежные схемы защиты, схемы стабилизации электрических параметров питающего лампу напряжения, а также обеспечивающие световой поток лампы и нормальную температуру горелки лампы не превышающие номинальных паспортных параметров, могут обеспечить незначительное увеличение реального срока службы ламп.

Рис.2 Типовая зависимость срока службы газоразрядной лампы от частоты питающего напряжения.

Также на сокращение срока службы ламп оказывает значительное влияние явление акустического резонанса, возникающего при разогреве запитанной от высокочастотного преобразователя лампы. Акустический резонанс приводит к механическому разрушению элементов конструкции лампы.

Электронная аппаратура, работающая на принципе высокочастотного преобразования, выпускаются десятками фирм практически во всех индустриально развитых странах мира в количестве около 500 млн. штук в год.

В России преимущественно продаются ВЧ преобразователи (ЭПРА) производства КНР. Ситуация по продажам развивается по традиционному сценарию. Китайские ВЧ преобразователи нередко выдаются за Российские, далее распространяется всюду много несоответствующей действительности рекламы, содержащей информацию об 100 тысяч часов работы, очень высокой яркости источника света и ряд других утверждений, предназначенных ошеломить покупателя своей «уникальностью». Далее массированное распространение такой продукции и пиар происходит через любые торговые и прочие посреднические кампании, пока покупатели разберутся, что их обманули, каждая из кампаний хотя-бы по 10 штук, но продаст, что обеспечивает всей цепочке прибыль, а далее сценарий повторяется. Большинство таких схемных решений были уже давно запатентованы ранее в РФ у зарубежных коллег, поэтому, в целях экономии, выпускают или не запатентованные схемные решения, которые на западе не имели коммерческой ценности из-за нестабильности и ненадежности работы, или выдаются за НОУ-ХАУ полностью скопированные преобразователи, или добавленные уже разработанными ранее схемными решениями и блоками, которые по сути своей только искусственно усложняют, а не улучшают электрические характеристики высокочастотных преобразователей, что также приводит к снижению качества продукции.

Многие такие ВЧ преобразователи не снабжены ни фильтрами гармоник, ни корректорами коэффициента мощности, поэтому нередко при поверке оказывается, что реальное значение коэффициента мощности косинуса фи оказывается не выше 0,6, а при эксплуатации с лампами образуются низкочастотные токовые паузы, которые даже можно уловить невооруженным взглядом, наличие высших гармоник и высоковольтных пиков перенапряжения, наносят вред используемой в сети аппаратуре, при этом преждевременно обгорают и разрушаются контактные соединения, составляющие элементы и электроды ламп и соответственно приводят к уменьшению их срока службы, по сравнению с заявленными параметрами качества. Некоторые поставщики высокочастотных схем запуска настраивают свои устройства на обеспечение более высокого светового потока от лампы, чем при стандартной схеме включения. При этом лампы работают в недопустимо жестком температурном режиме, что существенно уменьшает их сроки службы, и лампы быстро выходят из строя.

Очень важно также отметить, что технические характеристики пускорегулирующей аппаратуры для эксплуатации должны определяться не только общепринятыми требованиями ГОСТ-МЭК, но и реальными условиями эксплуатации, например при значительных температурных перепадах и скачков напряжения в сети. Сроки службы ВЧ преобразователей в реальных условиях могут, составлять всего лишь несколько дней. Кроме нестабильности электросетей на сокращение срока службы ВЧ преобразователей влияет: вибрация, запыленность, перепад температур и образование конденсата, высокая температура воздуха. Такие факторы быстро разрушают ЭПРА особенно в условиях действующего производства. Качественные преобразователи работают определенные сроки только в стабильных климатических условиях, например в быту с лампами, мощностью не более 36 Вт.

Из-за частого выхода из строя попытки применения различных пускорегулирующих устройств, для газоразрядных ламп при уличном и промышленном освещении привели в настоящее время к полному разочарованию Российских энергетиков в подобной аппаратуре. Вот, например, весьма характерный случай: Московский метрополитен, в порядке эксперимента закупил 100 высокочастотных преобразователей фирмы “HELVAR” (Финляндия) - все преобразователи вышли из строя в течение трёх месяцев эксплуатации, хотя все характеристики аппаратуры полностью соответствовали требованиям ГОСТ-МЭК. И таких примеров, показывающих ненадёжную и неэффективную работу таких преобразователей, очень немало.

При проведении замеров пускового ударного тока, возникающего на лампе, при подаче напряжения с выхода высокочастотных преобразователей различных производителей, было обнаружено наличие недопустимого пикового броска тока (порядка 5-7 Inom) на электродах лампы в момент зажигания, что сильно разрушало их электроды. Замеры в момент запуска лампы изменения напряжений и токов на входе высокочастотных установок не показывали существенных изменений, что обусловлено наличием в схемах сглаживающих конденсаторов большой емкости, способных запасать энергию. Данные конденсаторы выдают большой разрядный ток при зажигании лампы, разрушающий их электроды. Учитывая вышеизложенное, потребителю следует выбирать: стоит ли использовать высокочастотные электронные балласты или оставить стандартную схему с более надежным индуктивным балластом.

В настоящее время на рынке активно предлагаются индукционные лампы. Это очередной пиар-сценарий для наивных покупателей. Причина этого абсолютно понятна - частичная дискредитация всех предыдущих технологий (ЭПРА, светодиодных светильников). Технология индукционных ламп далеко не нова, но в связи с падением продаж светодиодных светильников, производители приступили к пиару уже достаточно не новой технологии (1965г!). Покупателям предлагатся замена ламп высокого давления, обладающих высокоинтенсивным световым потоком, на люминесцентные безэлектродные лампы низкого давления, ионизирующиеся за счёт индукционного поля высокой частоты. При такой замене утверждается, что есть энергосберегающий эффект, что является стандартным обманом, рассчитанным на не информированного покупателя. Индукционные газоразрядные лампы питаются с помощью ВЧ преобразователя, называемым индукционным генератором, работающим на частоте в диапазоне от 250кГц до 3,0мГц. Соответственно у данного типа питания есть все недостатки, присущие ЭПРА, а также газоразрядным лампам: ненадежность работы при перепадах напряжения и температурных изменениях и образовании конденсата; маленький ресурс работы из-за высокой частоты коммутации тока и загрузки силовых элементов на 80% от их номинальной мощности; мощное ВЧ излучение, воздействующее на человека, изоляция мощного поля (от 15 Вт!) при частоте от 1 до 3 мГц (радиочастотный диапазон) обойдется выше стоимости самого ВЧ генератора. Утверждения рекламщиков, что светоотдача индукционных ламп не будет быстро снижаться из-за отсутствия электродов, не совсем верное. Данный процесс будет происходить практически с той же скоростью, при резком нагреве из-за перепада температур в материале горелки ламп будут возникать механические напряжения, что приведет к появлению множества микротрещин в корпусе горелки и "матированию" кварцевого стекла лампы, выход излучения уменьшиться, световой поток будет снижаться. Процесс снижения светового потока будет продолжаться дальше из-за утечки рабочего газа через микротрещины и падении его давления, а также изменения электрических характеристик ламп.

Сравнение параметров пуско-регулирующей аппаратуры.

Наименование параметра

Электромагнитное ПРА

ЭПРА

УПРУ5П

Надежность работы

Высокая.

Низкая.

Очень высокая.

Возможность применения в светильнике ламп, различных производителей.

Низкая.

Должны применяться лампы, рассчитанные на эксплуатацию только с определенным ПРА

Низкая.

Из-за определённого токового режима работы ЭПРА, возможны выходы из строя ламп, разных производителей.

Высокая.

Обеспечение совместимости и возможность применения в светильниках ламп от разных производителей.

Возможность применения в одном и том же светильнике ламп разных типов и мощности

Отсутствует.

По причине выхода из строя ламп, из-за несоответствия характеристик.

Отсутствует.

По причине выхода из строя ламп, из-за несоответствия характеристик.

Высокая.

Возможность эксплуатации ламп ДНаТ и МГЛ, а также выбор двух уровней мощности используемых в одном светильнике ламп.

Срок службы ламп с указанным типом ПРА

Срок службы ламп обычно гораздо ниже паспортного.

Срок службы ламп обычно гораздо ниже паспортного.

Реальный срок службы ламп в 6-15 раз дольше

Естественный спад светоотдачи по мере эксплуатации лампы

В 6-15 раз быстрее, чем указано изготовителем ламп

Чуть быстрее, чем указано изготовителем ламп

В 10-15 раз медленнее, по сравнению с типовой схемой

Влияние отклонений напряжения на срок службы ламп.

Высокое.

При изменениях напряжения существенно сокращается срок службы ламп.

Среднее.

Выход из строя самого ЭПРА. Сроки службы ламп чуть ниже, чем указано изготовителем ламп.

Низкое.

Световой поток ламп длительное время остается стабильным. Сроки службы ламп в 10-30 раз больше, по сравнению с Электромагнитным ПРА.

Диапазон напряжений, для безопасной эксплуатации.

от 170 и до 250 Вольт

от 180 и до 240 Вольт

от 90 и до 260 Вольт!

Возможность регулирования энергопотребления

Отсутствует

Присутствует только на некоторых моделях ЭПРА

Присутствует на всех моделях

Коэффициент мощности

0,32-0,6 индуктивного характера

0,3-0,95 индуктивного характера

УПРУ5П полностью компенсирует реактивную мощность индукт. х-ра

Наличие защиты от короткого замыкания в светильнике

В виде предохранителей, если это предусмотрено проектом освещения

Электронная защита на некоторых моделях ЭПРА

Электронная защита на всех устройствах

Стойкость к перенапряжениям в сети

Средняя

Низкая

Высокая

Стойкость к кратковрем. обесточиванию

Высокая

Средняя на качеств. ЭПРА, низкая на дешевых

Высокая

Стойкость к межфазному напряжению.

Низкая.

Достаточно быстро выходят из строя лампы или ПРА

Низкая.

Мгновенно выходят из строя ЭПРА или предохранители

Очень высокая.

УПРУ5П и светильник работают при 380 вольт еще длительное время.

Ремонтопригодность ПРА

Низкая, дросселя заменяются.

Присутствует, но стоимость ремонта больше стоимости нового устройства и требует квалифицированных кадров.

За счет высокой надежности конструкции, устройства не подлежат ремонту.

Диапазон рабочих температур ПРА

Высокий

Низкий, боится перегрева, охлаждения и конденсата

Высокий

Шум работающего ПРА

Высокий

Низкий

Низкий

Пульсации светового потока

Высокие

Низкие

Низкие

Теплоизлучение от работающего ПРА

Высокое

Высокое

Низкое



Внимание! Вся информация размещенная на данном сайте является авторской и запрещена для копирования без соответствующего разрешения производителя!

Приглашаем к сотрудничеству региональных дилеров, энергосервисные и лизинговые компании.

Адрес для корреспонденции:

455000, г. Магнитогорск, ул. Ленинградская, д. 2, оф. 64

Тел.: 8 (909) 096-17-15

Электронная почта: niiwest@mail.ru