+86-13777012108
(WhatsApp/WeChat)
Vrijdagavond op de wijkrechtbank komt de helft van de spelers niet meer. De verre basket ligt ......
READ MOREDe meest voorkomende problemen ontmoetten LED-straatverlichting zijn Helaas falen van de driver, problemen met het thermisch beheer, verslechtering van de lichtopbrengst, verblinding en lichte vervuiling, binnendringend vocht en corrosie, flikkering en inconsistentie van de kleurtemperatuur . Hoewel LED-technologie inherent betrouwbaarder is dan de natriumdamp- en metaalhalogeenlampen die het heeft vervangen, is het werkelijke uitvalpercentage van LED-straatverlichting enorm per productklasse. Hoogwaardige eenheden van aanzienlijk bereiken een bereik van 50.000 uur of meer met een minimale productiedaling, terwijl budgetproducten binnen twee tot drie jaar na installatie kapot kunnen gaan. Het begrijpen van de specifieke faalmechanismen achter elk probleem is de sleutel tot het nemen van inkoopbeslissingen en onderhoudsplannen die daadwerkelijk het rendement op de investering over 15 tot 20 jaar selecteren waarvoor LED-straatverlichting is ontworpen.
De LED-driver – de voedingseenheid die wisselstroom omzet in de gecontroleerde gelijkstroom die de LED-modules nodig hebben – wordt consequent als het primaire opslagpunt in LED-straatverlichtingssystemen. Studies van in het veld verzamelde LED-straatverlichting schatten dat Het falen van de bestuurder is verantwoordelijk voor 50 tot 70% van alle defecten aan LED-straatverlichting in de eerste 5 jaar van dienst, waarbij het falen van de LED-chip ruimschoots de dominante opslagmodus was. (Bron: Amerikaanse ministerie van Energie, Factsheet Solid-State Lighting Technology – LED Street Lighting, DOE/EE-1038, 2014)
De driver valt om een structurele reden eerder uit dan de LED-chips: de elektrolytische condensatoren in het drivercircuit – die de gelijkgerichte AC naar stabiele DC afvlakken – hebben een vergelijkbare waarschijnlijkheid van 5.000 tot 15.000 uur bij 85 graden Celsius bedrijfstemperatuur. LED-chips hebben een bereik van 50.000 tot 100.000 uur onder gelijke omstandigheden. Omdat de condensator en de LED-chip beide een gelijktijdige thermische omgeving ervaren, faalt in de overgrote omvang van de gevallen de condensator als eerste.
De temperatuur van de condensator verdubbelt ongeveer elke 10 graden Celsius verlaging van de bedrijfstemperatuur. Een driver die gebruikmaakt van condensatoren met een vermogen van 105 graden Celsius (versus de goedkopere standaard van 85 graden), die in een goed gekoelde behuizing werkt, kan 40.000 tot 60.000 uur werking van de condensator — het dichten van de kloof tussen driver- en LED-chip-servicelevens grotendeels. Een driver die condensatoren van 85 graden gebruikt in een slecht gekoelde behuizing die werkt op 95 graden Celsius, kan binnen 15.000 uur defect raken - ongeveer 5 jaar bij een 8 uur. (Bron: Nichicon Corporation, Algemene beschrijving van aluminium elektrolytische condensatoren, technische notities, 2022)
Dit is de reden waarom de bedrijfstemperatuur van het bestuurderscompartiment – en niet alleen de aangegeven driverspecificatie – de belangrijkste factor is voor de bediening van LED-straatverlichting. Producten die condensatoren van 105 graden specifiek, de driver thermisch scheiden van het LED-koellichaam en het drivercompartiment ontwerpen met effectieve natuurlijke convectiekoeling, geproduceerd consistent beter dan producten die kosten besparen op het gebied van condensatorkwaliteit en het thermisch ontwerp van de behuizing.
Zelfs als de driver correct werkt, is onvoldoende thermisch beheer van de LED-module zelf de oorzaak van de geïnfecteerde lumenafschrijving: de geleidelijke vermindering van de lichtopbrengst die krachtige LED-chips ouder worden. De relatie tussen de LED-junctietemperatuur en het lumenbehoud is goed ingeburgerd: voor elke 10 graden Celsius stijging van de LED-junctietemperatuur boven het nominale bedrijfspunt verdubbelt de lumenafschrijving ongeveer . (Bron: Amerikaanse ministerie van Energie, IES TM-21-11, Projecting Lumen Maintenance of LED Light Sources op lange termijn, 2011)
De IES L70-standaard – de veelgebruikte maatstaf waarbij de LED-opbrengst lager is dan 70% van de oorspronkelijke waarde – is het gebruikelijke benaderingeindpunt voor de meeste LED-straatverlichtingsspecificaties. Een armatuur die werkt op de deur van de LED-fabrikant aangegeven junctietemperatuur kan na 50.000 uur L70 bereiken. Dezelfde armatuur met een thermisch ontwerp waarbij de junctietemperatuur 20 graden Celsius boven de specificatie kan komen, bereikt L70 in ongeveer 12.500 uur – een viervoudige vermindering van de functionele alleen al door het thermisch beheer.
LED-straatverlichting voor buiten wordt hun volledige inhoud aan regen, condensatie, zoute kustlucht en schoonmaakwater. Het binnendringen van vocht is de op één na meest belangrijke oorzaak van defecten aan LED-straatverlichting, na defecten aan de driver, en de twee faalmodi werken vaak samen: vocht dat het drivercompartiment binnendringt versnelt condensatorcorrosie, terwijl vocht dat de LED-module de fosfor afbreekt en metaalcontactcorrosie veroorzaakt bij het LED-pakket bereikt.
Straatlantaarnbehuizingen zijn specifiek voor bescherming tegen binnendringing volgens de IEC 60529 IP-norm, voldaan IP65 is de meest geschikte specificatie voor wegverlichtingstoepassingen (beschermd tegen stof en waterstralen uit alle richtingen) en IP66 of IP67 uitnodigen voor locaties die daarnaast zijn aan zware regen, spatten of lekkage. (Bron: IEC 60529:2013, Mate van bescherming geboden door behuizingen, Internationale Elektrotechnische Commissie)
De IP-waarde van een straatlantaarn wordt significant onder testomstandigheden op het moment van productie. Installatie in de echte wereld veroorzaakt verschillende factoren die de effectieve bescherming tegen binnendringing in de loop van de tijd kunnen verminderen:
LED-straatverlichting Resultaat een puntbronlichtintensiteit die aanzienlijk hoger is dan de natriumdamplampen met gedistribueerde bron die ze vervangen, omdat de LED-lichtopbrengst vergeleken is vanuit een veel kleiner fysiek gebied. Deze hoge luminantie – de lichtintensiteit per oppervlakte-eenheid van de bron – complete verblinding voor automobilisten, voetgangers en omwonenden die traditionele lamptypes op lagere niveaus voor een gelijke totale lichtopbrengst.
Het Unified Glare Rating (UGR)-systeem kwantificeert hinderlijke verblinding op een schaal waarbij waarden boven de 19 als onaanvaardbaar worden beschouwd voor wegverlichtingsomgevingen. Slecht ontworpen LED-straatverlichting – vooral die zonder adequate secundaire optica of diffusiepanelen – kunnen UGR-waarden producent van 22 tot 28 in typische wegverlichtingsgeometrieën , ruim boven de normaalbare drempel. (Bron: CIE 115:2010, Verlichting van wegen voor motor- en voetgangersverkeer, Commission Internationale de l'Eclairage)
Flikkeren in LED-straatverlichting treedt op wanneer de lichtopbrengst variërend met een frequentie onder de menselijke visuele fusiedrempel – ongeveer 50 tot 80 Hz voor de meeste mensen onder normale lichtomstandigheden – waardoor een waar haalbaar stroboscoopeffect ontstaat dat vermoeide ogen, hoofdpijn en bij gevoelige personen risico’s op lichtgevoelige epilepsie veroorzaakt. LED-straatverlichting is belangrijk voor het flikkeren van traditionele HPS-lampen, omdat de responstijd van de LED op stroomveranderingen wordt gemeten in nanoseconden in plaats van de milliseconden die kenmerkend zijn voor krachtige lichtbronnen. Dit betekent dat elke stroomrimpel van de driver onmiddellijk zichtbaar is als een variatie in de lichtopbrengst.
Inconsistentie in kleurtemperatuur – schijnbaar verschillen in de kleur van het licht geproduceerd door verschillende straatlantaarns op dezelfde weg – is een esthetisch en functioneel probleem dat veroorzaakt wanneer uit verschillende productiebatches LED-chips gebruiken die buiten een nauwe kleurtolerantie vallen, of wanneer LED-chips in dezelfde armatuur in verschillende snelheden verouderen en in de lus van de tijd kleurafwijking veroorzaken.
De ANSI/ANSLG C78.377-standaard definieert MacAdam-ellipsen in zeven stappen als het consistente kleurtolerantiebereik voor LED-verlichtingsproducten. Producten die specifiek zijn 3-staps MacAdam-ellipstolerantie (SDCM 3 of minder) producent kleurconsistentie die onder normale omstandigheden onzichtbaar is voor het blote oog. Producten die een tolerantie van 5 of 7 stappen specificeren – of die helemaal geen kleurbinning specificeren – kunnen zichtbaar verschillende lichtkleuren producenten tussen soortgelijke palen uit dezelfde installatiebatch. (Bron: ANSI/ANSLG C78.377-2017, Specificaties voor de kleurkwaliteit van solid-state verlichtingsproducten)
De Color Rendering Index (CRI) van LED-straatverlichting beïnvloedde hoe grondig menselijke waarnemers de kleuren waarnemen van objecten (voertuigen, voetgangerskleding, wegmarkeringen en gelaatstrekken) onder de straatlantaarn. Hogedruknatriumlampen (HPS) de deur LED-straatverlichting worden vervangen, hadden doorgaans CRI-waarden van 20 tot 25: een slechte extreem kleurweergave die kleurherkenning moeilijk was. LED-straatverlichting bereikte doorgaans CRI-waarden van 70 tot 90 , waardoor de kleurherkenning voor weggebruikers en CCTV-camera's aanzienlijk wordt verbeterd.
Sommige kostenbesparende LED-straatverlichting bereikt echter een schijnbaar hoge lumenopbrengst door fosforformuleringen te gebruiken die CRI opofferen om het aantal lumen per watt te maximaliseren, waardoor een hoge lumenopbrengst wordt geproduceerd bij CRI-waarden van 65 tot 70 in plaats van de 80 tot 90 die haalbaar is met fosforen van hogere kwaliteit. Straatverlichting met een CRI lager dan 70 wordt in verband gebracht met een conventionele gevaarherkenningsafstand voor bestuurders, vooral onder natte wegomstandigheden waar kleurcontrast dunne detectie van gevaarlijk lastig.
De straatverlichtingsinfrastructuur is bijzonder kwetsbaar voor schade door stroomstoten, omdat de distributiekabels over lange afstanden lopen door omgevingen waar blikseminslag, schakelpieken van het elektriciteitsnet en inductieve koppeling van elektrische hoogspanningsapparatuur tijdelijke spanningspieken genereren die zich via het straatverlichtingscircuit naar elke aangesloten armatuur voortplanten.
Een blikseminslag binnen 1 km van een straatverlichtingskabel kan tijdelijke spanningen veroorzaken 4.000 tot 10.000 volt in het circuit - veel hoger dan de deurslagspanning van 800 tot 1.000 V van standaardcomponenten in de externe trap van de LED-driver. (Bron: IEC 61547:2009, Apparatuur voor algemene verlichtingsdoeleinden – EMC-immuniteitsvereisten)
Hogedruknatrium- en metaalhalogenidelampen waren relatief tolerant ten aanzien van piekgebeurtenissen, omdat hun stroomomzetting gebruik maakte van magnetische voorschakelapparaten die inherente piekabsorptie-eigenschappen hadden van hun inductorwikkelingen. LED-drivers maken gebruik van halfgeleiderschakelcircuits met transiënte spanningsgevoeligheden die bestellingen van grotere hoeveelheden zijn en de elektromagnetische tolerantie van een magnetische ballast. LED-drivers zonder adequate overspanningsbeveiligingsapparaten (SPD's) vallen uit door één enkele grote piekgebeurtenis of accumuleren progressieve schade door regelmatige matige spanningspieken die alle andere faalmodi die in dit artikel worden beschreven, versneld.
Straatverlichting die is essentieel voor regio's met een hoge blikseminslagdichtheid van bekende piekspanningsomgevingen moet SPD's bevatten die zijn problematisch als IEC 61643-11 Categorie C2 (10 kA, 8/20 microseconde golfvorm) minimaal. Armaturen zonder SPD's of met SPD's die worden gewaardeerd onder categorie C2 in omgevingen met hoge piekspanningen zullen aanzienlijk hogere uitvalpercentages veroorzaken als gevolg van door piekspanning veroorzaakte schade aan de driver dan hun maximale specificatie zou worden opgegeven.
Modern LED-straatverlichting bevat steeds vaker geïntegreerde draadloze communicatie – GPRS, NB-IoT, Zigbee of LoRa – voor gecentraliseerde monitoring, dimregeling, foutrapportage en energiemeting. Deze slanke zijn voegen functionaliteit toe, maar passieve voegen ook storagesmodi toe die niet bestaan bij conventionele straatverlichting:
| Probleem | Primaire oorzaak | Typisch tijdsbestek | Preventie / Oplossing |
|---|---|---|---|
| Driverstoring (volledige lichtuitval) | Verslechtering van de elektrolytische condensator door hitte | 3 tot 8 jaar (budgetproducten) | Specificeer condensatoren met een nominale waarde van 105 graden; beleggingscompartiment |
| Lumenafschrijving | Verhoogde LED-junctietemperatuur | Progressief vanaf jaar 1 | Voldoende afmetingen van het koellichaam; kwaliteit thermisch interfacemateriaal |
| Binnendringend vocht | Afdichting door warmte cycli | 3 tot 10 jaar, afhankelijk van de kwaliteit van de afdichting | IP66-geclassificeerde behuizing; ontluchtingsmembranen; EPDM-afdichtingen |
| Verblinding en lichte vervuiling | Onvoldoende optische controle | Vanaf de inbedrijfstelling | Specificeer IK-gecertificeerde optica met volledige afsnijding; UGR lager dan 19 |
| Zichtbaar flikkeren | Onvoldoende driverfiltering; verouderde condensatoren | Onmiddellijk (slecht filter); 5 tot 8 jaar (veroudering) | Specificeer een flikkering van minder dan 8%; IEEE 1789-compatibel stuurprogramma |
| Kleurinconsistentie | Brede LED-kleurbinning-tolerantie | Vanaf de inbedrijfstelling | Specificeer 3-staps MacAdam-ellips (SDCM 3) |
| Schadedeur overspanning | Onvoldoende of afwezige SPD | Na de eerste grote golfbeurtenis | Specificeer IEC 61643-11 Categorie C2 SPD, minimaal 10 kA |
| Slimme controle mislukt | Communicatiemodulefout; protocolveroudering | 5 tot 10 jaar, afhankelijk van de technologie | Specificeer open protocolsystemen; Selecteer netwerken van de huidige generatie |
De hierboven beschreven problemen zijn niet inherent aan LED-technologie; ze zijn gevolgen van specifieke ontwerp- en componentkeuzes die kwaliteitsproducten onderscheidende van kostenbesparende alternatieven. Een aanbestedingsspecificatie die de belangrijkste ontwerpparameters voor elke probleemcategorie aanpakt, filtert effectieve producten uit die waarschijnlijk voortijdig falen optreden:
The PODA LED-straatverlichting zijn ontworpen om de veel voorkomende faalmodi aan te pakken die in dit artikel worden beschreven: met drivercondensatoren van 105 graden, thermisch gescheiden drivercompartimenten, IP66-geclassificeerde behuizingen met ontluchtingsmembraanbescherming, nauwkeurige secundaire optica voor gecontroleerde lichtverdeling, IEC 61643-11-overspanningsbeveiliging en 3-staps MacAdam-kleurenbinning. Ze zijn ontworpen voor gemeenten en wegbeheerders die straatverlichting nodig hebben die de levensduur van 15 tot 20 jaar biedt waar LED-technologie toe in staat is, in plaats van de uitvalcyclus van drie tot vijf jaar die budgetproducten veroorzaken.
Zelfs de hoogste kwaliteit LED-straatverlichting grotendeels van een verdeeld onderhoudsprogramma dat de hierboven beschreven progressieve degradatiemechanismen aanpakt:
Vrijdagavond op de wijkrechtbank komt de helft van de spelers niet meer. De verre basket ligt ......
READ MOREAls je zaklampen, werklampen of kleine lantaarns hebt vergeleken, heb je waarschijnlijk 450 lu......
READ MOREHet eerlijke startgetal is breed: een compleet verlichtingsproject voor een honkbalveld levert......
READ MOREHet selecteren van de juiste basketbalveldverlichting komt neer op één conclusie: LED-schijnwe......
READ MORE