Knowledge

Gadsimtiem ilgi pieticīgais ielu apgaismojums ir bijis mūsu pilsētas nakšu aizbildnis, attīstoties no mirgojošām gāzes lampām līdz izcilai modernai ielu lampai. Mūsdienās pilsētu ielu apgaismojumu visā pasaulē galvenokārt darbina gaismas diožu (LED) tehnoloģija, kas tiek izslavēta ar savu energoefektivitāti un ilgu kalpošanas laiku. Neatkarīgi no tā, vai tas ir pieticīgs 25 W LED ielu apgaismojums uz dzīvojamo māju joslas vai jaudīgs 200 W LED ielu apgaismojums, kas apgaismo lielu šoseju, solījums nodrošināt konsekventu, spilgtu gaismu ir ļoti svarīgs sabiedrības drošībai un pilsētas estētikai. Tomēr ikviens, kurš ir novērojis novecojošu āra apgaismojumu, laika gaitā var pamanīt pakāpenisku, taču neizbēgamu aptumšošanu. Šī parādība, kas pazīstama kā lūmena nolietojums, ir pakāpeniska LED ielu apgaismojuma ķermeņu gaismas jaudas samazināšanās. Izpratne par to, kādi ir ielu apgaismojuma lūmena nolietojuma cēloņi? ir būtiska pašvaldību plānotājiem, inženieriem un ikvienam, kas iegulda pašvaldības ielu apgaismojumā. Lai gan klasiskajam ielu apgaismojumam, piemēram, augstspiediena nātrija spuldzei, bija savi samazinājuma mehānismi, faktori, kas ietekmē jaunos LED ielu apgaismojumus, ir atšķirīgi un sakņojas to cietā-stāvoklī. Šajā rakstā ir aplūkoti šīs aptumšošanas zinātniskie un vides iemesli, paskaidrojot, kāpēc pat apmierinoša ielu apgaismojuma instalācija samazinās jaudas jaudu ekspluatācijas gados.

No parastajām ielu apgaismojuma tehnoloģijām līdz mūsdienu viedajām ielu gaismām – visi gaismekļi saskaras ar cīņu pret laiku un elementiem. Vecā stila ielu apgaismojums galvenokārt neizdevās kvēldiega izdegšanas vai pakāpeniskas ķīmiskās noplicināšanas dēļ. Turpretim komerciālās LED ielu gaismas parasti “neizdeg” pēkšņi, bet lēnām izgaist. Galvenie cēloņi ir sarežģīta iekšējās fizikas, ārējās vides uzbrukuma un dizaina izpildes mijiedarbība. 150 vatu LED ielu apgaismojumam vai 70 vatu LED ielu apgaismojumam pamatprincipi paliek nemainīgi. Gaismas ceļojums no niecīgās pusvadītāju mikroshēmas uz ielu, kas atrodas zemāk, ir pilns ar izaicinājumiem, kas mazina tās gaismas efektivitāti.

Lietas būtība: LED mikroshēmas galvenā degradācija

Katras LED ielu laternas pamatā ir pusvadītāju mikroshēma, mūsdienu inženierijas brīnums. Atšķirībā no vecmodīgas ielas lampas vienkāršā kvēldiega, LED mikroshēma rada gaismu, rekombinējot elektronus un caurumus materiālos, piemēram, gallija nitrīdā. Šeit ir galvenais, iekšējais lūmena nolietojuma cēlonis. Ilgstoša-darbība noved pie materiāla novecošanas-procesa, kurā kristāliskās struktūras defekti migrē un piemaisījumi izkliedējas. Šī pusvadītāju kvantu efektivitātes pasliktināšanās nozīmē, ka pakāpeniski mazāka elektroenerģijas daļa tiek pārvērsta gaismā, un vairāk tiek izšķērdēta kā siltums. Šis siltums savukārt paātrina degradāciju, kas to radīja.

Tas noved pie vienīgā viskritiskākā lūmena zuduma paātrinātāja: pārmērīga savienojuma temperatūra (Tj). Savienojums ir aktīvais slānis mikroshēmā, kur tiek ražota gaisma. Nozares īkšķis ir tāds, ka par katru 10 grādu krustojuma temperatūras paaugstināšanos virs nominālā sliekšņa lūmena nolietojuma ātrums var dubultoties. Indukcijas LED ielu lampa vai jebkura kvalitatīva LED ielu lampa ir rūpīgi novērtēta ar maksimālo Tj. Tomēr reālajā pasaulē-āra apgaismojuma scenārijos zema Tj uzturēšana ir pastāvīga cīņa. Vasaras karstuma viļņa laikā noslēgts ielu apgaismojuma korpuss var kļūt par cepeškrāsni, apkārtējās vides temperatūrai pieaugot un iekšējam siltumam no mikroshēmas vairs nav kur iet. Šis termiskais spriegums ir galvenais iemesls, kāpēc 100 w LED ielu apgaismojums var aptumšoties ātrāk, nekā paredzēts, ja tā siltuma pārvaldība nav pietiekama.

Siltuma vadības dizaina kritiskā loma

Ja problēma ir mikroshēmas pārkaršana, siltuma pārvaldība ir galvenā aizsardzība. Nepietiekama siltuma izkliedes sistēma neapšaubāmi ir visizplatītākais priekšlaicīgas lūmena mazspējas cēlonis. Siltuma izlietnes loma LED ielu apgaismojuma ķermeņos ir tikpat svarīga kā pati LED mikroshēma. Neatbilstošs dizains-ar siltuma izlietni ar nepietiekamu virsmas laukumu, slikti izstrādātām spurām, kas neveicina dabisko gaisa plūsmu, vai zemas -siltuma vadītspējas-materiālu-izmantošana izraisīs siltuma uzkrāšanos.

Turklāt ceļu no mikroshēmas uz ārējo gaisu nomoka termiskā pretestība. Šī pretestība var uzkrāties vairākās saskarnēs: starp mikroshēmu un tās pamatni, starp pamatni un siltuma izlietni, kā arī termiskajā pastā vai spilventiņos, ko izmanto to savienošanai. Gaisa spraugas nevienmērīgas montāžas vai zemas-kvalitatīvas termiskās saskarnes materiālu dēļ darbojas kā izolācijas segas, aizturot siltumu pie avota. 120 w LED ielu apgaismojumam, kas rada ievērojamu siltumu, pat neliels termiskās pretestības pieaugums var krasi paaugstināt krustojuma temperatūru, izraisot strauju lūmena nolietojumu. Tas padara siltuma dizainu tikpat svarīgu specifikāciju kā jaudu, izvēloties jaunus LED ielu apgaismojumus.

Neapdziedātais varonis un potenciālais nelietis: LED draiveris

Gaismas diožu darbībai nepieciešama līdzstrāva (DC), ko nodrošina pastāvīgas-strāvas draiveris, kas pārveido maiņstrāvu (AC) no tīkla. Šis autovadītājs ir neapdziedāts varonis, bet var kļūt par ļaundari lūmena nolietojuma stāstā. Nestabils vai zemas kvalitātes-barošanas avots ir galvenais ārējais faktors. Ja draiveris nodrošina strāvu, kas pārsniedz mikroshēmas nominālo vērtību, vai tai ir augsts sprieguma pulsācijas (līdzstrāvas izejas svārstības), tas rada LED elektrisko pārslodzi. Tas ne tikai paātrina gaismas zudumu, bet arī var katastrofāli saīsināt mikroshēmas kalpošanas laiku.

Vadītāja novecošana ir vēl viena būtiska problēma, jo īpaši skarbajā āra apgaismojuma vidē. Tādas sastāvdaļas kā elektrolītiskie kondensatori ir jutīgas pret augstām temperatūrām. Modernā ielu lampā, kas pakļauta saulei, kondensatora temperatūra var viegli pārsniegt to nominālo kalpošanas laiku, izraisot elektrolīta izžūšanu vai noplūdi. Šī degradācija izraisa nestabilu strāvas izvadi, kas izpaužas kā mirgošana un, kas ir būtiski, veicina paātrinātu LED mikroshēmu lūmena nolietojumu. Augstas-kvalitātes draiveris ar izturīgiem komponentiem un stingru pulsācijas kontroli (piem.,<3%) is non-negotiable for long-lasting city street lights.

Āra vides nerimstošais uzbrukums

Ielu ceļu apgaismes ķermeņi neapšaubāmi ir viena no visvairāk ļaunprātīgi izmantotajām elektroierīcēm mūsu infrastruktūrā, kas saskaras ar nerimstošu vides stresa aizsprostu.

●Ekstrēmas temperatūras riteņbraukšana: pašvaldības ielu apgaismojumam ir jāiztur visas sezonas, sākot no aukstām ziemas naktīm līdz karstām vasaras dienām. Šie cikli izraisa visu materiālu -metāla korpusa, plastmasas lēcas un pašu iekšējo komponentu pastāvīgu izplešanos un saraušanos. Šis mehāniskais nogurums var izraisīt mikro-plaisas LED iekapsulējošajā silikonā, lodēšanas vietās, kas savieno mikroshēmu, vai pat pamatnē. Šīs mikro-plaisas izjauc gan elektrisko ceļu, gan siltuma vadīšanas ceļu, izraisot lokālus karstos punktus un gaismas zudumu.

●Mitrums un korozija: mitrums, lietus un piekrastes zonās sāls izsmidzināšana ir nerimstoša. Ja armatūras iekļūšanas aizsardzības (IP) reitings ir nepietiekams (zem IP65), galu galā iekļūs mitrums. Nokļūstot iekšā, tas korozē mikroshēmas metāla kontaktus, oksidē siltuma izlietni un sabojā vadītāja ķēdes. Korozija uz siltuma izlietnes palielina termisko pretestību, savukārt korozija uz elektriskajiem kontaktiem palielina pretestību, radot vairāk siltuma -apburtais loks, kas ievērojami pasliktina veiktspēju.

●UV starojums un piesārņotāji: ilgstoša saules ultravioleto staru iedarbība var izraisīt gaismas diodes primārā lēca un armatūras sekundārā optika (bieži izgatavota no polikarbonāta vai akrila) nodzeltē un kļūst trausla. Šis "brūnināšanas" efekts ievērojami samazina gaismas caurlaidību, padarot ielu apgaismojumu blāvāku pat tad, ja pati mikroshēma joprojām rada gaismu. Turklāt putekļu, netīrumu un organisko vielu, piemēram, putnu izkārnījumu, uzkrāšanās uz objektīva darbojas kā nevēlams filtrs, bloķējot gaismas izvadi un, izolējot armatūru, kavējot siltuma izkliedi.

Rūpnīcas trūkumi: ražošanas un montāžas defekti

Ne viss lūmena nolietojums sākas uz lauka; dažas sēklas tiek iesētas ražošanas laikā. Zilās LED mikroshēmas pārklāšana ar fosfora slāni, lai radītu baltu gaismu, ir delikāts. Nevienmērīga fosfora lietošana var izraisīt nevienmērīgu krāsu temperatūru un, vēl svarīgāk, lokālu pārkaršanu apgabalos ar plānāku pārklājumu, paātrinot sabrukšanu šajās vietās. Zemas -klases iekapsulēšanas silikonu vai epoksīda sveķu izmantošana, kam ir nosliece uz strauju dzeltēšanu UV un karstuma ietekmē, arī novedīs pie priekšlaicīgas gaismas zuduma.

Nepareiza montāža, piemēram, slikta lodēšana, kas rada "aukstus savienojumus" starp mikroshēmu un tās pamatni, rada augstu elektrisko pretestību. Šie sliktie savienojumi kļūst par karstajiem punktiem, kas lokāli pasliktina mikroshēmas struktūru. Līdzīgi standartiem neatbilstošu materiālu izmantošana kronšteiniem vai svina rāmjiem, kas termiskā sprieguma ietekmē korozējas vai deformējas, var mehāniski noslogot mikroshēmu, izraisot bojājumus.

Darbības kļūdas un novārtā atstāta apkope

Visbeidzot, liela nozīme ir tam, kā tiek darbināts un uzturēts ielu apgaismojums. Lai gan gaismas diodes parasti ir izturīgas, bieža -izslēgta riteņbraukšana var būt kaitīga. Katra ieslēgšana-var izraisīt nelielu strāvas pārspriegumu, un tūkstošiem ciklu laikā šis elektriskais spriegums var sabojāt pusvadītāju. Tas ir jāņem vērā viedajiem ielu apgaismojumiem ar adaptīvu aptumšošanu vai kustības{5}}indukcijas LED ielu lampu sistēmām; to vadības algoritmiem jābūt izstrādātiem tā, lai līdz minimumam samazinātu patiesi ciklisku ieslēgšanas/izslēgšanas darbību par labu vienmērīgai aptumšināšanai.

Varbūt visvienkāršākais faktors ir vienkārša nolaidība. Kā minēts, netīrumu uzkrāšanās uz armatūras tieši samazina gaismas atdevi. Turklāt, ja netiek uzraudzītas un novērstas ievērojamas sprieguma svārstības vietējā elektrotīklā, kas ir izplatītas vecākos vai attālos apgabalos, gan draiveris, gan LED var tikt novirzīti ārpus paredzētajiem darbības logiem, paātrinot to samazināšanos.

Secinājums un ceļš uz priekšu

Tātad, kādi ir ielu apgaismojuma lūmena nolietojuma cēloņi? Kā mēs esam izpētījuši, tas reti ir viens faktors, bet gan savstarpēji saistītu problēmu simfonija: mikroshēmu novecošanas fundamentālā fizika, ko saasina slikta siltuma pārvaldība, nestabila jauda, ​​brutāli uzbrukumi videi, iespējamie ražošanas defekti un darbības nolietojums. 50 vatu LED ielu apgaismojumam uz klusas ielas vai augstai-iekārtai transporta mezglā principi ir universāli.

Ceļš uz ilgāku-noturīgu, uzticamāku un apmierinošu ielu apgaismojumu ir šo iemeslu visaptveroša risināšana. Tas ietver armatūras atlasi, kas izgatavota no augstas-kvalitatīvas, savienotas gaismas diodes no cienījamiem ražotājiem, kas ir konstruētas ar pārāk-izmēra, efektīvi konstruētām siltuma izlietnēm un izturīgiem siltuma ceļiem. Tam nepieciešami draiveri ar augstu efektivitāti, zemu pulsāciju un komponentiem, kas paredzēti augstām temperatūrām. Armatūrai ir jābūt ar augstu IP novērtējumu (IP65/IP66) attiecībā uz laikapstākļu izturību, un tam ir jāizmanto UV{8}}stabili optiskie materiāli. Visbeidzot, vienkāršs periodiskas tīrīšanas un elektriskās sistēmas pārbaužu režīms var saglabāt lūmena izvadi gadiem ilgi.

Izprotot šos zinātniskos un praktiskos aptumšošanas iemeslus, tie, kas ir atbildīgi par mūsu āra apgaismojuma infrastruktūru, var pieņemt pārdomātus lēmumus, pārsniedzot sākotnējās izmaksas, ņemot vērā kopējās īpašumtiesību izmaksas un -ilgtermiņa veiktspēju, nodrošinot mūsu ielas drošu un efektīvu apgaismojumu turpmākajos gados.

 

 

Lai uzzinātu vairāk, lūdzu, apmeklējiet mūsu vietniwww.nszlamp.com

E-pasts uzsales@nszlamp.com

Zvaniet:+86 199 0658 5812 / +86 190 4568 8355 / +86(0574) 65358138

Kas ir lietotne:+86 199 0658 5812 / +86 190 4568 8355