Spínání a jištění LED osvětlení
LED osvětlení se těší tále větší oblibě. Má své pro ale i proti, o kterých by měl vědět každý správný projektant navrhující umělé osvětlení.
Spínání a jištění LED osvětlení
3.5.2017 Při návrhu osvětlení musí projektant zohlednit mnoho aspektů. Charakter daného prostoru, jeho využití, velikost počáteční investice, životnost instalace nebo její údržbu. Při návrhu hraje roli i výběr světelného zdroje. Ten se odvíjí od celkového výkonu, podání barev, vhodnosti z hlediska nároků na instalační prostor, apod. Stále větší zastoupení mají ve svítidlech světelné zdroje typu LED.
Z původně signalizačního a dekorativního zdroje se z LED stal plnohodnotný světelný zdroj pro všechny aplikace. Světelná účinnost LED (lm/W), se už vyrovná zářivkovým svítidlům a již dávno překonala klasické žárovky.
Světelná účinnost zdrojů:
Mezi výhody LED patří vedle vysoké účinnosti, dlouhá životnost nesnižující se ani častým spínáním, okamžité zažehnutí, žádné ultrafialové nebo infračervené záření i rozmanité možnosti podání barev.
Naopak nevýhody LED jsou relativně vyšší cena, rozměry předřadníku a chladiče pro výkonová LED, tvorba harmonických a velký zapínací proud. Právě nevýhody na straně LED jsou v poslední době častým zdrojem dotazů na Zákaznickou podporu Schneider Electric. Pojďme si projít možná řešení „řešitelných“ nevýhod.
Vysokofrekvenční svodové proudy a harmonické
V třífázových obvodech se zapojeným nulovým vodičem dochází ke vzniku harmonických třetího řádu a jeho násobků. Tyto harmonické mohou přetěžovat nulový vodič, tento vliv však v koncovém obvodu zanedbejme. Elektronické předřadníky svítidel obsahují filtry, které mají při provozní frekvenci 50 Hz vysokou impedanci vůči zemi. Při vypínání svítidel dochází v síti k provoznímu přepětí s vysokou frekvencí (až 100 kHz) a tuto napěťovou špičku filtry svedou na zem, což bývá příčinou vybavení proudového chrániče. Větší riziko plyne z tzv. oslepení proudových chráničů, tzn. ztráty jejich citlivosti díky stejnosměrným složkám a harmonickým proudům. Pro tyto instalace nabízí Schneider Electric proudový chránič typu SI. Nejedná se o selektivní nebo zpožděný chránič, ale o typ Super Imunní (SI). Chránič typu SI obsahuje filtry harmonických a je využitelný v obvodech s výskytem stejnosměrné složky a vyšších frekvencí. Proti typu G, který jen garantuje krátkodobé zpoždění 8–10 ms, je tento typ závisle zpožděný podle velikosti reziduálního proudu. Tyto vlastnosti předurčují chrániče typu SI k využití v obvodech osvětlení veřejných prostor, instalací bank, škol nebo nemocnic. Tedy všude tam, kde je prioritou kontinuita provozu při zachování spolehlivosti ochrany před dotykem.
Vysoký nárazový proud
V první sekundě po zapnutí odebírá každé svítidlo vyšší nárazový – startovací – proud. Po dosažení provozních podmínek se tento proud ustálí na jmenovitých hodnotách.
Obr. 1 Průběh proudu
1) Proudová špička při zapnutí
2) Start předřadníku
3) Rozsvícení LED modulů
4) Ustálený provoz
U LED svítidel je nárazový proud (obr. 1, část 1) roven až 250násobku jmenovitého proudu. Příčinou je nabíjení kompenzačních kondenzátorů v napájecím zdroji. Tato přechodová špička je kratší než 1 milisekundu (ms). Je-li svítidlo zapnuto při úhlu napětí 90° (v tomto případě je napětí na své maximální hodnotě 325 V pro síť 230 AC), je tato proudová špička nejvyšší. Při zapnutí při nulovém úhlu napětí, je nárazový proud mnohem nižší. Poté dochází k rozběhu předřadníku (následujících 100 ms až 1,5 s) a odebíraný proud je nižší než jmenovitý (obr. 1, část 2). Při samotném zažehnutí LED modulu (obr. 1, část 3) je odebíraný proud přibližně dvojnásobkem proudu jmenovitého.
Při zapínání LED svítidel dochází k nechtěnému vybavení jističů. Schneider Electric pro potřeby spínání LED svítidel vyvinul hybridní stykače a impulzní relé, které spínají zátěž při úhlu napětí 0°.
Obr. 2 Rozběhový proud LED svítidla při úhlu napětí 90° a 0°
Hybridní technologie kombinuje výhody polovodičového spínání (průchod napětí nulou a vysokou elektrickou životnost) a mechanického kontaktu (nízká impedance a nízký ztrátový výkon).
Obr. 3 Zapojení hybridního stykače CT+, typové označení
Jmenovitý proud hybridních stykačů CT+ je 20 A (zátěž 20 – 3600 W) s elektrickou životností 5 000 000 spínacích cyklů. Jeho rozměry odpovídají jednomu 18mm modulu. Hybridní impulzní relé pro ovládání osvětlení jsou k dispozici se jmenovitým proudem 16 A.
Závěr
Bližší informace o zásadách dimenzování a jištění světelných obvodů naleznete v Průvodci návrhem osvětlení (S1534), popis stykačů CT+ a impulzních relé TL+ naleznete v Katalogu modulárních přístrojů Acti 9 (S1555).
Dokumentaci si vyžádejte v Zákaznickém centru Schneider Electric (tel. 382 766 333, e-mail: podpora@schneider-electric.com).
Ing. Petr Bohušík
Produktový manažer Schneider Electric
Obrázky © Schneider Electric
Více informací na www.schneider-electric.cz