ГРАД LED-55-1/1.3-С. ОБЗОР СВЕТОДИОДНОГО УЛИЧНОГО СВЕТИЛЬНИКА ОТ КОМПАНИИ ЧЕТЫРЕ СВЕТА

ГРАД LED-55-1/1.3-С. Обзор светодиодного уличного светильника от компании Четыре Света

Дек 28 • LPreview, Статьи • 7264 Просмотров •

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
Загрузка...

Юрий Трофимов,
Виталий Цвирко,
Павел Медведев
led.testlab@gmail.com
Государственное предприятие «ЦСОТ НАН Беларуси»
Редакция выражает отдельную благодарность Евгению Керножицкому за помощь в проведении испытаний.

Краткий обзор светильника Проверено[Lumen]

Опубликовано в журнале Lumen&ExpertUnion №3/2013

 

 

Что ж, а вот и еще один конкурсант из рубрики Lumen[TOP]. Тоже интересный образец, но не только по своим характеристикам, но и по конструктиву, что весьма наглядно проиллюстрировано на вводной к статье фотографии. Ячеистый отражатель из анодированого алюминия Alanod для каждого светодиода в отдельности, массивный, с запасом 18-килограммовый радиатор — мечта любого светотехника-тяжелоатлета.

 

И, раз уж у нас есть такая возможность, конечно же сравним наши наблюдения с результатами ТОП-12 осветительных установок для дорог и магистралей категории Б2. Напомним, в этом обзоре осветительной установке эксперты присудили 77 баллов (3 призовое место), а сам светильник, без привязки к проекту, получил 74 балла.

К основным плюсам прибора было отнесено и то, что у светильника хорошая световая отдача — заявленные и подтвержденные в лаборатории честные 100 лм/Вт. Показатели не рекордные, но достаточные для уверенной конкуренции со светильниками на лампах ДНаТ.

Как и прежде, в данном обзоре будут приведены расчеты для большинства категорий автодорог, с максимально-возможными вариантами компоновки светоточек, высоты и шага опор. Это даст нам понимание приемлемости применения осветительного прибора на том или ином объекте. Итак, приступим к обзору, разбору и традиционно-объективной оценке.

Чертежные виды светильника ГРАД LED-55-1/1.3-С

Чертежные виды светильника ГРАД LED-55-1/1.3-С

 

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ

Оригинальная оптическая система, качественный источник питания, высокая световая отдача для мощности более 240 Вт — вот далеко не полный перечень положительных качеств этого светильника.

Исследованный осветительный прибор  ГРАД LED-55-1/1.3-С наилучшим образом подходит для освещения дорог категорий от А до Б с 6-тью полосами движения в обоих направлениях при двухрядной установке светильников на высоте около 12 м с углом наклона 15° к горизонту. При однорядном размещении опор наиболее оптимальное использование светового потока можно получить на 3-х или 4-х полосных дорогах. Для использования на других категориях дорог производитель предлагает ряд различных вариантов КСС и способов крепления. В комплексе с опцией системы управления светом это позволяет подобрать оптимальный вариант осветительной установки.

 

ИНДЕКС L[P]REVIEW

ПОКАЗАТЕЛЬЗНАЧИМОСТЬБАЛЛИТОГОВЫЙ БАЛЛ
1Световая отдача199
2Коэффициент мощности11010
3Полный коэффициент гармонических искажений тока199
4Цветовая температура, CRI0.5105
5CRI0.796.3
6Соответствие нормам освещения дорог категории В188
7Соответствие нормам освещения дорог категории Б11010
8Соответствие нормам освещения дорог категории А11010
9Регулирование светового потока0.854
10Соответствие IP188
11Эффективность теплоотвода11010
12Универсальность крепления0.875.6
13Ремонтопригодность электронного модуля0.875.6
14Ремонтопригодность оптического модуля0.875.6
15Внешний вид, дизайн0.563
16Технологичность изделия0.954.5
СУММАРНАЯ ОЦЕНКА С УЧЕТОМ НОРМИРУЮЩЕГО МНОЖИТЕЛЯ*8.23
*Оценивание показателей светильников проводилось по 10 балльной шкале. Каждый показатель имеет свою значимость. Для компенсации снижения итогового балла из-за различной значимости введен нормирующий множитель 1,16.

 

ПЕРВОЕ ЗНАКОМСТВО

На этот раз мы провели исследование необычного светодиодного светильника Град LED1-55-1/1.3-С, предоставленного компанией «Четыре света» (г. Москва).
На примере данного светильника, раскрывая условное обозначение, потребитель получит следующую информацию: светильник содержит 55 светодиодов; рабочий ток светодиодов 1,3А; тип КСС — С, согласно внутренней классификации. Больше информации удалось почерпнуть из маркировки светильника, которая находилась на внутренней поверхности пластиковой крышки светильника. Из маркировки мы узнали полное условное обозначение светильника Град LED1 55-A/1.3-C-55-0-0/24, заводской номер, дату производства, тип светодиодов XM-L2 (Cree), потребляемую мощность 243 Вт, температурный диапазон эксплуатации: -55…+55 0С, степень защиты от проникновения пыли и влаги IP65 и ряд других характеристик.

 

Радиатор, перенесший все тяжести и лишения выставок и лабораторых испытаний

Радиатор, перенесший все тяжести и лишения выставок и лабораторых испытаний

 

Маркировка была напечатана на бумажном носителе, что не допустимо в соответствии со стандартами, однако производитель заверил, что это временное решение и в дальнейшем маркировка будет нестираемой. На сайте производителя мы обнаружили краткие сведения о данной модели светильника и о ее технических характеристиках. Кроме данной модели, производитель выпускает еще 7 подобных моделей светильников различной мощности. Исследованная модель светильника состоит из трех секций: средней и 2-х боковых. Каждая секция собирается на радиаторе из экструдированного алюминиевого профиля. Секции в готовом светильнике не разделяемы, так как они соединяются между собой перед установкой источников света.

Секции связаны механически с помощью винтов, которые находятся под защитными стеклами. Внутри центральной секции установлен источник питания и оптический блок на 12 светодиодов. В данной модели в центральной секции находилось 11 светодиодов Cree XM-L2, соединенных последовательно. В боковых секциях расположены 44 светодиода, которые разделены в четыре цепочки (по две на секцию) по 11 шт. Согласно маркировке, рабочий ток светодиодов 1,3 А, а согласно спецификации на светодиоды — падение напряжения на светодиоде при этом составит 3 В. Таким образом, номинальная мощность каждого светодиода — 3,9 Вт, а всего мощность, потребляемая светодиодами составляет 214,5 Вт.

 

 

Светодиоды установлены на печатные платы с металлической основой. Согласно информации от производителя в качестве теплопроводящего материала между светодиодной платой и корпусом радиатора используется графен, который имеет в несколько раз более высокую теплопроводность, чем термопаста.

Однако графен – это двухмерный материал, который невозможно использовать без подложки. Под этим названием, скорее всего, имеется в виду графитовая пленка, которая часто применяется для перераспределения тепла в ноутбуках. Применение пленки, позволяет исключить возможность неравномерного нанесения слоя термопасты при сборке светильника.

Отличительной и уникальной особенностью светильника является оптическая система OFOS, собранная из отдельных плоских отражателей, выкроенных из фольгированного алюминия с помощью лазерной резки. Из отдельных плоских отражателей складывается ячеистая зеркальная сетка. В каждую ячейку помещается светодиод. Углы наклона рефлекторов рассчитаны для каждой ячейки в каждой секции таким образом, чтобы сформировать требуемую форму КСС светильника. Согласно заявлению производителя, в данном образце светильника установлена оптическая система, рассчитанная для использования на дорогах любых категории с большим количеством полос. Это будет проверено далее.

 

 

Защитные стекла светильника изготовлены из поликарбонатного стекла (согласно заявлению производителя может быть заменено на минеральное стекло). Стекла имеют крепежные отверстия по периметру и прижимаются к корпусу с помощью винтов и специальных закладных деталей.

 

Оптический блок светильника, интегрированный в корпус и защищенный листами светостабилизированного поликарбоната

Оптический блок светильника, интегрированный в корпус и защищенный листами светостабилизированного поликарбоната

 

В качестве уплотнителя используется круглый силиконовый шнур. Такой способ крепления стекол требует контролируемого усилия затяжки винтов, при этом на угловых стыках разнородных деталей должны быть выравнены площадки под уплотнитель, что довольно тяжело достичь в массовом производстве. Кроме этого, уплотнитель должен быть кольцевым или укладываться внахлест. На рисунках ниже показаны проблемные места светильника. Таким образом, вызывает сомнения заявленная степень защиты IP65. В случае, если светильник все-таки выдержит испытания в лаборатории, то остаются опасения по стойкости защитной оболочки светильника в течение времени эксплуатации. Сочетание большого количества деталей из разнородных материалов различной твердости (алюминиевые радиаторы, стекла, пластиковые крышки, уплотнитель) снижает надежность оболочки со временем. Также вызывает сомнения реальность заявленного температурного диапазона эксплуатации исследованного светильника. Этот вопрос довольно сложен и еще требует детальной проработки по каждой детали светильника и по его конструкции. Поэтому ограничимся только высказыванием своего мнения.

 

 

Судя по конструкции, секции светильника не изолированы между собой по воздуху. Подтверждением этому может служить то, что выравнивающий давление клапан установлен только в центральной секции. Клапан позволяет избежать образования конденсата внутри светильника при циклических изменениях температуры.

Еще одной отличительной особенностью светильника является источник питания (драйвер). Это собственная разработка производителя. Качество монтажа элементов на плате и заделки проводов оставляет хорошее впечатление. Факт наличия собственного источника питания позволяет подобрать оптимальный режим питания светодиодов и создать оптимальную линейку светильников. Кроме этого в светильник могут быть добавлены различные опции по защите от внешних электрических воздействий и по управлению свечением. Производитель заявляет, что источник может быть оборудован самовосстанавливающейся системой защиты от скачков напряжения до 400 В, самовосстанавливающейся системой защиты от кратковременных импульсов (до 20 мсек), напряжения до 10 000 В и силы тока до 5 000 А (грозозащита). Светильник может выпускаться в исполнении с системой управления. Возможные поддерживаемые протоколы: DALI (проводное управление), RS485 (проводное управление), DALI (управление по радиоканалу, протокол ZigBee).

Но поскольку в исследованной модели светильника управление не было реализовано, то мы поставили низкий бал по этой позиции, подчеркиваем — именно этому образцу.

 

Драйвер светильника собственного производства

Драйвер светильника собственного производства

 

Еще одна особенность светильника — наличие жидкостных уровней горизонта, расположенных на передней и задней крышках. Они служат для обеспечения горизонтального расположения прибора относительно дороги.

 

Жидкостной уровень горизонта

Жидкостной уровень горизонта

 

Конструкция крепежного отсека довольно проста. Светильник имеет различные крепежные модификации, которые могут устанавливаться на консоль диаметром от 48 до 60 мм с углом наклона светильника +5° от угла наклона консоли. В светильнике отсутствует обычная клеммная коробка. Подключение сетевого кабеля к светильнику по заявлению производителя будет осуществляться с помощью гелевой защищенной IP68 распределительной коробки.

 

 

 

ИСПЫТАНИЯ

Перейдем к изложению результатов измерений электрических, световых и тепловых характеристик светильника, которые были получены в Испытательной лаборатории Государственного предприятия «ЦСОТ НАН Беларуси». Работа проводилась на аттестованном и калиброванном оборудовании.

Для измерения кривых силы света (КСС) использовался гониофотометр SMS10c (Optronik Berlin GmbH, Германия). Способ установки образца и начальная точка гониофотометра выбирались таким образом, чтобы выполнить измерения в фотометрической системе (C,). Положение оптического центра светильника устанавливалось с помощью юстировочного лазера и подвижного 3-х координатного стола гониометра.

Во время тепловой стабилизации оптическая ось образца была ориентирована горизонтально в направлении измерительной головки фотометра, которая располагалась на расстоянии 10 м от оптического центра светового прибора. При этом насадка для крепления светильника на опору располагалась внизу. Определение спада и времени стабилизации светового потока проводилось в соответствии с методикой ГОСТ Р 54350-2011. Спад светового потока составил около 4%, а время стабилизации светового потока — 30 минут.
Измерения КСС проводились с шагом 2 градуса в меридиональных и экваториальных плоскостях. На рисунках ниже приведены продольная, поперечная КСС и КСС в плоскости максимальной силы света.

Можно заметить небольшой около 4° наклон КСС в поперечной плоскости. Во время испытаний уровень горизонта для образца выставлялся с помощью лазерного дальномера Leica DISTO D5, устанавливаемого на защитное стекло центральной секции. Точность положения горизонта была установлена не хуже ±0,2°.
Возможная причина наклона КСС: разброс положения отражателей в боковых секциях. Это часто встречается в светильниках с оптической системой, выполненной на отдельных рефлекторах.

Согласно предыдущему нашему опыту подобное отклонение формы КСС от симметрии не приведет к заметному ухудшению характеристик освещения дороги.

По данным измерения КСС проводился расчет светового потока в соответствии с ГОСТ Р 54350-2011. Величина светового потока составила 24344 лм. Соответственно для значения световой отдачи светильника получили 100,4 лм/Вт. Довольно высокая светоотдача для светильника мощностью выше 240 Вт. В соответствии с ГОСТ Р 54350-2011 светильник имеет класс светораспределения П, прямого света. Тип КСС в плоскостях С0, С180 — Л, полуширокая. Для характерной плоскости С16, где находится максимум силы света, тип КСС — Ш, широкая.

Экваториальные КСС также приведены ниже. Кривые имеют одну ось симметрии и два симметричных максимума, расположенных под углом к оси. В соответствии с ГОСТ Р 54350-2011 тип кривой — боковая. По типу светораспределения в зоне слепимости — ограниченное. Значение силы света, отнесенное к световому потоку 1000 лм, для экваториальных углов 80° и 90° не превышает 90 и 9 кд/клм, соответственно.

Цветовые характеристики светильника определялись с помощью спектрорадиометрической системы DTS 320-201 (Instrument systems GmbH, Германия). Зонд освещенности располагался на расстоянии 1 м от образца на его оптической оси. Коррелированная цветовая температура составила 4515 К, а индекс цветопередачи — 73,5.

 

Кривые силы света светильника

Кривые силы света светильника

 

Электрическое питание образца и измерение его электрических характеристик осуществлялось с помощью источника питания — анализатора Agilent 6812B и специализированного ПО. Было выбрано действующее значение напряжения питания 220 В. Активная потребляемая мощность светильника составила 242,5 Вт. Коэффициент мощности достиг 0,99. Полный коэффициент гармонических искажений тока составил 11,8%.

 

Форма осциллограммы напряжения и тока при 220 В близка к синусоидальной. Разность фаз между напряжением и током минимальная. Это говорит о том, что источник питания сделан на высоком техническом уровне. Коэффициент мощности равен 0,992

Форма осциллограммы напряжения и тока при 220 В близка к синусоидальной. Разность фаз между напряжением и током минимальная. Это говорит о том, что источник питания сделан на высоком техническом уровне. Коэффициент мощности равен 0,992

 

Измерения распределения температуры на внутренних и внешних поверхностях светильника проводились с помощью тепловизионной камеры Flir A325 при температуре окружающего воздуха 15°С. Значение коэффициента излучающей способности было выбрано 0,98, так как интересующие нас металлические поверхности были оксидированы. Светильник находился в рабочем положении, в горизонтальной плоскости. Термография части светильника после прогрева в рабочем положении приведена на рисунке ниже. Температурный режим светильника можно считать удовлетворительным.

 

Термография части светильника после прогрева в рабочем положении. Боковые радиаторы: области AR01, AR02, tmax =37°С; места стыковки боковых радиаторов с центральным: области AR03, AR04, tmax =35°С; область AR05, tmax =34°С. Температура окружающей среды = 15°С

Термография части светильника после прогрева в рабочем положении. Боковые радиаторы: области AR01, AR02, tmax =37°С; места стыковки боковых радиаторов с центральным: области AR03, AR04, tmax =35°С; область AR05, tmax =34°С. Температура окружающей среды = 15°С

 

 

СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Традиционно, мы провели расчеты для всех категорий дорог. При этом расчет был выполнен для четырех типовых дорог: с 4-мя, 6-ю и 8-ю полосами движения в обоих
направлениях и для двух вариантов размещения светильников. Каждая полоса имела ширину 3,5 м. Ширина разделительной полосы 1 м была выбрана для двухстороннего размещения опор (напротив друг друга) и всего 0,1 м – для одностороннего расположения. Общими для всех расчетов были приняты следующие характеристики:
– один светильник на опоре;
– угол наклона светильника к горизонту 150;
– коэффициент запаса 1,5;
– тип покрытия R2, q0 = 0,07.
Высота установки светильников и расстояние между опорами варьировались с целью выполнения минимальных требований СП 52.13330-2011. Для получения более оптимального результата вылет светильника над проезжей частью также варьировался в диапазоне от минус 2 до 1,5 м; С помощью ПО DIALux 4.12 были найдены сочетания этих параметров, обеспечивающие выполнение требований к освещению дорог категорий: от А1 до В3. В расчет принимались стандартные характеристикиосвещения дорог: средняя величина яркости, общая и продольная неравномерность яркости, пороговый индекс, освещенность тротуаров, прилегающих к проезжей части. Результаты расчетов выражены через удельную установленную мощность осветительной системы и представлены в графическом виде ниже.
Анализируя зависимость числа световых точек, приходящихся на 1 км дороги, можно определить оптимальную высоту монтажа светильников и минимальную установленную мощность на 1км дороги по положению минимума.

Сравнивая данные для 8-ми и 6-ти полосной дорог категорий А можно сделать вывод о том, что при выбранных условиях монтажа светильник лучше освещает 6-ти полосную дорогу, чем 8-ми полосную. При этом оптимальная высота составляет 11-12 м для категорий от А1 до А3. Также оптимальной высоту 11-12 м можно считать для 6-ти полосной дороги категорий от А4 до Б2.

Зависимости минимального количества световых точек и соответствующей удельной установленной мощности от высоты установки светильников для различных категорий дорог и количества полос движения (угол наклона светильников 15°, число полос указано в обоих направлениях движения). Категории от А1 до А3. Размещение опор с двух сторон напротив друг друга, средняя полоса 1 м.

Зависимости минимального количества световых точек и соответствующей удельной установленной мощности от высоты установки светильников для различных категорий дорог и количества полос движения (угол наклона светильников 15°, число полос указано в обоих направлениях движения). Категории от А1 до А3. Размещение опор с двух сторон напротив друг друга, средняя полоса 1 м.

 

Зависимости минимального количества световых точек и соответствующей удельной установленной мощности от высоты установки светильников для различных категорий дорог и количества полос движения (угол наклона светильников 15°, число полос указано в обоих направлениях движения). Категории от А1 до Б2. Размещение опор с двух сторон напротив друг друга, средняя полоса 1 м.

Зависимости минимального количества световых точек и соответствующей удельной установленной мощности от высоты установки светильников для различных категорий дорог и количества полос движения (угол наклона светильников 15°, число полос указано в обоих направлениях движения). Категории от А1 до Б2. Размещение опор с двух сторон напротив друг друга, средняя полоса 1 м.

 

Для 4-х полосных дорог с двухсторонним размещением опор наблюдается практически монотонное уменьшение числа световых точек при увеличении монтажной высоты . Это говорит о малоэффективном использовании светового потока на данных высотах.

 

Зависимости минимального количества световых точек и соответствующей удельной установленной мощности от высоты установки светильников для различных категорий дорог и количества полос движения (угол наклона светильников 15°, число полос указано в обоих направлениях движения). Категории от А4 до В3. Размещение опор с двух сторон напротив друг друга, средняя полоса 1 м.

Зависимости минимального количества световых точек и соответствующей удельной установленной мощности от высоты установки светильников для различных категорий дорог и количества полос движения (угол наклона светильников 15°, число полос указано в обоих направлениях движения). Категории от А4 до В3. Размещение опор с двух сторон напротив друг друга, средняя полоса 1 м.

 

Более подходящим для 4-х полосной дороги, как показали наши расчеты, является одностороннее размещение опор. Для категорий дорог от А4 до В1 наблюдается минимум количества световых точек для высот размещения светильников 12-13 м. Для освещения дорог категорий В2 и В3 данные светильник также годен, однако эффективность использования света снижается. На рисунке 17 приведены визуализации распределения освещенности для дорог с 4-мя 6-ю и 8-ю полосами движения различных категорий.

 

Зависимости минимального количества световых точек и соответствующей удельной установленной мощности от высоты установки светильников для различных категорий дорог и количества полос движения (угол наклона светильников 15°, число полос указано в обоих направлениях движения). Категории от А4 до В3. Размещение опор с одной стороны, средняя полоса 0,1 м.

Зависимости минимального количества световых точек и соответствующей удельной установленной мощности от высоты установки светильников для различных категорий дорог и количества полос движения (угол наклона светильников 15°, число полос указано в обоих направлениях движения). Категории от А4 до В3. Размещение опор с одной стороны, средняя полоса 0,1 м.

Таким образом, исследованный нами светильник наилучшим образом подходит для освещения дорог категорий от А до Б с 6-тью полосами движения в обоих направлениях при двухрядной установке светильников на высоте около 12 м с углом наклона 15° к горизонту. При однорядном размещении опор оптимальное использование светового потока можно получить на 3-х или 4-х полосных дорогах. Другие варианты размещения возможны, как и другие типы дорог, однако с меньшей эффективностью использования света. Для использования на других категориях дорог производитель предлагает ряд различных вариантов КСС и способов крепления. В комплексе с опцией системы управления светом это позволяет подобрать оптимальный вариант осветительной установки.

 

Шкала фиктивных цветов

А1, 8 полос, опоры 12-метровые с двухсторонним расположением, средняя полоса 1м

А1, 8 полос, опоры 12-метровые с двухсторонним расположением, средняя полоса 1м

А4 и Б1, 6 полос, опоры 12-метровые с двухсторонним расположением, средняя полоса 1 м

А4 и Б1, 6 полос, опоры 12-метровые с двухсторонним расположением, средняя полоса 1 м

 

Б2, 6 полос, опоры12-метровые с двухсторонним расположением, средняя полоса 1 м

Б2, 6 полос, опоры12-метровые с двухсторонним расположением, средняя полоса 1 м

 

Б2, 4 полосы, опоры 12-метровые с двухсторонним расположением, средняя полоса 1 м

Б2, 4 полосы, опоры 12-метровые с двухсторонним расположением, средняя полоса 1 м

 

Б2, 4 полосы, опоры 12-метровые с односторонним расположением, средняя полоса 0,1 м

Б2, 4 полосы, опоры 12-метровые с односторонним расположением, средняя полоса 0,1 м

Похожие Записи

Комментарии закрыты.

« »

(function (d, w, c) { (w[c] = w[c] || []).push(function() { try { w.yaCounter33329553 = new Ya.Metrika({ id:33329553, clickmap:true, trackLinks:true, accurateTrackBounce:true, webvisor:true }); } catch(e) { } }); var n = d.getElementsByTagName("script")[0], s = d.createElement("script"), f = function () { n.parentNode.insertBefore(s, n); }; s.type = "text/javascript"; s.async = true; s.src = "https://mc.yandex.ru/metrika/watch.js"; if (w.opera == "[object Opera]") { d.addEventListener("DOMContentLoaded", f, false); } else { f(); } })(document, window, "yandex_metrika_callbacks");