Стробоскопический эффект люминесцентных ламп способы устранения

Стробоскопический эффект как причина производственного травматизма и предупреждение его образования

Стробоскопический эффект проявляется в искаженном восприятии движущихся частей оборудования. Например, вращающийся шкив кажется неподвижным или медленно вращающимся в обратную сторону. Это явление может возникнуть в результате совпадения частоты переменного тока (f=50 Гц) с кратностью числа оборотов вращающихся частей оборудования.

Стробоскопический эффект может возникнуть в производственных помещениях с системой освещения люминесцентными лампами, питаемыми переменным током.

Источником переменного тока являются генераторы, которые работают на принципе электромагнитной индукции, под действием которой в цепи протекает переменный электрический ток.

Переменный ток характеризуется периодом и частотой. Период -это промежуток времени, в течение которого ток совершает одно полное изменение по величине и направлению. Период обозначается буквой Т и измеряется в секундах. Число периодов в одну секунду называется частотой переменного тока и обозначается буквой f. Частоту измеряют в герцах (Гц) (1 Гц — это один период в 1 с). Стандартной частотой промышленного переменного тока в нашей стране принята частота 50 Гц.

За период изменения ток дважды достигает своего максимального значения и дважды практически равен нулю. В результате люминесцентная лампа 100 раз в секунду зажигается и столько же гаснет, так как разряд в парах ртути тепловой инерционностью не обладает. В лампе накаливания этого не происходит благодаря высокой степени тепловой инерции вольфрамовой нити.

Явление стробоскопического эффекта возникает, как было сказано, при совпадении частоты тока с кратностью числа оборотов вращающихся частей оборудования, т. е. происходит «накладывание» периода включения — выключения люминесцентных ламп на период вращения валов механизма.

При нарушении техники безопасности на предприятии может иметь место свободный доступ к рабочим органам машины (отсутствие ограждения на приводе или его блокировки с пусковым устройством и т. п.). В общем производственном шуме не слышна работа отдельно стоящего оборудования, рабочему кажется, что оно не работает — все вращающие детали «стоят» на месте. Попадая руками в работающий механизм, человек может получить тяжелое увечье. В акте по расследованию несчастных случаев на производстве в графе «причина несчастного случая» нередко указано — «стробоскопический эффект».

Явление стробоскопического эффекта может быть устранено применением специальных схем включения ламп в разные фазы двух- или трехфазной сети.

При этом происходит сдвиг фаз на 30 ток в сети выравнивается и не происходит отключения лампы (рис.).

Рис. Схема включения люминесцентных ламп в разные фазы

Для предупреждения образования стробоскопического эффекта рекомендуют, чтобы число ламп, светильников общего освещения в условиях производства было кратно трем при трехфазной или двум при двухфазной электрической сети в целях удобства включения их в разные фазы.

Источник

Что такое стробоскопический эффект и как с ним бороться

Представьте себе вращающийся вокруг своей оси диск черного цвета, на край которого белой краской нанесена метка.

Допустим, вращение диска происходит с постоянной скоростью, равной 3000 оборотов в минуту. При постоянном освещении диска нам будет просто казаться, что его край имеет светлый оттенок.

Если теперь постоянное освещение заменить кратковременными вспышками света, ярко освещающими диск, которые будут иметь частоту, равную или немного отличающуюся от 3000 Гц, то у наблюдателя возникнет зрительная иллюзия, будто диск неподвижен или вращается медленно в ту или иную сторону. Такая зрительная иллюзия и называется стробоскопическим эффектом.

На основе стробоскопического эффекта работают, например, некоторые тахометры.

Есть в этом явлении и потенциальная опасность. При нарушении техники безопасности в машиностроительных цехах или в учебных мастерских, когда в шумной обстановке есть возможность свободного доступа к работающему оборудованию, отсутствует блокировка, нет ограждений, рабочему кажется, что отдельно стоящий станок шума не издает, и в силу стробоскопического эффекта возникает иллюзия, что подвижная часть машины стоит на месте.

Это может привести к несчастному случаю, ведь человек может получить опасное для жизни увечье. Причиной проявления стробоскопического эффекта в данном примере являются неправильно подключенные люминесцентные лампы, часто применяемые для освещения цехов и мастерских.

Дело в том, что люминесцентная лампа, включенная в электрическую сеть переменного тока, имеющего частоту 50 Гц, в силу отсутствия тепловой инерционности электрического разряда в парах ртути, мерцает с частотой 100 Гц. Так происходит по причине того, что ток в сети дважды за период достигает максимального значения и дважды снижается до нуля, вот и получается мерцание лампы.

Этому эффекту не подвержены лампы накаливания, ведь нить накала обладает значительной тепловой инерционностью и поэтому не мерцает. В случае же с люминесцентными лампами, если кратность оборотов шкивов, валов и прочих вращающихся частей оборудования совпадет с частотой мерцания лампы, то стробоскопический эффект будет иметь место и оборудование может показаться рабочему неподвижным или вращающимся очень медленно, что и представляет опасность.

Для устранения стробоскопического эффекта от люминесцентных ламп, необходимо питать несколько цепей таких ламп от разных фаз, либо вообще отказаться от использования люминесцентных ламп и прибегнуть к применению ламп накаливания или светодиодных систем освещения.

В простейшем случае, мерцание легко устраняется включением люминесцентных ламп в разные фазы, тогда свет никогда не гаснет полностью. Как правило, для надежного устранения стробоскопического эффекта таким способом, число ламп должно быть кратно двум для двухфазной сети и трем для сети трехфазной.

В обычных условиях, когда в распоряжении всего одна фаза, стробоскопический эффект можно легко устранить посредством парного включения люминесцентных ламп, когда одна из ламп подключается к сети через фазосдвигающий конденсатор или дроссель.

Благодаря реактивному элементу, между токами в двух лампах достигается такой сдвиг фаз, что когда первая лампа гаснет, вторая имеет максимальную яркость, и освещенность благодаря этому выравнивается.

Источник

Стробоскопический эффект в люминесцентных лампах

Стробоскопический эффект в люминесцентных лампах

Люминесцентная лампа в сети переменного тока 100 раз в секунду зажигается и гаснет, так как при частоте 50 Гц ток 100 раз в секунду меняет направление, проходя через нуль. Погасания лампы не видны, однако они вредно влияют на зрение и, кроме того, могут исказить действительную картину движения освеща­ емых предметов. Это явление называется стробоскопическим эффектом.

Устранить периодические погасания люминесцентной лампы принципи­ально невозможно: это ее природа. Но с помощью простых мер освобожда­ют люминесцентное освещение от неблагоприятных последствий: утомляе­ мости зрения, стробоскопического эффекта, акустических помех радиоприему, а также повышают коэффициент мощности. Если эти меры приняты, то люминесцентное освещение безопасно.

Чтобы не портить зрение и исключить стробоскопический эффект, помеще­ ния, где производится работа, освещают не одной, а несколькими лампами, а лампы включают со сдвигом фаз между токами, проходящими через них.

Благодаря этому, когда одна лампа притухает, другая горит наиболее ярко и освещенность выравнивается. Сдвиг фаз достигается одним из двух способов.

Первый способ. Если в помещении есть сеть трехфазного тока, то лампы, расположенные рядом, присоединяют к разным фазам, чтобы использовать неодновременность достижения максимальных и нулевых значений токов разных фаз. Число ламп в помещении должно быть кратно трем. Лучше всего, если три лампы расположены в одном светильнике.

Источник

Уменьшить стробоскопический эффект 50Гц

Активные темы (За последние xx минут)
15 минут	30 минут	45 минут
Активные темы (За последние xx часов)
1 час	2 часа	4 часа
6 часов	12 часов	18 часов
Активные темы (За последние xx дней)
1 день	2 дня	3 дня
4 дня	7 дней	14 дней
Темы без ответа

Просмотренные Вами темы (последние 40 действий)

• Для гостей форума
• О нашем проекте
• Реклама на форуме

Искренне рады видеть Вас на нашем независимом проекте о фонарях и осветительной технике!

Что Вам даст регистрация на нашем проекте:

— Возможность участия во всевозможных акциях, конкурсах и лотереях постоянно проходящих на форуме
— Возможность пользоваться скидками и бонусами, которые предоставляют различные популярные магазины специально для наших форумчан
— Возможность побывать в роли тестеров новейших разработок фонарей и их комплектующих
— Возможность неограниченного доступа к закрытой технической информации и некоторым интересным разделам форума
— Возможность полного отключения рекламы на форуме
— Возможность настройки форума по своему вкусу и предпочтениям (подробнее тут)
— Возможность использовать полноценный высокоточный «поиск» по форуму (для гостей он закрыт во избежание излишней нагрузки)

и много других приятных привилегий

Зарегистрироваться Вы можете следующими способами: при помощи стандартной формы регистрации или при помощи сервиса единой авторизации OpenID (подробнее тут) .

Надеемся, что Вам у нас понравится!

Источник

Мерцание света и здоровье человека

Почему важно обратить внимание?

Стоит отметить, что на самом деле практически все современные источники света излучают прерывистые лучи. Так как частота мерцания достаточно большая, она практически не заметна невооруженному глазу. И хотя такое мерцание кажется безобидным, на самом деле оно становится причиной некоторых расстройств и оказывает опасное влияние на здоровье человека. Отдельные группы людей имеют меньшую устойчивость к воздействию такого света, среди таких больные аутизмом, эпилепсией, мигренью, а также дети. Стробоскопический эффект способен вызывать иллюзии в момент передвижения предметов, что сказывается на работе вестибулярного аппарата. Качество освещения влияет на продуктивность работы и самочувствие человека.

Высокая рыночная конкуренция, построенная на войне цен, заставляет производителей добиваться более выгодных предложений за счет снижения качества своей продукции. Как следствие, led лампы, мерцание которых тоже имеет негативное влияние, массово заполняют рынок.

Почему моргает лампа

Рассмотрев устройство и работу источников света в различных схемах подключения, можно довольно точно определить, почему мигает люминесцентная лампа. Данное явление может наблюдаться постоянно, с самого момента включения, через некоторое время после включения или сразу же после выключения. Иногда лампа начинает моргать, независимо от того, в каком состоянии она находится – во включенном или выключенном.

Мигание после включения может случиться из-за низкого сетевого напряжения, которое не позволяет выполнить правильный пуск. В любом случае проверку следует начинать с измерения этого параметра. Регулярные перепады напряжения снижают срок службы лампы примерно на 20%. Другой причиной нередко становится сбой в работе пусковой схемы опять же из-за скачков напряжения. В этом случае единственным выходом становится замена лампы.

Если мерцание люминесцентной лампы происходит сразу же после включения, причина скорее всего заключается в неисправном стартере. После его замены лампа начинает вновь нормально работать.

Мигание после выключения может происходить по нескольким причинам. Это может быть действие выключателя с подсветкой, энергия которого дает толчок к зажиганию. Но этого тока совершенно недостаточно для пуска и через некоторое время лампа перестает моргать.

Природа мерцания

Виной мерцания ламп является природа переменного тока (АС). Непрерывные процессы флуктуаций тока и напряжения создают эффект включения и выключения ламп с высокой скоростью. Чтобы избежать таких колебаний, достаточно использовать постоянный ток (DC) в качестве питающего. Переменный ток, электросетей на территории СНГ имеет номинальную частоту 50 – 60 Гц, частота мигания осветительных приборов выше в два раза. Исследовательские показания говорят о том, что при мерцании 3 – 70 Гц, у людей, находящихся под таким источником света, могут наблюдаться судороги. При этом, более высокие показатели 100 – 500 Гц, практически незаметны человеку и могут выявляться только путем наблюдения специального эффекта, называемого стробоскопическим.

Стробоскопический эффект, что это и как выявить

Стробоскопический эффект – это оптическое явление, которое заключается в особенном восприятии человеческим невооруженным глазом объектов, которые освещены световыми вспышками. В момент движения, предметы видны как ряд серий изображений, находящихся в неподвижном состоянии, которые накладываются одно на другое (подобную картину можно наблюдать на старых кинолентах). Выявить наличие стробоскопического эффекта можно двумя основными способами. Наиболее простой и доступный – посмотреть на лампу через цифровой фотоаппарат и в случае если есть мерцания, изображение будет отображаться характерными волнами.

Второй вариант – посмотреть невооруженным глазом на движущийся предмет (ручка, кусок кабеля и т.д.), и если стробоскопический эффект присутствует, будет наблюдаться прерывающееся изображение. Важно отметить, что данный эффект может нести опасность в помещениях, где работают механизмы, так как создает ложную видимость передвижения деталей или узлов (изображение может замедляться или создавать впечатление неподвижности быстро двигающихся предметов).

Измерение мерцаний, что важно знать

Хотя в данный момент не существует единой технологии измерения мерцаний, IES (Светотехническое сообщество), разработало два типа измерений данного показателя. Технологии вписаны в рекомендации для разработчиков приборов освещения. Первый тип измерения имеет основание на технике определения, так называемого процента мерцания. Вычисляемый показатель является количественной характеристикой, указывающей на снижение световой отдачи в период одного цикла вкл./выкл. Стопроцентное мерцание является показателем того, что лампа в определенный момент цикла вообще не излучает свет. При этом нулевой показатель, говорит о полностью устойчивом и непрерывном световом потоке. Второй метод измерения заключается в определении индекса мерцания с интервалом 0 – 1. При определении показателя учитывается % мерцания, а также два других показателя: скважность миганий (соотношение времени работы с полным включением и циклом вкл./выкл.), и вид синусоидальной кривой, которая отображает текущей показатель интенсивности свечения. Качественное освещение и менее ощутим стробоскопический эффект если данные показатели будут минимальными.

Для наглядности приведены следующие средние показатели наиболее распространенных источников света:

Поиск по форуму

Поиск по метке

Расширенный поиск

Найти все сообщения с благодарностями

Поиск через Google

Поиск через Yandex

Тип	Индекс	Процент
Люминесцентные осветительные приборы + электронные ПРА	0,00	1,8
Светодиодные лампы со стабилизаторами питающих токов	0,0037	2,83
Простые лампы накаливания	0,022	6,31
Миниатюрные люминесцентные лампы спирального типа (CFL)	0,021	7 ,72
Лампы Т12 (линейного типа) + ПРА электромагнитные	0,071	28,41
Люминесцентные осветительные приборы + ПРА электромагнитные	0,11	37,002
Металл-галогенные	0,162	52,01
Лампы высокого давления натриевые	0,31	95,003
LED-лампы без подключения стабилизатора	0,458	99,009

Низкие показатели мерцания у лампы накаливания объясняется ее конструкцией, где разогретая спираль (служащая источником света), не может так быстро остывать и как следствие полностью затухать. Совершенно другие показатели наблюдаются у газоразрядных и люминесцентных ламп, где включение и выключение происходит мгновенно. Данную проблему решают путем увеличения частоты питающего тока до 20 кГц, как результат – мигание становится невидимым для глаз.

Проверка приборами

Мерцание лампы происходит, только если она подключена к источнику тока, постоянного или переменного. Светодиодные лампы вообще могут работать без пульсаций, если их подключают к аккумуляторам либо работа идёт от батареек. Простых подручных средств точно не хватит для измерения этого показателя. Они позволяют лишь убедиться в том, что мерцание присутствует. Отдельно проверяют мощность трансформаторов 1000 кВа, перевести в кВт которые не составит труда.

Многоканальный радиометр

Главный регулирующий документ в этом случае — ГОСТ Р 54945-2012. Он говорит, что для измерения применяют только специализированные приборы с преобразователями излучения. Норматив описывает и сами приборы, применяемые в таких мероприятиях:

• люксометр-яркомер-пульсметр «Эколайт-01», «Эколайт-02»;
• пульсметр-люксметр «ТКА-ПКМ»/ 08;
• пульсметр-люксметр «Аргус-07», ТКА-ПКМ/08;
• многоканальный радиометр «Аргус».

Вам это будет интересно Учимся читать электросхемы

Измерительные приборы во многом напоминают стандартный пульт дистанционного управления, по размеру немного меньше его. Присутствует несколько элементов управления:

Прибор допускает подключение к персональным компьютерам. Благодаря прикладным программам проще визуализировать основные вычисления, организовать дополнительные при необходимости. Они облегчают измерение мощности трансформатора 1000 кВа.

Таблица КП для разных типов ламп

Светодиодные лампы

Мерцающее освещение создают абсолютно все работающие источники света. Светодиодные варианты не стали исключением. Есть несколько способов для проверки пульсации по отношению к приборам данной категории:

• направление на приспособление камеры мобильного телефона. Мерцание лампы будет заметно сразу, если показатель достаточно высокий;
• можно сделать фотографию светильника, когда вспышка выключена. Если на снимке проявились тёмные полосы — это не очень хороший показатель;
• лампу можно направить на карандаш или линейку, а потом подвигать ею. Так создаётся имитация работы вентилятора. Пульсация света точно выше допустимых параметров, если появляется так называемый эффект фиксированных положений у вращающихся лопастей;

Пульсация светового потока

• под тестируемым источником света запускают юлу. Стробоскопический эффект должен настораживать владельца, которому надо измерять показатели.

Лампы накаливания

Один из вариантов проверки показателя — бесплатная программа «ЭкоЛайт-АП». Она позволяет внимательно изучить такие характеристики, как:

• Характер пульсации.
• Форма.
• Частотные составляющие.
• Максимальное, минимальное значение.

Но нужно приобрести профессиональные приборы, имеющие такое же название «Эколайт». Допустимый вариант — люсметр-пульсметр-ярокметр «Люпин».

Люминесцентные лампы

Производители современных осветительных приборов делают всё возможное, чтобы соблюдать действующие нормы. Но есть и множество подделок, у которых пульсация явно нарушает существующие законы.

Процесс измерения

Для люминесцентных ламп характерен коэффициент пульсации, равный 100 Гц. Точные цифры зависят от мощности. Чем она выше — тем меньше указанный параметр. Это правило тоже можно использовать в дальнейших измерениях.

Сама величина коэффициента обусловлена электронным пуско-регулирующим автоматом. Если светильник оснащён качественными аксессуарами с самого начала — то при его работе не должно возникнуть проблем.

Причины мерцания LED ламп

Светодиодные лампы (они же Led лампочки, диодные лампы) в силу своей конструкции представляют собой прямые преобразователи электрического тока в световой луч. Как результат, они мгновенно реагируют на импульсы питающего тока. При использовании простейшего варианта подключения LED светильника, мерцания прямо пропорциональны частоте протекающего тока. Если светодиод подключен к сети с выпрямленным переменным током, то наблюдается мерцание удвоенной частоты. Вторая причина – диммирование. Простые диммеры, построенные на тиристорах, выполняют модулирование напряжения путем изменения цикла вкл./выкл., тем самым ослабляя световой поток. ШИМ (широтно-импульсная модуляция) изменяет яркость свечения, выполняя цикл вкл./выкл. на частоте 200 Гц и выше, что позволяет снижать показатели мерцания.

Как работает люминесцентная лампа

Несмотря на разнообразие размеров и конфигураций, в конструкцию каждой лампы входит стеклянная колба цилиндрической формы. Внутри нее расположены электроды в количестве 2 или 4 штук. Весь объем колбы заполнен смесью инертных газов и ртутных паров, а ее внутренняя поверхность покрыта люминофором. Для запуска используется специальная аппаратура, которая может располагаться снаружи или внутри лампочки.

Электроды по своей сути являются электрическими контактами, проводящими ток. Между ними установлена нить накаливания, на которую нанесено специальное активное вещество, ускоряющее эмиссию электронов и увеличивающее срок эксплуатации лампы. При подключении к ним электрического тока, начинается их разогрев и последующее испускание электронов.

Однако их недостаточно для создания тлеющего разряда, представляющего собой поток ионизированных газовых частиц. Поэтому в действие вступает часть управляющей схемы, обеспечивающая пуск лампы. С ее помощью на короткое время создается импульс высокого напряжения, поджигающий вначале инертный газ, а затем и ртутные пары. Смесь обоих газов ионизируется под действием тока и производит ультрафиолетовое излучение, невидимое человеческому глазу.

Далее ультрафиолет попадает на люминофорное покрытие стенок колбы, и воздействуя на него, преобразуется в видимое световое излучение. Данная схема действует в отношении всех типов ламп, а разница заключается лишь в конструкции пускорегулирующей аппаратуры, которая может быть электронной или электромагнитной. В первом варианте используются полупроводниковые компоненты, а во втором, более устаревшем – стартер, дроссель, конденсатор и другие детали, составляющие в целом довольно громоздкую конструкцию.

Борьба с мерцанием

Устранить или снизить мигание ламп позволяет использование специальных драйверов питания, включающие в себя выпрямляющий контур и конденсаторы высокой мощности. Устройство исключает мерцания, подавая постоянный сглаженный ток.

Однако стоимость таких устройств, их размеры и т.д. могут требовать некоторых затрат и дополнительных конструкторских решений. Также применяются диммеры, питающие светодиоды током повышенной частоты (несколько тысяч герц), однако устройства требуют специального расположения относительно лампы, что не всегда возможно реализовать.

Источник