はじめに: 商業用LED照明の約束とパーイル

LED照明システムは、急速に商業建物の基準になり、エネルギー効率、長い定格寿命(約5万時間以上)を賞賛し、メンテナンスの要求を削減しました。しかし、施設管理者と建物所有者は、予期しない故障を報告するようになり、明滅、早期調光、完全な備品のドロップアウト、および色シフトを増加させ、これらの定格時間に達する前に。これらの障害は、動作を中断し、交換コストを増加させ、そして、快適な快適性と安全を約束することができます。なぜLEDが現実的な環境を故障するかを理解することは、確実な環境と、確実な環境を整備することです。

この記事では、電気的および熱的ストレスから環境およびコンポーネントの品質の問題まで、商業建物におけるLEDシステム障害の根本原因を調べます。 また、投資およびシステム長寿に対するリターンを最大限に引き出すための実用的なベストプラクティスと予防策も提供しています。

LED照明システムにおけるコア故障メカニズム

電気ストレス:電圧変動、サージ、配線エラー

LEDは、電圧と電流の変動に敏感なソリッドステートデバイスです。 商業ビルは、HVACスタートアップ、エレベーター操作、およびその他の重負荷からの電圧変動をしばしば経験します。 適切な規制なしで、これらの変動は、LEDドライバが定格公差を超えてストレスを被る可能性があり、早期コンデンサーの故障やドライバのバーンアウトを引き起こします。 電力サージ - 雷撃またはユーティリティの切り替えから、ドライバーの電子機器を即座に破壊することができます。

インストール中の不適切な配線は、別の頻繁に犯人です。 接続、逆の極性、または大きさの導体を緩めると、アークリング、過度の熱、および電圧低下が生成され、すべてのLED性能を劣化させます。 []による2019の研究は、国家電気メーカー協会(NEMA)は、電気障害が商業設定で30%以上の早期LED障害に貢献したことを発見しました。 最高の練習は、一時的な電圧を抑制するパネル(SSS)を抑制します。

運転者および部品の質: 隠された弱点リンク

LED ドライバーは、AC を規制 DC に変換し、あらゆる LED フィクスチャーで最も故障したコンポーネントを構成する電源を必須にしています。低コストのドライバーは、多くの場合、短寿命、過負荷の熱保護、低電圧の規制で電解コンデンサを使用します。 LED チップ自体が高品質である場合でも、フェイリング ドライバーは、フラッカー、不均等な光出力、または合計ブラックアウトを引き起こします。

ドライバーを超えて、LEDチップ、はんだジョイント、ヒートシンク材料の品質はメーカー間で大きく異なります。 偽造品または再ブランドされたコンポーネントは、成長している懸念事項です。 UL、ETL、またはDLC認証を運ぶ製品を指定すると、安全と性能のベースラインが提供されます。 米国エネルギー省 ソリッドステート照明プログラム]]は、予想される動作温度で少なくとも50,000時間の評価されるドライバーと備品を選択することをお勧めします。

熱管理:熱はライトの敵です

電球とは異なり、LEDは、光が生成される接合部で熱の大部分を発生させます。 その熱が効率的に引き離されていない場合、接合温度が上昇し、内腔の非推奨色シフトを加速し、大惨事な故障を引き起こしている極端な例で。 商用フィクスチャーは、多くの場合、受動熱器に依存していますが、これらは、ほこりで詰まったときに、封入された天井のプルナムに置かれ、または気流の悪い場所で設置される場合に効果が高まります。

アクティブ冷却(ファン)は騒音や信頼性の問題による商業用LED備品ではまれです。そのため、熱設計は堅牢でなければなりません。 唯一の親指:ジャンクション温度の10°Cごとに増加し、LED寿命は半分に切ることができます。 手数料中に赤外線サーモグラフィーは、彼らが故障を引き起こす前にホットスポットを識別することができます。

故障を加速する環境要因

湿気、湿気および腐食

屋内商業環境でも、湿気は、漏れの屋根、冷蔵面積の凝縮、またはランドリー、プール、キッチンの高湿度を介して備品を貫通することができます。 はんだ関節、コネクタ、およびドライバー回路基板の腐食は断続的または完全な故障につながる。 屋外の評価された備品(IP65以上)はガスケットとコンフォーマルコーティングで設計されていますが、これらは時間をかけて劣化します。 シールの定期的な検査が推奨されます。

レンススエララー・ポリテクニック・インスティテュートのライティング・リサーチ・センターによる研究は、密封されたものと比較して、非シールされた備品で最大5倍の湿度誘発障害率を文書化しました。湿式または湿式の場所では、ポッティングまたは封入された電子機器の備品を劇的に改善することができます。

機械的ストレス:振動、熱循環、設置損傷

商業ビルは静的な環境ではありません。HVAC機器、エレベーター、重い足のトラフィック、または近くの建設から振動することで、接続と疲労のはんだジョイントを緩めることができます。熱循環-照明スイッチとして冷やす熱循環-、特にドライブやボード接続に重点を置いた拡張と収縮を原因にします。

設置時(曲げ回路基板、オーバータシニングネジ、または固定具)の取り扱いは、数週間または数か月間は現れない潜伏損傷を生み出します。堅牢な取り付けシステムと振動評価されたコンポーネント(産業および高トラフィック領域で共通)を備えた備品を使用して、これらのリスクを緩和します。

設置と設計の監督

互換性のない制御と調光器

レトロフィットの商業空間で最も一般的な障害シナリオの1つは、白熱負荷のために設計されたレガシーダイマーとLEDフィクスを組み合わせることから生じる。 多くの調光器は、LEDが満たさない最小負荷要件を持ち、熱狂的な行動、フリッカー、またはオンに失敗する。 「LED互換」調光器でさえ、互換性は、特定のメーカーの組み合わせごとに検証する必要があります。

スマート照明制御、占有センサー、日光収穫システムが、さらなる複雑性を導入。 適切なプログラミングや制御システムの配線は、一定のLEDのサイクリングを引き起こす可能性があり、ドライバーの寿命を飛躍的に短縮できます。 認定制御技術者による委員会は不可欠です。

長期操業の電圧低下

長い配線の操業(例えば、倉庫、ガレージ、開いたオフィス フロア)の大きい商業スペースでは電圧低下は重要な場合もあります。LEDsは特定の入力電圧範囲を必要とします;電圧がその範囲の下落すれば、運転者はより多くの流れを補償し、過熱し、失敗することを試みるかもしれません。適切なコンダクターはサイジングをし、必要なところ、力注入か配分された運転者はこの防ぐことができます。

予防措置とベストプラクティス

仕様・調達

  • 実績のあるトラックレコードと保証のメーカーから、少なくとも5年間、LEDとドライバーの両方をカバーする備品を選択します。
  • 要求の第三者のテストのレポート(例えば、寿命の投射のためのLM-80、TM-21のためのLEDの内腔の維持)。
  • 最小動作温度範囲、サージ保護(少なくとも2kV)、および105°Cで評価される電解コンデンサを含む運転者の仕様が必要です。
  • 主要な電気パネルおよび設備の据え付け品の区域のサージの保護装置を代表的な区域に含んでいます。

インストールとコミッション

  • 取付、換気、配線トルク仕様のメーカーの指示に従ってください。
  • 取付けの後で力質の検光子を使用して電圧を確かめ、流れは評価された範囲内のあります。
  • 作業の100時間後に、熱画像処理を行い、ホットスポットを識別します。
  • ドキュメントドライバタイプ、ファームウェアバージョン(スマートフィクスチャー用)、および将来の参照のための設定を制御します。

メンテナンスと監視の開始

  • ヒートシンクを清掃し、シールを点検し、フリッカーや色の変化をチェックする定期的な検査スケジュール(6か月以上)を実施します。
  • 建物管理システムまたは照明制御プラットフォームを使用して、ルーメン出力とエネルギー消費をログに表示します。逸脱は、障害を阻害することができます。
  • 交換用ドライバーの在庫を保ち、固定具タイプを抑え、ダウンタイムを削減します。
  • プロバイダーがパフォーマンスを保証し、メンテナンスリスクを想定した大規模なポートフォリオのための照明サービス(LaaS)契約を検討してください。

事例:中堅オフィスビルの改装工事

シカゴの6階建ての商業オフィスビルは、2021年にLEDの改装キットですべてのT8蛍光トロッカーを交換しました。 18ヶ月以内に、備品の12%以上がフリッカーを展示したり、暗くなったりしました。 調査は明らかにしました:

  • ドライバーはサージレーションがなかった。エレベーターモーターコントローラーから電圧スパイクは複数のドライバーを傷つけました。
  • 従来のトラフターに、限られた気流が設置された改造キットが設置され、熱蓄積やドライバーの故障を引き起こしました。
  • 調光システムは、ドライバと互換性がなかった。 一定の最小レベルの調光は、ドライバー保護回路をトリップしました。

ドライバーをサージレートモデルに交換し、外部ヒートシンクを追加し、調光範囲の最低10%を回避するために調光システムを交換するという是正措置が含まれています。 建物は、また、全体のパネルサージプロテクターをインストールしました。 失敗率は、次の年で1%未満に低下しました。

未来のトレンド:デザインと規格による信頼性向上

照明業界は、LED の信頼性に stride を引き続き作り続けています。新しいドライバートポロジー(例えば、共鳴コンバーター)は熱応力を低下させます。統合センサーとエッジコンピューティングにより、予測的な故障アラートが実現します。DesignLights Consortium のアップデート要件[は、より高効力と長寿命化に向けたメーカーをプッシュしています。

もう一つの有望な開発は、運転者AC-to-DC変換を除去し、故障ポイントを削減する照明のための低電圧DCマイクログリッドへのシフトです。 まだニッチですが、このアプローチは、新しい構造でより一般的になる可能性があります。

コンテンツ

商業建物のLED照明は、否定できない利点を提供しますが、その潜在的な実現には、仕様、インストール、およびメンテナンスへの懲戒めがかりのあるアプローチが必要です。 障害はほとんどランダムです。 識別可能な電気、熱、環境、および機械的ストレスから生じる幹。 これらの根本原因を理解し、上記の予防措置を実施することにより、施設管理者および建物所有者は、システム寿命を劇的に拡張し、コストを削減し、来るべき年のための高品質の照明を維持することができます。