Kategorie bloga
Kanał YouTube
Prąd rozruchowy w oświetleniu LED - czym jest i dlaczego może wybijać bezpiecznik?
Prąd rozruchowy to zjawisko, z którym możemy spotkać się między innymi w instalacjach oświetleniowych LED. Na co dzień możemy nawet nie wiedzieć o jego istnieniu. Problem pojawia się najczęściej wtedy, gdy jednocześnie włączamy dużą liczbę lamp lub kilka zasilaczy LED i nagle wybija zabezpieczenie. Co ciekawe, po ponownym podniesieniu bezpiecznika wszystko może działać już zupełnie normalnie.
Wyjaśnijmy więc bardzo prosto, czym jest prąd rozruchowy, skąd się bierze i kiedy warto zwrócić na niego uwagę.
Czym jest prąd rozruchowy?
Prąd rozruchowy to krótkotrwały, gwałtowny wzrost pobieranego prądu występujący w momencie włączenia urządzenia.
W przypadku oświetlenia LED. np. lamp wiszących LED, jest on związany przede wszystkim z elektroniką znajdującą się w zasilaczu lub układzie zasilającym lampę. W momencie podania napięcia między innymi ładowane są znajdujące się w nim kondensatory.
Można to sobie wyobrazić w bardzo prosty sposób. Lampa podczas normalnej pracy pobiera niewielki i w miarę stały prąd. Jednak w pierwszej chwili po jej włączeniu zasilacz może przez bardzo krótki czas pobrać znacznie większy prąd.
Czy prąd rozruchowy jest tylko trochę większy od normalnego?
Nie należy zakładać, że będzie to na przykład 5 czy 10% więcej.
Prąd rozruchowy może być wielokrotnie większy od prądu pobieranego podczas normalnej pracy. W zależności od konstrukcji zasilacza może to być kilka, kilkanaście, a nawet kilkadziesiąt razy więcej.
Nie oznacza to jednak, że lampa przez dłuższy czas pobiera tak ogromną moc. Taki impuls trwa bardzo krótko - często zaledwie mikrosekundy lub milisekundy. Np. że prąd może osiągnąć 25 A, ale impuls trwa tylko 200 mikrosekund.
W przypadku prądu rozruchowego ważna jest więc nie tylko jego maksymalna wartość, ale również czas trwania.
Dlaczego kilka lamp może wybić bezpiecznik?
Problem staje się szczególnie widoczny, gdy jednocześnie włączamy dużą liczbę lamp LED, mogą to być np. lampy na szynoprzewód 3-fazowy.
Wyobraźmy sobie ekspozycję sklepową, na której znajduje się kilkadziesiąt opraw. Każda z nich podczas normalnej pracy pobiera stosunkowo niewiele energii. Wszystkie lampy razem również mogą mieć moc znacznie mniejszą niż dopuszczalna dla danego obwodu.
Jeżeli jednak wszystkie zostaną włączone dokładnie w tym samym momencie, prądy rozruchowe ich zasilaczy mogą się na siebie nałożyć.
Przez bardzo krótką chwilę w instalacji pojawia się wtedy bardzo duży prąd i zabezpieczenie może zadziałać.
Dlaczego za drugim razem wszystko działa?
To ciekawa sytuacja, z którą spotkaliśmy się również na ekspozycji z szynoprzewodami w naszym sklepie z lampami w Poznaniu.
Włączamy jednocześnie dużą liczbę lamp i wybija zabezpieczenie. Podnosimy bezpiecznik ponownie i tym razem wszystkie lampy uruchamiają się bez problemu.
Jednym z możliwych wyjaśnień jest właśnie prąd rozruchowy.
Po pierwszej próbie kondensatory znajdujące się w zasilaczach mogą pozostawać przez pewien czas częściowo naładowane. Ponowne uruchomienie następujące chwilę później może więc powodować mniejszy impuls prądowy.
Dlatego charakterystyczny problem typu: „przy pierwszym włączeniu czasami wybija, ale po ponownym załączeniu działa” może wskazywać właśnie na problem związany z prądem rozruchowym.
Co ma do tego zabezpieczenie B10 lub C10?
Znaczenie ma również charakterystyka zastosowanego wyłącznika nadprądowego.
Dla zabezpieczenia typu B człon elektromagnetyczny działa przy prądzie rzędu około 3–5 razy wartości znamionowej. Dla charakterystyki C jest to około 5–10 razy wartości znamionowej.
Dla przykładu przy B10 będzie to orientacyjnie 30–50 A, natomiast dla C10 około 50–100 A.
Nie oznacza to oczywiście, że można po prostu wymienić B10 na C10 i uznać problem za rozwiązany. Zabezpieczenie musi być odpowiednio dobrane do przewodów, parametrów instalacji i warunków ochrony przeciwporażeniowej. Taką zmianę powinien ocenić elektryk.
Pokazuje to jednak, dlaczego krótkotrwały prąd rozruchowy wielu zasilaczy może powodować zadziałanie zabezpieczenia, mimo że podczas normalnej pracy instalacja nie jest przeciążona.
Czy prąd rozruchowy ma znaczenie przy doborze zasilacza LED?
Tutaj bardzo łatwo pomylić dwie różne rzeczy.
Załóżmy, że mamy:
- 230V → zasilacz 100W → 90W taśmy LED
Można pomyśleć, że skoro występuje prąd rozruchowy, to nasze 90W LED podczas włączenia może nagle potrzebować na przykład 200 czy 300W i dlatego zasilacz 100W będzie za mały.
Nie o to chodzi.
Duży prąd rozruchowy, o którym mówimy, występuje przede wszystkim na wejściu zasilacza, czyli od strony instalacji 230V. Jest związany między innymi z ładowaniem elementów znajdujących się wewnątrz zasilacza.
Nie oznacza to automatycznie, że podłączone 90W oświetlenia LED podczas uruchomienia wymaga kilkukrotnie większego zasilacza.
Co z taśmami LED i szynoprzewodami magnetycznymi?
Przykładowo w szynoprzewodzie magnetycznym możemy mieć:
- 230V → zasilacz 48V → szyna magnetyczna → oprawy LED
Dobierając moc zasilacza 48V, sumujemy moc lamp, które mają zostać do niego podłączone, i pozostawiamy odpowiedni zapas zgodnie z wymaganiami producenta systemu.
Natomiast prąd rozruchowy zasilacza jest istotny przede wszystkim od strony instalacji 230V.
Jeżeli w dużej instalacji znajduje się kilka mocnych zasilaczy 48V i wszystkie zostaną uruchomione jednocześnie, ich łączny prąd rozruchowy może mieć już znaczenie dla zastosowanych zabezpieczeń.
Podobnie może wyglądać sytuacja przy dużych instalacjach taśm LED wykorzystujących kilka zasilaczy.
Gdzie jeszcze warto zwrócić uwagę na prąd rozruchowy?
Prąd rozruchowy ma znaczenie przede wszystkim przy projektowaniu instalacji, w których jednocześnie uruchamiana jest duża liczba urządzeń.
W przypadku oświetlenia warto o nim pamiętać między innymi przy:
- dużej liczbie lamp LED w jednym obwodzie,
- dużych ekspozycjach sklepowych,
- instalacjach wykorzystujących wiele zasilaczy LED,
- systemach szynoprzewodów magnetycznych 48V,
- dużych instalacjach taśm LED,
- doborze zabezpieczeń nadprądowych,
- analizowaniu sytuacji, w której zabezpieczenie wybija wyłącznie podczas włączania oświetlenia.
Może się więc okazać, że instalacja podczas normalnej pracy pobiera stosunkowo niewielki prąd, a mimo tego podczas uruchamiania pojawiają się problemy.
Jak sprawdzić prąd rozruchowy lampy lub zasilacza?
Najprościej zacząć od dokumentacji technicznej producenta.
Należy szukać parametru Inrush Current.
Producent może podać na przykład wartość maksymalnego prądu oraz czas trwania impulsu.
Jeżeli producent nie udostępnia takich danych, prąd rozruchowy można zmierzyć. Zwykły multimetr najczęściej nie będzie jednak odpowiednim narzędziem, ponieważ impuls może trwać zbyt krótko.
Można wykorzystać miernik cęgowy posiadający odpowiednio szybką funkcję pomiaru Inrush. Trzeba jednak zwrócić uwagę na parametry konkretnego miernika, ponieważ nie każdy będzie w stanie prawidłowo uchwycić bardzo krótki impuls charakterystyczny dla zasilaczy LED.
Dokładniejszą metodą jest pomiar za pomocą oscyloskopu i odpowiedniej sondy prądowej. Pozwala on zobaczyć zarówno maksymalną wartość prądu, jak i przebieg oraz czas trwania impulsu.
Prąd rozruchowy - najważniejszy wniosek
Prąd rozruchowy pokazuje, dlaczego przy instalacjach LED nie zawsze wystarczy spojrzeć wyłącznie na sumę mocy lamp.
Instalacja może mieć stosunkowo niewielką moc podczas normalnej pracy, a mimo tego przy jednoczesnym włączeniu wielu zasilaczy może pojawić się bardzo krótki, ale duży impuls prądowy.
Dlatego jeżeli oświetlenie działa prawidłowo, ale podczas jego włączania sporadycznie wybija zabezpieczenie, jedną z rzeczy, które warto sprawdzić, jest właśnie prąd rozruchowy.
Wskazówka dla Ciebie. Już teraz zacznij oglądać nasz niezrównany kanał na YouTube. Znajdziesz tam mnóstwo ciekawych poradników, filmy z prezentacją produktów i dobre rady w aranżacji wnętrz. Dzięki temu zakupy oświetlenia przeprowadzisz łatwo i dokonasz dobrego wyboru.
