Гори, гори ясно, чтобы не погасло

По словам руководителя отдела разработок компании «Технология света», нужно сильно постараться, чтобы светодиоды стали непосредственной причиной пожара. Разве что допущены серьезные ошибки при монтаже. Возгорание в системе освещения с использованием светодиодного оборудования может произойти при повреждении кабеля или изоляции в месте подключения к кабелю светильника, возникновении короткого замыкания внутри корпуса из-за бракованной печатной платы, неправильной пайки, плохой изоляции электрических частей. Причиной могут стать некачественные комплектующие, например, драйвера без защиты от скачков напряжения и запаса мощности.

Короткое замыкание — одна из наиболее частых (до 30 %) причин пожаров, связанных с нарушением правил установки и эксплуатации электрооборудования. Но ответственные производители продумывают защиту от КЗ и различного типа перегрузок с помощью драйвера, отключающего светильник при возникновении аварийной ситуации. Изоляция в качественных приборах соответствует стандартам по сопротивлению и прочности и тщательно тестируется на соблюдение требований. Например, в НПБ 247-97 «Электронные изделия. Требования пожарной безопасности» прописаны методы и порядок проведения испытаний на определение вероятности возникновения пожара в электронных изделиях.

Даже если возгорание произошло, оно вряд ли вызовет серьезный пожар — конструкция светильника просто не даст огню распространиться. Куда более опасно с точки зрения пожарной безопасности оборудование, в котором использованы материалы, не рассчитанные на применение в изделиях электротехники и электроники. Например, акриловые или поликарбонатные защитные стекла, пластиковые корпуса. В случае пожара эти материалы становятся источником токсичного дыма, вызывающего удушье. Поэтому важно, чтобы закупаемая светотехника соответствовала всем требованиям и имела необходимые сертификаты. Например, на соответствие ТР ЕАЭС 037/2016 «Об ограничении применения опасных веществ в изделиях электротехники и радиоэлектроники».

Какие еще «сюрпризы» могут ожидать пользователей в случае покупки некачественного светильника? Основным риском является банальный выход оборудования из строя. Причем уже спустя месяц-другой можно не найти поставщика для замены, так как нередко это оказываются фирмы-однодневки. Другой вариант — «гарантия» от китайских производителей, которые не выходят на связь. В итоге оборудование приходится закупать заново.

До 90 % случаев выхода светильников из строя связано с некачественными драйверами, от которых зависит стабильность тока, питающего светоизлучающие диоды. Если драйвер плохо справляется со своей задачей, светодиоды оказываются уязвимы к перепадам силы тока: малейшее снижение вызывает сокращение светоотдачи, при регулярном повышении модуль быстро теряет рабочие свойства. Драйвер также несет ответственность за мерцание света, неравномерность яркости.

Еще одна проблема, связанная с работой драйвера, — создание импульсных помех работе электронного, телекоммуникационного, цифрового и прочего оборудования. Некачественные драйверы генерируют импульсы такого уровня, при котором проявляются перебои в работе сотовой связи, раций, терминалов безналичной оплаты, электромагнитные помехи в компьютерах. Поэтому профессиональное оборудование должно проходить испытания на электромагнитную совместимость (ЭМС).

Второй по значимости фактор, влияющий на срок службы светодиодного оборудования, — конструкция самого светильника. А именно — продуманный многоуровневый теплоотвод. Высокие температуры разрушают кристалл светодиода и являются причиной снижения световой отдачи, изменения цветовой температуры, качества цветопередачи и значительного сокращения срока службы. Поэтому, например, корпуса качественного оборудования изготавливаются из алюминиевых сплавов, которые имеют высокую теплопроводность.

Для передачи тепла от светодиодов на плату или основание применяют пайку, специальные теплопроводящие клеи и пасты. С помощью силиконовых паст, клеев, подложек и компаундов тепло от платы передается на радиатор или другую поверхность, рассеивающую тепло. Все эти материалы должны не только обладать хорошей теплопроводностью, но и иметь широкий диапазон рабочих температур. Для уличных светильников — от минус 50 до плюс 100 °С и выше. В некачественном оборудовании эти условия не всегда выполняются, в результате спустя какое-то время теплопередача нарушается.

Для справки: при повышении температуры до 80 °С интенсивность светового потока падает примерно на 15 % в сравнении с работой при комнатной температуре. При 150 °С интенсивность свечения светодиодов сокращается до 40 %!

Cуществуют и другие проблемы, связанные с конструкцией светодиодного оборудования. Например, линейные светильники могут не иметь токопроводящей жилы на случай выгорания единичного диода, и в такой ситуации заменять придется весь светильник. Применение некачественной вторичной оптики и экономия на количестве светодиодов приводят к неравномерной засветке рассеивателя, а при отсутствии линз и отражателей световой поток может вызвать ослепление.

Чтобы избежать подобных проблем, перед запуском каждой новой модели в серийное производство мы проводим массу испытаний. Опытные образцы подвергаются всем возможным перегрузкам, чтобы выявить крайние точки, а потом заложить в оборудование максимум запаса прочности и мощности. Именно поэтому и можем давать гарантию на оборудование RADUGA™ 6 лет.

Статистика по теме

Нарушение правил установки и эксплуатации электрооборудования — вторая причина пожаров в России после человеческого фактора. По данным МЧС России, в 2021 году приборы освещения стали причиной пожара 57 766 раз, почти на 6 тысяч раз больше, чем в 2020. Прямой материальный ущерб составил 7 042 790 000 руб., погибло 2 325 человек (см. статистический сборник МЧС «Пожары и пожарная безопасность в 2021 г. Статистика пожаров и их последствий»). Лидерами по количеству пожаров стали производственные и складские здания, а ведь именно на этих объектах нередко экономят на освещении.

В 2014 году ученые из Нижегородского государственного технического университета исследовали пожарную опасность различных видов ламп и выяснили, что наиболее опасны лампы накаливания. От них может воспламениться дерево, акрил, бумага и полиэтилен, а полипропилен начинает плавиться. Также пожароопасными считаются светильники с трубчатыми люминесцентными лампами, у которых может загореться стартер. Светодиодные источники света признаны самыми безопасными. Для сравнения, лампа накаливания достигает температуры 216 ℃ спустя 3 минут работы. Светодиодная за это время достигнет лишь 32,6 ℃. Светодиодные источники света не достигают температуры, которая могла бы вызвать прямое контактное возгорание, так как большую часть энергии генерируют в свет, а не в тепло.