Классы защиты IEC для светодиодных светильников

Эта статья представляет собой подробное руководство по классам защиты IEC для светодиодных светильников. Светодиодные светильники, которые вы выбираете для своих проектов, в основном делятся на четыре электрических класса в зависимости от степени защиты.

Независимо от того, являетесь ли вы новичком в области светодиодного освещения или уже подкованы в этом вопросе, эта статья поможет вам в любом случае. Мы обсудим электрические классы и то, как светодиоды делятся на четыре категории в зависимости от уровня защиты. Кроме того, в этой статье рассматриваются символы безопасности, меры предосторожности и технические рекомендации на случай возникновения каких-либо неполадок, таких как короткое замыкание, разрыв светодиодов и т.д.

Светодиоды, как известно, завоевывают все большую популярность в области освещения. Это связано с тем, что светодиоды являются энергоэффективными и экономичными. Кроме того, разнообразие и гибкость в окраске, функциях и применении, которые предлагают светодиоды, просто не имеют себе равных.

Традиционные лампы, такие как галогенные и лампы накаливания, тратят почти 80% энергии в виде тепловыделения. Поскольку мир движется в сторону более экологичных решений, традиционное освещение устаревает, и это вполне оправданно.

Светодиоды имеют определенные уровни защиты, которые отличают их использование и применение. По мере увеличения числа от 0 до 3 степень защиты светодиодов возрастает, и светильник становится более безопасным в использовании. Каждый светильник относится только к одному из этих классов. Давайте углубимся в детали.

Что такое классы защиты IEC?

Классы защиты IEC представляют собой степень защиты светодиода или светильника от поражения электрическим током. В целом, класс защиты или безопасности определяет уровень защиты любого электронного устройства для человека, работающего с ним.

Этот стандарт был первоначально разработан Международной электротехнической комиссией (МЭК), организацией, отвечающей за создание и установление стандартов безопасности в области электротехнологий.

Уровни защиты определены в стандартном отчете IEC 61140. С технической точки зрения, эти электрические классы классифицируются на основе требований к защитному заземлению (PE) в схеме конкретного прибора.

Стандарт IEC 60598 устанавливает уровни защиты конкретно для светильников. Вы можете ознакомиться с этим документом для более глубокого технического анализа. Однако мы приведем здесь краткое описание всех категорий, чтобы вам не пришлось читать весь документ.

Классы электрозащиты IEC в основном делятся на четыре категории:

• Класс 0
• Класс I
• Класс II
• Класс III

В общем случае, если электронное устройство подключено непосредственно к сети электропитания, оно должно иметь уровень защиты 2. Более высокие уровни гарантируют, что прибор защищен и не причинит вреда пользователю, даже если 1-й уровень выйдет из строя.

Класс 0

Самый простой тип изоляции встречается в электронике класса 0. Эта базовая изоляция опирается только на ПВХ-покрытие проводов. Такие светильники не имеют заземляющего соединения, поэтому при повреждении или обрыве проводов высока вероятность поражения электрическим током и разрыва. Оборудование класса 0 найти нелегко, так как оно довольно опасно для окружающих. Существует только один уровень защиты между проводниками под напряжением и металлоконструкциями.

Такие приборы крайне редко встречаются в местах проживания людей, например, в домах, коммерческих помещениях и т.д. Одна крошечная ошибка может привести к фатальному результату в виде поражения электрическим током или взрыва и пожара. Так как уровень защиты низкий, перед любым катастрофическим событием прибор не имеет функции подачи сигнала тревоги и оповещения пользователей. В таком типе защиты нет предохранителей или автоматического выключателя.

Такие приборы настолько опасны, что многие страны даже запретили покупку и продажу этого класса электроприборов. Кроме того, отсутствует заземление, что означает, что шасси прибора не заземлено. Другими словами, если прибор класса 0 выходит из строя, нет ничего, что могло бы смягчить ущерб, кроме окружающей среды.

Обычный пример электроприборов класса 0 — паяльник с 2-контактной вилкой (без заземления) и «рождественские гирлянды старого образца».

Класс 01

Класс 01 также довольно опасен. По сравнению с электроприборами класса 1, эта электроника допускает заземление. Без этого электроприборы относились бы к классу 0.

Класс I

В приборах класса I имеется заземляющий провод. Вы видите три штырька, один из них соединен с заземляющим проводом здания. Все металлические компоненты в таком приборе «заземлены», следовательно, защищены.

Светильники, относящиеся к классу I, имеют два уровня защиты, включая основную изоляцию и провод заземления. Базовая изоляция включает в себя пластиковую изоляцию проводов. Если заземляющий провод отсутствует и по какой-либо причине провод поврежден или оборван, пользователь может получить удар током. Заземление «заземляет» все проводники и обеспечивает безопасность пользователя.

Обычно в вилке или в главном блоке предохранителей есть предохранитель, который защищает пользователя, полностью отключая соединение и подавая сигнал тревоги. В светильниках класса I вы увидите предохранители, УЗО или MCB, которые защищают пользователей от смертельных несчастных случаев.

Электроника класса 1 имеет трехконтактные соединения. Один из них — провод под напряжением, второй — нейтральный провод, а третий — заземление. Кроме того, в вилке будет предохранитель. Если вы видите в светильнике желто-зеленый провод, это универсальный цвет для «провода заземления».

Для светильников класса 1 соблюдается воздушный зазор 1,5 мм и расстояние ползучести около 2,5 мм.

Класс II

Светильники класса II состоят из двух слоев защиты. Поэтому они известны как «приборы с двойной изоляцией». Эти электронные приборы не требуют заземления. Вместо этого они защищены с помощью двойного слоя изоляционного материала или, чаще, называемого усиленной защитой. Двойная изоляция включает в себя провода с пластиковым покрытием внутри и пластиковый корпус светильника.

Поскольку оборудование класса II не имеет заземления, вы увидите двухконтактное соединение проводов, один из которых находится под напряжением, а другой — нейтральный.

Такие приборы не выйдут из строя, если только что-то одно пойдет не так. Одна неисправность не приведет к поражению пользователя электрическим током. Класс II не следует путать с «классом 2», поскольку последний относится к другой категории и не связан с изоляцией.

Обычно зарядные устройства для сотовых телефонов относятся к классу II. Другие примеры включают фены, телевизоры, ксероксы и т.д.

Требования к светильникам класса II

Для светодиодов класса II, которые устанавливаются стационарно, отверстие должно составлять 3 мм, а расстояние между ними должно быть равно 5 мм.

Светильники класса II сконструированы таким образом, что никакие провода или электрические части не могут быть непосредственно прикоснуты.

Следующие характеристики светильника делают его светильником класса II:

• Корпус светильника изготовлен из высокоизолирующего материала, такого как прочный пластик, за исключением металлических пластин, заклепок и т.д. Таким образом, корпус полностью безопасен для пользователей. Более того, все электрические компоненты и провода изолированы внутри корпуса. Такой светильник называется «изолированный корпус типа I».
• Светильник, который имеет прочный металлический корпус внутри, и в котором все детали имеют двойную изоляцию. Такие типы называются «металлический корпус тип II».
• Существуют светильники класса II, которые представляют собой комбинацию 1 и 2.
• Есть еще один тип, называемый изолированным корпусом тип-n, который относится как к усиленной, так и к дополнительной изоляции.
• Некоторые светильники класса II имеют заземление для облегчения запуска светильника.
• Если светильник класса II с усиленной изоляцией имеет контакт заземления, то технически он имеет корпус класса I. При установке в шлейф такой светильник может иметь «внутреннюю клеммную колодку». Эти блоки изолированы от металлических частей всего светильника с изоляцией класса II.

Класс III

Светильники класса III получают питание с помощью специального трансформатора, который обеспечивает напряжение, известное как «разделенное сверхнизкое напряжение» (SELV). Этот защитный трансформатор обеспечивает напряжение 50 В переменного тока или иногда 24 В или 12 В. Это напряжение настолько низкое, что в обычных условиях пользователь может вступать в прямой контакт, не опасаясь получить удар током. Однако это не означает, что к нему можно прикасаться без соблюдения мер предосторожности!

Изолирующий трансформатор

Трансформатор, обеспечивающий низкое напряжение, состоит из двух обмоток (как показано на рисунке). Одна называется «первичной обмоткой», которая подключена к основному источнику питания. Другая называется «вторичной обмоткой» и подключается к светильнику.

Обе эти обмотки находятся напротив друг друга в магнитопроводе. Эти обмотки изолированы и не соприкасаются, отсюда и название «изолирующий трансформатор». Напряжение передается через «индукцию». Такая изоляция между обмотками обеспечивает защиту, равную двойной изоляции в трансформаторах других классов.

Нет необходимости в заземлении, поскольку защитный трансформатор выполняет всю необходимую защиту. Это означает, что защитная изоляция, которую мы видим в классах I и II, не требуется в классе III, поскольку всю работу выполняет трансформатор.

Светодиодные ленты в основном относятся к классу III. Для них обычно требуется отдельный низковольтный трансформатор (также известный как светодиодный драйвер).

Вот в чем загвоздка:

Хотя продукты класса III безопаснее, чем продукты классов II и I, этот уровень защиты все еще недостаточен для некоторых медицинских приложений. Всегда существует вероятность несчастного случая. Например, компьютер относится к классу III. Он использует SELV для зарядки своей батареи. Однако, если батарея неисправна и перегревается, существует высокий риск ее разрыва. Ничто не является безопасным на 100%.

Символы

Ниже приведена таблица символов, используемых для обозначения классов.

Сравнение классов

Мы создали сравнительную таблицу, чтобы вы могли быстро понять уровни защиты от поражения электрическим током для светильников.

В заключение следует отметить, что класс 0 имеет самую низкую безопасность. Уровень защиты увеличивается с номером, и класс III предлагает самый высокий уровень защиты. Такие страны, как США, запретили использование класса 0 с 1973 года. Однако в Китае такого ограничения нет. Использование светильников различных классов рассчитывается с учетом конструкции, расположения, применения, окружающей среды и установки.

Светодиодные светильники класса III в основном используются для наружного применения, где они должны выдерживать экстремальные погодные условия. С другой стороны, светильники класса I и II могут использоваться в основном в помещениях, на складах, в магазинах и т.д.

Как защитить себя от поражения электрическим током?

Реалистично говоря, светодиоды в настоящее время являются чрезвычайно безопасными и защищенными в обращении. Единственный верный способ получить удар током — сунуть палец в розетку. В остальном, при установке или замене светодиодных ламп вы можете получить удар током.

Замена лампочки

Во время замены лампочки вы достаточно сильно рискуете получить удар током. Основная причина заключается в том, что если ваш светильник включен, а вы меняете лампочки голыми руками, вы можете получить удар током. Решение довольно простое:

• Убедитесь, что выключатель выключен. Дважды проверьте, выключен ли светодиодный светильник.
• Вы можете использовать автоматический выключатель.

Выключение светильника все равно может подвергнуть вас опасности, так как соединение может быть под напряжением из-за скачков напряжения или плохих проводов. Однако вы можете воспользоваться вольтметром и проверить светильники на наличие скачков напряжения.

Если вы используете автоматический выключатель, то вас не ударит током. Это лучший способ предотвратить любую опасность.

Устаревшие розетки

Еще один способ получить удар током — это устаревшие розетки и выключатели. Двухштырьковые розетки не имеют третьего штыря для заземляющего провода. При нестабильном электрическом токе заземляющие провода обеспечивают безопасность. Заземляющий провод обеспечивает путь для тока, чтобы он стекал в землю, а не поражал вас током.

Контакт электричества с водой

Вода и электрические провода — ужасное сочетание. Если ваши руки мокрые или по какой-то причине электрические компоненты стали влажными, высока вероятность поражения электрическим током. Вода обладает высокой электропроводностью. Обычно это может создать проблему, если вы заменяете или устанавливаете светодиодные подводные светильники или светодиодные светильники для фонтанов. Перед установкой убедитесь, что пруд сухой.

Неправильное обращение с электричеством

С электричеством опасно связываться. Всегда следите за соблюдением правил безопасности и профилактических мер, прежде чем работать с проводами и светильниками. Лучший способ — обратиться к опытному электрику, который займется вашими светодиодами. Помните о следующих советах, чтобы избежать любой опасности:

• Убедитесь, что ваши руки абсолютно сухие при работе с электрическими розетками и светодиодными светильниками.
• Всегда используйте средства индивидуальной защиты, такие как изолирующие перчатки и фартуки. Лучше перестраховаться, чем потом жалеть!
• Держитесь подальше от проводов под напряжением. Ни в коем случае не прикасайтесь к ним.
• Держите розетки в недоступном для детей месте. Вместо этого накройте их пластиковыми корпусами.
• Держите место установки светильника сухим и подальше от источников воды. Если вы работаете со светодиодными подводными светильниками и фонтанами, убедитесь, что место абсолютно сухое.
• Всегда обращайтесь к профессионалам.

Почему взрываются светодиоды?

Давайте узнаем, что может привести к взрыву светодиодного светильника. Это поможет вам глубже понять принцип работы светодиода и, следовательно, предотвратить подобные опасности в будущем.

Существует две наиболее распространенные причины взрыва светодиода — электрическое и тепловое напряжение.

Электрическое напряжение

Электрические компоненты и светодиодные светильники работают на небольшом уровне напряжения, например, 2 или 4 В. Однако светодиоды, используемые в ваших проектах, подключены к основному напряжению 120 В в большинстве районов. Светодиод использует конденсаторы для снижения напряжения. Если вы используете неисправный и некачественный конденсатор, он может перенапрячься и вызвать проблемы.

В некоторых случаях из-за колебаний напряжения конденсатор может выйти из строя и пропустить через светодиод полный ток. Потребуется лишь доля секунды, чтобы светодиод вспыхнул.

Этот сценарий называется электрическим перенапряжением, и основной причиной является плохой или неисправный конденсатор, используемый в светодиодном светильнике.

Тепловое напряжение

Тепловое напряжение может накапливаться в светодиодных компонентах, если в лампах нет надлежащих теплоотводов и систем рассеивания тепла. Накопление тепла вызывает тепловое расширение внутренних компонентов светодиодов, что создает структурные напряжения. Расширенные компоненты давят на корпус и в конечном итоге ломаются.

Внезапный шум и разлетающиеся по комнате кусочки светодиодного светильника. Чтобы избежать подобных проблем, всегда выбирайте высококачественные лампы с надлежащими теплоотводами внутри.

Взрывы светодиодов в закрытых светильниках

Светодиоды в закрытых светильниках обычно используются под водой, чтобы вода не попадала внутрь и не вызывала сбоев в работе. Взрываются ли светодиоды в закрытых светильниках? Да, взрываются. И происходит это в основном из-за накопления тепла и тепловых напряжений. Поскольку в закрытых светильниках нет выхода для тепла, оно накапливается внутри и со временем теряет эффективность.

Эту проблему можно устранить, если покупать светодиодные светильники, рассчитанные на использование в закрытых светильниках. Более того, высококачественные светодиоды имеют систему рассеивания тепла, которая значительно снижает накопление тепла. Светильник остается относительно более холодным, и вероятность неисправности снижается.

Другой вариант — использовать встроенные светодиодные светильники.

Неплотное соединение розеток

Иногда неплотное соединение розеток может вызвать искру, способную разжечь огонь или привести к взрыву. Неплотное соединение означает, что электроны не могут найти прямой путь для движения, поэтому они начинают перескакивать с одной точки на другую. Это, в свою очередь, создает большое количество тепла в регионе. А как уже говорилось ранее, тепловой стресс может привести к взрыву лампы.

Отсутствие изоляции

Некачественная лампа не будет иметь достаточной изоляции на цоколе лампы, что приведет к сбоям в работе. В результате металлический цоколь лампы может расплавиться из-за сильного нагрева, вызванного электрическим напряжением.

Несоответствующее напряжение

Светодиоды поставляются с определенными номиналами мощности. И светодиодные светильники предназначены для работы с соответствующими мощностями. Если мощность не совпадает, светильник может перегреться, что приведет к взрыву лампы. Вы можете посмотреть на этикетку лампочки и проверить мощность.

Электрическое перенапряжение (EOS) является основной причиной дисфункции светодиодов. Внезапный чрезмерный ток или напряжение могут серьезно повредить структуру светодиодного чипа. ЭОП может возникнуть из-за внутренних и внешних факторов, таких как рабочая среда, жесткие условия, удары, взаимодействие с человеком, некачественные детали или несоответствие напряжения и тока.

Вы должны знать, что ЭОП в большинстве случаев не вызывает внезапного повреждения. Вместо этого он вызывает микроповреждения, которые накапливаются со временем, и после нескольких рабочих часов светодиоды перестают работать.

Причины возгорания

Сами светодиоды редко становятся причиной возгорания. Однако электрические провода и внутренние схемы могут выйти из строя и вызвать пожар. Светодиоды не выделяют такого тепла, которое может привести к возгоранию.

Опасно ли потускнение светодиодов со временем?

Вы должны заметить, что через некоторое время после установки светодиоды начнут терять яркость и тускнеть. Это может вызвать внутренние неполадки и привести к опасным событиям, таким как взрывы и поражение электрическим током. Вот несколько причин, по которым светодиоды со временем теряют свой блеск:

Перегрузка электроцепи

Если вы заметили, что со временем светодиоды мерцают, вы включаете их, велика вероятность того, что электрическая цепь перегружена тяжелыми электроприборами. Убедитесь, что ваше подключение находится отдельно от тяжелых приборов. Вы увидите, что ваши светодиоды тускнеют и становятся тусклыми, потому что они не получают полного питания.

Перегрузка может привести к взрыву и поражению электрическим током. Устраните эту проблему, как только заметите мерцание.

Проблема с сетью

Иногда из-за чрезмерно высокого спроса на электроэнергию возникают проблемы с сетью. Это может быть связано с погодными условиями или неисправностью трансформатора.

Срок службы лампы истек

Если ваша лампа не работает, возможно, срок ее службы истек. Лучше заменить ее на более новую и качественную. Старые светильники и розетки имеют изношенную проводку и оплавленные детали, которые могут быть опасны.

Символы безопасности

Мы перечислили некоторые символы безопасности, которые вы можете найти на этикетке ваших светодиодных ламп и светильников. Важно знать, что обозначает каждый символ, чтобы лучше выбрать светодиод для вашего применения.

Это символ ENEC (сертификат электрика по европейским нормам). Знак VDE означает, что светильник и компоненты сертифицированы «Институтом испытаний и сертификации VDE».

Символ ENEC

Этот символ указывает на то, что встраиваемый светильник не подходит для установки в потолок или стены из легковоспламеняющихся материалов.

Встраиваемый светильник

Этот символ указывает на то, что накладные светильники не подходят для установки в потолок или стены из легковоспламеняющихся материалов.

Встраиваемые светильники для поверхностного монтажа

Символ CE указывает на то, что продукция производителя соответствует требованиям Европейского союза.

Символ CE

Символы CE с цифрами указывают на то, что проверяющие органы проверяют продукт в соответствии с руководящими принципами.

Символы CE с цифрами

Этот символ указывает на то, что светильник допустимо эксплуатировать при указанной температуре окружающей среды.

Символ температуры

Этот символ указывает на то, что светильник следует держать подальше от теплоизолирующих материалов.

Термоизоляционный символ

Заключение

Электрические классы светильников указывают, какой светильник лучше всего подходит для того или иного применения. Обычно светодиоды, которые вы обычно видите, — это светильники класса III, обеспечивающие наивысший уровень безопасности и защиты от поражения электрическим током. Светильники класса 0 находят свое применение в редких регионах. Светильники класса I и II также широко встречаются в проектах освещения.

Очень важно иметь представление об уровнях защиты, которые обеспечивают светильники. В этом подробном руководстве мы также рассказали о возможных способах защиты от поражения электрическим током. Как и когда светодиоды могут дать удар током или взорваться.

При работе со светодиодными светильниками всегда консультируйтесь с экспертом. Кроме того, не забывайте использовать средства защиты при работе с электрическими компонентами, особенно при установке, обслуживании и замене светодиодных ламп.