120V vs 12V vs 24V Φώτα πισίνας και σιντριβανιού: πτώση τάσης, μέγεθος καλωδίου και συμμόρφωση

Η σύντομη απάντηση: χρησιμοποιήστε 12 V για μικρές διαδρομές με ένα ή δύο εξαρτήματα, 24 V όταν η λειτουργία είναι μεγαλύτερη ή πολλά φώτα μοιράζονται ένα καλώδιο και εφεδρική τάση γραμμής για εγκαταστάσεις όπου ο αριθμός των εξαρτημάτων και η απόσταση καλωδίου καθιστούν τη χαμηλή τάση μη πρακτική. Η απόφαση δεν αφορά σχεδόν ποτέ το φως - είναι το πόση τάση επιβιώνει από το καλώδιο. Ο περισσότερος-φωτισμός πισίνας χαμηλής τάσης που "φαίνεται αμυδρός" ή "αποτυγχάνει νωρίς" είναι ένα πρόβλημα πτώσης τάσης που προέκυψε στο στάδιο του σχεδιασμού και δεν μπορεί να διορθωθεί κατά την έναρξη λειτουργίας.

Κατασκευάζουμε εξαρτήματα και στις τρεις τάσεις και βλέπουμε το ίδιο μοτίβο αστοχίας κάθε εποχή: ένα σύστημα που καθορίζεται μόνο από την ισχύ του εξαρτήματος, εγκατεστημένο με καλώδιο μικρού μεγέθους, που παρέχει 9,5 V σε ένα εξάρτημα σχεδιασμένο για 12 V. Ακολουθεί η αριθμητική που το εμποδίζει και τα σημεία συμμόρφωσης που καθορίζουν τη μέθοδο καλωδίωσης.

Τι απαιτεί πραγματικά ο ηλεκτρικός κώδικας

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, τα φωτιστικά πισίνας και σιντριβάνι εμπίπτουν στο άρθρο 680 ​​του NEC. Οι διατάξεις που διαμορφώνουν τις προδιαγραφές σας είναι:

Απαιτείται προστασία GFCI για κυκλώματα που τροφοδοτούν υποβρύχια φωτιστικά που λειτουργούν πάνω από 15 βολτ. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα συστήματα χαμηλής-τάσης κυριαρχούν στον φωτισμό της πισίνας κατοικιών - είναι μια απόφαση ασφάλειας και επιθεώρησης-πολύπλοκη όσο και μηχανική.

Οι υγρές{0}}εγκαταστάσεις εσοχής που διέπονται από το 680.23 φέρουν πρόσθετους κανόνες σχετικά με το μήκος του καλωδίου, τον τερματισμό και την τοποθέτηση του κουτιού διακλάδωσης, επειδή το φωτιστικό έχει σχεδιαστεί για να αφαιρείται από το νερό ενώ η κόγχη παραμένει πλημμυρισμένη.

Η ισοδυναμική συγκόλληση σύμφωνα με το 680.26 ισχύει για τη δομή της πισίνας και τα μεταλλικά της μέρη ανεξάρτητα από την τάση του φωτιστικού. Η χαμηλή τάση μειώνει τον κίνδυνο. δεν αφαιρεί την απαίτηση συγκόλλησης.

Από την πλευρά του προϊόντος, η μονάδα ισχύος που τροφοδοτεί ένα σύστημα χαμηλής-τάσης είναι η ίδια ένα καταχωρισμένο προϊόν: UL 379, Standard for Power Units for Fountain, Swimming Pool and Spa Luminaires (με CSA C22.2 No. 218.1 ως αντίστοιχο καναδικό). Δύο πράγματα ακολουθούν για μια προδιαγραφή. Ο μετασχηματιστής δεν είναι ένα γενικό τροφοδοτικό και μια συμβατή εγκατάσταση χρειάζεται μια καταχωρισμένη μονάδα ισχύος - και όχι έναν νέο ηλεκτρονικό μετασχηματιστή.

Η ίδια η πτώση τάσης δεν αποτελεί παραβίαση κώδικα. Η ενημερωτική σημείωση NEC 210.19(A) αριθ.. 4 συνιστά περιορισμό της πτώσης τάσης κυκλώματος διακλάδωσης- στο 3%, με 5% συνδυασμένο για το κύκλωμα τροφοδοσίας και διακλάδωσης. Είναι μια σύσταση για λογική απόδοση, αλλά για ένα φωτιστικό 12 V μια πτώση 3% είναι μόνο 0,36 V -, επομένως ο σχεδιαστής χαμηλής-τάσης λειτουργεί με πολύ πιο περιορισμένο προϋπολογισμό από ό,τι υπονοεί το κείμενο του κώδικα.

Γιατί υπάρχει χαμηλή τάση και γιατί δεν συγχωρεί

Τα δώδεκα βολτ είναι μια απόφαση ασφαλείας: κάτω από το όριο των 15 V που ενεργοποιεί την απαίτηση GFCI για υποβρύχια φωτιστικά σώματα, η συνέπεια μιας βλάβης στεγανοποίησης είναι ένα νεκρό φως παρά ένας κίνδυνος κρούσης. Αυτό αξίζει πολλά, και είναι ο λόγος που η αγορά οικιστικής πισίνας λειτουργεί στα 12 V.

Το τίμημα αυτής της ασφάλειας είναι ότι ένα κύκλωμα χαμηλής-τάσης έχει πολύ λίγη τάση προς απώλεια. Ρίξτε το ίδιο ποσοστό από τα 12 V και από τα 230 V και η απόλυτη απώλεια είναι είκοσι φορές μικρότερη στα 230 V. Μια απώλεια 10% σε ένα κύκλωμα 12 V αφήνει 10,8 V στο εξάρτημα - ένας οδηγός LED μπορεί να αρνηθεί να ξεκινήσει ή να ξεκινήσει και να λειτουργεί ζεστά ή να ξεκινήσει και να πέσει το επόμενο κρύο πρωί. Κανένα από αυτά δεν μοιάζει με πρόβλημα καλωδίου εκείνη τη στιγμή, γι' αυτό τόσα πολλά σφάλματα{11}χαμηλής τάσης διαγιγνώσκονται λανθασμένα ως αστοχίες του προγράμματος οδήγησης.

Υπολογισμός πτώσης τάσης, με πραγματικούς αριθμούς

Για ένα κύκλωμα δύο-αγωγών, ο τυπικός υπολογισμός είναι:

V(drop)=(2 × L × I × R) ÷ 1000

όπου L είναι το-μήκος καλωδίου μονής κατεύθυνσης σε πόδια, I είναι το ρεύμα σε αμπέρ, R είναι η αντίσταση του αγωγού σε ohms ανά 1.000 πόδια και ο συντελεστής 2 αντιστοιχεί στον αγωγό επιστροφής. Αντίσταση ανά 1.000 πόδια για μη επικαλυμμένους χάλκινους αγωγούς, από το NEC Κεφάλαιο 9:

Παράδειγμα εργασίας: 72 W φωτισμού, 100 πόδια μονής-διαδρομής

Πάρτε τέσσερα φωτιστικά 18 W - 72 W συνολικά - σε διαδρομή 100 ποδιών από τη μονάδα ισχύος έως την τελευταία συσκευή.

Στα 12 V, το ρεύμα κυκλώματος είναι 72 ÷ 12=6 A:

Στα 24 V, τα ίδια 72 W αντλούν 72 ÷ 24=3 Α:

Ο διπλασιασμός της τάσης μειώνει το ρεύμα κατά το ήμισυ και το μισό του ρεύματος μειώνει στο μισό την πτώση -, αλλά επειδή η επιτρεπόμενη πτώση μετριέται σε σχέση με μια παροχή που είναι επίσης διπλάσια, το ποσοστό μειώνεται περαιτέρω. Σε μια διαδρομή 100 ποδιών, τα 12 V χρειάζονται 8 AWG για να φτάσουν σε μια πτώση που επιτυγχάνουν τα 24 V με 12 AWG. Αυτό είναι όλο το επιχείρημα για τα 24 V σε μια σύγκριση.

Μια ακόμη μεταβλητή: η αντίσταση αυξάνεται με τη θερμοκρασία. Η αντίσταση του αγωγού στη θερμοκρασία λειτουργίας είναι υψηλότερη από την τιμή του πίνακα, κάτι που είναι ένας λόγος που οι εγκαταστάτες που υπολογίζουν την πτώση σε έναν ψυχρό αγωγό βρίσκουν ότι το σύστημα υπολειτουργεί το καλοκαίρι.

Οι τρεις τάσεις, δίπλα δίπλα

Προσαρμογή μεγέθους της μονάδας ισχύος

Τρεις έλεγχοι, με αυτή τη σειρά.

Συνολικό συνδεδεμένο φορτίο, μετά κεφαλή. Προσθέστε την ισχύ του εξαρτήματος. Ένας μετασχηματιστής που λειτουργεί στο 95% της βαθμολογίας για ώρες σε ένα ζεστό περίβλημα δεν είναι εξάρτημα 20 ετών. αφήστε περιθώριο για το φορτίο και τη θερμότητα.

Έξοδος πατημάτων ή πολλαπλών{0}}πατημάτων. Όπου ένας μετασχηματιστής προσφέρει πολλά πατήματα εξόδου, η χρήση του υψηλότερου που διατηρεί το τελευταίο εξάρτημα εντός του εύρους εισόδου του είναι ένας νόμιμος τρόπος για να ανακτήσετε κάποια πτώση - υπό την προϋπόθεση ότι το πρώτο εξάρτημα κατά τη λειτουργία βρίσκεται στη συνέχεια εντός της δικής του ανοχής. Και τα δύο άκρα του κυκλώματος έχουν σημασία.

Τάση στο τελευταίο εξάρτημα, όχι στον μετασχηματιστή. Ο αριθμός που αποφασίζει εάν το σύστημα λειτουργεί είναι η μετρούμενη τάση στο πιο απομακρυσμένο εξάρτημα από τη μονάδα ισχύος, υπό πλήρες φορτίο, με τα φώτα αναμμένα. Εάν αυτή η τιμή είναι κάτω από την ονομαστική περιοχή εισόδου του φωτιστικού, το καλώδιο είναι λάθος, ό,τι κι αν λένε τα σχέδια. Ένα αρμόδιο αρχείο ανάθεσης το περιλαμβάνει.

Αριθμητική προσαρμογή εκ των υστέρων: τι αλλάζει όταν το αλογόνο γίνεται LED

Η εκ των υστέρων προσαρμογή είναι όπου ο υπολογισμός πτώσης συνήθως παραλείπεται, επειδή το καλώδιο υπάρχει ήδη. Η φυσική δεν έχει αλλάξει, αλλά οι αριθμοί έχουν - δραματικά.

Μια πισίνα που φωτίζεται από 300 W αλογόνου 12 V αντλεί 25 A. Αντικαταστήστε αυτές τις λάμπες με 30 W LED και το ρεύμα πέφτει στα 2,5 A, μια δεκαπλάσια μείωση. Η πτώση τάσης είναι ανάλογη του ρεύματος, επομένως η πτώση πέφτει δεκαπλάσια. Ένα κύκλωμα που ήταν οριακό στο αλογόνο είναι άνετα εντός ανοχής στο LED, χωρίς καθόλου αλλαγή στο καλώδιο. Αυτό είναι ένα από τα πιο αθόρυβα πλεονεκτήματα μιας μετατροπής LED και εξηγεί γιατί μια εκ των υστέρων τοποθέτηση αποδίδει μερικές φορές ορατά καλύτερα από την εγκατάσταση που αντικατέστησε.

Η αντίστροφη περίπτωση είναι η παγίδα. Η αντικατάσταση μιας λάμπας αλογόνου 35 W με μια λυχνία LED "ισοδύναμου 35 W" δεν αφήνει το ρεύμα αμετάβλητο εκτός εάν ο νέος οδηγός αντλεί πραγματικά 35 W στην είσοδό του. Μέγεθος από την ισχύ εισόδου του νέου φωτιστικού, όχι από την ισοδυναμία που αναγράφεται στο κουτί.

AC ή DC, και τι πραγματικά βγάζει ο μετασχηματιστής

Τα συστήματα πισίνας χαμηλής-τάσης κατασκευάζονταν ιστορικά γύρω από μαγνητικούς μετασχηματιστές AC - που τροφοδοτούσαν λαμπτήρες αλογόνου, και οι δύο συσκευές AC. Ένα φωτιστικό LED προσθέτει έναν οδηγό και οι οδηγοί διαφέρουν ως προς το τι δέχονται. Μερικοί διορθώνουν το AC εσωτερικά και λειτουργούν με οποιαδήποτε παροχή. Άλλοι αναμένουν μια είσοδο DC ή μια κυματομορφή που δεν παράγει ένας δεδομένος μετασχηματιστής.

Τρεις έλεγχοι πριν από την παραγγελία. Επιβεβαιώστε εάν η είσοδος του φωτιστικού είναι AC, DC ή οποιοδήποτε άλλο. Επιβεβαιώστε τον τύπο εξόδου του μετασχηματιστή και την τάση του με πραγματικό φορτίο και όχι χωρίς φορτίο, καθώς ένας μετασχηματιστής χωρίς φορτίο διαβάζει υψηλότερα από ό,τι υπό φορτίο. Και επιβεβαιώστε ότι ένας ηλεκτρονικός μετασχηματιστής αντικατάστασης είναι συμβατός με το πρόγραμμα οδήγησης, όχι μόνο με τη λάμπα που αντικατέστησε. Αυτές είναι ερωτήσεις προδιαγραφών με τεκμηριωμένες απαντήσεις και μια αναντιστοιχία που βρέθηκε κατά την ανάθεση είναι ένας ακριβός τρόπος εκμάθησής τους.

Όπου η τάση γραμμής εξακολουθεί να έχει νόημα

Η χαμηλή τάση δεν είναι αυτόματα σωστή. Σε ένα μεγάλο σιντριβάνι με δεκάδες εξαρτήματα και οικιακές διαδρομές αρκετών εκατοντάδων ποδιών, το μέγεθος του αγωγού που απαιτείται για τη συγκράτηση της εσωτερικής ανοχής πτώσης 12 V ή 24 V γίνεται αδικαιολόγητο - σε κόστος χαλκού, σε πλήρωση αγωγών και στη φυσική δυσκολία τερματισμού μεγάλου καλωδίου σε στυπιοθλίπτη στερέωσης. Πάνω από μια συγκεκριμένη κλίμακα έργου, τα φωτιστικά γραμμής-τάσης με συμβατή μέθοδο καλωδίωσης και προστασία GFCI είναι η πρακτική επιλογή και η συναλλαγή γίνεται σκόπιμα και όχι από προεπιλογή.

Το λάθος είναι η μεσαία περίπτωση: μια εμπορική πισίνα με οκτώ φωτιστικά και μια διαδρομή 150 ποδιών, που καθορίζεται στα 12 V "επειδή οι πισίνες είναι χαμηλής τάσης". Αυτό το σύστημα θα είναι υπό τάση την πρώτη μέρα και θα κατηγορηθεί για τα φωτιστικά.

Τι πάει στραβά κατά τη θέση σε λειτουργία

Τέσσερα σφάλματα ευθύνονται για το μεγαλύτερο μέρος του. Ένα καλώδιο με μέγεθος από τη λίστα εξαρτημάτων και όχι από το ρεύμα και το τρέξιμο. Προστέθηκαν φωτιστικά σε έναν υπάρχοντα μετασχηματιστή χωρίς να-εκτελεστεί ξανά ο υπολογισμός πτώσης. Ένα μόνο καλώδιο τυλιγμένο από εξάρτημα σε εξάρτημα, έτσι κάθε εξάρτημα κατάντη του πρώτου φέρει την πτώση όλων τους. Και το κλασικό: η δηλωμένη ισχύς ενός κατασκευαστή αντιμετωπίζεται ως η πραγματική κατανάλωση, όταν ο οδηγός αντλεί περισσότερα από την έξοδο LED στην πλευρά εισόδου.

Συχνές ερωτήσεις

Είναι τα 24 V ασφαλέστερα από τα 12 V; Όχι με την έννοια που έχει σημασία. Και τα δύο είναι κάτω από το όριο των 15 V που ενεργοποιεί την απαίτηση GFCI για υποβρύχια φωτιστικά στο NEC, επομένως και τα δύο παρέχουν το ίδιο πλεονέκτημα ασφάλειας έναντι της τάσης γραμμής. Η διαφορά είναι ηλεκτρική και όχι ασφάλεια-.

Μπορώ να λειτουργήσω φώτα 12 V στα 24 V ή το αντίστροφο; Όχι. Τα φωτιστικά είναι σχεδιασμένα για ένα συγκεκριμένο εύρος εισόδου και ένας οδηγός που λειτουργεί εκτός αυτού είτε θα αρνηθεί να ξεκινήσει είτε θα λειτουργήσει με μειωμένη ισχύ είτε θα αποτύχει πρόωρα. Ταιριάξτε το εξάρτημα με την παροχή.

Γιατί τα φώτα μου χαμηλώνουν όταν είναι όλα αναμμένα; Σχεδόν πάντα πτώση τάσης. Το ρεύμα αυξάνεται με το πλήρες φορτίο, η πτώση αυξάνεται με το ρεύμα και το τελευταίο εξάρτημα στη λειτουργία βλέπει τη χαμηλότερη τάση. Μετρήστε στο πιο απομακρυσμένο εξάρτημα υπό πλήρες φορτίο.

Πόσο μακριά μπορώ να τρέξω 12 V; Δεν υπάρχει μία απάντηση - εξαρτάται από το φορτίο και τον αγωγό. Υπολογίστε την πτώση και, στη συνέχεια, συγκρίνετε το αποτέλεσμα με το εύρος εισόδου του φωτιστικού με το περιθώριο. Κατά κανόνα, ο διπλασιασμός του μήκους λειτουργίας ή του φορτίου απαιτεί έναν αγωγό τέσσερα μεγέθη μεγαλύτερο για να διατηρεί την ίδια ποσοστιαία πτώση.

Χρειάζεται να υπολογίσω την πτώση τάσης στη μέτρηση; Η φυσική είναι η ίδια. Μετατρέψτε το τρέξιμο σε πόδια και χρησιμοποιήστε τις τιμές ohms-ανά 1.000 πόδια ή χρησιμοποιήστε την αντίσταση αγωγού ανά χιλιόμετρο και τη μετρική μορφή της ίδιας εξίσωσης. Μην αναμιγνύετε μονάδες.

Το ίδιο το καλώδιο πρέπει να είναι ειδικό; Ναί. Χρησιμοποιήστε εξωτερικό-ονομαστικό, απευθείας-καλώδιο ταφής και συνδέστε οποιαδήποτε υγρή- περιοχή σε αδιάβροχο περίβλημα και όχι στο νερό. Η βαθμολογία IP του φωτιστικού δεν καλύπτει μια σύνδεση που εισάγετε έξω από αυτό.

Εκεί που χωράμε

Η Chongqing Xinyuanhui Optoelectronic Technology Co., Ltd. κατασκευάζει υποβρύχιο φωτισμό και φωτισμό τοπίου από το 2008 σε μια εγκατάσταση 5.000 m². Παρέχουμε φωτιστικά πισίνας και σιντριβανιού σε διαμορφώσεις τάσης 12 V, 24 V και γραμμής- στα σώματα SS304 και SS316/316L και θα υπολογίσουμε την πτώση για τη διαδρομή σας εάν στείλετε τη λίστα εξαρτημάτων, την απόσταση{12}μονόδρομη και το προτεινόμενο μέγεθος αγωγού.