Răspunsul scurt: utilizați 12 V pentru curse scurte cu unul sau două corpuri de iluminat, 24 V când rularea este mai lungă sau mai multe lumini împart un cablu și rezervați tensiunea de linie pentru instalațiile în care numărul de dispozitive și distanța cablurilor fac ca tensiunea scăzută să fie nepractică. Decizia nu este aproape niciodată legată de lumină -, ci de câtă tensiune supraviețuiește cablului. Majoritatea iluminatului de -tensiune joasă a piscinei care „pare slab” sau „eșuează devreme” este o problemă de scădere a tensiunii care a fost inclusă în faza de desen și nu poate fi remediată la punerea în funcțiune.
Construim corpuri de iluminat la toate cele trei tensiuni și vedem același model de defecțiuni în fiecare sezon: un sistem specificat doar de puterea dispozitivului de fixare, instalat cu un cablu subdimensionat, care furnizează 9,5 V unui dispozitiv proiectat pentru 12 V. Mai jos este aritmetica care o împiedică și punctele de conformitate care decid metoda de cablare.
Ce cere de fapt codul electric
În Statele Unite, corpurile de iluminat pentru piscine și fântâni intră sub incidența articolului 680 NEC. Prevederile care modelează specificațiile dvs. sunt:
Protecția GFCI este necesară pentru circuitele care alimentează corpuri de iluminat subacvatice care funcționează peste 15 volți. Acesta este motivul pentru care sistemele de joasă tensiune-domină iluminatul rezidențial al piscinei - este o decizie de siguranță și inspecție-complexă la fel de mult ca una de inginerie.
Instalațiile umede-de nișă reglementate de 680.23 au reguli suplimentare privind lungimea cablului, terminarea și amplasarea cutiei de joncțiune, deoarece corpul de iluminat este proiectat pentru a fi scos din apă în timp ce nișa rămâne inundată.
Legătura echipotențială sub 680.26 se aplică structurii piscinei și părților sale metalice, indiferent de tensiunea corpului de iluminat. Tensiunea joasă reduce riscul; nu înlătură cerința de lipire.
În ceea ce privește produsul, unitatea de alimentare care alimentează un sistem de -joasă tensiune este ea însăși un produs listat: UL 379, Standard pentru unități de alimentare pentru fantani, piscine și corpuri de iluminat pentru spa (cu CSA C22.2 nr. 218.1 ca echivalent canadian). Urmează două lucruri pentru o specificație. Transformatorul nu este o sursă de alimentare generică, iar o instalație conformă necesită o unitate de alimentare listată -, nu un transformator electronic reutilizat.
Căderea de tensiune în sine nu este o încălcare a codului. NEC 210.19(A) Notă informativă nr. 4 recomandă limitarea căderii de tensiune-circuitului de ramificație la 3%, cu 5% combinat pentru circuitul de alimentare cu ramificație. Este o recomandare pentru o eficiență rezonabilă, dar pentru un corp de iluminat de 12 V o cădere de 3% este de numai 0,36 V -, așa că proiectantul de joasă-tensiune lucrează într-un buget mult mai restrâns decât sugerează textul codului.
De ce există tensiune joasă și de ce este neiertător
Doisprezece volți este o decizie de siguranță: sub pragul de 15 V care declanșează cerința GFCI pentru corpurile de iluminat subacvatice, consecința unei defecțiuni a etanșării este o lumină moartă mai degrabă decât un pericol de șoc. Asta merită foarte mult și acesta este motivul pentru care piața piscinelor rezidențiale funcționează la 12 V.
Prețul acestei siguranțe este că un circuit de -joasă tensiune are foarte puțină tensiune de pierdut. Reduceți același procent de la 12 V și de la 230 V și pierderea absolută este de douăzeci de ori mai mică la 230 V. O pierdere de 10% pe un circuit de 12 V lasă 10,8 V la dispozitiv - un driver LED poate refuza să pornească, sau să pornească și să funcționeze la cald, sau să pornească și să se oprească în următoarea dimineață rece. Niciuna dintre acestea nu arată ca o problemă de cablu la momentul respectiv, motiv pentru care atât de multe defecțiuni de joasă-tensiune sunt diagnosticate greșit ca defecțiuni ale driverului.
Calculul căderii de tensiune, cu numere reale
Pentru un circuit cu doi-conductori, calculul standard este:
V(scădere)=(2 × L × I × R) ÷ 1000
unde L este lungimea-cablului unidirecțional în picioare, I este curentul în amperi, R este rezistența conductorului în ohmi la 1.000 de picioare și factorul 2 ține cont de conductorul de retur. Rezistența la 1.000 de picioare pentru conductorii de cupru neacoperiți, din capitolul 9 NEC:
| Conductor | Rezistență (Ω la 1.000 ft) |
|---|---|
| 14 AWG | 3.14 |
| 12 AWG | 1.98 |
| 10 AWG | 1.24 |
| 8 AWG | 0.78 |
Exemplu funcțional: 72 W de iluminare, 100 ft uni-sens
Luați patru corpuri de iluminat de 18 W - 72 W total - pe o distanță de 100 de metri de la unitatea de alimentare până la ultimul dispozitiv.
La 12 V, curentul circuitului este 72 ÷ 12=6 A:
| Conductor | Căderea de tensiune | Ca % din 12 V | Tensiune la fixare |
|---|---|---|---|
| 14 AWG | 3.77 V | 31.4% | 8,2 V - nu va funcționa în mod fiabil |
| 12 AWG | 2.38 V | 19.8% | 9,6 V - marginal în cel mai bun caz |
| 10 AWG | 1.49 V | 12.4% | 10,5 V - sub intervalul de proiectare |
| 8 AWG | 0.94 V | 7.8% | 11,1 V - funcțional, nu confortabil |
La 24 V, același 72 W atrage 72 ÷ 24=3 A:
| Conductor | Căderea de tensiune | Ca % din 24 V | Tensiune la fixare |
|---|---|---|---|
| 14 AWG | 1.88 V | 7.85% | 22.1 V |
| 12 AWG | 1.19 V | 4.95% | 22.8 V |
| 10 AWG | 0.74 V | 3.1% | 23.3 V |
| 8 AWG | 0.47 V | 1.95% | 23.5 V |
Dublarea tensiunii înjumătăţeşte curentul, iar înjumătăţirea curentului înjumătăţeşte căderea -, dar deoarece căderea permisă este măsurată în raport cu o sursă care este, de asemenea, de două ori mai mare, procentul scade şi mai mult. Pe o rulare de 100 ft, 12 V are nevoie de 8 AWG pentru a ajunge la o cădere pe care 24 V o realizează cu 12 AWG. Acesta este întregul argument pentru 24 V într-o singură comparație.
Încă o variabilă: rezistența crește odată cu temperatura. Rezistența conductorului la temperatura de funcționare este mai mare decât valoarea din tabel, acesta fiind unul dintre motivele pentru care instalatorii care calculează căderea pe un conductor rece consideră că sistemul este slab performant vara.
Cele trei tensiuni, una lângă alta
| 12 V | 24 V | Tensiune de linie (120 V / 230 V) | |
|---|---|---|---|
| Prag de siguranță | Sub declanșatorul GFCI de 15 V pentru corpurile de iluminat subacvatice | Sub declanșatorul GFCI de 15 V | Peste - GFCI necesar pentru circuit |
| Lungimea practică a circuitului | Scurt: câteva meciuri, curse scurte | Medie: curse mai lungi, mai multe dispozitive de fixare pe cablu | Curse lungi, multe meciuri |
| Dimensiunea conductorului | Mare în raport cu sarcina | Moderat | Mic în raport cu sarcina |
| Unitate de putere | Transformator de joasă tensiune listat (UL 379) | Transformator de joasă tensiune listat (UL 379) | Nicio reducere-pentru corpul de iluminat; metodă diferită de cablare |
| Potrivire tipică | Piscine rezidentiale, dotari mici, modernizare | Piscine comerciale, curse lungi, număr mare de accesorii | Fântâni mari și piscine comerciale cu alergări lungi |
| Eșuează cum | Diminuat, pâlpâind, nu va porni -, de obicei, o eroare de cablu | La fel, dar o marjă mult mai largă înainte de a se întâmpla | Eșuează în siguranță numai dacă metoda de cablare și GFCI sunt corecte |
Dimensionarea unității de alimentare
Trei verificări, în această ordine.
Sarcina totală conectată, apoi spațiul liber. Adăugați puterile de fixare. Un transformator care funcționează la 95% din valoarea nominală timp de ore într-o carcasă caldă nu este o componentă de 20 de ani; lăsați o marjă pentru sarcină și căldură.
Atingeți sau ieșire cu mai multe-atingeri. În cazul în care un transformator oferă mai multe prize de ieșire, folosirea celui mai înalt care menține ultimul dispozitiv de fixare în intervalul său de intrare este o modalitate legitimă de a recupera o scădere -, cu condiția ca primul dispozitiv de fixare din mers să se încadreze în propria toleranță. Ambele capete ale circuitului contează.
Tensiune la ultimul dispozitiv, nu la transformator. Numărul care decide dacă sistemul funcționează este tensiunea măsurată la corpul cel mai îndepărtat de unitatea de alimentare, la sarcină maximă, cu luminile aprinse. Dacă această cifră este sub intervalul nominal de intrare al dispozitivului de fixare, cablul este greșit, indiferent de ce spun desenele. Un dosar competent de punere în funcțiune îl include.
Aritmetică de modernizare: ce se schimbă atunci când halogenul devine LED
O modernizare este locul în care calculul căderii este cel mai adesea sărit, deoarece cablul există deja. Fizica nu s-a schimbat, dar numerele au - dramatic.
O piscină iluminată cu 300 W de halogen de 12 V consumă 25 A. Înlocuiți acele lămpi cu 30 W de LED și curentul scade la 2,5 A, o reducere de zece ori. Căderea de tensiune este proporțională cu curentul, deci căderea scade și ea de zece ori. Un circuit care a fost marginal la halogen este confortabil în toleranța LED-ului, fără nicio modificare a cablului. Acesta este unul dintre beneficiile mai silențioase ale unei conversii LED și explică de ce un retrofit uneori funcționează vizibil mai bine decât instalația pe care a înlocuit-o.
Cazul invers este capcana. Schimbarea unei lămpi cu halogen de 35 W cu un LED „echivalent 35 W” nu lasă curentul neschimbat decât dacă noul driver consumă efectiv 35 W la intrare. Dimensiunea din puterea de intrare a noului dispozitiv de fixare, nu din echivalența imprimată pe cutie.
AC sau DC și ceea ce iese de fapt transformatorul
Sistemele de piscine de -joasă tensiune au fost construite în trecut în jurul transformatoarelor magnetice de CA - care alimentau lămpi cu halogen, ambele dispozitive de curent alternativ. Un corp de iluminat LED adaugă un driver, iar driverele diferă în ceea ce acceptă. Unele rectifică AC intern și funcționează cu oricare dintre surse. Alții se așteaptă la o intrare DC sau la o formă de undă pe care un anumit transformator nu o produce.
Trei verificări înainte de a comanda. Confirmați dacă intrarea corpului de iluminat este AC, DC sau oricare. Confirmați tipul de ieșire al transformatorului și tensiunea acestuia la sarcină reală, mai degrabă decât la gol, deoarece un transformator fără sarcină citește mai mult decât la sarcină. Și confirmați că un transformator electronic de schimb este compatibil cu driverul, nu doar cu lampa pe care a înlocuit-o. Acestea sunt întrebări cu specificații cu răspunsuri documentare, iar o nepotrivire constatată la punerea în funcțiune este o modalitate costisitoare de a le învăța.
Unde tensiunea de linie încă mai are sens
Tensiunea joasă nu este corectă automat. Pe o fântână mare cu zeci de corpuri de fixare și curse de acasă de câteva sute de picioare, dimensiunea conductorului necesară pentru a menține o cădere de 12 V sau 24 V în toleranță devine nerezonabilă - în ceea ce privește costul cuprului, în umplerea conductelor și în dificultatea fizică de a termina cablul mare într-un presetupă. Peste o anumită scară de proiect, corpurile de iluminat cu tensiune de linie-cu o metodă de cablare conformă și protecție GFCI sunt alegerea practică, iar tranzacția se face mai degrabă deliberat decât implicit.
Greșeala este cazul din mijloc: o piscină comercială cu opt instalații și o rulare de 150 ft, specificată la 12 V „pentru că piscinele sunt de joasă tensiune”. Sistemul respectiv va fi sub tensiune în prima zi și va fi pus pe seama instalațiilor.
Ce merge prost la punere în funcțiune
Patru defecte reprezintă cea mai mare parte. Un cablu dimensionat din lista de dispozitive, mai degrabă decât din curent și rulare. Corpuri adăugate la un transformator existent fără a re-relua calculul căderii. Un singur cablu este în buclă de la un dispozitiv la altul, astfel încât fiecare dispozitiv în aval de primul transportă picătura tuturor. Și clasicul: puterea declarată de producător este tratată ca consumul real, atunci când șoferul consumă mai mult decât ieșirea LED-ului pe partea de intrare.
Întrebări frecvente
Este 24 V mai sigur decât 12 V? Nu în sensul în care contează. Ambele sunt sub pragul de 15 V care declanșează cerința GFCI pentru corpurile de iluminat subacvatice din NEC, astfel încât ambele oferă același avantaj de siguranță față de tensiunea de linie. Diferența este electrică, nu legată de-siguranță.
Pot să pornesc lumini de 12 V la 24 V sau invers? Nu. Corpurile de iluminat sunt proiectate pentru un domeniu de intrare specific, iar un driver operat în afara acestuia fie va refuza să pornească, fie va funcționa la putere redusă, fie va defecta prematur. Potriviți dispozitivul la sursa.
De ce mi se estompează luminile când toate sunt aprinse? Aproape întotdeauna căderea de tensiune. Curentul crește odată cu sarcina maximă, scăderea crește odată cu curentul, iar ultimul dispozitiv de pe rulare vede cea mai scăzută tensiune. Măsurați la cel mai îndepărtat element de fixare la sarcină maximă.
Cât de departe pot rula 12 V? Nu există un singur răspuns -, depinde de sarcină și conductor. Calculați scăderea, apoi comparați rezultatul cu intervalul de intrare al dispozitivului cu marja. De regulă, dublarea lungimii de rulare sau a sarcinii necesită un conductor cu patru dimensiuni mai mare pentru a menține aceeași cădere procentuală.
Trebuie să calculez căderea de tensiune în metrică? Fizica este aceeași. Convertiți cursa în picioare și utilizați valorile ohmi-per-1.000 de picioare sau utilizați rezistența conductorului pe kilometru și forma metrică a aceleiași ecuații. Nu amestecați unitățile.
Cablul în sine trebuie să fie special? Da. Folosiți un cablu de îngropare direct-evaluat pentru exterior,-și faceți îmbinare-o zonă umedă într-o carcasă impermeabilă, mai degrabă decât în apă. Clasamentul IP al corpului de iluminat nu acoperă o îmbinare pe care o introduceți în afara acestuia.
Unde ne încadrăm
Chongqing Xinyuanhui Optoelectronic Technology Co., Ltd. a produs iluminat subacvatic și peisaj din 2008 într-o unitate de 5.000 m². Furnizăm corpuri de iluminat pentru piscină și fântână în configurații de 12 V, 24 V și linie-pentru corpurile SS304 și SS316/316L și vom calcula căderea pentru rularea dvs. dacă trimiteți lista de dispozitive, distanța-unică și dimensiunea conductorului propusă.