建筑公共通道照明使用声光控开关的几个具体问题.doc

建筑公共通道照明使用声光控开关的几个具体问题声光控延时开关的节能作用：声光控延时开关是国家建设部,国家科技部(原国家科委)在建筑节能产品中，定义的延时自熄开关中的一种，其在使用中的节能作用是非常明显的。以40W灯具使用普通开关傍晚连续点亮6小时为例，耗电应为0.6KW/H即0.36度电；如果仍以40W灯具使用声光控延时开关，按照傍晚点亮100次，每次30秒种计算，耗电量为0.033KW/H即0.033度电;二者的耗电量相比差距为20倍之多。 由此可见，声光控开关最大的节能之处在于它很大的开/停时间比，仍以上面的例子作比，普通手动开关一天24小时内如打开6小时，则一天的开停比为6：24=0.25；而采用声光控开关一天24小时累计的打开时间为0.83小时 ，则一天的开停比为 0.83：24=0.035。 随着近年一些大中城市的高层建筑居多，和建筑节能要求的提高，在楼房公共通道部分使用声光控开关控制的灯具越来越多（同类型的产品还有触摸延时开关，红外感应延时开关，多普勒感应延时开关等，都属于延时自熄开关类，只不过后两种的档次定位更高些），甚至在一些城市成为建筑验收标准的一部分。如在北京，消防验收就规定：凡6层以上的高层建筑的公共通道照明部分，除了电梯厅和疏散通道要有应急照明，疏散标志灯以外，在步梯疏散通道，一般公共通道都必须采用带消防强切功能的延时自熄开关或者灯具。消防强切功能的含义是：一旦建筑内发生火灾，由手动或者电器联动发出信号，给上述照明回路中一根单独的消防强切线送电，不管这些回路中的照明原来处于什么状态，此时必须全部强制开启，直至消防强切电源撤消为止。由此看来，使用这种开关（灯具）便可达到两个目的：1，平时感应自动开启关闭，节能。2，火灾事故时，兼起到事故应急照明的作用（因为其不具备蓄电池，因此，不是完全意义上的事故照明）。不仅是国内，美国近年也在相关的电器规程内，规定了公共照明的一些部分，使用可以自动关闭的电器开关的要求。声光控延时开关的工作原理： 几乎所有的声光控开关电路大体都由两部分组成：1，控制电路；2，输出元件；控制电路是用来感应声/光信号的，大体说，就是光线够暗了（一般小于10LX），声音够响了（一般大于50DB），两个条件相与（即同时具备后），向输出元件送出一个触发信号，并经过一定时间的延时后，关闭这个触发信号，等待下次触发；输出元件就是接到控制电路的触发信号后，打开光源的电源主回路（通电使灯具点亮）。根据不同的元件，大致分为两类：1，可控硅输出类；2，继电器输出类。这种开关在设计布局时，应注意距离不可太近，因为2个开关的参数总有少许差异，如果很近（即一个完全处于另一个的光照区下），那么，总会形成一个点亮后，对另一个形成光闭锁，任何时候只能亮一个。此外，要注意不可超负载，一般可控硅类的元件最小为0.3A额定,继电器最小为1A额定。 使用可控硅输出类设计的声光控开关比例最多，因为其电路简单，造价低。这种开关由于其输出元件是可控硅的缘故。又由于可控硅元件的本身电器特性，控制功率因数为1的白炽灯没问题，但是，如果用来控制功率因数小于1的感性负载，如节能灯，日光灯的镇流器，则因为它的电压，电流不同相位，轻则会形成开关失控，重则会损坏开关；这种开关可以象普通的手动开关一样，串联在回路中设计成两线制。 使用继电器输出类设计的声光控开关比例较少，因为其电路复杂，成本高。这种开关的输出元件是个继电器，（单刀双掷即开关界常说的单联双控），所以，不存在感性负载无法关断的问题（当然，在功率因数小于1的情况下，和其他电器开关一样，其额定分断电流要减小），所以，理论上讲，可以负载象节能灯，日光灯，甚至电动机这样的感性负载。但是，由于继电器线圈最小的工作电流也要在10MA以上的级别，如果象上面的可控硅类输出那样，串在两线制回路中，就会影响到灯具的正常工作（一般两线制串在负载回路中的开关，其控制部分耗电都不会超过5ma，而继电器类型的开关，其控制部分的耗电至少要20ma）。所以，这种开关都需要单独的零线，以建立起独立于主回路的控制部分工作电源，即所谓的三线制。需要三线制接线的开关，如果在灯具附近则问题不大，因为在施工安装惯例上，灯具是要布零线的。但是对于独立安装的墙面开关来说，一般施工布管穿线都是按照惯例的两线制，所以，使用这种开关就有所不便。上述2种开关的原理如图：（附图1） 带强切功能的声光控延时开关的工作原理：强切功能的声光控开关（灯头，灯具），是北京消防对高层建筑公共通道部分照明的特殊要求，其产品大部分由外地厂家生产，而特供北京市场使用，（外地仅有极少使用）。强切功能的声光控开关比常规的声光控开关多出一根消防强切线，其功能要求，在一旦发生火灾事故时，手动或者电器联动给消防强切线送电，强制打开开关一直到强切电源撤消。由于上述，声光控开关有可控硅输出类（负载白炽灯）；继电器输出类（负载白炽灯，节能灯，日光灯）两类，所以，也就产生了不同类型的带强切功能的声光控开关。上述2种带消防强切的声光控开关的原理如图：（附图2）上述两种带强切声光控开关，其声光控的原理相同；因为其工作时要求有否零线，所以，有三线和四线的区别；最大的不同在于强切触发的原理完全不一样：可控硅类带强切声光控开关，其强切触发线，通过一个极性鉴别二极管，和一个高阻值电阻，连接到开关内部的控制电路，在原来输出元件送电的前提条件下，给这个触发线送电（必须要和输出元件是同一个相电源），就会强制开启内部的触发电路，使开关开通，因此，它的强切原理实质是：电压触发。继电器类带强切声光控开关，其强切原理，等同于一个单联双控触点切换，正常工作时，声光控信号吸合继电器的常开触点，给负载送电；火灾时，强切电源从常闭触点直接送到灯具，因此，它的强切原理实质是常开常闭触点的切换，（类似于双电源切换的应急灯）。带强切功能的声光控延时开关对控制电路设计的要求：由于上面说到的两种带强切声光控开关的强切工作原理不同，因此，对它们的控制电路，也就有不同的要求：（附图2）对可控硅类带强切声光控开关来说，设计要求是：1， 强切电源必须和正常火线为同相，强切状态时必须保持正常火线送电，否则无法实现强切；2， 强切电源未送电时，由于每个开关的强切线通过内部控制电路接在火线上，因此，用试电笔或者万用表电压挡测量时，会呈现较高的电压，但是由于其内部串接了一个高阻值电阻，所以，这个电压不至于点亮灯具，也不至于形成危险的电流（相当于人用试电笔对地测量火线，但由于试电笔内部有高值电阻，人不会触电一样）；3， 由于这种开关其实属于微弱电流触发强制开启，所以，同回路的强切线上，只能连接同类开关的强切线，不能并联双控开关或者其他应急灯，出口指示灯等，因为，开关会通过这些灯具形成触发回路，虽然不至于点亮其他灯具，但会造成声光控开关失控。4， 与不带强切的可控硅类声光控开关一样，这种带强切的可控硅声光控开关，同样不能应用于节能灯，日光灯，带变压器的石英灯等惯性负载。对继电器类带强切声光控开关来说，设计要求是：1， 对于强切线回路的设计要求比较宽泛，即可以象上面可控硅类强切开关那样设计成同电源触发式的强切控制，也可以象下图那样，使用正常火线与应急火线的切换方式；（附图4）2, 继电器输出类型的带强切功能声光控开关,其工作火线L和强切线，不论哪个单独送电，都可以开启负载的灯具，这点与可控硅输出的声光控开关有很大不同；3， 使用切换电源的控制电路时，强切线完全可以和应急灯，出口指示灯并用一根线；4， 由于继电器触点的特性，既可以负载白炽灯，也可以负载日光灯，节能灯，带变压器石英灯等惯性负载，但是应注意负载量要核减。声光控延时开关负载高光效的节能灯,日光灯是否更节电: 从原理上看,声光控开关本身就是节能的,而象节能灯,日光灯这样的冷光源,由于其本身发光效率很高,与同等的亮度白炽灯相比,功耗仅为后者的几分之一，二者相配岂不是锦上添花？因此， 容易产生的理解误区是，采用声光控开关负载节能灯，不是更节能吗？答案并非如此，因为：1， 如果同样在使用手动开关的前提下，配置节能管，日光管光源，无疑比白炽灯光源大大节能；但如果用声光控开关控制，在仅为0.035的开停比时间内，其耗电已经是微乎其微，再省也省不到哪里去了（节约的电能很有限）；2， 节能灯，日光灯固然发光效率高，但因为其标称都是光源的有功功率部分，其无功功率并未计算在内，无功功率也是要增加线路负载和变配电设备的负载的（整体的经济帐未必合算）；3， 节能灯，日光灯由于其光源购置费用，是白炽灯价格的数倍，在不考虑其他因素的情况下，节约电能的费用，可以和购置费用相抵消。但是，如果再相同前提下，如果节能灯，日光灯的使用寿命大大缩短，则经济上算帐，就是所谓的：节能不省钱（综合经济帐未必合算）声光控带节能灯，日光灯的最大问题：除了上面提到的各种问题外，用声光控延时开关负载节能灯，日光灯最大的也是最容易忽视的一个问题就是：声光控开关最显著的节能特点-频繁开闭，恰恰是节能灯，日光灯这类灯丝预热冷光管的致命克星。对大多数灯丝预热冷光源来说，极大影响其寿命的，不是连续点亮的时间，而是其开闭次数。如果稍加注意就可以发现，这种灯具往往是坏在开关的瞬间，而频繁开关等于雪上加霜。由于以往都是手动开关，所以，日光灯的寿命往往只标点亮寿命（小时），而这是在常规手动开关长时间开启的情况下的参数。其频繁开闭的大电流冲击，不仅对灯丝寿命影响极大，而且，对镇流器内部元件，特别是高压三极管的冲击极大（长时间点亮时，开启瞬间大电流造成的过负荷温升，会在点亮后趋于正常而降温，但是频繁开关，就会形成一次次过负荷冲击，造成温度持续上升而烧毁）。从厂家实验情况看，一般的节能灯，日光灯用声光控开关的负载实验寿命