Infrastruktura jakéhokoli obytného, průmyslového nebo administrativního zařízení vyžaduje přítomnost venkovního osvětlení. Systém musí fungovat bezpečně a hladce. Řízení vnějšího osvětlení je zaměřeno na splnění tohoto úkolu.
Funkce pouličního osvětlení
Bez ohledu na měřítko objektu – ať už jde o místní oblast nebo dálnici – musí být v noci osvětlen. Světlo je potřebné pro bezpečný pohyb obyvatel domu, zajištění pohybu vozidel, dekorativní osvětlení budov nebo jejich jednotlivých prvků, nasvícení reklamy na billboardech apod.
Pokud jde o soukromé bydlení, kromě osvětlení vchodu do domu plní osvětlení následující funkce:
- celkové osvětlení prostoru (důležité z bezpečnostního hlediska);
- osvětlení schodů do domu;
- osvětlení stezek pro pěší;
- osvětlení místních oblastí (například v blízkosti altánu);
- dekorativní osvětlení architektonických a krajinných prvků lokality.
Za zmínku stojí zejména ochranná role pouličního osvětlení. Díky dobré viditelnosti je možné vizuálně sledovat území (včetně technických prostředků). Jasné světlo zastrašuje lidi se špatnými úmysly. Na osvětleném dvoře je vidět jakýkoli předmět: ne každý vetřelec se rozhodne vstoupit bez povolení.
Způsoby řízení veřejného osvětlení
V praxi se používají tři způsoby ovládání světla: ruční, dálkové a automatické.
Ruční ovládání
Zapínání a vypínání pouličních lamp se provádí ručně. Každý světelný zdroj nebo jejich skupina je řízena operátorem přímo na místě.
Tato metoda je nejstarší. Od pradávna se lampáři přiblížili ke každé lucerně (plynové nebo olejové) a zapálili tyč a později ji zhasli. I dnes se na dvorech soukromých domů používá ruční ovládání venkovních svítidel. Ve veřejných službách však není možné ovládat světlo ručně kvůli rozsahu práce, takže se tato metoda používá pouze v nouzových případech (například při provádění oprav).
Dálkové ovládání
Postupem času se technologie vyvinula – místo lampářů začali řídit osvětlení zaměstnanci energetických distribučních sítí. Servisní pracovníci to provedli na dálku, zapnutím nebo vypnutím vypínače. V důsledku akcí je napětí dodáváno do sítě nebo naopak zastaveno.
Automatické ovládání
Automatické ovládání je nejpokročilejší způsob ovládání světla. Zapínání a vypínání světla se provádí pomocí senzorů pracujících podle specifického algoritmu. Výsledkem je, že osvětlovací systém funguje bez přímého lidského zásahu.
Přechod na automatické řízení je způsoben změnou technologického postupu. Napětí je dodáváno spotřebitelům za účasti lokálně umístěných transformačních stanic. V těchto zařízeních se vysokonapěťové napětí přeměňuje na napětí požadované velikosti.
Přechod na automatické řízení určují dvě okolnosti:
- Nejčastěji není ekonomicky rentabilní stavět samostatné rozvodny pro pouliční osvětlení. Proudové transformátory převádějí napětí pro všechny spotřebitele elektřiny v dané oblasti.
- Pro centralizované ovládání rozsvěcování a zhasínání lamp by bylo nutné ke každé rozvodně tahat samostatný kabel, což by jen zvýšilo již tak vysoké náklady.
V tomto ohledu začal masivní přechod na automatické systémy. Na samém počátku vývoje technologie byl princip ovládání jednoduchý: na rozvodnách byla instalována zařízení v kontaktu se světelnými senzory.
Postupem času se ukázaly nedostatky tohoto přístupu:
- nesprávná činnost v důsledku nesprávné kalibrace;
- lucerny často v noci zhasínaly kvůli světlometům projíždějících aut nebo dokonce měsíčnímu svitu;
- pokud by byl senzor pokryt sněhem, blátem nebo ledem, lampa by se falešně rozsvítila;
- senzory často selhaly.
Další nevýhodou světelných senzorů je linearita technologie. Světlo není nezbytně potřeba ani v noci, pokud se v oblasti nenacházejí žádné pohyblivé předměty.
Aby se technologie nějak optimalizovala, začaly se senzory kombinovat s časovými relé. V důsledku toho časovač zapínal a vypínal lampy v určitou dobu. Například osvětlení fungovalo od 10 do XNUMX hodin.
Později se objevila astronomická relé. V takových zařízeních program vypočítává čas západu a úsvitu pomocí určitého algoritmu. Na základě výpočtu je řízeno osvětlení.
Stále se používají světelné senzory. Zařízení jsou relevantní pro ovládání světla v případě neočekávaného poklesu přirozeného světla (například mlhy).
Dnes jsou nejoblíbenější automatické systémy založené na digitálních technologiích, které kombinují automatizaci a ruční ovládání.
Automatický návrh systému
Hardware zařízení se skládá z následujících úrovní:
- Nejvyšší úrovní je ovládací panel. Spravováno dispečerem. Panel přijímá informace ze systémů nižší úrovně. Na nejvyšší úrovni se upravují parametry programu nebo se provádějí další řídící akce.
- Spodní úroveň obsahuje elektrický panel umístěný v prostoru osvětlení. Desky jsou určeny ke spínání provozu svítidel a řízení jejich fungování bez zásahu člověka.
Proces řízení se provádí za účasti zónového kontroléru nebo serverového zařízení. Ovladač slouží ke generování signálu pro připojení skupiny pouličních lamp.
Existuje několik způsobů, jak přepínat mezi horní a spodní vrstvou:
- Modemový kanál. Komunikace probíhá přes telefonní linku. Jedná se o finančně nejdostupnější způsob přechodu. Položení vyhrazené linky je poměrně nákladná záležitost.
- GSM kanál. Pouliční osvětlení lze ovládat pomocí globálního pozičního systému nebo zařízení, které dokáže přesně určit čas východu a západu slunce. Ovladač se zapne 20 minut před západem slunce a vypne 15 minut před úsvitem. Zařízení je levné, ale samotné připojení bude stát spoustu peněz.
- Kanál LAN. Způsob komunikace, kdy jsou řídicí jednotka a řídicí centrum v kontaktu prostřednictvím kroucené dvoulinky. Komunikace je zdarma, ale ke každé skříni budete muset položit kabel. Technologie je relevantní pouze tehdy, když jsou zařízení různých úrovní umístěna blízko sebe.
- Rádiový kanál. Zařízení je drahé, komunikace zdarma. Nevýhoda: nestabilita vůči rušení.
Možnosti automatizace
Automatizovaný systém ovládání externího osvětlení umožňuje vyřešit řadu problémů. Obvykle je lze rozdělit do dvou skupin – řídící funkce a kontrolní funkce.
- Zapínání a vypínání světel.
- Programování provozu zařízení na základě času nebo odezvy senzoru.
- Spínání fází na elektrickém vedení.
- Nucený restart mikroprocesorů v rozvaděči.
- Kontrola stavu přípojných linek.
- Ovládání vstupních linek.
- Sledování činnosti stykačů a výstupních jističů.
- Sledování elektroměrů.
- Sledování neoprávněného přístupu do skříně.
- Kontrola stavu linky.
- Studium poruch systému.
- Monitorování požárů.
Systémy ovládání pouličního osvětlení jsou vybaveny vestavěnými napájecími zdroji. Pokud je napájení vypnuto, může systém fungovat ještě minimálně další hodinu. Mnoho systémů zajišťuje nejen přenos dat o změnách parametrů, ale také duplicitní ukládání informací.
Řídící kabinet
Externí rozvaděč osvětlení (ECC) je centrálním článkem systému, kde jsou soustředěny všechny obvody, které rozdělují zátěž a řídí proces osvětlení. Skříň chrání fotorelé před zkraty a napěťovými rázy.
Schéma ukazuje činnost ovládací skříně, kde 1 je elektroměr, 2 je zámek, 3 je ochranná závora, 4 je skříň.
Hlavním úkolem skříně je ovládání chodu relé na základě denní doby, ovládání pomocí dálkového ovladače a nastavení jasu světla po připojení relé.
Skříně fungují v následujících režimech řízení:
- Místní ovládání (běžný časovač, astro-časovač nebo jiné určovací zařízení).
- Kaskádový systém řízení napětí 220 V/50 Hz. Ovládání se provádí přes speciální signální vodič z jiné skříně nebo dálkového ovladače.
- Místní samospráva.
Výběr režimů se provádí za účasti stávajících kontrol. Skříně mají oddělené ovládání nočního osvětlení (tři jednofázové linky) a doplňkového nočního osvětlení (tři jednofázové linky v 100 A elektrických panelech a šest v 250 A panelech). Skříně jsou vybaveny vnitřním osvětlením pomocí žárovky 40 – 60 W.
Pokud finanční možnosti umožňují položit kabel ke každé pouliční lampě s relé, jedna ze skříní je umístěna uvnitř budovy a druhá u vchodu do areálu. Stínění však bude fungovat současně, v důsledku čehož bude každá jednotka spotřebovávat elektřinu jako plnohodnotný kabelový kanál.
Doporučuje se následující schéma: první skříň je umístěna u brány, spojující lampy s pohybovými senzory a fotorelé k jejímu ovladači. Druhá skříň je instalována uvnitř domu. Poskytne dálkové ovládání (pomocí dálkového ovládání).
Optimální by byl následující systém: první skříň je instalována u brány a k jejímu ovladači jsou připojena světla s pohybovými čidly s fotorelé umístěnými podél cesty. Druhá skříň je umístěna přímo v místnosti – odtud se bude provádět dálkové ovládání. Schéma je jednoduché: určité lampy jsou připojeny ke kanálu, který jde do řídicí jednotky, a signál je odeslán z dálkového ovládání. Panel umožňuje přenášet příkazy k automatickému vypnutí proudu po obvodu webu.
Řídící systémy
Svítidla s HID žárovkami se ovládají tradičním způsobem. K tomuto účelu se používá předřadník a předřadný odpor. Technologie je založena na stanovení limitu výkonu pro osvětlovací zařízení. Omezení – nominální hodnota.
Magnetický nebo indukční předřadník
Magnetické předřadníky (indukce) fungují na následujícím principu: proud působí jako zapalovací prvek pro žárovku s plynovou výbojkou. Indukční předřadník je nutný pro omezení výkonu světelného zdroje kvůli indukčnímu odporu.
Nevýhoda magnetických předřadníků: fázový posun mezi napětím a elektrickým proudem, který způsobuje změnu světelného toku.
Ke spuštění reakce se někdy používá tzv. pulzní zapalovací zařízení. Obrázek níže ukazuje obvod využívající IZU.
Elektronický předřadník
Nízkofrekvenční nebo vysokofrekvenční elektronické předřadníky se kvalifikují jako tradiční typ řízení. Nemají startér. Díky elektronickému předřadníku se zlepšuje účinnost svítidla, protože se snižuje hmotnost zařízení a snižuje se spotřeba elektrické energie. Taková zařízení se vyznačují nízkou hlučností. Nevýhodou elektronických předřadníků je zkreslení harmonických, které zhoršuje kvalitu rádiových vln. Níže uvedený obrázek ukazuje schéma zapojení elektromagnetického předřadníku.
Prostřednictvím použití elektronických předřadníků je možné dosáhnout kvalitního zapálení žárovky a udržení dané úrovně napětí. Zařízení bývá vybaveno dálkovými ovladači.
Nevýhodou elektronických předřadníků je, že výbojky a fotobuňky jsou náchylné ke kontaminaci, což snižuje odezvu zařízení. S kalibrací senzoru mohou být potíže.
