Я сам дома электрик, замена люминесцентных ламп на LED

Как заменить линейные люминесцентные лампы
в светильниках светодиодами

В настоящее время офисы, магазины и цеха промышленных предприятий, как правило, освещаются светильниками с люминесцентными лампами дневного света, в которых в качестве пускорегулирующего устройства используется балластный дроссель.

Светильник дневного света

По сравнению с лампами накаливания люминесцентные лампы в пять раз экономичнее, срок службы у них в несколько раз больше, но, тем не менее, периодически их приходится заменять и нести расходы на покупку новых ламп и стартеров, оплату услуг электрика и утилизацию. К большому недостатку старых светильников также относятся низкий КПД (50% энергии теряется на балластном дросселе), мигание ламп при их старении и появляющийся дребезжащий шум балластного дросселя частотой 50 Гц.

Современный дроссель

В современных светильниках с люминесцентными лампами вместо балластного дросселя применен электронный балласт (пускорегулирующий аппарат), благодаря которому КПД стал более 90%, мигание ламп и шум больше не доставляют дискомфорт, но остальные недостатки остались. Примером таких светильников может служить модельный ряд ЛПО и ЛВО прямоугольной и квадратной формы (для потолков вида Armstrong) российского завода «Ксенон». Светильники дешевые и качественные, в моем кабинете на работе висят четыре двойных светильника, установленных более двух лет. Пока заменять лампы и ремонтировать светильники не приходилось.

Устройство линейных светодиодных ламп

В продаже появились светильники нового поколения, по габаритным размерам и внешнему виду похожие на светильники с люминесцентными лампами. Однако вместо люминесцентных ламп дневного света в них применены светодиоды. Светильники экономичны, долговечны, но пока еще достаточно дорогие.

Светодиодная линейна лампа

Промышленностью освоен выпуск альтернативных LED ламп, по габаритным размерам, внешнему виду и яркости свечения, полностью соответствующих люминесцентным лампам. В качестве источника света в них используются светодиоды. Срок службы светодиодных аналогов в десятки раз больше и не требуется их утилизация. Благодаря наличию светодиодных аналогов люминесцентных ламп появилась возможность сэкономить – не покупая светильники нового поколения заменить своими руками в устаревших светильниках только люминесцентные лампы светодиодными, оставив прежнюю арматуру. Переделка старых люминесцентных светильников не требует от исполнителя высокой квалификации и при наличии инструкции ее может выполнить любой домашний мастер своими руками.

Устройство светодиодной лампы-трубки

Светодиодная лампа трубка представляет собой прозрачную пластмассовую трубку, в которой установлена планка из гетинакса с распаянными на ней светодиодами и драйвер. Поэтому для светодиодной лампы трубки не требуется устанавливать внешний драйвер. Она подключается непосредственно к электрической сети 220 В.

Распайка выводов светодиодной линейной лампы

На светодиодных лампах трубках, как и на люминесцентных трубках, установлен цоколь G13. С внутренней стороны светодиодной лампы трубки штыри соединены между собой отрезком медной проволоки, поэтому питающее напряжение можно подавать на любой из штырей. LED лампа трубка полностью адаптирована для замены в светильниках люминесцентных ламп без механической доработки их конструкции. Достаточно только провести небольшую работу по изменению разводки проводов – удалить лишние.

LED трубки выпускаются длиной 600 мм и 1500 мм, мощностью от 9 до 25 Вт, холодного и теплого света и экономят не менее 65% электроэнергии, по сравнению с люминесцентными лампами. Например, светодиодная лампа трубка мощностью 18 Вт подойдет для замены люминесцентной лампы мощностью 36 Вт. Так что есть возможность подобрать LED трубку для замены при переделке любого светильника. При этом если модернизируемый светильник недостаточно освещал помещение, то заодно можно увеличить яркость его свечения, установив светодиодные трубки большей мощности, или установить большее количество LED ламп.

Инструкция по замене люминесцентных трубок
LED лампами-трубками

Как снять светильник с потолка или стены

Прежде, чем приступить к модернизации светильника необходимо его отсоединить от электропроводки. Чтобы не попасть под опасное напряжение фазы, нужно выключить выключателем подачу напряжения и проверить с помощью индикатора, что на клеммной колодке, с помощью которой обычно подобные светильники подключаются к электросети, отсутствует фаза. Хотя выключатель и должен быть установлен на размыкание фазного провода, но на практике это не всегда электрики соблюдают. Если фаза на клеммной колодке есть, то нужно найти автоматический выключатель, через который подается напряжение на светильники и временно отключить его.

Клеммная колодка с проводами

На следующем шаге необходимо провода подводящей электропроводки отсоединить от клеммной колодки и оголенные концы заизолировать изоляционной лентой.

Клемма заземления

Обычно кроме нулевого N и фазного провода L к корпусу светильника подключен еще и заземляющий провод PL желто-зеленого цвета. Как правило, он прижат винтом к оголенному от краски месту корпуса светильника с помощью винта, как на фотографии. Этот провод, тоже нужно отпустив винт, освободить. Заземляющий провод PL изолировать не нужно.

Если в помещении или офисе установлен не один светильник, то теперь можно включить свет, чтобы продолжать работу при хорошем освещении и отвинтить винты, удерживающие светильник на потолке. Если снимается люминесцентный светильник с подвесного потолка типа Armstrong, то его достаточно вдавить вверх и, развернув вынуть по диагонали образовавшегося пустого квадрата в потолке.

Удаление из светильника ненужных элементов

Светильник снят, и можно приступать к его переделке. В первую очередь необходимо снять из светильника люминесцентные лампы. Для этого нужно обхватить люминесцентную лампу двумя руками у цоколей и повернуть в любую сторону на 90°. После этого лампа легко извлечется из патронов. Прежде, чем снимать светильник с потолка полезно отметить маркером еще рабочие лампы, вполне возможно они еще какое-то время послужат в других светильниках. Удаление ламп нужно производить осторожно, чтобы их не разбить, так как внутри их колбы содержатся опасные для здоровья человека пары ртути.

Линейный светильник дневного света

Далее от стартеров (представляет собой по внешнему виду цилиндр в колодке) и дросселя (похож на трансформатор) отсоединяются электрические провода. Дроссель и стартеры с колодками удаляются, они больше уже не понадобятся.

Патрон для стартера

Патроны старого типа для стартеров крепятся к арматуре светильника с помощью винтов или узких металлических полосок. Современные патроны стартеров крепятся с помощью защелок. Для того чтобы снять такой патрон не повредив крепление нужно пинцетом сжать цилиндры защелок и они легко выйдут из отверстий корпуса светильника. В противном случае патрон можно снять поддев его отверткой.

Крепление провода в патроне стартера

В старых патронах токоподводящие проводники крепятся с помощью винтов. В современных патронах использован безвинтовой способ крепления проводов. Для того чтобы отсоединить провод не повредив патрон, нужно вращать провод по часовой стрелке и обратно на 90° одновременно вытягивая с небольшим усилием. Если патрон не нужен, то провода можно откусить кусачками. Кстати, таким способом отсоединяются провода и от других установочных изделий с безвинтовым способом крепления, таких как выключатели, розетки и электрические патроны люстр и светильников.

Электрическая схема подключения
линейной светодиодной лампы-трубки

Подача питающего напряжения на каждый из двух патронов при подключении к нему люминесцентной линейной лампы осуществляется двумя проводами по следующей электрической схеме.

Схема электрическая подключения люминесцентной линейной лампы

Это связано с тем, что для поджога паров ртути при небольшом напряжении в люминесцентной лампе необходимо создать на двух ее концах облака из электронов с помощью раскаленных нитей накала.

Схема электрическая подключения led лампы

LED светодиодная линейная лампа работает на другом принципе и чтобы она начала светиться, достаточно подать непосредственно на противоположные штыри цоколя питающее напряжение переменного тока 220 В, как на приведенной выше электрической схеме. Поэтому к каждому из патронов необходимо подключить только по одному проводу. Какой из патронов будет подключен к фазному проводу, а какой к нулевому значения не имеет.

Электрический патрон для линейных ламп G13
крепление и подключение

Патроны для цоколей G13 в люминесцентных лампах-трубках встречаются трех видов. Они отличаются друг от друга способом крепления к корпусу светильника и способом присоединения к патрону токоподводящих проводов.

Цоколи g13 линейных светильников

Маркировка патрона или цоколя лампы обозначает: G – штыревая система подключения лампы, 13 – расстояние между штырями, выраженное в миллиметрах.

Так как для работы светодиодной трубки достаточно к каждому патрону подвести только один провод, то можно обойтись без демонтажа патрона, только присоединив по одному, идущему от патрона проводу к клеммной колодке. Один из проводов, выходящих из патрона обычно короткий, так как был подключен к ранее установленному стартеру. Этот провод можно укоротить и заизолировать. Если светильник рассчитан на установку нескольких ламп, то от всех патронов, установленных рядом, провода подключаются к одной клемме клеммой колодки. Провода, идущие от противоположного ряда патронов, подсоединяются к оставшейся свободной клемме клеммной колодки.

Цоколи g13 и клеммы Ваго

При замене люминесцентных ламп в светильнике на LED лампы, для того, чтобы монтаж выглядел аккуратно, можно воспользоваться клеммной колодкой типа Ваго. Не придется заниматься изоляцией проводов и повысится надежность подключения патронов, так как буду подключены оба его контакта.

На фотографии монтаж патронов выполнен с помощью двух колодок Ваго на четыре позиции каждая. Такие оказались под рукой. В данном случае целесообразнее было применить только одну колодку Ваго на пять установочных мест для проводов.

Если под рукой нет клеммных колодок Ваго, а хочется монтаж при переделке светильника сделать на высоком профессиональном уровне, то необходимо будет выполнить демонтаж патронов.

Цоколь g13 советских времен

Патрон советского образца, изображенный на фотографии, крепится к корпусу светильника с помощью винтов или узкой полоски из тонкого металла. Провода в них заводятся в отверстия на тыльной стороне и закрепляются с помощью винтов, как в клеммной колодке. В крепежные отверстия патронов, установленных с одной из сторон, вставлены подпружиненные втулки. Это обеспечивает прижим лампы между патронами и позволяет исключить влияние отклонения геометрических размеров арматуры светильника.

Цоколи g13 советских времен

Как соединить между собой патроны советских времен видно на фотографии. Если патронов в светильнике больше двух, то от свободной клеммы патрона бросается еще одна перемычка. Такая схема монтажа имеет недостаток, если вынуть лампу из патрона, к которому подводится питающее напряжение, то все остальные лампы погаснут. Это связано с тем, что на соседние патроны напряжение передается через перемычку между штырями, сделанную внутри самой лампы.

После зажатия провода винтом обязательно за него нужно подергать, провод может попасть мимо клеммы, и поэтому остается не зажатым.

Цоколь g13

Современные патроны G13 для линейных ламп крепятся на арматуре светильников с помощью защелок. Для демонтажа патрона достаточно сжать защелки в направлении друг к другу с помощью пинцета и патрон легко выйдет из установочных отверстий. На одной из сторон светильника тоже установлены металлические пружины, только плоские.

При демонтаже и установке патронов нужно быть очень аккуратным и не прилагать большего усилия, чем необходимо, так как пластиковые крепежные защелки легко могут отломаться.

Цоколь g13

Присоединение проводов к современным патронам G13 для линейных ламп сделано безвинтовым быстро зажимным. Достаточно снять изоляцию с проводника на длину около 10 мм и с усилием вставить в одно из нужных отверстий, которые находятся на нижней плоскости патрона. Зажимные контакты в рядом расположенных отверстиях внутри соединены между собой и с контактом, который передает питающее напряжение на один из штырей лампы.

Цоколь g13 линейных светильников

Поэтому чтобы подключить все патроны к питающему проводу нужно соединить их между собой перемычками, как монтажной схеме, показанной на фотографии. Длина перемычки между патронами выбирается исходя из расстояния, на котором установлены друг от друга патроны в корпусе светильника.

Цоколь g13 линейных светильников

Поле монтажа проводов останется только установить патроны на прежние места в светильник и подключить отходящий от них провод к клеммной колодке подачи питающего напряжения. Такая же операция производится и с патронами, расположенными на противоположной стороне светильника.

Переделанный линейный светильник

Переделка светильника закончена и осталось его только закрепить на место, подключить к клеммной колодке питающее напряжение и вставить светодиодные лампы-трубки. При неспешной работе на модернизацию светильника для возможности замены люминесцентных линейных ламп светодиодными ушло не более часа.

Пример замены в светильнике
люминесцентных линейных ламп светодиодными

В моей мастерской для общего освещения висела трех рожковая люстра. Включал я ее редко, только при ремонте больших изделий или поиске, каких либо вещей на полках и в шкафчиках. Света она, даже с тремя сто ваттными лампами давала недостаточно, да и электроэнергии потребляла много. Особенно недостаток освещенности был заметен при фотографировании, так как излучаемый свет был желтого оттенка.

Люминесцентный линейный светильник

Случайно попал мне в руки выброшенный люминесцентный светильник, рассчитанный на установку двух линейных ламп длиной 600 мм. Так как в моем распоряжении были отремонтированные и подходящие по размеру линейные светодиодные лампы-трубки, то решил заменить в светильнике люминесцентные лампы светодиодными и подвесить его вместо люстры.

Перед началом переделки выполнил прикидочный расчет. В наличии имелись светодиодные лампы-трубки мощностью 9 Вт. Если установить только две светодиодные лампы в штатные патроны светильника (9×2=18 Вт) то с учетом того, что яркость свечения светодиодов в 8 раз выше ламп накаливания, получалось освещенность, эквивалентная 144 ваттной лампе накаливания. Даже с учетом того, что светодиодные лампы были белого цвета излучения, все равно этого было недостаточно. Так как места в светильнике было достаточно, решил дополнить светильник еще двумя парами патронов для возможности установки четырех ламп. В таком случае суммарная мощность установленных светодиодных ламп уже составит 36 Вт. С учетом того, что планировалось применение светодиодных ламп белого света и благодаря конструкции светильника, обеспечивающей возможность направлять световой поток в нужную зону, то переделанный светильник с запасом по освещенности вполне заменит три сто ваттных лампы накаливания.

Люминесцентный линейный светильник без ламп

Переделка светильника была выполнена по выше изложенной инструкции со снятием патронов советского образца и установкой современных. Фотография светильника до переделки представлена первой на этой странице. Для закрепления патронов были просверлены на одной линии дополнительные отверстия ⌀ 4 мм на расстоянии 25 мм друг от друга.

Фиксация защелок патронов силиконом

Так как отверстия для крепления старых патронов были в диаметре больше 4 мм, то пришлось для надежной фиксации, вновь установленных современных патронов их защелки дополнительно зафиксировать с помощью силикона. Так как светодиодные лампы были легкими, то прижимающие пружины не устанавливались. Для того чтобы лампы цоколем упирались в патроны, боковые стороны светильника с патронами были на несколько миллиметров подогнуты навстречу друг к другу.

Один из законов оптики гласит: «Освещенность поверхности прямо пропорциональна световому потоку и обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника». Например, если приблизить источник света находящийся на расстоянии одного метра на 30 см ближе к освещаемой поверхности, то освещенность поверхности увеличится не на треть, а в 2 раза! Таким образом, чем ближе любой светильник находится к освещаемой поверхности, тем лучше.

Крепление подвеса к корпусу светильника

Высота потолков в моей мастерской 2,9 м, поэтому с учетом вышеприведенного закона, и для получения максимально возможной освещенности поверхности светильник потребовалось опустить от уровня потолка на 90 см. В качестве штанги для подвеса я использовал метровый отрезок пол дюймовой ПВХ трубки для прокладки водопроводных сетей. Трубка была распилена ножовкой по металлу вдоль по центру на 10 см. Далее трубка была в месте окончания пропила разогрета на газовой плите и половинки ее отогнуты на 90°. Далее на концах трубки и корпусе светильника были просверлены по 2 отверстия ⌀ 5 мм и сделанная штанга закреплена с помощью винтов с гайками М4.

Крепление подвеса к потолку

В верхнем конце штанги были просверлены диаметрально противоположно два отверстия ⌀ 3 мм и в них продето полукольцо из медной проволоки ⌀ 2 мм. Внутри трубки концы полукольца были загнуты. Получилась петля, которую можно было надеть на крюк, установленный на потолке. От клеммной колодки светильника был через трубку продет двужильный провод и с помощью клемм Ваго подсоединен к сетевым проводам, выходящим из потолка. Место крепления и соединительные провода с клеммами были закрыты декоративным колпаком, снятым с старой люстры.

Поворот линейных ламп для направления светового потока

Благодаря конструкции патронов G13 для линейных ламп, имеется возможность проворачивать лампы вдоль оси в прямом и обратном направлениях на угол до 35°, что дает возможность направить центры световых потоков ламп в нужную сторону.

Лед лампы установлены в светильник

Светильник подвешен на потолок, подключен к электрической сети и в патроны установлены линейные светодиодные лампы. Теперь можно включить свет и оценить степень освещения мастерской.

Переделанный линейный светильник с LED лампами

Включение светильника подтвердили результаты предварительного расчета. В мастерской стало гораздо светлее, чем от люстры с тремя сто ваттными лампочками. Измерения показали освещенность на рабочем столе при отключенных двух настольных лампах равную 310 лк, что соответствует даже требованиям по освещенности СНиП 23-05-95 (Естественное и искусственное освещение) для кабинетов и рабочих комнат, столярных и ремонтных мастерских. При включенных дополнительно двух настольных светодиодных лампах мощностью по 5 Вт освещенность на моем рабочем столе увеличилась до 720 лк, что удовлетворяет даже самые высокие требования по освещенности, например к конструкторским и чертежным бюро, для них достаточно освещенности 500 лк.