日光燈管肉眼看不到的閃爍－高雄|天生居家|熱水器|瞎達人|燈飾|照明居家

日光燈管肉眼看不到的閃爍 PS指傳統燈管非節能燈管 ...BONA

2007/08/27 12:23

2005-09-03 08:37:08

日光燈管的發光原理是將電源跨接於日光燈管的兩端，然後藉由外加的電場促使燈管內的水銀蒸氣游離，此時被游離的水銀蒸氣便會放射出紫外線的光譜，最後再經由燈管上的螢光物質將紫外線轉變為可見光輸出。一般說來：溫度愈低，電壓愈低，就愈容易有閃爍的現象。

日光燈普遍應用於日常生活及工作場所，其雖提供了明亮的環境，但亦有諸多缺失，有必要予以改善。目前傳統日光燈具的安定器，係由漆包線繞在漏磁非常大的矽鋼片鐵心上所構成的，導入 60 Hz 交流電後，會產生不明顯的光線跳動現象（120次/秒），稱為閃爍（flicker）。特別是當供電電壓過低、電壓不穩定、低溫環境或燈管老化時，閃爍就越嚴重，惟這種隨頻率變化之閃爍，往往為大部分人所忽略。再者，由於國家經濟的發展，電力電子設備、電弧爐及工業機器設備的逐漸增加，該等設備產生之間歇性變動常造成電壓不穩定現象，如此閃爍就更為嚴重。長期處於閃爍的日光燈底下，不自知之視覺疲勞因而產生，不但易造成眼睛不舒適，甚至導致近視加深與視力衰退，長此以往，對成長發育中的兒童構成相當大的危害。可見「電壓閃爍」（Voltage Flicker）是目前造成兒童及勞工長期於日光燈底下視覺傷害的潛在殺手，是故如何抑制「閃爍」，改善電力品質，俾維護學童及勞工眼睛健康，乃當前規劃室內照明設備時，首當正視的課題。

電壓閃爍的來源

電壓一變化則電燈的光度即隨之變動。當負載正常的變化，而使電壓緩慢的變動時，電燈的光度變化並不致使人眼睛不舒適；但當電壓瞬間快速變化所產生的電燈閃爍，則將讓人感到不舒服，甚至對眼睛產生傷害。日本中央電力研究所（Central Research Institute of Electric Power Industry，CRIEPI）於實驗中發現人類的眼睛對光束照明度的變化頻率有不同的敏感度，如圖一所示[2]為電壓閃爍頻率與視感度係數曲線，圖中顯示頻率在 1~30 Hz 間的電壓瞬間變動會對人類眼睛視感度造成影響，而頻率在 10 Hz 時的電壓變動造成最大的閃爍視感度，頻率超過 30 Hz 或低於 0.1 Hz 時之電壓變動則人的肉眼感覺不出閃爍現象。引起電壓閃爍的原因主要是配電系統中隱含著許多大型間歇性快速變動的負載（intermittent loads），如煉鋼用的電弧爐（electric arc furnace）和軋鋼爐、碎石機、粉煤機、電焊機及鋸木機等，這些設備的特性是常需做週期性或隨機性的工作，由於這類負載用電量起伏變化相當劇烈，則在其鄰近之匯流排上，就會產生程度不一的電壓波動（voltage fluctuation）現象，不僅對照明負載而言是一大威脅，同時對其他敏感性設備如電視、電腦、電子設備、X-ray設備等造成干擾或誤動作。由於工業科技進步快速，電弧爐等電力設備已朝向大型化發展，加上電弧爐等電力設備數量持續增加，而其所引發巨大的電壓變動，導致電壓閃爍現象更形嚴重，長期而言，對兒童及勞工視力健康將造成極為嚴重的影響。

△V 之定義與管制標準

電燈閃爍對人影響的程度視燈光變動之快慢、閃爍之次數、燈光變化時間之長短及各人的敏銳度而異，故甚難訂定絕對之標準，但為了抑低閃爍所產生之弊害，世界各國對電壓閃爍容許值都訂有管制標準，各國之容許標準略有不同，大致規範之容許值是在每秒變化10次，電壓閃爍變動率為 0.5~1.5%。目前我國採用之電壓閃爍管理標準為等效每秒鐘變化10次之電壓閃爍，所謂「等效每秒鐘變化10次之電壓閃爍（△V₁₀）」係指基頻（60 Hz）電壓變動量等效至10 Hz之變動量，如電壓閃爍原含有多種不同閃爍頻率的電壓量，則可應用下式換算到10 Hz的等效值

△Vn：頻率n Hz的電壓變動量

△V₁₀ ：頻率10 Hz時的等效電壓閃爍值

a_n：頻率 n Hz 電壓變動量等效至10 Hz變動量的相對視感度係數

這是由日本中央電力研究所發表以△V₁₀為衡量電壓閃爍嚴重程度的表示法，以等效量化數據描述[2,3]。我國「屋內線路裝置規則」第431條電弧爐等驟變負荷應符合下列之規定：電弧爐等驟變負載在共同點之電壓閃爍值，其每秒鐘變化10次之等效電壓最大值（△V_{10 max}）以不超過0.45%為準，其中之電壓閃爍值係代表△V₁₀。

為抑制電壓閃爍而衍生燈具之閃爍，並改善供電電力品質，常用的方法是將電燈負載與產生閃爍的設備負載分開供電或在系統上並聯靜態乏補償器（Static Var Compensation，SVC），以降低電壓閃爍變動率至規定容許值之下，俾能達成維持電力品質的需求。另外，國內廠商已研製出一種新式的日光燈電子安定器，並經台灣電力研究試驗中心測試合格，其功率因數可提高至0.98以上，噪音30分貝以下，燈管閃爍率在15%以下；因高頻點燈，輸出光波很穩定，燈管閃爍率低，處於低溫時，也不易閃爍，對視力保護亦有助益。