조명기구의 열화 및 램프의 수명

조명기구의 열화

 

조명기구는 장기간의 이용에 수반하여 전구의 열화가 진행되기 때문에, 정기적으로 램프 교환을 해야 한다. 램프를 교환하면, 신품과 같은 밝기로 빛을 발하기 때문에, 기구 본체도 신품으로 돌아온 것처럼 느껴진다.

그러나, 표면의 청소나 램프 교환에 외관상은 깨끗하게 보였다고 해도, 안정기의 내부 기기는 열화가 진행되고 있어, 램프 교환만으로는 본체의 열화 수복은 할 수 없다.

조명기구 내부에 먼지가 퇴적되어 있거나 내부 배선의 절연 성능이 열화되어 있으면 습기를 흡수하여 트래킹 현상을 일으키거나 절연 성능의 저하에 의한 내부 발열에 의해 발화나 발연을 일으킬 수 있음 성이 있다. 절연저항이 악화된 조명기구는 누전사고로 이어질 우려가 있고, 누전차단기가 설치되어 있으면 좋지만, 조명회로는 누전차단기의 보호범위외로 하는 경우도 많아 광범위한 정전으로 이어진다 것도 생각할 수 있다.

사고를 방지하기 위해서는 램프 교환뿐만 아니라 기구 내부의 안정기나 전원 장치, 배선의 점검이나 수리가 중요하다.

 

메탈 할라이드 램프

조명기구와 램프의 수명

조명기구는 10년~15년이 내용연수로 된다. 사용시간 1,500h/년 정도의 사용법이라면 15년 이상의 수명을 가질 수 있다. 실제로는 20년 이상 사용되고 있는 조명기구도 볼 수 있다.

 

설치 장소에 따라 수명은 크게 변화하고, 실내에 설치하는 경우보다 옥외에 설치한 경우가 수명은 짧아진다. 해안부나 공장내 등, 염분을 포함한 외기에 노출되는 경우, 부식성 가스를 포함한 외기에 노출되는 경우는, 보다 격렬하게 부식이 진행되기 때문에, 수명은 더욱 짧아진다.

 

램프의 수명은 조명기구의 종류에 따라 많이 있지만, 백열 전구는 1,000~3,000시간, 형광등·HID등은 6,000~12,000시간이 일반적이다. 장수명화한 Hf 형광등이나 고압 나트륨 램프에서는 20,000~24,000시간의 수명을 가지는 제품도 있다.

 

백열 전구는 전압과 수명이 비례 관계에 있고, 전압을 낮추면 필라멘트의 증발량이 적어지기 때문에 광속이 적어지지만 수명은 길어진다. 그러나, 형광등이나 HID등의 경우, 전압이 변동하면 수명이 짧아지는 특성이 있다.

 

급격한 전압 변동이나 전류 변동에서도 수명이 짧아진다. 백열 전구에서는 램프를 붙인 채 수명을 맞이하는 일은 거의 없고, 대부분은 "전구에 전원을 넣은 순간"의 돌입 전류에 필라멘트가 끊어지기 때문이다. 전원을 켠 순간 돌입 전류가 흐르는 것으로 필라멘트에 부담이 걸려 끊어 버린다는 것이다.

 

형광등의 경우에도 전자방출물질인 이미터에 돌입전류가 가해지면 소모가 촉진되어 수명이 짧아진다. 자주 전원을 켜거나 끄는 환경에서는 수명이 짧아지는 것을 고려해야 한다. LED 조명의 경우는, 입절에 강하기 때문에, 점멸 회수에 의해 수명이 좌우되는 일이 없기 때문에, 자주 온 오프를 반복하는 환경이면, 형광등이 아닌 LED 조명을 선정하는 것도 고려한다.

 

백열 전구의 열화와 수명

백열 전구는 필라멘트에 전류를 흘려 가열하고, 방사열에 의해 발광시키고 있다. 필라멘트가 소모되어 단선된 순간이 수명이 된다. 정격 전압보다 높은 전압을 인가하거나 반복적으로 깜박이면 예상되는 수명이 크게 감소합니다.

 

형광등·안정기의 열화와 수명

형광등이 불점등, 또는 광속 유지율이 70% 이하가 된 순간을 가지고 수명으로 되어 있다. 형광등의 광속 유지율이 70%가 될 무렵에는, 깜박임, 부분 발광, 흑화 등이 발생하고 있을 가능성이 높고, 육안으로도 이상을 확인할 수 있다.

 

형광등의 불점등은, 전극으로부터 전자를 방사시키는 이미터가 소모되어, 전자가 방출되지 않는 것에 기인한다. 이 시점에서 램프 수명으로 판단하여 전구 교환을 수행하는 것이 좋습니다.

 

형광등은 백열 전구와 달리, 전압은 정격 전압보다 높거나 낮아도 수명이 짧아진다. 정격 전압으로 점등시키는 것이 가장 긴 수명이며, 공급 전압의 변동에 주의가 필요하다. 백열 전구와 같이, 전압을 낮추더라도 수명이 길어지는 일은 없다.

HID 램프의 열화와 수명

HID 램프는 형광등과 유사한 성질을 가진 램프입니다. 형광등과 마찬가지로 내장 전자 방출 물질이 소모되면 시동 방전이 시작되지 않고 램프가 켜지지 않습니다. 전압과 수명에 대해서는 형광등과 마찬가지로 전압이 높아져도 낮아져도 수명이 짧아진다.

 

15년 이상 사용하고 있거나 40,000시간 이상의 누적 점등 시간이 되고 있는 HID 조명 기구는, 기구 본체·안정기에 심각한 열화가 진행되고 있는 것으로 생각된다. 등구 본체의 도장 박리, 철부나 수지 부분의 부식 발생, 내부 전선의 경화, 변색 균열, 램프 소켓의 파손, 타는 등, 열화를 나타내는 요소는 다양하다.

 

육안으로 이상이 없더라도 절연 저항 시험 등으로 이상 상태를 검출한다. 절연 열화를 일으킨 등기구에 대해서는, 기구 교환을 시야에 넣은 유지 보수 계획을 생각하는 것이 좋다.

 

형광등 안정기의 열화와 수명

자기 회로식의 안정기는, 내장하고 있는 초크 코일의 권선 열화, 절연물의 열화에 의한 절연 불량, 콘덴서의 열화 등이 생각된다. 전자 회로식 안정기는 자기 회로식 안정기에 포함되는 기기 이외에 반도체 소자의 열화가 생각된다.

 

안정기는 열화함으로써 이상 진동, 발열, 점등 불량, 누전 등이 발생한다. 육안에 의한 진단에서는 정상적으로 보였다고 해도 내부 열화가 진행되고 있다. 장기간 사용한 안정기에서는, 육안 확인으로 이상을 판단하는 것은 곤란하기 때문에, 절연 저항 측정이나, 이음·이취·발열 상황을 확인하는 것이 중요하다.