LED 방폭 조명 설계 및 조명 특성에 관한 연구
- Abstract
- In this study, the LED explosion-proof lighting was studied for the use of industrial hazardous areas. At first, explosion-proof theory and structure were examined and analyzed. In addition, 4 types of fixture design were executed, and then prototype of the luminaire was fabricated. Finally measured lighting and explosion-proof characteristics were analyzed.
LED explosion-proof emergency exit lighting with flameproof enclosure using light guide panel(LGP) was designed and fabricated, and then lighting characteristics of the prototype were compared to those of the commercial products. The weight and interal volume of the designed prototype in this study were reduced 46% and 54%, respectively compared to commercial products. The measured average luminance of the prototype of LED explosion-proof emergency exit lighting was 400.5 cd/㎡. Using of LGP, the uniformity of light of the prototype was enhanced compared to that of the commercialized products and hence the visibility of pictogram was improved.
The prototype of 150 W LED explosion-proof flood lighting luminaire with flameproof enclosure by flange connections was successfully developed with 8.5 kg of weight, 646 ㎤ of internal volume, 16,283 lm of luminous flux, 108 lm/W of luminous efficiency, 76 of CRI and 5,500K of CCT. The prototype satisfied the flameproof enclosure test. In addition, IP66 class of ingress protection, T5 class as 66.60 ℃ of surface temperature was satisfied. It was found that the 150W LED flood lighting luminaire with ‘Ex d ⅡB T5 Gb’ was successfully developed.
150 W LED non-sparking explosion-proof flood lighting was studied for the use of industrial hazardous areas of zone 2. The weight of the fabricated prototype was 5.0 kg. It was measured to be 20,250 lm of total luminous flux, 135 lm/W of luminous efficiency, 80 of CRI and 5,700K of CCT at 220 V and 0.682 A of applied voltage and current, respectively. It was satisfied the certification criteria for Ex nR explosion-proof characteristics by versatile tests such as ventilation restricted sealing test, IP66 class of ingress protection test and T6 class with surface temperature of 58.40 ℃. It was found that the 150W LED flood lighting luminaire with ‘Ex nR ⅡB T6 Gc’ was successfully developed.
LED down light the with type of protection of intrinsic safety and optical radiation explosion-proof was studied for the use of industrial hazardous areas of zone 0. It was measured to be 564 lm of total luminous flux, 91 lm/W of luminous efficiency, 85 of CRI and 5,700K of CCT at 24 V and 0.240 A of applied voltage and current, respectively. It was satisfied the certification criteria for Ex op is explosion-proof characteristics by versatile tests such as optical irradiance test and T6 class with surface temperature of 36.20 ℃. Prototype of the LED down light was designed and developed to have ‘Ex op is ⅡB T6 Ga’ of explosion-proof level and 6 W class of power consumption.
Finally, this study will be a general design guideline for LED explosion-proof lighting research. In addition, it seems to be of great help to the workers studying LED explosion-proof lighting.
- Author(s)
- 여정규
- Issued Date
- 2019
- Awarded Date
- 2019. 2
- Type
- Dissertation
- Keyword
- 방폭 LED조명 방폭조명 조명설계 열해석
- Publisher
- 부경대학교
- URI
- https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/23999
http://pknu.dcollection.net/common/orgView/200000181602
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 LED공학협동과정
- Advisor
- 최희락
- Table Of Contents
- 제 1 장 서 론 1
제 2 장 방폭(Explosion-proof) 이론 4
2.1 폭발의 개념 4
2.1.1 폭발의 3요소 4
2.1.1.1 가연성 물질 6
2.1.1.2 가연성 가스 및 증기의 특성 8
2.1.1.3 폭발성 분위기 9
2.1.1.4 가연성 분진의 특성 10
2.1.1.5 공기 13
2.1.1.6 점화원 13
2.2 위험장소 및 기기보호수준(EPL) 14
2.2.1 폭발성 가스 분위기에서의 위험장소의 분류 14
2.2.2 폭발성 분진 분위기에서의 위험장소의 분류 16
2.2.3 기기보호수준(EPL) 16
2.2.4 기기보호수준에 따른 방폭구조 17
2.3 가스 그룹의 분류 18
2.4 표면온도 등급 20
2.5 방폭구조의 종류 21
2.5.1 내압 방폭구조 21
2.5.2 비점화 방폭구조 25
2.5.3 본질안전 방폭구조 26
2.5.4 본질안전 광학 방폭구조 27
2.5.5 안전증 방폭구조 29
2.5.6 압력 방폭구조 30
2.5.7 유입 방폭구조 32
2.5.8 충전 방폭구조 33
2.5.9 몰드 방폭구조 34
2.5.10 분진 방폭구조 35
2.6 IP Code(방진 및 방수 보호등급) 37
2.7 방폭 조명의 방열설계 41
제 3 장 LED 내압 방폭 유도등 설계 및 조명특성 연구 45
3.1 서 론 45
3.2 내압 방폭구조 46
3.3 유도등 요구사항 47
3.3.1 유도등 구분 47
3.3.2 그림 문자의 크기 48
3.3.3 입력전력 및 예비전원 49
3.4 실험 방법 50
3.4.1 LED 내압 방폭 유도등의 설계 50
3.4.2 LED 내압 방폭 유도등의 휘도 측정 52
3.4.3 내압 방폭 성능시험 52
3.5 실험 결과 및 분석 54
3.5.1 LED 내압 방폭 유도등의 규격 적합성 분석 54
3.5.2 LED 내압 방폭 유도등의 휘도 측정 결과 및 분석 57
3.5.3 LED 내압 방폭 유도등의 휘도 균일도 측정 결과 및 분석 59
3.5.4 수압 시험 결과 및 분석 62
3.6 결 론 64
제 4 장 LED 내압 방폭 투광등 설계 및 조명특성 연구 65
4.1 서 론 65
4.2 내압 방폭구조 66
4.3 실험 방법 67
4.3.1 LED 내압 방폭 투광등의 설계 목표 67
4.3.2 LED 내압 방폭 투광등의 설계 69
4.3.2.1 LED 광원의 선정 및 설계 69
4.3.2.2 LED 내압 방폭 투광등의 광학 설계 70
4.3.2.3 LED 내압 방폭 투광등의 방열 설계 71
4.3.2.4 LED 내압 방폭 투광등의 방폭 설계 73
4.3.3 특성 시험 74
4.3.3.1 조명특성 시험 74
4.3.3.2 표면온도 등급 평가 시험 75
4.3.3.3 IP 시험 77
4.3.3.4 기준압 및 수압 시험 79
4.3.3.5 폭발 인화 시험 80
4.4 실험 결과 및 분석 81
4.4.1 LED 내압 방폭 투광등의 광학 시뮬레이션 결과 및 분석 81
4.4.2 LED 내압 방폭 투광등의 방열 설계 결과 및 분석 83
4.4.3 LED 내압 방폭 투광등의 시제품 제작 결과 및 분석 94
4.4.4 투광등의 광특성 및 배광분포 측정 결과 및 분석 96
4.4.5 방폭 기구의 적합성 시험 결과 및 분석 97
4.4.6 표면온도 등급 평가 시험 결과 및 분석 99
4.4.7 IP 시험 결과 및 분석 101
4.4.8 기준압 및 수압 시험 결과 및 분석 102
4.4.9 폭발 인화 시험 결과 및 분석 105
4.5 결 론 106
제 5 장 LED 비점화 방폭 투광등 설계 및 조명특성 연구 108
5.1 서 론 108
5.2 비점화 방폭구조 109
5.3 실험 방법 110
5.3.1 LED 비점화 방폭 투광등의 설계 목표 110
5.3.2 LED 비점화 방폭 투광등의 설계 112
5.3.2.1 LED 광원의 선정 및 설계 112
5.3.2.2 LED 비점화 방폭 투광등의 방열 설계 113
5.3.2.3 LED 비점화 방폭 투광등의 기구 설계 115
5.3.3 특성 시험 115
5.3.3.1 조명특성 시험 115
5.3.3.2 표면온도 등급 평가 시험 116
5.3.3.3 통기 제한 밀폐함의 시험 116
5.3.3.4 IP 시험 117
5.4 실험 결과 및 분석 118
5.4.1 LED 비점화 방폭 투광등의 방열 설계 결과 및 분석 118
5.4.2 외함 설계와 시제품 제작 결과 및 분석 124
5.4.3 LED 비점화 방폭 투광등의 조명특성 측정 결과 및 분석 127
5.4.4 표면온도 등급 평가 시험 결과 및 분석 128
5.4.5 통기 제한 밀폐함의 시험 결과 및 분석 131
5.4.6 IP 시험 결과 및 분석 132
5.5 결 론 134
제 6 장 본질안전 광학방폭 LED 다운라이트 설계 및 조명특성 연구 135
6.1 서 론 135
6.2 본질안전 방폭구조 136
6.3 본질안전 광학방폭 “op is” 구조 137
6.4 실험 방법 138
6.4.1 본질안전 광학방폭 LED 다운라이트의 설계 목표 138
6.4.2 본질안전 광학방폭 LED 다운라이트의 설계 139
6.4.2.1 LED 광원의 선정 및 설계 139
6.4.2.2 본질안전 광학방폭 LED 다운라이트의 기구 설계 140
6.4.2.3 본질안전 제너 배리어 설계 141
6.4.3 특성 시험 141
6.4.3.1 방사조도 측정 141
6.4.3.2 전기적 특성 측정 142
6.4.3.3 조명특성 시험 144
6.4.3.4 표면온도 등급 평가 시험 144
6.5 실험 결과 및 분석 145
6.5.1 방사조도 측정 결과 및 분석 145
6.5.2 본질안전 광학방사 “op is” LED 모듈 설계 결과 및 분석 146
6.5.3 본질안전 LED 방폭 다운라이트 시제품 제작 결과 및 분석 147
6.5.4 제너 배리어 제작 결과 및 분석 149
6.5.5 전기적 특성 측정 결과 및 분석 154
6.5.6 조명특성 시험 결과 및 분석 157
6.5.7 표면온도 등급 평가 시험 결과 및 분석 158
6.6 결 론 160
제 7 장 결론 161
참 고 문 헌
Abstract
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- Doctor
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