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蛍光灯安定器Q&A

蛍光灯安定器Q&A

Q1.蛍光灯安定器とは何ですか？
Q2.「安定器の性能」の良し悪しとは何ですか？
Q3.照明の節電方法についてはどういう考え方がありますか？
Q4.これまでの節電型安定器にはどのような問題がありますか？
Q5.SAVEeの節電方法の特性とそのメリットは？
Q6.節電率35%と言っている根拠はどういうことですか？
Q7.OHILITE40ワット蛍光ランプはなぜ2倍も長寿命なの？
Q8.SAVEe・OHILITEは他にどんな効果があるのでしょうか？

Q1.蛍光灯安定器とは何ですか？
A.蛍光灯が「放電管」だということはご存じだと思いますが、ほとんどの人は通常「どの様な方法で点灯しているのか」まで考えませんから、その内容はご存じない方も少なくありません。
蛍光灯には安定器と呼ばれる小さなトランス（変圧器）が必ず付属しています。安定器は一種のコイル（線輪）で、コイルに発生する高い誘導電圧を点灯開始電 圧に利用し、点灯後は放電管（蛍光灯）に発生する異常高電流を阻止して安定した光を、灯し続ける役目をしています。
蛍光灯が点灯している間、管の放電電流を流し続けているため、安定器全体がかなりの温度上昇をきたします。それが狭い蛍光灯器具内に密閉されているので 更に過熱し、場合によっては安定器内のコイルの絶縁材が劣化し、異常電流が流れて、コイルを損傷したり、漏電の危険性が増すなど安全性が脅かされます。

Q2.「安定器の性能」の良し悪しとは何ですか？
A.Q1.で説明しましたように安全性が最も重要なポイントです。フィラメントにかけ続ける電圧は、JIS（日本工業規格）で3.6±0.4Vと定められていますが、この3.6Vに安定させる事が容易ではありません。
送られてくる電圧は100Vあるいは200Vになっていますが、これが105Vになったり、98Vになったり、200Vの場合は203Vになったり、196Vになったりと不安定な状態で送られてきます。
このような不安定な電圧を、安定した状態でフィラメントにかけることが大切なのです。フィラメントにかかる電圧が2.9Vになったり、4.2Vになった りと不安定な場合チラツキ現象が起き、ノイズが大きくなり、さらにはランプの寿命を縮めます。理想の安定器とは、次の条件を満たすものであるといえます。
(1)　発熱が小さい。火災の危険がない。
(2)　電流波形を乱さない。冷房能力を妨げない。コンピューター・ロボット等に悪影響を与えない
(3)　無駄に電力を消費しない。電力料金、基本料金が低減する。絶縁物が傷まない。
(4)　長寿命であること。交換頻度が少なく保全が楽
(5)　小型・軽量 
(6)　価格・低廉 
(7)　ランプに悪影響を与えない。 
(8)　電源波形を乱さない。 

Q3.照明の節電方法についてはどういう考え方がありますか？
A.次のような考え方があります。
(1)間引き照明による節電の考え方
一般照明で一番大切な事は照度の均一性を保つことです。つまり直下が700Lxで蛍光灯の間を何Lxにするかが問題なのです。一般に直下を100とすると 中間を40にするのが理想的でありそれ以上は目がついていけず無駄となり、30では暗すぎます。全体が暗ければ暗いなりに一番明るい所と暗い所の日を 100:40にすべきであり、この原則を外れると照明上おかしくなります。照明を半分に落としても、均一性を失わなかったらそれを明るい所と暗い所、交互 にあるとしたら瞳孔がついてA.次のような考え方があります。(1)間引き照明による節電の考え方一般照明で一番大切な事は照度の均一性を保つことです。 つまり直下が700Lxで蛍光灯の間を何Lxにするかが問題なのです。一般に直下を100とすると中間を40にするのが理想的でありそれ以上は目がついて いけず無駄となり、30では暗すぎます。全体が暗ければ暗いなりに一番明るい所と暗い所の日を100:40にすべきであり、この原則を外れると照明上おか しくなります。照明を半分に落としても、均一性を失わなかったらそれを明るい所と暗い所、交互にあるとしたら瞳孔がついて行かず、照明の本質から外れてい きます。上記の理由から間引き節電は、節電の手段としてあまり良くない方法です。

(2)電源側へトランスを入れて電圧を下げる節電方法について
電源電圧が変動するとランプの諸特性が変動します。１電源電圧が高くなるとランプ電流が増大し、電極の過熱により管端黒化が促進され短寿命になります。２ また電源電圧が低すぎるとランプ電流過少による電極温度の低下や、始動の不確実などから電極物質のスパッタ（飛散）が促進され低寿命となる。蛍光灯ランプ では電圧が上がっても、下がっても短寿命の原因となる定格電圧の±6%以内で使用することが規定されています。つまり100Vの±6%、電圧を下げる場合 は94Vまで許されていることになり数ワットの節電は可能になります。上記を言い換えてみますと、ランプのフィラメント電圧はJISでは、 3.6±0.4Vと規定されています。これの電源側へトランスを入れて電圧を下げると必然的にフィラメント電圧が低下して、節電以上に悪い影響（上記の電 極温度低下による始動の不確実、チラツキ、立ち消え、短寿命等）がでる、その限度が94Vということになります。

(3)電流を下げて節電する方法について電力（ワット）＝電圧（ボルト）×電流（アンペア）ですから、節電の目的で電力をカットしようとするには、電圧か 電流を下げればよいことになります。しかし、電圧をさげると前記の悪影響がでます。又、電流を下げていくと放電するパワーが足りなくなりランプは消えてし まいます。ところが安定器内の巻線数（L:インダクタンス）蓄電器（C:キャパシティ）抵抗（R:レジスター）を、ある値にした時に電流を下げても放電が 継続される共振現象を発見しました。これは、電流を下げた分だけ節電できることになります。更に、重要なことは高調波の悪影響は完全に除去した上での節電 が出来た世界で唯一の蛍光灯安定器です。日本、及び米国で特許登録されています。

Q4.これまでの節電型安定器にはどのような問題がありますか？
A.昭和56年以来、「省電システム」として「基本料金」の見直しをしたり、「力率の改善」するなど、主に「動力用電力」の節減をする方式が普及していますが、蛍光灯の消費電力を 節減するものに限っていくつか挙げてみます。
1.位相制御方式（管電流波形）
(1)100%

供給電源の波形

一般家庭における100Vの電源波形は1秒間に120回電気が点滅しますが余りにも早いので気になりません。
(2)50%カット

理論上の波形

それに対して半導体を用いた節電方法ではこの波を部分的にカット（波形をきる）し、電力量を節減します。
実際上の波形

しかし実際は波形が乱れてノイズ（高調波）が発生します。チラツキや立ち消え等起こり、不安定となります。
2.電流制御方式
(1)100%

供給電源の波形

位相制御の場合と同じです。
(2)50%カット

実際上の波形

ランプに流れる電流の波形を変えずに電流の山を低くして節電する。
3.電子式安定器（インバーター・バラスト）
※電子回路（IC・LSI)を使った安定器。
※高調波が高く、使用可能な場合が限られる。
※価格は高い。

一般的に電力を節電しようとして電圧や電流を変化させると必ず波形が乱れてきます。それを、コイル・コンデンサー・抵抗の割合をある値にした時に3者の共 振現象により電流をさげても放電が継続し、波形が乱れないというのが大塚理論つまり電流制御方式ということになります。
位相制御方式は波形を乱し（電気を汚し）安全性、ランプ寿命を縮めるなど、今後解決しなければならない多くの問題を抱えています。

Q5.SAVEeの節電方法の特性とそのメリットは？
A.電流制御式といいます。

白熱電球の場合の調光器（ライトコントローラー）というのをご存じでしょうか。この調光器を電灯回路に設置して電球に流れる電力を制限すると、60Wや100Wの電球が暗くなり、消費される電力も少なくなります。
蛍光灯の場合は、安定器で入ってくる電力をコントロールし、またランプに流れる電流もコントロールします。
放電を起こさせ放電状態を維持するために、ある一定量の電力が必要なのですが従来は40ワットの蛍光ランプを点灯するのに55Wの電力が必要だったので す。つまり、従来の安定器は、1灯用の場合55Wの電気が入ってくるようにコントロールしていたのです。
ところが、次第に研究が進んで40Wのランプを点灯するのに53Wの電力で点灯させる事が可能となり、さらに48Wでよくなり、最近では44Wでも点灯させ安定させる事が出来るようになりました。
しかし、これ以上入力電源を制限しますと放電状態が不安定になり、極論すれば蛍光ランプが点灯出来なくなります。
それを40W1灯用に35Wしか入力しないで点灯し、なおかつ安定させたのが、 であります。 はコイルの巻数を増やし（従来のものより1.4倍）安定器に内蔵されて蓄電器容量を2.8倍、並列抵抗を0.5倍にした時に電流を下げても安定した放電現象が継続する共振現象の上に成り立ち、しかも電流波形を崩していないのが特徴です。
つまり、L、Cを増やした回路へ交流を加えますとZ（インピーダンス）が増えた分だけ電流が流れにくくなり波高値が低くなります。
左図において電流の波高値が低く面積（斜線部分）の分だけ電力量節減できるということになります。普通は電圧は一定ですので電流を小さくして放電を継続させるようにしたのが、当社の電流制御方式です。

なお、節電の対象になるのは蛍光灯により照明使用電力だけです。従って、他の照明（白熱灯、水銀灯、ネオン灯、ナトリウム灯等）及び動力による電力の節電はできません。またグロースタート型には、安定器を に、ランプをOHILITE（ラピッド蛍光ランプ）に代えれば、節電が可能です。

Q6.節電率35%と言っている根拠はどういうことですか？
A.従来型安定器は40W1灯用で55Wの電力を消費していました。この安定器に対して
◎40W1灯用
・55Wに対して「 」は35W＝20W(36.3%)
◎40W2灯用
・105Wに対して「 」は60W＝45W(42.8%)
のような節電率になりますので、総称して35%と呼んでおります。

Q7.OHILITE40ワット蛍光ランプはなぜ2倍も長寿命なの？
A.それはランプ寿命までアバタ（管内黒点）が発生しないからです。OHILITE40は管径38mm、本来の基準品です。管を細くしていませんのでス ムーズにムリなく点灯します。したがって32mm細管ランプのように管内に導電性皮膜（酸化錫）を塗布していません。管内水銀が酸化錫皮膜と化学反応をお こして酸化水銀のアバタ（黒点）が発生することはありません。

SnO + Hg →　Sn ＋ HgO（アバタ）
水銀はランプ寿命を維持するのに不可欠なものです。光の発生、放電を持続するためにも。水銀が無くなるとランプはもはや点灯しません。酸化水銀は無用で す。アバタの発生は大切な水銀の消耗でランプ寿命を著しく短くしています。またアバタの発生は管内が黒色に着色するので光の透過率も著しく低下します。光 の出力の低下が急速に進行します。この様相は別紙の図　光束（光出力）維持特性の通りです。ここで、蛍光ランプの定格寿命の定義について簡単に述べます と；国際規格（JISも含まれる）ではランプを規定の条件で3時間繰返し点滅して
1.光束（発光の量）が100hr点灯時に比べて70%になった時点での正味点灯時間。
2.同条件でランプが点灯不能になった時点での正味点灯時間。の何れをも満足する正味点灯時間。

OHILITE40の定格寿命24000時間は国際規格（JISも同じ）の定義に基づいた公正な値です。国産同ランプ（管径32mm）の定格寿命 12000時間に比べると、2倍の長寿命です。実際の点灯使用でもOHILITE40を使用するとランプ一斉交換時期（残存率40%）が3年→6年以上に 倍加されることが確認されています。

Q8.SAVEe・OHILITEは他にどんな効果があるのでしょうか？
A.冷房能力を決定する3要素とは
1.該当スペースの人員
2.同所への西日が当たる時間数
3.安定器消費W数
と云われています。（最近はOA機器の発熱等も検討対象となる）

●冷房効率と暖房効率「１℃温度を上げるためのエネルギー」と「1℃温度を下げるためのエネルギー」を比較すると1℃下げるためのエネルギーが約３倍必要 といわれております。従って、西日に照らされた部屋が、いくら冷房を強力にしても、なかなか温度が下がりにくい理由がわかります。又、照明器具等で上昇し た温度を下げるためには、多くの電気エネルギーが必要とされることとなります。

● ・OHILITE採用に伴う冷房効率に与える影響について照明器具の節電に伴う、エアコン（冷房）節電を考える時に、空調業界等で使用される係数として「熱変換率」があります。
【熱変換率＝熱量ジュールをWに変えた安定器での実効値】
【算定式：節電W数×熱変換率（4.6）×点灯時間×電気料金単価＝エアコン節電額】
発熱体を抑えることで、エアコンの節電効果に影響を与える事ができます。但し、直接的に、エアコンの電気使用量を節電することではなく、室内の温度上昇を抑える働き（安定器 の上昇温度･･･他社安定器に比べて約20℃低い･･･発熱体としての温度が低い）による間接的なエアコン節電効果となりますので、エアコン設定温度等により効果に差が出ることも考えられます。
※熱変換率･･･経験値（有効係数）
※40W2灯用の安定器を に交換した場合の参考理論値（100set事例）
(78W-60W)/KWH×4.6（熱変換率）×点灯時間(16H)×100Set=28.8KW
28.8KW×電力単価(@20）×30日＝17,280円/月･･･フル稼働時
※上記の値は、エアコンをフル稼働した場合の理論値です。エアコン稼動状況等を考慮した実態数値は上記金額の1/3～1/4程度と推定されます。
*78W＝現行安定器入力W数・60W＝ 入力W数
※安定器温度上昇比較
従来安定器･･･安定器表面＝49℃巻線部＝58℃
（比較テストデータ） ･･･安定器表面＝30℃巻線部＝37℃
*安定器を使用する、周囲温度は安定器が照明器具の中に密閉設置されている関係で50℃～60℃となる。（安定器の表面温度＝100℃以上となることも容易に想像される）