Люмінесцентні світильники (стр. 3 из 7)

9. В електричних мережах використовують автоматичні вимикачі серій АЕ1000, АЕ2000, А3700, АП50Б, АК50, ВАБ, ВАТ, «Електрон» та ін.

Автоматичні вимикачі серії АК-50 використовують в освітлювальних і силових електромережах. Вимикачі обладнують електромагнітним розчіплювачем з гідравлічним сповільнювачем спрацьовування для захисту в зоні перевантаження або без сповільнювача спрацьовування (відсічка), а також випускають без розчіплювача (неавтоматичний варіант).

Номінальні струми розчіплювача: 0,6; 0,8; І; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4; 5; 6; 8; 10; 12,5; 15; 20; 25; 32; 40; 45; 50 А.

10. Електричні джерела світла за способом генерації ними оптичного випромінювання поділяються па температурні та люмінесцентні. До першої групи належать лампи розжарювання (теплове випромінювання), до другої – газорозрядні лампи (випромінювання завдяки електричному розряду в газах, парах або їх сумішах).

11. Основними параметрами джерел світла є: номінальна потужність; світлова віддача; номінальний світловий потік і йога зниження через певний проміжок часу; напруга мережі живлення; напруга на лампі; пускові та робочі струми; середній або номінальний строк служби.

Газорозрядні джерела світла

Газорозрядні джерела світла – це пристрої, в яких електрична енергія розряду у газі перетворюється на світлову.

Найпоширенішим газорозрядним джерелом світла є люмінесцентна лампа.

Люмінесцентна лампа складається з циліндричного скляного балона, наповненого парою металу або газу (рис. 3). На торцях циліндричного балона розміщено вольфрамові катоди, по яких пропускають струм розжарювання. Для запалювання лампи призначений пускорегулювальний апарат (ПРА), який формує імпульс напруги, що перевищує імпульс запалювання.

ПРА має стартер, дросель і конденсатор.

Стартер складається із скляного балона, в якому розміщено пару контактів. Один з контактів – рухомий, прикріплений до біметалевої пластини, другий – нерухомий, жорстко закріплений на виводі (рис. 4). Скляний балон стартера закривається алюмінієвим ковпачком.

рис. 3 рис. 4

Схему увімкнення люмінесцентної лампи наведено на рисунку 5.

Рис. 5

Якщо електричне коло з люмінесцентною лампою (рис. 5) увімкнути до мережі, то контакти стартера замикають коло і по ньому проходить струм. Під дією струму катоди лампи нагріваються і з їх поверхні починається емісія електронів. Нагрівається також і біметалева пластина стартера, і через деякий час вона, нагрівшись, розмикає контакти – електричне коло розривається. У момент розмикання контактів стартера у дроселі внаслідок самоіндукції наводиться електрорушійна сила, яка разом із напругою мережі прикладена до газового проміжку між катодами лампи. Під дією цієї сумарної напруги, яка перевищує напругу запалювання, лампа запалюється і в ній починається газовий розряд.

Унаслідок рекомбінації електронів, випущених катодами, з іонами газу випромінюється квант світла ультрафіолетової частини спектра. Шар люмінофору поглинає ці кванти і випромінює видиме світло, близьке за спектральним складом до сонячного.

Таким чином, за допомогою люмінофора змінюється спектр випромінювання.

2. Характеристика люмінесцентних ламп

1. До газорозрядних належать лампи, в яких випромінювання видимого діапазону хвиль виникає завдяки електричному розряду в середовищі інертних газів, парів металів і їх сумішей. Це люмінесцентні лампи, дугові ртутні лампи з люмінофором (ДРЛ), дугові ртутні лампи з йодидами (ДРЙ), дугові натрієві та ксенонові лампи високого тиску (ДНаТ, ДКсТ).

2. Люмінесцентні лампи належать до джерел світла низького тиску. Люмінесцентна лампа (рис. 6) має вигляд скляної трубки, внутрішню поверхню якої вкрито тонким шаром люмінофора 2. В скляних ніжках 4 всередині трубки впаяно електроди 3, які приєднано до контактних штирів 6 цоколя 5. З трубки викачано повітря і введено невелику кількість чистого аргону й дозовано крапельки ртуті.

Рис. 6

Для можливості попереднього підігрівання електродів і полегшення початку розряду електроди виконано у вигляді подвійної чи потрійної спіралі з вольфрамового дроту, який покрито шаром оксидів лужноземельних металів (барію, стронцію, кальцію). Лужноземельні метали сприяють більш інтенсивному випромінюванню електронів.

При вмиканні лампи в електромережу ртуть випаровується і в її парах створюється інтенсивне ультрафіолетове випромінювання, під дією якого люмінофор створює світло.

3. Структура умовного позначення люмінесцентної лампи має такий вигляд:

Використовують також лампи типів ЛЕ (для житлових і громадських приміщень), ЛХЕ (для лікувальних закладів), ЛТБЦ (для житлових приміщень, кафе, ресторанів), ЛДЦУФ – з підвищеною часткою ультрафіолетового випромінювання (для підприємств текстильного виробництва).

4. Люмінесцентні лампи випускаються потужністю 8. 13, 15, 20, 30, 40, 65, 80 Вт.

5. Особливостями люмінесцентних ламп є: можливість вмикання в мережу тільки з ПРА, тому що напруга на лампі повинна бути приблизно вдвічі нижча від напруги мережі: робота в обмеженому діапазоні температур (від 5 до 40 °С); велика чутливість до відхилення напруги мережі від номінальної (при зниженні на пруги на 20 % лампа не засвічується).

6. Основним недоліком люмінесцентних ламп є періодичні пульсації їх світлового потоку з частотою, що дорівнює подвійній частоті електричного струму. Через зорову інерцію око людини не спроможне помітити ці миготіння світла. Якщо частота обертання деталі збігається з частотою імпульсів світла, то деталь може здатися нерухомою або такою, що повільно обертається в протилежний бік через стробоскопічний ефект. Це може призвести до травматизму людини.

При вмиканні люмінесцентних ламп у різні фази трифазного струму пульсації світлового потоку виникатимуть у різний час і стробоскопічного ефекту не буде.

7. Перспективами вдосконалення люмінесцентних ламп є поліпшення їх світлотехнічних параметрів. Цього можна досягти вдосконаленням галофосфатного люмінофора і застосуванням більш ефективних конструкцій електродів і лампи в цілому. Останнім часом виробництво переходить на випуск енергоекономічних люмінесцентних ламп зі зниженою потужністю (18 замість 20 Вт; 36 замість 40 Вт; 58 замість 65 Вт), із зменшеним діаметром колби лампи (25 замість 40 мм), із підвищеною світловою віддачею.

8. ПРА газорозрядних ламп призначені для обмеження струму їх дугового розряду. ПРА вмикаються послідовно з газорозрядними лампами і складаються з дроселя, компенсуючого конденсатора для підвищення коефіцієнта потужності та конденсатора, що блокує радіозавади. За способом засвічування ПРА поділяються на три групи: стартерного, швидкого та миттєвого засвічування.

9. Структура умовного позначення більшості ПРА має такий вигляд:

Рис. 7

10. Люмінесцентні лампи можуть вмикатися в електричну мережу за двома схемами: стартерною та безстартерною. Ці лампи вмикають в електричну мережу послідовно з баластним опором, який обмежує струм у лампі, охороняючи її від руйнування.

Баластним опором можуть бути дросель LL – котушка з великим індуктивним опором (рис. 7, а) чи послідовно з'єднані дросель LL і конденсатор С (рис. 7, б).

Для зменшення напруги засвічування люмінесцентної лампи її електроди попередньо нагрівають за допомогою стартера до температури 800–900 °С.

Конструктивно стартер складається з неонової лампи, що має два електроди: рухомий і нерухомий. Перший виготовляється з різнорідних металів (біметалевий). Після вмикання лампи між електродами стартера виникає розряд, під дією якого біметалевий електрод нагрівається і, згинаючись, замикається з другим електродом стартера, утворюючи коло для проходження струму. Останній підігріває електроди люмінесцентної лампи, які починають випромінювати електрони.

При проходженні струму в електричному колі розряд у стартері відсутній, його електроди охолоджуються і розмикають електричне коло. В момент розмикання електричного кола в дроселі LL виникає імпульс підвищеної напруги завдяки електрорушійній силі самоіндукції, який спричинює розряд у лампі і засвічує її.

При виникненні дугового розряду напруга на електродах стартера стає недостатнього для появи тліючого розряду. Якщо лампа не засвічується, то на електродах стартера буде повна напруга мережі, і весь процес повторюється.

Для підвищення коефіцієнта потужності мережі та блокування радіозавад, які створюються розрядами в лампах й іскрами в стартерах, в схеми вводять компенсуючі конденсатори.

Якщо необхідно позбутися стробоскопічного ефекту, який негативно впливає на зір людини та недопустимий при освітленні приміщень, де є устаткування з швидкодіючими частинами (при наявності стробоскопічного ефекту частини, які обертаються, здаються нерухомими, що може призвести до травматизму людей), використовують схеми вмикання люмінесцентних ламп з ПРА антистробоскопічного типу. Останні дають змогу вмикати люмінесцентні лампи паралельно (рис. 7, в) чи послідовно (рис. 7, г). В цих схемах конденсатори здійснюють зсув фази напруги живлення однієї лампи відносно іншої, завдяки чому одночасне миготіння обох ламп виключається.

Люмінесцентні лампи можуть вмикатися також за допомогою безстартерного ПРА (рис. 8). Тут ПРА живиться від трансформатора ТУ, який попередньо нагріває електроди лампи. Такі схеми застосовуються в металевих заземлених світильниках, які живляться від електричної мережі напругою 380/220 В.