7 Тақырып. Жоғары қысымды газ-разрядты шамдар

Қарастырылатын сұрақтар:

1. Сынапты-вольфрамды шамдар.

2. Жоғары қысымды металл-галогенді шамдар: құрылысы, жұмыс принципі, негізгі сипаттамалары, қосу сұлбалары, пайдалану салалары.

3. Жоғары қысымды натрийлі шамдар: құрылысы, жұмыс принципі, негізгі сипаттамалары, қосу сұлбалары, пайдалану салалары.

Дәрістің қысқаша жазбасы:

ДРВЛ (доғалық сынапты-вольфрамды люминесценттік) шам ДРЛ шамының бір түрі болады. Сыртқы көрінісінде оңын ДРЛ шамынан айырмашылығы жоқ. Бірақ колба ішінде жанарғы айналасында газ-разрядтық аралыққа тізбектеп қосылған вольфрам спираль енгізілген. Вольфрам спираль разряд тогын шектейтін балласт кедергі және спектрдің қызыл бөліміндегі сәулелену көзі ретінде қызмет атқарады. Спиральді колба ішінде орналастырудың қосымша жақсы жағдайы да бар. Оның сәулеленуімен жанарғының қызуынан шамның тұтану уақыты қысқарады. ДРВЛ шамдары қыздыру шамдары сияқты электр торабына тікелей қосылады. Іске қосу мерзімінде қоректену кернеуі толық спиральге түседі. Шамның тұтану процессі дамыған сайын шамдағы кернеу жоғарылайды, ал спиральдегі кернеу жұмыс мәніне дейін төмендейді.

Спиральдің люминофор сәулеленуіне қосымша қызғылт-қызыл сәуле шығаруы шамның сәулелену спектрін жақсартады. Осы себептен ДРВЛ шамдарының түс беруі ДРЛ шамдарына қарағанда жақсы келеді. Бірақ жарық бергіштігі ДРЛ шамдарына қарағанда 1,8...2,0 есе кем келеді (18...20 лм/Вт). Бұл ішкі актив балласт кедергіде (спиральде) қуат шығынының көп (шамамен 50 %) болғандығынан.

7.1 суретте ДРИ (доғалық сынапты металдар иодидтерімен) шамының құрылысы көрсетілген.

Шам кварц шыныдан түтік түрінде жасалынған жанарғыдан 1 тұрады. Түтіктің екі шетіне вольфрам электродтар 2 бекітілген. Түтікің ішіне аргон, белгілі мөлшерде сынап, сирек кездесетін металдардың (гольмийдің, тулийдің, таллийдің), натрийдің және цезийдің йодидтері енгезіледі. Сыртқы колба 3 мөлдір, кызуға төзімді шыныдан дайындалады. Колбаның ішінен ауа сорылып алынған. Вакуум жанарғыға қажетті температуралық режимді қамтамасыз етеді және шамның ток өткізетін бөлшектері аралығында электрлік тесілу болу мүмкіншілігін жояды.

7.2 суретте ДРИ шамың электр торабына қосу сұлбасы келтірілген. Тр2 трансформаторының екінші орамасы электродтар аралығындағы разрядты тұрақтандыратын балласт кедергінің міндетін атқарады. Тр2 трансформаторының бірінші орамасы Тр1 трансформаторынан, С конденсаторынан және Р разрядтаушынан тұратын арнайы тұтандырғыш құрылғының құрамына кіреді.

7.1 сурет – ДРИ шамының құрылысы:

1-ішкі кварц колба; 2-электродтар; 3-сыртқы колба

7.2 сурет – ДРИ шамын электр торабына қосу сұлбасы

Шамның электродтарына берілген электр торабының кернеуі олар аралығында разряд пайда болуына жеткіліксіз болады. ЖБ бастырмасымен Тр1 трансформаторын электр торабына қосқанда торап кернеуінің жартылай периоды бөлігінің ішінде С конденсатор Р разрядтауыштың тесілу кернеуіне дейін зарядталады. Тесілу кезінде Тр2 трансформаторының бірінші орамасымен конденсатордың зарядсыздану тогының импульсі өтеді, ал Тр2 трансформаторының екінші орамасында амплитудасы 2…3 кВ –ке дейін жететін кернеу импульсі пайда болады. Осы кернеу импульсі шам жанарғысында разрядтың тұтануын қамтамасыз етеді. Торап кернеуінің келесі жартылай периодында процесс қайталайды.

Тұтандырғыш құрылғы қоршаған орта температурасы – 40⁰ С –қа дейін болғанда шамның сенімді жұмысқа қосылуын қамтамасыз етеді. Шам тұтанғаннан кейін жұмыс режиміне 2…4 минут ішінде ауысады. Шамды сөндіргеннен кейін 5…10 минуттан соң қайта іске қосуға болады.

Сынап буларында өтетін разрядтың спектрі сызықша келеді. Түтіктің ішіне енгізілген әрбір компонент осы сызықша спектрді өзінің сәулеленумен толықтырады. Натрий иодиді негізгі (сынап буларындағы) сәулеленуді спектрдің сары бөлігінде толықтырады, таллий иодиді- жасыл, индий иодиді- көк бөлігінде. Барлық компоненттер сәулелену жиынтығы үздіксіз спектр болып көрінеді, ал жарық құрамы шамның сәулелену түсін табиғи жарықтың түсіне жақындатуға мүмкіншілік береді.

ДРИ шамдарының жарық ағыны қуаттары бірдей ДРЛ шамдарының жарық ағынынан 1,5...1,6 есе көп болады, сәулеленуінің спектрлік құрамы дұрыс түс берілісті қамтамасыз етеді.

Натрийлі (ДНаТ) шамының құрылысы 7.3 суретте көрсетілген. Шам ішкі керамикалық түтікен 1, екі вольфрам электродтан 2, сыртқы колбадан 3 және цокольден тұрады. Ішкі түтік жанарғы жарық сәулелерін жақсы өткізетін және температурасы 1570…1670 К болатын натрийдің қаныққан буларының ұзақ әсеріне төзімді алюминийдің поликристалдық тотығынан (керамикадан) дайындалады.

Түтіктің ішіне натрий буларымен бірге ксенон және сынап булары енгізіледі. Активтелген вольфрам электродтар түтіктің екі шетіне дәнекерленеді. Жанарғы қызуға төзімді шыныдан дайындалған колбаның ішінде орнатылады. Жанарғыны жылулық оқшаулау үшін колбаның ішінен ауа сорылып алынған. ДНаТ шамын электр торабына қосу сұлбасы 7.4 суретте берілген.

7.3 сурет – ДНаТ шамының құрылысы:

1-ішкі керамикалық разрядтық түтік; 2-вольфрам электрод; 3-сыртқы колба

7.4 сурет – ДНаТ шамын электр торабына қосу сұлбасы

Шам жұмыс істеу үшін разряд тогын шектейтін және тұрақтандыратын балласт кедергі - дроссель және тұтандырғыш құрылғы ТҚ қажет. Құрылғы импульстік трансформатордан, конденсатордан және басқа арнайы элементтерден тұрады. Конденсатор мезгіл-мезгіл импульстік трансформатордың бірінші орамасына разрядталғанда құрылғыда жиілігі 500 Гц болатын импульстер пайда болады. Осы кезде импульстік трансформатордың шамға паралель жалғанған орамасында амплитудасы 4,5 кВ шамасында болатын кернеу импульстері индукцияланады. Жоғары кернеу импульстері жанарғыда разрядтың тұтануын қамтамасыз етеді. Шамды тұтандырғаннан кейін тұтандырғыш құрылғы өзінің жұмысын тоқтатады.

ДНат шамы тұтанғаннан кейін 10…15 минут ішінде жұмыс режиміне аусады, сөндіргеннен кейін 1…2 минуттан соң оны қайта тұтандыруға болады.

Натрий булары сәулеленуінің жарық бергіштігі 130 лм/Вт, бірақ оның 70 -ке дейіні толқын ұзындығы 560…610 нм қызғылт-сары сәулеленуге жатады, сондықтан түс берілісі өзгереді.

Бақылау сұрақтары:

1. ДРВЛ шамның құрылысы, оның жұмыс істеу негізін түсіндіріңдер.

2. ДРИ шамның құрылысы, оның жұмыс істеу негізін түсіндіріңдер.

3. ДНат шамның құрылысы, оның жұмыс істеу негізін түсіндіріңдер.

4. ДРИ шамның қосу сұлбасы.

5. ДНат шамның қосу сұлбасы.

Ұсынылатын әдебиеттер:

1. Өтешев Ө.Ө, Сейітов І. А. Электрлік жарықтандыру - Алматы.: Казмемагру, 2000.

2. Жилинский Ю.М., Кумин В.Д. Электрическое освещение и облучение. - М.: Колос,1982.-272 с.

3. Живописцев Е.Н., Косицын О.А. Электротехнология и электрическое освещение. М.: Агропромиздат,1990.-246 с.

4. Козинский В.А. Электрическое освещение и облучение. - М.: Агропромиздат, 1991.-239 с.

5. Справочная книга по светотехнике / Под редакцией Ю.Б. Айзенберга. -М.: Энергоатомиздат,1995.-472 с.