Распространенные классы защиты светильников (IP классы). IP20 Светильники могут применяться только для внутреннего освещения в нормальной незагрязненной среде. Типовые области применения: офисы, сухие и теплые промышленные цеха, магазины, театры. IP21/IP22 Светильники могут применяться в не отапливаемых (промышленных) помещениях и под навесами, так как они защищены от попадания капель и конденсации воды. IP23 Светильники могут применяться в не отапливаемых промышленных помещениях или снаружи. IP43/IP44 Светильники тумбовые и консольные для наружного уличного освещения. Тумбовые светильники устанавливаются на небольшой высоте и защищены от проникновения внутрь мелких твердых тел, а также дождевых капель и брызг. Для промышленных светильников, используемых для освещения высоких цехов, и уличных светильников, распространенной комбинацией является защита электрического блока по классу IP 43 (для обеспечения безопасности), а оптического блока по классу IP 54/IP 65 (чтобы предотвратить загрязнение отражателя и лампы). IP 50 Светильники для пыльных сред, защищенные от быстрого внутреннего загрязнения. Снаружи светильники IP 50 могут легко очищаться. На объектах пищевой промышленности следует применять закрытые светильники, в которых предусмотрена защита от попадания осколков стекла от случайно разбитых ламп в рабочую зону. Хотя степень защиты предусматривает обеспечение работоспособности самого светильника, она также означает, что отдельные частицы не могут выпасть из корпуса, что соответствует требованиям пищевой промышленности. Для освещения помещений с повышенной влажностью светильники IP 50 применять нельзя. IP54 Традиционный класс для водонепроницаемого исполнения. Светильники можно мыть без каких-либо отрицательных последствий. Такие светильники также часто используются для освещения цехов пищевой промышленности, рабочих помещений с повышенным содержанием пыли и влаги, а также под навесами. IP60 Светильники полностью защищены от накопления пыли и могут использоваться в очень пыльной среде (предприятие по переработке шерсти и тканей, в каменоломнях). Для освещения предприятий пищевой промышленности светильники в исполнении IP 60 встречаются редко, чаще там, где требуется IP60, применяют класс IP 65/IP 66. IP65 IP 65/IP 66 относятся к струезащищенным светильникам, которые применяются там, где для их очистки используются струи воды под давлением или в пыльной среде. Хотя светильники не являются полностью водонепроницаемыми, проникновение влаги не оказывает никакого вреда на их функционирование. Светильники часто выпускаются в ударозащищенном исполнении. IP67/IP68 Светильники этого класса можно погружать в воду. Могут применяться для подводного освещения бассейнов и фонтанов. Светильники для освещения палубы кораблей также соответствуют этому классу защиты. Метод испытаний не подразумевает, что светильники с IP 67/IP 68 также удовлетворяют требованиям класса IP 65/IP 66.

Постоянный адрес новости: http://www.esnab.ru/PHP/IOLAUSNEWS/full.php?id=157

В отличие от традиционных ламп накаливания спектральный состав видимого излучения люминесцентных энергосберегающих ламп зависит от состава люминофора, в связи с чем последние могут иметь разную цветовую температуру, которая определяет цвет лампы (2700 К — мягкий белый свет, 4200 К — дневной свет, 6400 К — холодный белый свет (цветовая температура измеряется градусами по шкале Кельвина). Чем ниже цветовая температура, тем ближе цвет к красному (желтому); чем выше – тем ближе к синему (голубому).

Люминесцентные лампы. Устройство и принцип действия

Люминесцентные лампы (ртутные НД) представляют собой цилиндрическую стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта тонким равномерным слоем люминофора. По обоим концам трубки впаяны ножки с электродами. В лампах дугового разряда применяются самокалящиеся катоды, которые представляют собой вольфрамовые биспирали или триспирали, покрытые слоем оксида. У некоторых типов электродов наряду с активированной биспиралью имеются экраны той или иной конструкции. В лампах тлеющего разряда используются холодные катоды. Схематически изображены основные типы современных люминесцентных ламп. После тщательной откачки и обезгаживания лампа наполняется небольшим количеством ртути и инертным газом до давления в несколько сот паскалей. В обычных люминесцентных лампах в качестве инертного газа используется аргон при давлении около 300 Па. В последнее время разработаны люминесцентные лампы, в которых для наполнения использованы смеси инертных газов. Основное назначение инертного газа состоит в уменьшении распыления электродов при работе лампы и облегчении зажигания разряда. Помимо того, инертный газ оказывает существенное влияние также на механизм излучения разряда и явления у катода. Лампы включают в сеть при помощи специальных схем, обеспечивающих надежное зажигание разряда и нормальный режим работы. После зажигания в лампе возникает разряд низкого давления в парах ртути и в наполняющем газе. Вследствие более низких потенциалов возбуждения и ионизации ртути по сравнению с аргоном или другими инертными газами ионизуются и излучают практически только атомы ртути. Исключение составляют прикатодные области, где за счет наличия быстрых электронов наряду со свечением ртути возникает также свечение и ионизация инертного газа. Ртутный разряд низкого давления является весьма эффективным источником резонансного излучения, лежащего в УФ-части спектра. Излучение видимых линий очень незначительно, и светоотдача разряда составляет не более 5—7 лм/Вт. Положение коренным образом меняется при наличии слоя люминофора. В этом случае УФ-излучение разряда поглощается слоем люминофора и превращается им в полосу видимого или УФ-излучения, выходящего из лампы. Спектр излучения люминесцентных ламп состоит из излучения люминофора, на которое накладывается линейчатый спектр ртутного разряда. Доминирующую часть потока излучения лампы составляет излучение люминофора. Роль разряда сводится в основном к генерации УФ-излучения, возбуждающего свечение люминофора. Применение различных люминофоров или их смесей дает возможность получать излучение практически любого спектрального состава. Люминесцентные лампы обладают значительно более высокой световой отдачей, чем чисто ртутный разряд. Срок службы современных люминесцентных ламп достигает 15-103 ч и более. Существуют также люминесцентные лампы с разрядом только в инертных газах, без ртути. Люминофор возбуждается в них УФ-излучением разряда в инертных газах. Эти лампы имеют более низкую световую отдачу и поэтому не получили широкого применения для общего освещения. Их применяют в специальных случаях, например для декоративного и рекламного освещения, для облучений растений и т. п. Достоинством этих ламп является независимость «режима от окружающей температуры и отсутствие ртути. К числу наиболее важных параметров, определяющих технико-экономическую эффективность лампы, относят ее энергетический КПД, срок службы и стоимость. Как ясно из принципа действия люминесцентной лампы, ее энергетический КПД зависит от эффективности преобразования электрической энергии в УФ-излучение разряда, а излучения разряда — в излучение слоя люминофора. Коэффициент полезного действия и срок службы ламп являются сложными функциями условий разряда, которые определяются родом и давлением наполняющих газов или их смесей, силой тока, формой колбы и ее размерами, а также явлениями у электродов. Исключительно большое влияние на срок службы и КПД оказывают конструкция и технология изготовления электродов, рецептура и технология изготовления люминофора и технология изготовления самой лампы. Коэффициент полезного действия и продолжительность горения лампы весьма сильно зависят также от внешних условий ее эксплуатации, таких, как электрические характеристики включающего устройства, внешняя температура, форма кривой тока и т. п. Ввиду многообразия и сложности влияния всех этих факторов на характеристики люминесцентных ламп OSRAM и PHILIPS отдельные зависимости приходится рассматривать изолированно от их взаимной связи. Но при этом всегда надо помнить, что в реальных условиях работы ламп изменение одного параметра влечет за собой изменение почти всех остальных. Первые образцы отечественных люминесцентных ламп были созданы в 1936—1940 гг. группой ученых и инженеров г. Москвы, работавших под общим руководством академика С. И. Вавилова. Наиболее широкое применение получили ртутные люминесцентные лампы, дающие свет, близкий к белому или дневному. В настоящее время они являются источниками света массового применения.

В начале 80-х годов стали появляться многочисленные типы компактных люминесцентных ламп мощностью от 5 до 25 Вт со световыми отдачами комплекта лампа + ПРА от 30 до 60 лм/Вт и сроками службы от 5 до 10 тыс. ч. Часть типов компактных люминесцентных ламп предназначена для непосредственной замены ламп накаливания. Они имеют встроенный ПРА и снабжены стандартным резьбовым цоколем Е27. Другая часть компактных люминесцентных ламп работает с выносными ПРА, и для их использования требуются специальные светильники. Разработка компактных люминесцентных ламп стала возможной только в результате создания высокостабильных узкополосных люминофоров (УПЛ), активированных редкоземельными элементами, которые могут работать при значительно более высоких поверхностных плотностях облучения, чем в стандартных люминесцентных ламп. Так, например, при работе этих люминофоров в разрядных трубках с с?1 = 10 мм при /=0,18 А (ОУ,«0,09 Вт/см2) спад светового потока на 20% происходит за 8—10 тыс. ч горения, в то время как галофосфатные люминофоры (ГФК) теряют в этих условиях яркость за несколько сот часов. Таким образом, удалось значительно уменьшить диаметр разрядной трубки. Что касается сокращения габаритов ламп в длину, то эта задача была решена путем разделения трубок на несколько более коротких участков, расположенных параллельно и соединенных между собой либо, изогнутыми участками трубки, либо вваренными стеклянными патрубками. Для этого пришлось разработать специальную промышленную технологию изгибания и сварки стеклянных трубок. Высокая цена УПЛ, а следовательно, и ламп с ними побуждает вести интенсивную разработку компактных люминесцентных ламп не только с УПЛ, но и в трубках несколько большего диаметра с меньшими плотностями облучения, допускающих применение значительно более дешевого ГФК. Основная область применения компактных люминесцентных ламп - замена малоэффективных ламп накаливания со световыми потоками до 2000—3000 лм. Объем производства компактных люминесцентных ламп в капиталистических странах уже достиг десятков миллионов штук в год и продолжает расти. Первоначально чрезвычайно быстро расширявшаяся номенклатура компактных люминесцентных ламп теперь начинает постепенно стабилизироваться. Однако еще отсутствует общепринятая классификация этих ламп. В данной статье кратко рассмотрены только некоторые основные вопросы, связанные с разработкой и эксплуатацией компактных люминесцентных ламп. Более подробные сведения о состоянии, тенденциях и перспективах развития этих ламп, выпускаемых типах и их параметрах, классификации. Классификация компактных люминесцентных ламп. Все многообразие выпускаемых в настоящее время компактных люминесцентных ламп можно разделить на четыре основные группы

• Без внешней оболочки, с разрядной трубкой Н- или П-образной формы, специальным цоколем, выносным ПРА и встроенным или, реже, выносным стартером.

• С призматической или опаловой внешней оболочкой, сложно изогнутой разрядной трубкой, стандартным резьбовым (или штифтовым) цоколем и встроенными стартером и ПРА.

• Кольцевые, без внешней оболочки, со стандартным резьбовым (или штифтовым) цоколем и встроенным стартером и ПРА.

• Со стеклянной внешней оболочкой, сложно изогнутой разрядной трубкой, специальным цоколем и выносным стартером и ПРА.

В первую группу входят компактные люминесцентные лампы, получившие наибольшее распространение. Лампы имеют разрядную трубку с d2=l2,5 мм и снабжены специальным двухштырьковым цоколем G23. Эти лампы с унифицированными размерами и электрическими параметрами выпускаются многими зарубежными фирмами (под марками PL, Dulux и др.) и нашей промышленностью (под маркой КЛ.../ТБЦ). Лампы наполнены Аг при РАГ=400 Па, что обеспечивает нормальную работу катодов и условия разряда. Выбор длины трубок определяется условием получения требуемого напряжения на лампе и мощности и при Н- или П-образной форме не является критичным, как в прямых люминесцентных лампах. Лампы легко зажигаются даже при t0 от —10 до —20 °С; время зажигания не превышает 10 с. Ввиду повышенной поверхностной плотности электрической мощности ламп разрядная трубка имеет температуру в области столба около 60 °С при ^о=20°С. Нагрев в области электродов еще выше. Холодная зона для поддержания давления паров ртути на оптимальном уровне (?Хол=47°С) вынесена на торцы разрядных трубок за перемычкой. Длина торцов подобрана так, чтобы при работе лампы в горизонтальном положении в открытом светильнике при ?o=20°C гхол~45°С. В зависимости от положения горения лампы, типа светильника и условий охлаждения максимум световой отдачи получается при различных значениях tD . Ввиду значения wx«0,08+0,09 Вт/см2, повышенного в 2— 3 раза, и большей плотности облучения линией 185 нм по сравнению со стандартными люминесцентными лампами в данных лампах могут применяться только высокостабильные УПЛ. Из-за малого диаметра излучение синей линии ртути значительно больше, чем в стандартных люминесцентных лампах. Поэтому применение синего люминофора оказывается излишним и необходимый цветовой тон получается при использовании только двух УПЛ: зеленого (543) и оранжево-красного (612). Величина синего компонента (линия 436 нм) с ростом рАг и толщины слоя уменьшается. Для лампы разработаны специальный цоколь типа G23 и патрон, которые обеспечивают ее фиксированное положение. В целях упрощения электрического включения ламп стартер с конденсатором смонтированы в центральной направляющей части полого корпуса цоколя. Поэтому для включения лампы нужны только два, а не четыре контакта. Выделение тепла в лампах этого типа благодаря высокой светоотдаче в 4—5 раз меньше, чем в ЛН с таким же световым потоком, что позволяет делать световые приборы значительно меньших размеров и применять пластмассы и другие аналогичные материалы. Однако и в компактных люминесцентных лампах этого типа имеются определенные ограничения по температуре, которые должны учитываться при разработке светильников. Первое ограничение связано с тем, что в цоколе ламп этого типа смонтированы стартер и конденсатор. Температура этих деталей во время работы лампы во избежание их преждевременного выхода из строя не должна превышать 100—110°С. Второе температурное ограничение возникает в конце продолжительности горения лампы, когда полностью израсходуется эмиттерное покрытие на электродах и через электроды будет протекать более или менее длительно ток КЗ дросселя. При этом мощность, выделяющаяся на электродах, не должна вызывать чрезмерного нагрева цоколя. Зарубежные фирмы делают пластмассовую часть цоколя из термопластичного полиэстра, содержащего 20% стекловолокна, который может в течение всего срока службы лампы выдерживать температуру до 160°С. В связи с указанными обстоятельствами при разработке осветительного прибора для этих ламп контролю их теплового режима должно быть уделено особое внимание. Вся серия этих ламп может работать от сети 220 В частотой 50 Гц с одним и тем же дросселем. Более того, можно с тем же одним дросселем включать последовательно две лампы мощностью по 7 или по 9 Вт, поскольку они имеют низкие рабочие напряжения. К этой же группе Н- и П-образных компактных люминесцентных ламп относятся недавно разработанные укороченные компактные люминесцентные лампы повышенной мощности и некоторые U-образные лампы с уменьшенным расстоянием между прямыми участками трубок Укороченные Н-образные компактные люминесцентные лампы представляют собой две последовательно соединенные между собой укороченные Н-образные лампы, установленные параллельно на небольшом расстоянии друг от друга на общем цоколе (G23) с встроенным в него стартером. Серия таких ламп, подготовленных к производству фирмой Philips (PLC), имеет мощности 9, 13, 17 и 25 Вт, длины ПО, 145, 160 и 180 мм и номинальные световые потоки 600, 900, 1250 и 1800 лм соответственно. Укороченные компактные люминесцентные лампы мощностью 9 и 13 Вт могут работать с унифицированным дросселем от Н-образных ламп мощностью 7, 9 и 11 Вт. Серия компактных люминесцентных ламп повышенной мощности состоит из трех ламп мощностью 18, 24 и 35 Вт с длинами 251, 362 и 443 мм, номинальными световыми потоками соответственно 1250, 2000 и 2500 лм и сроком службы 5000 ч. Лампы изготавливаются в трубках увеличенного до 15 мм диаметра' и монтируются на специальном 4-штырьковом цоколе. Во вторую группу входят довольно распространенные за рубежом компактные люминесцентные лампы со стеклянной или пластмассовой внешней оболочкой и стандартным резьбовым цоколем Е27. Внутри оболочки смонтированы ПРА, стартер и дважды U-образно изогнутая разрядная трубка. Ввиду того что разрядные трубки в этом типе ламп работают в закрытой внешней оболочке при температурах, заметно превышающих оптимальную, и нет возможности искусственно создать холодную зону, разрядные трубки наполняются амальгамой ртути. Лампы предназначены для непосредственной замены ламп накаливания и дают большую экономию электроэнергии. К их недостаткам относятся сравнительно большие габариты и особенно масса по сравнению с лампами накаливания, неразборность конструкции, в силу чего после выхода из строя разрядной трубки приходится заменять целиком всю лампу, включая дроссель. В связи с этим некоторые зарубежные фирмы выпускают подобные лампы в разборном исполнении . В третью группу входит семейство кольцевых компактных люминесцентных ламп с резьбовым цоколем и встроенным ПРА, смонтированным в пластмассовом корпусе, расположенном по диаметру кольцеобразной разрядной трубки. Световые отдачи кольцевых компактных люминесцентных ламп даже с полупроводниковыми ПРА уступают световым отдачам Н-образных компактных люминесцентных ламп соответствующих мощностей. Удобство кольцевых компактных люминесцентных ламп состоит в том, что ими можно непосредственно заменять лампы накаливания в осветительном приборе, допускающих такую замену по своим размерам и конструкции. Некоторые фирмы США выпускают кольцевые компактные люминесцентные лампы на корпусе с легкосъемной лампой. Такая конструкция позволяет менять лампу, не меняя ПРА, срок службы которого во много раз превосходит срок службы ламп (50 и 7,5 тыс. ч). В четвертую группу входят лампы, имеющие цилиндрическую или грушевидную внешнюю оболочку, специальный четырех-штырьковый цоколь, выносные ПРА и стартер. Не ясно, в чем заключаются достоинства этой конструкции, тем более что эти компактные люминесцентные лампы имеют более низкие световые отдачи по сравнению с Н-, П-образными компактными люминесцентными лампи. Поэтому данные об этих лампах здесь не приводятся. Большая масса ламп второй и третьей групп со стандартным резьбовым цоколем и встроенными электромагнитными ПРА(0,4—0,6 кг) затрудняет или исключает их использование в осветительных приборах с шарнирными и гибкими стойками и в горизонтально расположенных патронах. Экономическая эффективность компактных люминесцентных ламп. Основные экономические преимущества компактных люминесцентных ламп —значительная экономия электроэнергии и уменьшение потребного количества ламп для выработки одинакового количества люмен-часов по сравнению с лампой накаливания. Кроме того, применение компактных люминесцентных ламп обеспечит значительную экономию основных материалов, идущих на изготовление ламп и новых осветительных приборов для них. Усовершенствования конструкции и технологии компактных люминесцентных ламп. Современные компактные люминесцентные лампы сложны в производстве. Поэтому ведутся теоретические и экспериментальные исследования, направленные на усовершенствование этих ламп. Появляется также множество патентов с самыми различными предложениями. Безэлектродные компактных люминесцентных ламп. В этих лампах, как и в других люминесцентных лампах, для возбуждения свечения люминофоров используется разряд в парах ртути НД в смеси с инертными газами (аргоном, криптоном). Поддержание разряда осуществляется за счет энергии электромагнитного поля, которое создается в непосредственной близости от разрядного объема. Создание безэлектродных компактных люминесцентных ламп стало возможным благодаря успехам полупроводниковой электроники, которые позволили разработать малогабаритные и сравнительно дешевые источники высокочастотной (ВЧ) энергии с высоким КПД. Все возможные типы безэлектродных компактных люминесцентных ламп состоят из трех основных узлов: малогабаритного источника ВЧ энергии, устройства для эффективной передачи ВЧ энергии в разряд, называемого индуктором, и разрядного объема. Различия в устройстве и конструкции узлов определяются выбранной для возбуждения разряда ВЧ. В настоящее время известны три основных типа безэлектродных компактных люминесцентных ламп с примерно одинаковыми энергетическими параметрами: с тороидальным индуктором на ферримагнитном сердечнике (с f от 25 до 1000 кГц), с соленоидальным индуктором (с f от 3 до 300 МГц) и сверхвысокочастотные емкостного типа или с волноводами ( свыше 100 МГц). Каждый тип имеет свои достоинства и недостатки. Анализ показал, что в настоящее время наиболее целесообразно использовать конструкцию с оленоидальным индуктором и внешним по отношению к нему расположением разрядного объема. Она состоит из стандартного резьбового цоколя Е27, прикрепленного к переходной полости цилиндрической формы, в которой смонтирован блок автогенератора , заканчивающийся выступающим индуктором . Сверху на индуктор надевается стеклянная колба со специальным углублением для индуктора. С внешней стороны колба имеет грушевидную форму, подобную форме колб ламп накаливания. Внутренняя поверхность колб покрыта слоем люминофора. Колба после откачки и обезгаживания наполняется ртутью и инертным газом (аргон или криптон)3 до давления порядка 100 Па. Экспериментальные образцы безэлектродных компактных люминесцентных ламп с соленоидальным индуктором (на /^18 МГц) мощностью порядка 30 Вт на сетевое напряжение 220 В 50 Гц с диаметром внешней колбы 75— 85 мм имеют световую отдачу 30—40 лм/Вт. По данным зарубежной печати экспериментальные безэлектродные компактные люминесцентные лампы фирмы GEC с тороидальным ферримагнитным индуктором (f«100 кГц) мощностью 30—35 Вт с диаметром колбы 76 мм и длиной 150 мм имеют световую отдачу около 50 лм/Вт. Температура ферритового сердечника около 300 °С, а колбы 100°С. Оптимальное давление паров ртути поддерживается при этой температуре за счет применения амальгамы ртути (Hg+Bi-f--f-Pb+Sn). В лампе использованы два УПЛ, дающих зеленую и оранжево красную полосы люминесценции, синее излучение обеспечивается линией ртути. В качестве наполняющего газа использован криптон. В настоящее время ни в одной стране нет промышленного выпуска безэлектродных компактных люминесцентных ламп и выпускаются только экспериментальные образцы. Цена ламп на сетевое напряжение 220 В (50 Гц) довольно высока, главным образом, из-за высокой стоимости высоковольтных транзисторов и УПЛ.