8) Газоразрядные лампы высокого и сверхвысокого давления, их харак­теристики, типы, основные сферы применения. Способы подключения и зажигания.

Ртутные лампы высокого и сверхвысокого давления являются самой распространенной и многочисленной группой источников оптического излу­чения среди разрядных ламп высокого и сверхвысокого давления. Дуговой разряд в парах ртути при давлении 0,3 МПа позволяет получит эффективные и мощные потоки излучения в ультрафиолетовой, видимой и ближней ин­фракрасной части спектра. Источники эти компактны, надежно зажигаются и работают в сетях напряжением 380/220 В, а номинальная их мощность может быть от нескольких десятков Вт до нескольких десятков кВт.

Классификация разрядных ламп высокого и сверхвысокого давления:

1. разрядные лампы высокого давления ДРТ - дуговая ртутная трубчатая лампа;

2. разрядные лампы высокого давления ДРЛ - дуговая ртутная люминесцентная;

3. трубчатые разрядные лампы сверхвысокого давления с естест­венным охлаждением;

4. капиллярные РЛСВД с принудительным (воздушным или водя­ным охлаждением);

5. шаровые РЛСВД с естественным охлаждением.

Лампа ДРТ включается в сеть на 220В последовательно с дросселем, предназначенным для ограничения тока и стабилизации разряда в лампе. Кнопка КП и конденсатор С1, подключенные параллельно лампе, служат для получения импульса высокого напряжения за счет взаимодействия дросселя и конденсатора.

Рис.Устройство и схема включения лампы ДРТ: 1- кварцевая трубчатая колба; 2- электрод; 3- держатели лампы; 4- лента из фольги.

Лампы ДРТ, как многоцелевые источники оптического излучения, используются в с.-х. производстве, как правило, в подвижных облучательных установках для восполнения ультрафиолетовой недостаточности у животных и птицы при безвыгульном содержании, а также для предпосевной обработки семенного материала в полеводстве.

Основа лампы ДРЛ горелка в виде трубки из кварцевого стекла с основ­ными и зажигающими электродами из вольфрама.

Зажигание лампы ДРЛ. При подаче напряжения на электроды между близко расположенны­ми основным и вспомогательными электродами возникает тлеющий разряд, ионизирующий газ горелки лампы и повышающий концентрацию паров рту­ти. При достижении достаточной концентрации паров ртути и электронов для снижения U₃ до U_c, т.е. при достижении U₃=U_c, происходит пробой горелки и зажигание дугового разряда. Балластное сопротивление в виде Др - дросселя ограничивает ток разряда и стабилизирует его при отклонениях напряжения сети U_c.

Принцип действия лампы ДРИ состоит в свечении дугового разряда в среде, содержащей ионы редкоземельных металлов, обеспечивающих спектр излучения лампы. Область применения этих ламп определяется широким диапазоном варь­ирования, спектральным составом оптического излучения, от практически однородного до непрерывного, при высоком кпд и высокой удельной мощ­ности. Главные трудности при эксплуатации ламп МГЛ - трудности с зажи­ганием и нестабильность параметров, а также высокая цена.

Зажигание лампы ДРИ. Схема содержит трансформатор ТР2, вторичная обмотка которого вы­полняет роль балластного сопротивления, после зажигания лампы стабилизирующего разряд между электродами. Первичная обмотка ТР2 является частью зажигающего устрой­ства ЗУ, содержащего, трансформатор ТР1, конденсатор С и раз­рядник Р. Ввиду того, что лампа ДРИ зажигающих электродов не имеет, поэтому для зажигания разряда требуется значительно больший импульс на­пряжения, который и обеспечивается ЗУ. При включении кнопкой КП транс­форматора ТР1 конденсатор С на протяжении части полупериода сети заря­жается от вторичной обмотки ТР1 до напряжения пробоя разрядника Р. В момент пробоя разрядника по первичной обмотке ТР2 протекает импульс разряда конденсатора, а во вторичной обмотке ТР2 возникает импульс на­пряжения с амплитудой 2-3 кВ, обеспечивающий пробивание газового промежутка лампы ДРИ и зажигание дугового разряда. Если зажигание не произошло, в следующий полупери­од сети процесс повторяется.

Зажигающее устройство обеспечивает надежное зажигание лампы при температуре окружающей среды до 40 ºС. Светотехнические и электрические параметры лампы во время разогрева меняются как и у ламп ДРЛ. Время разгорания и стабилизации ламп ДРИ – 2…4 мин, повторное зажигание после ее погашения возможно лишь через 5…10 мин в зависимости от условий ох­лаждения.

Дуговые натриевые лампы низкого и сверхвысокого давления, представ­ляют группу наиболее эффективных газоразрядных источников видимого из­лучения, так как они обладают наивысшей светоотдачей и незначительным снижением светового потока в процессе длительной службы. До недавних пор серьез­ным их недостатком было низкое качество цветопередачи.

Лампы ДНаТ конструктивно идентичны с лампой ДРЛ за исключени­ем отдельных особенностей: в качестве материала для трубки горелки ис­пользуют, кристаллический оксид алюминия (поликор или миналунд).

Схема включения лампы ДНаТ в сеть показана на рис.5.4. Она включает балластное сопротивление ДР, стабилизирующее ток разряда, зажигающее устройство, представляющее генератор импульсов напряжения с частотой 500Гц, образующихся в результате периодического разряда конденсатора на первичную обмотку импульсного трансформатора. При этом во вторичной обмотке трансформатора, включенной параллельно лампе, индуцируется им­пульс напряжения с амплитудой до 4-5кВ, которое пробивает газовый про­межуток и зажигает дуговой разряд, после чего работа зажигающего устрой­ства прекращается.

Время разгорания и стабилизации дугового разряда (5…10 мин) определя­ется скоростью нагрева лампы и испарения натрия и ртути, поэтому по мере разгорания лампы спектр меняется от монохромотичного до нормально-умеренного, соответствующего установившим параметрам тока и напряже­ния.