Вопрос 5. Достоинства и недостатки люминесцентных ламп, основные типы и характеристики.
ОТВЕТ:
Достоинства:
1. Высокая световая отдача – до 100 лм/Вт.
2. Большая средняя продолжительность горения –до 16000 ч
3. Возможность изготовления ламп, имеющих требуемый спектр излучения (в том числе, близкий к естественному), без резкого снижения экономичности за счёт подбора сред и люминофоров..
Недостатки:
1. Сложные схемы включения (так называемые ПРА – пускорегулирующие аппараты), необходимость которых обусловлена следующими причинами:
1.1. Вольтамперная характеристика (рис.33) РЛ на рабочем участке, соответствующем дуговому разряду, – падающая. Иначе говоря, проводимость лампы имеет тенденцию к постоянному росту.
UЗ
Если
не принять мер по ограничению тока,
лампа разрушится. Поэтому необходимо
включать последовательно с лампой
сопротивление, падение напряжения на
котором позволяет стабилизировать ток
лампы. Такое сопротивление называется
балластным.
Балластное сопротивление может быть
любым. Однако использование активного
балласта приведёт к большим потерям
мощности и энергии. Ёмкость, включённая
последовательно с РЛ, вследствие
постоянного перезаряда исказит характер
тока через лампу и при частоте 50 Гц
вызовет снижение светового потока (рис.
34). Как правило, в схемах зажигания РЛ
используется индуктивный балласт –
дроссель.
1.2. Необходимость повышения коэффициента мощности, который при применении индуктивного балласта снижается до 0,3…0,6. Для этого используется либо местная (отдельной лампы), либо групповая компенсация Cos φ путём установки конденсаторов.
1.3. Напряжение зажигания ЛЛ больше напряжения сети, что требует создания схем, обеспечивающих условия зажигания РЛ.
1.4. Пульсация светового потока РЛ требует применения схем, сдвигающих по фазе ток в соседних лампах или увеличивающих частоту питающего напряжения.
1.5. Радиопомехи, возникающие при электрическом разряде, вызывают необходимость установки элементов схемы для их подавления.
1.6. Относительно большие размеры и малый диапазон мощности
1.7. Как правило, ЛЛ предназначены для работы на переменном токе.
1.8. Зависимость характеристик ЛЛ от температуры окружающей среды, которая влияет на давление паров металлов внутри лампы.
Классификация люминесцентных ламп
1. В зависимости от характера разряда ЛЛ подразделяются на три типа:
– ЛЛ дугового разряда с горячими электродами;
– лампы тлеющего разряда с холодными электродами ;
– лампы вихревого разряда без электродов.
Лампы дугового разряда наиболее экономичны, просты в эксплуатации и получили самое широкое применение в осветительной технике. Их можно подразделить на осветительные ЛЛ общего и специального назначения
Лампы тлеющего разряда (газосветные ЛЛ) применяются для световой рекламы и сигнализации.
Лампы вихревого разряда не имеют электродов. Они были созданы в 1991-92 годах и получили название «безэлектродные индукционные люминесцентные лампы» (ИЛЛ). Создание этих ламп, по всей видимости, знаменует собой новый этап в развитии освещения – создание ИС, не имеющих себе равных по долговечности.
2. В зависимости от назначения ЛЛ дугового разряда принято различать:
– ЛЛ общего назначения;
– ЛЛ специального назначения, к которым относятся:
– рефлекторные типа ЛБР (с отражающим зеркальным слоем в верхней части разрядной трубки) имеют направленный световой поток и предназначены для использования в запылённых помещениях;
– цветные (красные ЛК, жёлтые ЛЖ, зелёные ЛЗ, голубые ЛГ, розовые ЛР, синие ЛС);
– осветительно-облучательные типа ЛБУФ для использования в соляриях и северных городах;
– бактерицидные для обеззараживания воздуха и поверхностей;
– для светокультуры, используемые в оранжереях, аквариумах.
3. В зависимости от формы разрядной трубки имеются следующие разновидности ЛЛ дугового разряда общего назначения:
– прямые трубчатые;
– фигурные – кольцевые (рис. 40а); U-образные (рис. 40б), W-образные (рис. 40в),), которые, занимая меньший объём, позволяют снизить стоимость светильника;
– прямые желобковые – по сравнению с трубчатыми ЛЛ имеют меньшую длину при той же мощности за счет специальной формы трубки (лампа 80 Вт имеет ту же длину, что и обычная в 40 Вт). На разрядной трубке сделан ряд поперечных вдавленностей (рис. 41), что искривляет разрядный шнур, который имеет такую же длину как и в обычной трубчатой ЛЛ;
– компактные (КЛЛ) со штырьковым и резьбовым цоколем (рис. 42) с внешним и встроенным в цоколь ПРА.
4. В зависимости от диаметра разрядной трубки ЛЛ дугового разряда общего назначения подразделяются на разновидности:
– Т12 – трубка диаметром 38 мм;
– Т8 – трубка диаметром 26 мм;
– Т5 – трубка диаметром 16 мм;
– Т2 – трубка диаметром 7 мм.
Важно, что уменьшение диаметра трубки приводит к повышению экономических характеристик. Серия ЛЛ с трубкой Т8 называется энергоэкономичной. Ещё лучшие экономические показатели у серии Т5, которая в настоящее время считается наиболее перспективной. В настоящее время в западных странах использование ЛЛ с трубкой Т12 практически прекращено.
5. В зависимости от цветности излучения различают следующие разновидности ЛЛ:
ЛТБ – тёпло-белого света имеют цветовую температуру 2880…3200 К и желтоватый оттенок как у ЛН;
ЛБ – белого (нейтральнобелого) света имеют цветовую температуру 3500 К, соответствующую яркому солнечному дню;
ЛХБ – холодно-белого (универсальнобелого) света имеют цветовую температуру 4100 К;
ЛД – дневного света имеют цветовую температуру 5500…7000 К и голубоватый оттенок, соответствующий голубому небу без солнца;
Все вышеперечисленные разновидности ЛЛ, называемые стандартными, не обеспечивают оптимального различения цвета, имея индекс цветопередачи в пределах от 50 до 70. Поэтому для освещения помещений, где требуется обеспечить близкую к оптимальной цветопередачу используются специальные типы ЛЛ с улучшенной цветопередачей. В обозначении таких ЛЛ российского производства добавляется буква Ц (улучшенная цветопередача) или ЦЦ (особо улучшенная):
ЛДЦ – лампы дневного света с улучшенной цветопередачей (R = 90);
ЛЕЦ – лампы естественно белого света с улучшенной цветопередачей
(R = 85);
ЛТБЦ – лампы тёпло-белого света с улучшенной цветопередачей (R = 88) ;
ЛХЕЦ – лампы холодно-естественного света с улучшенной цветопередачей (R = 92).
В ЛЛ с улучшенной цветопередачей используются редкоземельные люминофоры, имеющие узкополосные спектры излучения с максимумами, попадающими в видимую область спектра. Применение таких люминофоров в ЛЛ в лампах зарубежных фирм (PHILIPS Lighting, OSRAM, Дженерал Электрик Лайтинг) позволило увеличить световой поток у трёхполосных ЛЛ на 30 % по сравнению со стандартными при индексе цветопередачи 80…89 (в маркировке ЛЛ цветность обозначена как 8..), а у пятиполосных (в маркировке ЛЛ цветность обозначена как 9..) – достичь индекса цветопередачи 90…97 при незначительном (на 9 %) снижении световой отдачи.