Заказать звонок

+7 495 771 76 61

Адрес: 107497, Москва, ул. Иркутская, дом 17, строение 3, подъезд 2, этаж 4, офис 11 подробнее

E-mail: info@tehdizain.ru

Конструктивные особенности светильников с разрядными лампами.

    1. Особенности конструкции светильников с разрядными лампами. 

    Газоразрядные источники света, такие как люминесцентные лампы, металлогалогенные, натриевые или ртутные, представляют собой сложные электротехнические приборы, и для их работы от стандартной сети переменного тока требуется согласующее устройство, называемое пускорегулирующим аппаратом (ПРА). 

    К основным функциям ПРА можно отнести зажигание разрядной лампы, установление рабочих характеристик, обеспечение устойчивой работы лампы. Последнее реализуется применением в ПРА токоограничивающего элемента - балласта. 

    Самой простой схемой зажигания и питания, например, люминесцентной лампы является схема с индуктивным (электромагнитным или просто магнитным) балластом и стартером тлеющего разряда: 

    Сетевого напряжения недостаточно для электрического пробоя газового столба в колбе лампы, но хватает для реализации тлеющего разряда в стартере. Протекающий через контакты биметаллической пластины стартера ток разогревает ее, и контакты размыкаются. Резкий спад тока в цепи до нуля вызывает в катушке индуктивности электродвижущую силу самоиндукции большой величины. В результате к электродам лампы оказывается приложенным высокое напряжение: 0,7 - 1,2 кВ, и лампа зажигается. В дальнейшем балласт обеспечивает стабилизацию тока в цепи. 

    Наличие индуктивности в электрической цепи светильника вызывает сдвиг фаз между протекающим током и приложенным напряжением, и как следствие - появление реактивной мощности. Для снижения токовой нагрузки в сети питания в электрическую цепь светильника вводится реактивное сопротивление, противоположное по знаку индуктивности, - электрическая емкость, или конденсатор, повышающий коэффициент мощности (cos φ) светильника: 

    Действующий стандарт на все виды светильников - ГОСТ Р МЭК 60598-1-2003 «Светильники. Общие требования и методы испытаний» - не предписывает в обязательном порядке принимать меры по компенсации реактивной мощности, потребляемой светильником. 

    Включенный параллельно сетевым зажимам конденсатор не только приводит к почти двойному уменьшению тока в питающих проводах, но и препятствует проникновению в сеть гармонических составляющих тока и тем более помех радиодиапазона, возникающих в цепи светильника из-за нелинейности вольтамперной характеристики светового прибора. 

    Простота приведенной схемы управления работой разрядной лампы, как и следовало ожидать, вызывает тем не менее целый ряд нежелательных явлений, возникающих при эксплуатации светильника. 

    Во-первых, это дополнительный к мощности лампы расход электроэнергии, связанный с внесением балластом в электрическую цепь активных потерь (конечное сопротивление провода обмотки, перемагничивание сердечника, вихревые токи). Суммарные потери электроэнергии (в виде тепла) могут достигать 30% мощности самой лампы. Следствием значительного нагрева балласта является и тяжелый тепловой режим самого светильника. 

    Во-вторых, это сохранение пульсации светового потока светильника на уровне пульсации светового потока лампы. 

    Далее, воспроизводимый светильником акустический шум балласта, вызванный его механическими колебаниями вследствие перемагничивания сердечника катушки и взаимодействия составляющих его пластин. 

    Нельзя не отметить и увеличенную массу светильника, а также недостаточную надежность стартерной схемы зажигания, особенно при низких температурах окружающей среды. В светильниках с ГЛВД последний из отмеченных недостатков отсутствует, т.к. зажигание ламп осуществляется электронным импульсным зажигающим устройством, устойчиво работающем и при температуре -35 ºС. Однако эти светильники в свою очередь обладают таким отрицательным показателем, как вызываемая ими после включения вплоть до полного разгорания лампы перегрузка питающей сети из-за больших пусковых токов самой ГЛВД. 

    К положительным характеристикам схемы с электромагнитным балластом (дросселем) можно, наверное, отнести нечувствительность дросселя и к низким, и к повышенным температурам окружающей среды. 

    От всех вышеперечисленных недостатков можно освободиться, применив не электромагнитный, а так называемый электронный балласт или, точнее, электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА), Т.к. в этом балласте предусмотрены такие функции, как зажигание лампы, стабилизация тока, компенсация реактивной мощности, фильтрация поставляемых в сеть помех и фактическая ликвидация пульсаций светового потока. 

    В светильниках с ГЛВД электронный балласт «принимает» пусковой ток лампы на себя, нагружая питающую сеть только током номинального режима лампы. 

    Не приходится в этом случае говорить и об акустическом шуме или устойчивости зажигания люминесцентных ламп при низких температурах - существующие ЭПРА обеспечивают 100%-ное зажигание ламп даже при температуре -25 ºС. 

    Но вот верхнее значение температуры окружающей среды, при которой гарантируется функционирование электронного балласта, ограничивается пока в большинстве случаев 50 ºС. 

    Срок службы электронного балласта, анонсированный изготовителями как функция температуры в характерной точке его корпуса, иллюстрируется следующей диаграммой: 

    Следует отметить еще одну возможность, предоставляемую ЭПРА в светильниках с разрядными лампами, - это управление их световым потоком, что позволяет динамично изменять световую обстановку, ориентируясь на конкретные потребности, а также приводит к дополнительной экономии электроэнергии, расходуемой на освещение. 

    В целом ЭПРА можно разделить на три типа: 

Стандарт - ЭПРА, не позволяющий регулировать световой поток лампы ни в какой мере. 

Регулируемый 1-10 В - ЭПРА с аналоговым протоколом регулирования светового потока, управление происходит путем изменения нагрузки на управляющих контактах электронного балласта с помощью диммера; световой поток регулируется в диапазоне 1-100%. 

Регулируемый DALI - ЭПРА с цифровым протоколом регулирования, позволяет изменять световой поток в диапазоне 1-100%; также возможно создавать запрограммированные сцены освещения. С помощью протокола DALI осветительные приборы могут интегрироваться в систему «умный дом». 

    Все осветительные приборы, производимые компанией «Световые Технологии», за редким исключением могут быть укомплектованы любым видом электронных балластов. При этом компания отдает предпочтение электронным балластам с так называемым «теплым стартом», при котором осуществляется предварительный подогрев электродов лампы. Преимущества таких балластов в сравнении с ЭПРА «холодного старта» заключаются в их вдвое большем сроке службы (около 50000 часов), возможности запуска ламп при меньших температурах окружающей среды (около -25 ºС), меньших вносимых потерях (индекс ЕЕI - А2), сохранении анонсированного изготовителем срока службы лампы при частых включениях/выключениях светильника. 

    2. Энергопотребление и коэффициент полезного действия (КПД) светильника. 

    Светильник - это осветительный прибор, осуществляющий перераспределение светового потока используемых в нем источников света внутри значительных телесных углов. Как и при всяком преобразовании энергии, в данном случае при перераспределении светового потока в арматуре светильника происходят потери светового излучения источников. Эффективность перераспределения оценивается так называемым КПД светильника, определяемым отношением светового потока светильника к суммарному световому потоку установленных в нем источников света. 

    КПД светильника не является в полном смысле его энергетической характеристикой, так как не учитывает потери электрической энергии, вносимые цепями управления источниками света. Эти потери приводят в ряде случаев к значительному отличию потребляемой светильником электрической мощности от суммарной мощности примененных в нем источников. 

    Для устройств управления люминесцентными лампами (электромагнитные и электронные балласты) существует классификация по величине потерь, вносимых ими в электрическую цепь. 

    Суммарная потребляемая мощность цепью «лампа - балласт» однолампового светильника как функция класса балласта, характеризуемого индексом энергетической эффективности (EEI), приведена для сравнения в таблице: 


    Электромагнитные балласты для газоразрядных ламп высокого давления (ГЛВД) вносят дополнительные потери в электрическую цепь от 6 до 20% мощности лампы, причем чем больше мощность лампы, тем меньше относительная величина потерь, вносимых балластом. Электронные балласты для ГЛВД, вносимые потери которых обусловлены, в основном, преобразованием сетевого напряжения в напряжение повышенной частоты питания ламп, потребляют дополнительную электроэнергию примерно на том же уровне. 


   Использование электронных балластов для управления ГЛВД и питания их током высокой частоты (100-200 Гц для натриевых и металлогалогенных ламп и 20-40 кГц для люминесцентных ламп) делает пульсацию светового потока ГЛВД пренебрежимо малой (около 1-6%), а люминесцентных ламп - вообще не поддающейся измерению применяемыми средствами контроля. 

    3. Класс защиты светильников от поражения электрическим током и степень защиты от воздействия окружающей среды (по ГОСТ Р МЭК 60598-1-2003 и ГОСТ 14254-96) 

    Светильник может быть отнесен только к одному из 4-х классов защиты от поражения электрическим током: 

Класс 0 - защита от поражения электрическим током обеспечивается только основной (рабочей) изоляцией. Токоведущие части светильника отделены от токопроводящих частей, доступных для прикосновения при замене источника света или профилактике светильника, также основной изоляцией. Присоединение токопроводящих деталей, доступных для прикосновения, к заземляющему проводу не предусмотрено. Питание светильника осуществляется однофазной двухпроводной сетью. 

Класс I - защита от поражения электрическим током обеспечивается как основной изоляцией, так и присоединением доступных для прикосновения токопроводящих частей светильника к защитному (заземленному) проводу стационарной однофазной трехпроводной или трехфазной пятипроводной питающей сети. В маркировке светильника может присутствовать символ

Класс II - защита от поражения электрическим током обеспечивается двойной или усиленной изоляцией. Светильник не имеет устройства защитного заземления. Питание светильника осуществляется двухпроводной однофазной сетью. Отличается наличием в маркировке светильника символа

Класс III - защита от поражения электрическим током обеспечивается применением безопасного сверхнизкого напряжения (менее 50 В) питания. Светильник не имеет зажимов для защитного заземления. Во внутренних цепях светильника не возникает напряжения выше 50 В. В маркировке светильника в обязательном порядке присутствует символ

По степени защиты от воздействия окружающей среды, определяемой кодом IP (ingress protection) с указанием двух цифр, первая из которых характеризует защиту светильника от проникновения твердых образований, а вторая - от попадания воды, светильники подразделяются на: 

- обычные - IP20 - защищен от внешних твердых предметов диаметром более 12,5 мм и не защищен от попадания воды; 

- защищенные: 

а) от внешних твердых образований: 

- IР3х - твердые предметы диаметром более 2,5 мм не проникают в оболочку; 

- IP4x - оболочка защищена от попадания твердых тел диаметром более 1,0 мм; 

- IP5x - пылезащищенный (проникающая пыль не нарушает работу и не снижает безопасность светильника); 

- IР6х - пыленепроницаемый светильник; 

б) от воздействия воды: 

- IPx1 - вертикально падающие капли воды не оказывают вредного воздействия; 

- IPx2 - капли воды, падающие на светильник под углом 15 от вертикали, не оказывают вредного воздействия; 

- IРх3 - дождезащищенный: вода в виде брызг, падающих на светильник под углом 60 от вертикали, не приводит к нарушению работоспособности и не снижает безопасность светильника; 

- IPx4 - брызгозащищенный: вода в виде брызг, падающих на светильник с любого направления, не при водит к нарушению работоспособности и не снижает безопасность светильника; 

- IPx5 - струезащищенный: вода в виде струй с любого направления не приводит к нарушению работоспособности и не снижает безопасность светильника; 

- IРх6 - струезащищенный: вода в виде сильных струй с любого направления не приводит к нарушению работоспособности и не снижает безопасность светильника; 

- IPx7 - водонепроницаемый: при кратковременном погружении в воду исключено ее проникновение в количестве, которое может привести к нарушению работоспособности и/или снижению безопасности светильника; 

- IPx8 - герметичный светильник (указывается наибольшая глубина погружения). 

(В маркировке защищенных светильников должен присутствовать соответствующий код IP.)

Поделиться

перейти в список статей

Мы в социальных сетях

© 2005-2018 «Техдизайн»
Продажа светильников и сервис!

Разработка Студия.ру

 

Купить в 1 клик

Имя*

Телефон*

+7

Комментарий

 

Заказать модификацию

Имя*

Телефон*

+7

Комментарий

 
  • Размеры помещения

    Длинам
    Ширинам
    Высотам
  • Выбор светильника

    Тип помещения

Рассчитать