Особенности работы газоразрядных источников света в схемах подключения

Особенности работы газоразрядных источников света в схемах подключения.

Для подключения газоразрядных источников света к стандартной сети переменного тока требуется пускорегулирующий аппарат (ПРА) и зажигающее устройство (ЗУ). Производители данного оборудования выпускают электромагнитные и электронные ПРА и ЗУ. При этом электронные ПРА включают в себя функцию зажигающих устройств.

ПРА называют также балластами, что хорошо выражает роль, которую играют эти устройства в процессе генерации света. Стабилизируя рабочие параметры лампы, они, потребляя электрическую мощность, вносят энергетические потери в работу комплекта «лампа-ПРА». Наибольшие потери происходят в электромагнитных ПРА – дросселях, для маломощных ламп они могут достигать 50% от мощности лампы (чем больше мощность лампы, тем меньше доля потерь). Электронные ПРА существенно превосходят электромагнитные по эффективности, особенно для маломощных ЛЛ.

При анализе энергозатрат на освещение следует помнить, что энергоэффективность работы ламп определяется отношением светового потока лампы и мощности, потребляемой комплектом «лампа – ПРА».

В европейской практике принята энергетическая классификация EEI, где общее потребление мощности комплекта «лампа – ПРА» разделено по уровню потерь на 7 классов для каждого типа ЛЛ.

Класс	Тип ПРА	Например, для ЛЛ (мощность 36 Вт - 50 Гц; 32 Вт - ВЧ)
		Потребление комплекта "ЛЛ-ПРА" по каталогу Vossloh Schwabe	Требования к индексу EEI (эффективность балласта)
А1	Электронный регулируемый	19	91,40%
А2	Электронный	36	88,90%
А3	Электронный	38	84,20%
В1	Электромагнитный малые потери	41	83,4% Планируется запрет на использование в странах ЕС с 2017 г.
В2	Электромагнитный малые потери	43	79,5% Планируется запрет на использование в странах ЕС с 2017 г.
С	Электромагнитный обычный	45	Запрещены к продаже в ЕС с 2005 г.
D	Электромагнитный обычный	Более 45	Запрещены к продаже в ЕС с 2005 г.

ПРА с высокими потерями постепенно вытесняются с рынка ЕС введением соответствующих экологических директив. Так, балласты классов C и D уже запрещены к продаже в ЕС, к 2017 году планируется введение дальнейших ограничений на низкоэффективные балласты (А3, В1, В2).

В таблице приведены регламентированные значения мощности, потребляемой распространенными вариантами комплектов «лампа – ПРА» для электромагнитных и электронных балластов различных классов.

Тип лампы	Мощность лампы, Вт		Мощность, потребляемая комплектом "лампа - ПРА" для различных классов балластов, Вт
	50 Гц	HF (высокая частота)	А1*	А2	А3	В1	В2	С	D
Т8	18	16	10,5	19	21	24	26	28	>28
Т8	58	50	29,5	55	59	64	67	70	>70
ТС-L	18	16	10,5	19	21	24	26	28	>28
ТС-L	36	32	19	36	38	41	43	45	>45
TC-D	18	16,5	10,5	19	21	24	26	28	>28
TC-D	26	24	14,5	27	29	32	34	36	>36

*Приведены значения мощности при диммировании потока лампы до 25% от номинала.

Кроме высокого КПД использование светильника с ЛЛ в комплекте с ЭПРА обеспечивает:

надежное зажигание и увеличенный срок службы ламп;
высокий коэффициент мощности, близкий к 1,0;
повышение световой отдачи светильника;
отсутствие пульсаций светового потока и акустических шумов при работе;
пониженное тепловыделение;
уменьшение эксплуатационных расходов, связанных с заменой ламп;
существенно уменьшается масса светильника.

Пульсации светового потока светильников возникают при питании ИС переменным током промышленной частоты. В этой ситуации световой поток ИС пульсирует с частотой 100 Гц, что при достаточной глубине пульсаций (измеряется коэффициентом пульсаций – Кп,%) может существенно ухудшить качество световой среды. Коэффициент пульсаций светового потока осветительной установки нормируется СанПиН и СНиП при питании светильников переменным током частотой до 300 Гц.

Следует отметить, что при использовании нестабилизированных ЭПРА класса А3 может возникать ситуация, когда ВЧ рабочий ток лампы промодулирован промышленной частотой. В этом случае коэффициент пульсаций светового потока ламп, работающих в комплекте с таким ЭПРА, может достигать значений, характерных для ламп с электромагнитными дросселями.

Ниже в таблице приведены минимальные уровни освещенности рабочих поверхностей и допустимого коэффициента пульсации светового потока в некоторых характерных помещениях при общем освещении.

Красным цветом выделены значения, рекомендуемые Международной комиссией по освещению.

Помещение	Освещённость, лк		Кп, %
Кабинеты, офисы, представительства	300	500	≤15
Проектные залы, чертёжные бюро	500	750	≤10
Конференц-залы и переговорные комнаты	200	500	≤20
Кабинеты с видеотерминалами ЭВМ	400	500	≤5
Торговые площади	200-500	300-500	≤10
Демонстрационные витрины	300	500-1000	−
Классные комнаты школ	300	300	≤10
Лекционные аудитории	400	500	≤10
Фойе концертных и кинозалов	150	300	−
Залы ресторанов, кафе самообслуживания	200	200	≤20
Предприятие
Характеристика зрительной работы, разряд (по СНиП 23-05-95)	Освещённость, лк (при системе комбинировыанного освещения)
Наивысшей точности, I	5000	2000	≤10
Очень высокой точности, II	4000	1000-2000	≤10
Высокой точности, III	2000	750-1500	≤15
Средней точности, IV	750	300-750	≤20

Принципиальное преимущество использования управляемых ЭПРА – возможность динамического управления световым потоком ОУ в конкретных зонах помещения в зависимости от потребностей. Кроме возможности оперативного управления световой средой данная технология позволяет экономить электроэнергию, затрачиваемую на освещение. Причем экономия может достигать 75%! Автоматизировать эту технологию позволяют внешние устройства управления – электронные датчики освещенности (ДО) и датчики присутствия (ДП), управляющие режимом работы электронных ПРА. На рис. показаны потенциальные возможности экономии электроэнергии от поэтапной замены электромагнитных ПРА в осветительных установках на неуправляемые ЭПРА, (затраты приняты за 100%, при замене происходит снижение потребления на 20%), затем на управляемые вручную ЭПРА (-25%), диммируемые (ДИМ), затем к ним добавляются датчики присутствия (-50%), и, наконец, – комплексное решение, включающее датчики освещенности и присутствия и автоматическое управление уровнем освещенности (-75%).

Использование ЭПРА с управлением по протоколу DALI позволяет адресно управлять каждым светильником, меняя его световой поток в широких пределах, а также мгновенно переходить к заранее созданным эффективным сценам освещения. Светильники, управляемые по протоколу DALI, могут быть интегрированы в системы «умный дом».

перейти в список статей