Варфоломеев Л.П. Светотехника. Краткое справочное пособие
Подождите немного. Документ загружается.
51Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ
линейныхламп,азываютсямощность,общийиндесцветопереда-
чиицветоваятемператра.
Компатные лампы второй +рппы (со встроенным аппаратом
влючения)появилисьнамировомрынев1981+одапрямаяаль-
тернативастандартнымлампамнааливания.Этилампы,асазано
выше, были очень тяжелыми — ооло 400 +раммов — и широо+о
примененияненашли.Положениеореннымобразомизменилосьв
1986+од,о+даPhilips,Osram,GeneralElectricодновременноначали
промышленныйвыпсКЛЛсовстроеннымиэлетроннымиаппара-
тамивлюченияицоолямиЕ14иЕ27.Лампыимеютмасснеболее
100+раммов;размерами,ачастоиформойнапоминаютпривычные
лампынааливания;цветностьизлчения,аправило,тепло-белая,
чтотажеблизолампамнааливания.Началасьшироаярелам-
наяампания,дляче+овГерманиифирмаOsramаое-товремядаже
раздавалалампыбесплатно.
Реламныеациисделалисвоедело,испроснаКЛЛсцооля-
миЕ27иЕ14повсеместноначалрасти,чтопривелосоответствю-
щемростихпроизводства.Сейчасвмиределаетсяжеболее200
миллионовтаихлампв+од,изнихооло100миллионов—вКитае.
Ксожалению,внашейстранепроизводитсянеболее10тысячтаих
лампв+од.
Компатные люминесцентные лампы с цоолями Е27 или Е14
обладаютцелымрядомпреимществпередлампаминааливанияи
«неинте+рированными» КЛЛ: их световая отдача примерно в 5 раз
выше,срослжбыв8-10разбольше,лампыпростоврчиваютсяв
патроны,не+дят,неми+аютпривлючении,+орятнепльсирющим
светом. Недостато них фатичеси один — высоая цена. Ино-
странныеэономистыподсчитали,чтоприсществющихвЕвропеи
СШАценахнаэлетроэнер+июсроопаемостиКЛЛсоставляет2 –
3+одаприработелампооло3-хчасоввсти.
Лампысинте+рированнымаппаратомвлючениялассифици-
рются по мощности и цветности излчения. Ка и ламп первой
+рппы,ао+о-либоединствавобозначенииинте+рированныхКЛЛ
нет—аждаяфирмаобозначаетпо-своем.Помежднароднойсис-
теме ILCOS все КЛЛ со встроенным аппаратом влючения должны
называтьсяFSQ.
ВРоссиитажепроизводятся3 – 4типоно-
миналаКЛЛсовстроеннымэлетроннымаппа-
ратом влючения и со спиральной разрядной
трбой(рис.29).Таиелампытипа«Аладин»или
СКЛЭНмощностью11,13и15Втвнебольших
оличествахделает Мосовсий элетролампо-
выйзавод.
Ðèñ. 29. Ñïèðàëüíûå
ëþìèíåñöåíòíûå
ëàìïû òèïà
«Àëàäèí»
52
Таблица6
Усредненныепараметрылинейных
люминесцентныхламп
Срослжбыламп—от6000до15000часов.
Таблица7
ПараметрылюминесцентныхлампсерииТ5
•Срослжбыламп—18000часовприсреднемспадесветовоопотоа10%.
•Лампывыпсаютсясцветовойтемператрой2700,3000,4000и6000К.
•Индесцветопередачивсехламп85.
Таблица8
ПараметрыКЛЛсовстроеннымиаппаратамивлючения
Среднийсрослжбыламп—8000часов.
Втаблицах6,7,8и9приводятсяпараметрынеоторыхтипов
люминесцентныхлампотечественно+оиимпортно+опроизводства.
53Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ
4.3.2. Ðòóòíûå ëàìïû âûñîêîãî äàâëåíèÿ
Рассмотренныевпредыдщемразделелюминесцентныелам-
пы—этолампынизо+одавления.Разрядвнихпроисходитпридав-
лениипароврттинеболее0,1ммрттно+остолбаили10пасалей
(Па).Спетризлченияразрядапритаихдавленияхимеетлинейча-
тыйхаратер,причем,ажебылосазано,до80%мощностираз-
рядаприходитсянадвеУФлинии:257и185нм,анадолюпятили-
нийвидимойчастиспетралишьооло2%.
Еслидавлениепароврттиповышается,товначалевселинии
«расплываются»ипревращаютсявполосы,затемпроисходитпере-
распределениеэнер+ии:излчениевУФобластиослабевает,авви-
димой—величивается.Придавлениипароврттиооло1000 мм
рттно+остолбадолявидимо+оизлчениявозрастаетнастольо,что
световаяотдачаразрядадости+ает20-25лм/Вт,тоестьстановится
больше, чем ламп нааливания обще+о назначения. Но при этом
всевидимоеизлчениесосредоточеновсине-зеленойчастиспет-
ра,ажелтыйирасныйсветотстствютполностью.Мно+имзнаом
светмедицинсихУФоблчателей—довольнонеприятно+осине-зе-
Таблица9
ПараметрыКЛЛ,влючаемыхсвнешнимиаппаратами
Срослжбылампнеменее8000часов.
54
лено+оцвета,сильноисажающийвидосвещаемыхпредметов,вча-
стности,человечесихлиц.Вэтихоблчателяхприменяютсяараз
рттныелампывысоо+одавлениятипаДРТ(д+овая,рттная,трб-
чатая).
НесмотрянаотносительноеослаблениедолиУФизлчения,оно
всежеостаетсявспетреразрядавдовольнобольшомоличестве
(ооло40%подводимойразрядмощности).Тажеаивлюми-
несцентныхлампахнизо+одавления,этоизлчениеспомощьюлю-
минофора может быть превращено в видимое. Но если в обычных
люминесцентныхлампахтемператрастеноолбылишьнемно+им
вышетемператрыоржающе+овоздха,товлампахвысоо+одав-
ленияразмерыолб+ораздоменьше,итемператранастенахдо-
сти+ает500 – 600
о
С.Найтилюминофоры,эффетивноработающие
притаихтемператрах,досихпорнедалось.
Проблемрешиливначале50-х+одовпрошло+овеа.Мало+а-
баритнюрттнюлампвысоо+одавленияпоместиливнтрьдр-
+ой,значительнобольшейпоразмеролбы,аженавнтреннюю
поверхностьэтойолбысталинаноситьлюминофор,имеющийнаи-
большю эффетивность при температре 200 – 300
о
Си излчаю-
щийпреимщественновраснойобласти.Сейчасвачествелюми-
нофорачащевсе+оприменяютфосфат-ванадатиттрия,ативирован-
ныйевропием.С1952+оданачалсямассовыйвыпстаихлампве-
дщимимировымипроизводителями—GeneralElectric,Philips,Osram.
Се+одняпообъемвыпсарттныелампывысоо+одавленияслю-
минофоромзанимаюттретьеместопослелампнааливанияилюми-
несцентныхламп.
Нарис.30поазаностройстволампы.
Разряднаятрба1(«+орела»)извар-
цадержателями2издостаточнотолстойни-
елевойпроволоизарепленананоже3(
мощныхламп+орелаподдерживаетсяещеи
пржинящимдержателем4,пирающимсяво
внешнююолб).Ножа3+ерметичновпаяна
вовнешнююолб5,порытюизнтрисло-
емлюминофора6.Врттныхлампахвысоо-
+о давления использются самоалящиеся
элетроды7ввидеспирали,навитойнаволь-
фрамовыйстержень(ерн)ипорытойати-
вирющимвеществом.Кромеосновныхэле-
тродов 7, в лампах имеются поджи+ающие
элетроды8,расположенныевблизиосновных
иэлетричесисоединенныеспротивополож-
ными элетродами через о+раничительные
Ðèñ. 30. Óñòðîéñòâî
ðòóòíûõ ëàìï
âûñîêîãî äàâëåíèÿ
ñ ëþìèíîôîðîì
4
10
9
8
7
1
5
6
9
3
11
2
55Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ
сопротивления9.Навнешнейолбеспомощьювысоотемператр-
ноймастиирепитсястандартныйрезьбовойцооль10.Межд+о-
релой и цоолем репится тепловой эран 11 (обычно из слюды).
Внтреннийобъем+орелизаполненинертным+азомар+ономсдав-
лениемот10до50ммрттно+остолба(взависимостиотмощности
лампы)ирттью.
Вотличиеотлюминесцентныхламп,воторыхрттьвсе+дана-
ходится в жидом состоянии, в лампах высоо+о давления оличе-
створттистро+одозировано, и при работе лампрттьв+орелах
находится тольо в +азообразном состоянии при давлении паров
1000 – 1500ммрттно+остолба(1,5 – 2атмосферы).Дляполчения
таихвысоихдавленийпароврттитемператрастено+орелидол-
жнабытьнеменее500
о
С.Поэтом+орелилампвысоо+одавления
делаюттольоизварца.Пространствомежд+орелойивнешней
олбойзаполняется+азом(техничесимар+оном).
Схемавлючениярттныхлампвысоо+одавленияпроще,чем
люминесцентных ламп (рис. 31). Бла+одаря наличию поджи+ающих
элетродов,расположенныхоченьблизоосновным,междэтими
элетродамиразрядвозниаетпринапряженияхнижесетево+о.Этот
разрядоченьслаб,таатое+оо+раниченсопротивлениями9,но
онсоздаетначальнюионизацию+азав+ореле,засчетоторойраз-
рядпереходитнаосновныеэлетроды.Тоосновно+оразрядао+ра-
ничиваетсятольодросселем,ивеличинае+овпервоевремяпосле
влюченияв2 – 3разабольше,чемпослеполно+ораз+ораниялам-
пы.Торазрядаразо+ревает основные элетроды до температры,
обеспечивающей достаточню эмиссию элетронов из них (1000 –
1200
о
С).Из-забольшо+отоаразряданачинаютразо+реватьсястен-
и+орели,находящаясянанихрттьпостепеннополностьюиспаря-
ется,ипроцессывлампестабилизирются.Процессраз+ораниядлит-
сядостаточнодол+о—от7до10минт.
Каивсхемахслюминесцентнымилампами,дроссельсоздает
сдви+фазмеждтооминапряжением(cos
ϕ
≈ 0,5).Дляомпенса-
цииэто+осдви+апараллельноцепочеизлампыидросселявлюча-
етсяомпенсирющийонденсатор(см.рис.25а).
Рттные лампы высоо+о давления
слюминофоромвыпсаютсямощностью
80,125,250,400,700и1000Вт;изреда
встречаются лампы мощностью 50 и
2000Вт.Лампымощностью50,80и125
Вт выпсаются с цоолем Е27, более
мощные—сцоолемЕ40.Потеримощ-
ностивдросселях,аправило,состав-
ляютнебольше10%.
Ðèñ. 31. Ñõåìà âêëþ÷åíèÿ
ðòóòíûõ ëàìï
âûñîêîãî äàâëåíèÿ
56
Световаяотдачасовременныхламп—от40до60лм/Вт;сро
слжбы—до24000часов.Поэтимпараметрамрттныелампывысо-
оо давления значительно превосходят лампы нааливания, что и
предопределилоихоченьширооераспространение.
Кромевысоойсветовойотдачиибольшоосроаслжбы,ртт-
ныелампывысооодавленияимеютидриедостоинства:относи-
тельнаяомпатность;простотавлючения;широийдиапазонмощ-
ностей;оченьслабаязависимостьпараметровоторжающейтем-
ператры.Недостатитаихламп:
1.Низоеачествоцветопередачи(R
a
=45 – 50;иностранных
лампDeluxиSuperDelux—невыше55).
2.Большиепльсациисветовоопотоа(65 – 75%).
3.Большоевремяразорания(до10минт).
4.Невозможностьповторноовлюченияорячейлампы—если
лампаслчайнопоасла,сновавлючитьееможнотольопослеос-
тыванияорели.
5.Высоаятемператранавнешнейолбе(250 – 300
о
С).
Рттные лампы высооо давления широо применяются там,
денетребетсяачествоцветопередачи,—вличномосвещении,
насладах,напромышленныхпредприятиях(приналичиивращаю-
щихсядеталей—собязательнымвлючениемсоседнихсветильни-
оввразныефазы)ит.п.
Классифиацияиобозначениеламп
Рттныелампы высооо давления лассифицир-
ютсяпомощности.
ВРоссиилампывыпсаютсяпод названиемДРЛ
(довая,рттная,люминесцентная),далееазывается
мощностьвваттах.
За рбежом аждая фирма выпсает лампы под
своимназванием:Philips—HPL;Osram—HQL;General
Electric—MBF;Sylvania—HSLиHSB;Radium—HRL.По
межднароднойсистемеобозначенийILCOSвсеэтилампыназыва-
ютсяQE.
Втаблице10(см.стр.57)данысредненныепараметрынеото-
рыхтиповрттныхлампвысооодавленияслюминофорами.
4.3.3. Ìåòàëëîãàëîãåííûå ëàìïû
В1964одамериансаяфирмаGeneralElectricдляосвеще-
нияпавильоновВсемирнойвыставиЭспо-64вНью-Йоревпервые
применилановыйтипламп—металлоалоенные(МГЛ).С1969ода
выпстаихлампосвоилифирмыPhilipsиOsram,в70-еодыСа-
рансийэлетроламповыйзаводвСССР.
57Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ
Таблица10
Параметрырттныхлампвысооодавления
Срослжбырттныхлампвысооодавлениянеменее15000часов.
ПостройствМГЛпохожинарттныелампывысооодавле-
ния,новнешняяолбанихнепорыталюминофором,асделанаиз
прозрачнооили(ораздореже)изматовоостела.Первичнымис-
точниомизлчения,аивлампахДРЛ,слжиторелаизварца
или полиристалличесой оиси алюминия, наполненная инертным
азомирттью.НоесливлампахДРЛдляисправленияцветностии
повышениясветовойотдачиприменяетсялюминофор,товМГЛдля
этойжецелиприменяютсяспециальныесветоизлчающиедобави:
алоенныесоединенияразличныхметаллов(чащевсео—натрияи
сандия,атажеаллия,индия,таллияиредоземельныхэлементов
—диспрозия,ольмия,тлияидр.).
ДлятоочтобыдавлениепаровсветоизлчающихдобавовМГЛ
былодостаточнобольшим,ореладолжнанареватьсядоболеевы-
соихтемператр,чемвлампахДРЛ,идавление«стартовоо»инер-
тнооаза в нейдолжно быть выше.Таоопростоо решения для
зажианияразряда,авДРЛ(становаподжиающихэлетродов
вблизиосновных),женедостаточно:есливДРЛразрядвозниает
принапряжениинижесетевоо,товМГЛдляэтоотребетсянапря-
жениеот3до5иловольт.
Изменяя состав светоизлчающих добаво, можно в широих
пределахизменятьцветностьизлчения—оттепло-белоосÒ
цв
=
3000КдодневноосÒ
цв
=6500К,атажесоздаватьцветныелампы.
Сеодняв мирепроизводитсяболее 250 типономиналовМГЛ
мощностьюот20до3500Вт.
Металлоалоенныелампыимеютбольшиесветовыеотдачи,чем
ДРЛилчшюцветопередач(R
a
до90).Блаодарятом,чтоисточ-
ниомсветавМГЛявляетсямалоабаритнаяорела,аневнешняя
олба, световой пото их значительнолече перераспределяется в
пространствеспомощьюотражателейилилинз.Этосвойствопозво-
лилосоздаватьлбооизлчающиесветильнииипрожеторысочень
58
зимсветовымпчом,чтоневозможноприиспользованииДРЛиз-
забольшихабаритовсветящеосятела.
ПараметрыМГЛтаже,аиДРЛ,малозависятоттемперат-
рыоржающеовоздха,ноораздобольше—отолебанийсетево-
онапряжения.Приэтомчастонаблюдаетсяинтересноеявление—
изменение напряжения даже в относительно небольших преде-
лах(±5%)вызываетзаметноеизменениецветностиизлчения.Из-
менениецветностипроисходиттажеисамопроизвольновпроцессе
работы ламп, причем разных эземпляров ламп по-разном (та
называемое «разбеание цветов»). Это особенно заметно в мноо-
ламповыхосветительныхстановах,одаприсдачестановивэ-
сплатациювселампысветятодинаово,аспстянеотороевремя
освещениестановится«разноцветным».Постандартамразныхстран
цветоваятемператраизлченияМГЛвтечениесроаслжбыможет
менятьсяна500К,тоестьлампасÒ
цв
=3500К(«белая»)можетстать
«тепло-белой»сÒ
цв
=3000Кили«яро-белой»сÒ
цв
=4000К.Этопро-
исходитоттоо,чтосветоизлчающиедобавипо-разномвзаимо-
действютсварцемивольфрамомизасчетэтоосоставнаполне-
ниявпроцессеработыламппостепенноизменяется.
Необходимоотметить,чтоцветностьизлчения неоторыхти-
повМГЛзависитиотрабочеоположенияламп,поэтомлампыдол-
жныэсплатироватьсятольовтомположении,отороереламен-
тированодоментациейдляаждооонретноотипа.
Металлоалоенные лампы очень трдоеми в изотовлении и
требют ислючительно высоой льтры производства. Особые
сложностиприизотовлениилампсвязанысерметичнойзаварой
орело, та а сществющая технолоия запрессови вводов не
обеспечиваетдостаточнойточностисоблюденияразмероворело.
ДляповышениястабильностипараметровМГЛфирмыPhilipsи
Osramс1998оданачалиделатьорелинеизварца,аизполири-
сталличесойоисиалюминияAl
2
O
3
.Похимичесомсоставполи-
ристалличесаяоисьалюминияполностьюидентичнадраоценным
сапфир и рбин, а таже обыновенной лине. Технолои разных
стран,преждевсеоСШАиСССР,врамахсвоихосмичесихпро-
раммжедостаточнодавноначилисьделатьэтотматериалочень
высоооачестваиизотавливатьизнеотрбизаданноодиамет-
расхорошейточностью.Иззаотовоможноделатьотрезитрбо
строовыдержаннойдлины.Похимичесойитепловойстойостипо-
лиристалличесаяоисьалюминияпревосходитварц,поэтомвпол-
не одится для создания орело разрядных ламп высооо давле-
ния,оторых,вотличиеотварцевых,всееометричесиеразмеры
бдт выдержаны с очень высоой точностью. Проблема создания
таихорело состояла вобеспеченииерметичности тоовых вво-
59Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ
дов,способныхработатьпривысоихтемператрахвсредедоста-
точноарессивныхалоенныхсветящихсядобаво.Но1998оди
этапроблемабыласпешнорешена.СейчасМГЛсореламиизпо-
лиристалличесой оиси алюминия или, а их чаще называют, с
ерамичесимиореламивбольшомоличествевыпсаютсявед-
щимиэлетроламповымифирмами.
Точновыдержанныеразмерыорелоивысоаяхимичесаястой-
остьерамиизначительноповысилистабильностьсветовыхпара-
метровМГЛ.Изменениецветовойтемператрыонцсроаслжбы
лампсерамичесимиореламинепревышает±200К,спадсвето-
воопотоаза4000часовнеболее20%.Поатаиелампывыпса-
ютсятольомалоймощности(20—150Вт).
Основнаяобласть примененияМГЛ—освещениеприцвет-
ныхтелерепортажах,иносъемахиосвещениебольшихспортивных
арен. Создание маломощных ламп, особенно с ерамичесими о-
релами,отрылошироюдородлявнедренияМГЛвовнтреннее
освещение—дляторовыхзалов,витрин,выставочныхпавильонов,
неоторыхадминистративныхпомещенийидр.
СрослжбыотдельныхтиповсовременныхМГЛдостиает15000
часов. Лампы выпсаются с различной цветностью излчения и с
разнымачествомцветопередачи.
ТаадлязажианияразрядавМГЛ
требется напряжение в несольо ило-
вольт,толампывлючаютсятольососпе-
циальнымизажиающимистройствами.На
рис.32поазанатипичнаясхемавлючения
МГЛ.Каивсеазоразрядныелампы,МГЛ
мотработатьтольовместесбалластным
дросселем, создающим сдви фаз межд
тооминапряжением.Поэтомтребетсяомпенсацияоэффициен-
тамощности,тоестьвлючениеомпенсирющеоонденсатора.
Впоследниеодырядфирмначалвыпсатьэлетронныеап-
паратывлючениямаломощныхМГЛ.Высоочастотноепитаниеламп
высооодавления не дает таих преимществ, аие мывидели
люминесцентных ламп, и, роме тоо, приводит нестойчивости
разряда (та называемом «астичесом резонанс»). Поэтом, в
отличиеотлюминесцентныхламп,МГЛчерезтаиеаппаратыпита-
ютсяневысоочастотнымтоом,анапряжениемпрямоольнойфор-
мысчастотой100 – 150Гц.ЭлетронныеаппаратывлюченияМГЛ
значительно(в3 – 4раза)лечедросселейи,рометоо,сочетают
фнциибалластаизажиающеостройства,аинодаиомпенси-
рющеоонденсатора.Лампысерамичесимиорелами,апра-
вило,реомендетсяиспользоватьсэлетроннымиаппаратами.
Ðèñ. 32. Ñõåìà âêëþ÷åíèÿ
ìåòàëëîãàëîãåííûõ
ëàìï
60
НедостатамиМГЛявляются:высоаястоимость(внесольо
раздорожеДРЛ,особеннолампысерамичесимиорелами);боль-
шое время разорания (до 10 минт); большая лбина пльсаций
световоопотоа(лампсредоземельнымиэлементами,имеющих
наилчшюцветопередач,—до100%);невозможностьповторноо
влюченияорячейлампыпослееепоасанияхотябынадолисен-
ды;необходимостьприменениязажиающихстройств.
ПосольМГЛбольшоймощностиприменяютсядляосвеще-
ниярпныхспортивныхмероприятийсбольшимоличествомзри-
телей,поасаниелампможетвызватьпанисредизрителей,нео-
воряжеосрывеспортивноомероприятия.Дляислючениятаих
явленийвпрожеторахдляосвещенияспортивныхарен,ромеобыч-
ныхзажиающихстройств,использютсяблоимновенноопере-
зажиания ламп — сложные, тяжелые и очень дороие стройства,
автоматичесидающиена ламп приеепоасании импльсы сна-
пряжениемдо50В,способныезажечьдажеорячюламп.Лампы,
предназначенныедляработыстаимиблоами,имеютособюон-
стрцию—одинизэлетродоввыводитсячерезцооль,дрой—
черезпротивоположнюцоолюсторонвнешнейолбы.
Классифиацияиобозначенияметаллоалоенныхламп
Металлоалоенныелампылассифи-
цирютсяпомощности,цветностиизлче-
ния,общеминдесцветопередачи,он-
стртивномисполнению,типцооля.
Лампы изотавливаются мощностью
20,35,50,70,150,250,400,700,1000,2000
и 3500 ватт. Лампы мощностью 2000 и
3500Втвлючаютсявсетьснапряжением
380В,остальные—220В.
Лампы выпсаются с широим диа-
пазоном цветности излчения — от тепло-белоо с Ò
цв
= 3000 Кдо
дневноос Ò
цв
=6500К. Немецая фирма BLVнесольо летназад
первойвмиреначалапромышленноепроизводствоцветныхМГЛ—
синих,зеленых,оранжевыхипрпрных (magenta). Сеодня, роме
этойфирмы,цветныеМГЛначаливыпсатьинаPhilips.Мощность
цветныхлампот150до1000Вт;лампыделаютсяводноцоольном
исполнениисцоолемЕ40илисофитноотипасцоолямиRX7s.Ин-
тересноотметить,чтопосообщениюпредставителейфирмыBLVос-
новнойпотребительцветныхМГЛ—Россия,деэтилампышироо
использютсядляархитетрно-хдожественнооосвещениязданий.
ПоонстртивномисполнениюМГЛможноразделитьнадвх-
цоольные (называемые таже «софитными»), одноцоольные и
Ðèñ. 33. Âíåøíèé âèä ÌÃË