Примеры бесстартерных схем.

Вариант 1

Схема включения лампы накаливания с управлением из двух мест

Схема включения лампы накаливания с управлением из трех мест

Схема включения ламп накаливания с управлением из нескольких мест

Вариант 2

Схемы управления освещением из нескольких мест:

• 1.1 - из двух мест;
• 1.2 - из двух мест с транзитной фазой;
• 1.3 - из трех мест (при увеличении числа переключателей 2 из любого числа мест);
• 1.4 - с помощью магнитного пускателя.
• [1] - переключатель однополюсный на два направления без нулевого положения;
• [2] - переключатель двухполюсный на два направления без нулевого положения;
• [3] - переключатель однополюсный с нулевым положением;

«Выключатель электрический – аппарат для включения и отключения электрического оборудования и устройств. Основные параметры выключателя: номинальное напряжение, номинальная сила тока, сила (или мощность) отключения, время отключения». Выключатели бывают однополюсные, двухполюсные, трехполюсные, однополюсные на три цепи.

«Переключатель электрический – электрический аппарат, предназначенный для коммутации электрических цепей. Они предназначаются для управления из двух или нескольких мест, различают однополюсные переключатели на две цепи с отключенным положением, однополюсные со сложной коммутацией цепей с одним отключенным положением. К переключателям электрическим относятся рубильники, пакетные выключатели, тумблеры и др.»

Для наших целей нужны переключатели с тремя выводами, а не с двумя, как у обычного выключателя. Конечно, можно управлять освещением двумя последовательно соединенными в фазном проводе выключателями, установленными в разных местах, например, наверху и внизу лестницы. Правда, в этом случае один из выключателей должен находиться во включенном положении. А это может вызвать некоторую путаницу. Так, если вы поднялись по лестнице и выключили за собой свет, а в это время кто-то захочет навестить вас на втором этаже и начнет щелкать выключателем, то осветить лестницу ему не удастся. А если он еще оставит выключатель в выключенном положении, то и вы не сможете включить на лестнице свет. Это неудобно. Поэтому ниже предлагаю вам три работоспособные схемы управления освещением из нескольких мест.

Наиболее простая схема для включения-выключения лампы с двух сторон, например, для освещения той же лестницы на даче, приведена на рис. 1. Аппаратами управления здесь служат однополюсные на два направления (двухпозиционные) переключатели S1 без нулевого (нейтрального) положения. Эта схема гораздо удобнее вышеупомянутой схемы с двумя выключателями. При такой схеме в каком бы положении ни находился один из переключателей, вторым можно всегда включить (или выключить) линию освещения.

При наличии трех входов у крайних входов оставляют однополюсные переключатели S1, а у промежуточного входа устанавливают двухполюсной переключатель S2 (тумблеры) на два положения без нейтрального положения (рис. 3). При большем числе входов в схему вводят дополнительные переключатели S2, включенные в разрыв линий, соединяющих переключатели S1 и S2.

Вопрос 2 Схемы включения люминесцентных ламп. Безстартерное и стартерное зажигание ламп.

Импульсное (или стартерное) зажигание люминесцентной лампы, несмотря на его относительную простоту, имеет ряд недостатков. Основной из них — невозможность быстрого зажигания лампы, так как для изгибания биметаллического контакта стартера требуется время. Оно различно для разных стартеров даже одного типа. Нередко получается, что лампа зажигается с предварительным миганием после нескольких срабатываний стартера, так как продолжительность замыкания контакта стартера оказывается недостаточной для должного нагрева электродов лампы.
Другой существенный недостаток — сокращение срока службы ламп из-за неустойчивой работы стартера. Но этой причине лампы чаще выходят из строя, чем из-за недостатков самих ламп.
Недостатки импульсного зажигания явились причиной разработки бесстартерных схем, в основу которых положено то обстоятельство, что прогрев электродов лампы перед ее зажиганием, помимо автоматизированного (стартерного) включения и выключения пусковых нитей, возможен без применения стартера. В этом случае нити накала начинают нагреваться сразу с момента включения лампы в питающую сеть и при наличии достаточного напряжения зажигание происходит сразу посыле прогрева электродов. По этим признакам подобные Схемы называют бесстартерными или схемами быстрого зажигания. В бесстартерных схемах (быстрого зажигания) лампа зажигается повышенным переменным напряжением; зажигание должно производиться при подогретых электродах.
Напряжение зажигания Дампы существенно зависит от температуры накала электродов лампы или тока их подогрева, что иллюстрируется рис. 1. При горении лампы большой ток подогрева нежелателен, так как он ухудшает условия работы электродов и уменьшает срок их службы. Поэтому пока электрод холодный, напряжение зажигания очень велико (напряжение мгновенного или Голодного зажигания U3,x). При увеличении тока подогрева электродов напряжение зажигания снижается до некоторого значения и далее остается постоянным (напряжение горячего зажигания U3, г). Чтобы при горячих электродах люминесцентная лампа зажигалась при сравнительно невысоком напряжении, на лампе для бесстартерного зажигания может быть использована металлическая полоска, которая электрически соединяется с одним из электродов лампы.

Рис. 1. Зависимость напряжения Uз от тока подогрева /п (в долях рабочего тока лампы
Up).
Для того чтобы максимально снизить вероятность холодных зажиганий ламп, технические условия на люминесцентные лампы ограничивают верхний предел напряжения зажигания подогретой лампы и нижнюю границу
зажигания холодной лампы. Регламентируется напряжение накала электродов, при котором гарантируется зажигание ламп. Основные технические требования, предъявляемые к бесстартерным ПРА, приведены в табл. 2.
Таблица 2. Основные технические требования, предъявляемые к бесстартерным ПРА

Кроме бесстартерных схем быстрого зажигания (с подогревом электродов лампы) разработаны схемы холодного зажигания (мгновенного). Так как люминесцентные лампы холодного зажигания редко применяются, эти схемы здесь не рассматриваются.

Примеры бесстартерных схем.

В бесстартерных схемах напряжение на лампу подается одновременно с током подогрева электродов и остается постоянным до момента зажигания лампы. По мере нагрева электродов напряжение зажигания снижается и, когда оно достигает напряжения, поданного на негорящую лампу, лампа зажигается. Таким образом, зажигание происходит только после некоторого разогрева электродов лампы. Напряжение зажигания различных ламп имеет довольно значительный разброс, что вынуждает увеличивать напряжение холостого хода, т. е. напряжение на негорящей лампе. Однако чрезмерное увеличение напряжения холостого хода может вызвать холодное зажигание части ламп или зажигание при недостаточно прогретых электродах. Это нежелательно, так как холодное зажигание люминесцентных ламп сокращает срок их службы.

Схема простейшего бесстартерного люминесцентного светильника приведена на рис. 2, а. Электроды лампы подогреваются от вторичных обмоток накального трансформатора Тр. После зажигания лампы за счет падения напряжения в балластном реакторе Р снижается напряжение на первичной обмотке накального трансформатора и уменьшается ток подогрева электродов лампы. К недостаткам такой схемы относится сравнительно низкое напряжение холостого хода — лампа может не загореться. Это объясняется следующим образом. Дело в том, что при включении светильника в электрическую сеть последний оказывается под суммарным напряжением (напряжение сети складывается с напряжением вторичных обмоток накального трансформатора).

Рис. 2. Бесстартерные схемы.
в — с накальным трансформатором; б — с автотрансформатором; в — с накальным трансформатором и пусковым конденсатором; г — с дополнительной обмоткой; д — двухламповая схема; е — трехламповая схема.
Однако падение напряжения на реакторе, вызванное током первичной обмотки накального трансформатора, может оказаться больше, чем напряжение вторичных обмоток накального трансформатора. Поэтому общее напряжение на лампе будет недостаточным для ее зажигания. Несколько лучшие результаты дает схема с автотрансформатором (рис. 2,6). В этой схеме возможно получить более высокое напряжение холостого хода, чем в схеме с трансформатором.
Увеличение напряжения холостого хода обеспечивает схема, приведенная на рис. 2, в, благодаря включению в первичную обмотку накального трансформатора конденсатора, который создает емкостный сдвиг тока в этой цепи. В результате напряжение на индуктивном сопротивлении накального трансформатора, складываясь с напряжением на конденсаторе, создает на лампе увеличенное напряжение, под действием которого лампа зажигается при достаточно прогретых электродах.
Это можно показать на конкретном примере с отвлеченными данными. Допустим, что индуктивное сопротивление балластного реактора ХР=60 Ом; индуктивное сопротивление первичной обмотки накального трансформатора ХгР=40 Ом; емкостное сопротивление конденсатора Хс=320 Ом (активным сопротивлением пренебрегаем), тогда ток в цепи «реактор—конденсатор — первичная обмотка накального трансформатора» при негорящей лампе равен
где I — ток в цепи; Uc — напряжение питающей сети.
Ток, проходящий в цепи, создает падение напряжения: на реакторе AUa=IXp—l Х60=60 В; на первичной обмотке накального трансформатора Д<7тр==/Хтр=1Х Х40=40 В; на конденсаторе MJC=IXC= 1X320=320 В. Так как напряжения на конденсаторе и первичной обмотке накального трансформатора имеют разные знаки, то напряжение на негорящей лампе составит 320— —40=280 В.

После зажигания лампа, превратившаяся из диэлектрика в проводник, шунтирует цепь конденсатора и первичную обмотку накального трансформатора. Ток в этой цепи уменьшается. В такой же степени уменьшается ток, проходящий через электроды лампы. Кроме того, при горящей лампе напряжение на ее электродах уменьшится за счет падения напряжения в реакторе.
Конденсатор кроме основного назначения, рассмотренного выше, защищает обмотку накального трансформатора от перегрева. Дело в том, что при отсутствии конденсатора при выходе из строя одного из электродов лампы появляется выпрямляющий эффект, из-за которого через первичную обмотку накального трансформатора проходит постоянный ток. Он перегревает трансформатор и может привести к выходу его из строя. Конденсатор не пропускает постоянного тока и, следовательно, предохраняет трансформатор от перегорания обмотки.
На рис. 2, г показан другой вариант схемы. Здесь конденсатор включен между лампой и балластным реактором и последовательно с первичной обмоткой накального трансформатора включена дополнительная обмотка дод, расположенная на балластном реакторе. Повышенное напряжение на негорящей лампе создается за счет трансформации напряжения из дополнительной в балластную обмотку реактора. В рабочем режиме лампы дополнительная обмотка снижает ток первичной обмотки накального трансформатора. Соответственно снижается ток во вторичных обмотках накального трансформатора, и электроды лампы слабее подогреваются. Конденсатор защищает первичную обмотку накального трансформатора так же, как описано выше.
Рассмотренные одноламповые схемы обладают общим недостатком — имеют низкий коэффициент мощности. Для его повышения (в схемах, где отсутствует конденсатор, создающий опережающий ток) необходимо включать параллельно лампе соответствующую емкость или применять двухламповую схему (рис. 2, д). В этой схеме объединены в одном светильнике отстающая и опережающая ветви. Схема обладает такими же положительными свойствами, как антистробоскопическая схема однофазного питания (см. рис. 1), рассмотренная в разделе.

Определенные преимущества для бесстартерного зажигания люминесцентных ламп имеет трехфазная сеть. На рис. 2, е приведена схема включения трех ламп в сеть 380/220 В. Все три лампы с балластными реакторами включены звездой в трехфазную сеть. Одна из ламп шунтируется конденсатором небольшой емкости, который обеспечивает подачу напряжения на нулевую точку схемы от одной из фаз. Такая схема дает возможность получить на лампах повышенное зажигающее напряжение (равное линейному напряжению). После зажигания двух ламп третья лампа оказывается почти под линейным напряжением и зажигается.
Из изложенного выше вытекает, что для каждой схемы зажигания необходим соответствующий ПРА.
На рис. 3 приведены развернутые схемы включения ПРА некоторых типов. На рис. 3,6 приведена схема совместного включения ПРА типов 1УБЕ и 1УБИ, образующих двухламповый антистробоскопический компенсированный аппарат типа 2УБК в поэлементном исполнении. На рис. 2 и 3 приняты следующие условные обозначения: Л — люминесцентная лампа; Тр — трансформатор; Р — реактор; С — конденсатор; R — резистор; Ст — стартер.
Обозначения ПРА для люминесцентных ламп. Пус- корегулирующие аппараты разделяются в обозначении по следующим признакам:
По количеству ламп, назначению и фазе потребляемого из сети тока при горящей лампе:
1УБИ — одноламповый, стартерный, ток отстает по фазе от напряжения сети;
1УБЕ — одноламповый, стартерный, ток опережает по фазе напряжение сети;
1УБК — одноламповый, стартерный с компенсацией реактивной мощности;
2УБК — двухламповый, стартерный, компенсированный, практически ток совпадает по фазе с напряжением сети;
1АБИ — одноламповый, бесстартерный, ток отстает по фазе от напряжения сети;
1АБЕ — одноламповый, бесстартерный, ток опережает по фазе напряжение сети;
2АБК — двухламповый, бесстартерный, компенсированный, ток практически совпадает по фазе с напряжением сети.
По типу, мощности и напряжению включенных ламп. В условном обозначении аппарата указываются мощность лампы, напряжение питающей сети и символ лампы в том случае, если она отличается от прямолинейной (кольцевая—К, U-образная — U),
3. По сдвигу фаз между токами двух и более ламп, включенных с одним многоламповым аппаратом;

Рис. 3. Схемы включения ПРА для люминесцентных ламп.
а — одноламповая типа 1УБИ-40/220-ВП-03-У4; б —схема совместного включения ПРА типов 1УБЕ-80/220-ВП-03 и 1УБИ-80/220-ВП-03-У4; в — двухламповая антистробоскопическая типа 2УБК-20/220-АВП-ОВ-У4; г — одноламповая кольцевая типа 1УБИ-20К/220-НП-03-У4.
имеющие сдвиг фаз — А; не имеющие сдвиги фаз не обозначаются.
4. В зависимости от класса защиты от поражения электрическим током: аппараты класса защиты 0, в которых доступные для прикосновения части изолированы от токоведущих частей при помощи рабочей изоляции, не обозначаются; аппараты класса защиты 01, в которых доступные для прикосновения части изолированы от токоведущих частей при помощи рабочей изоляции и, кроме того, электрически соединены с заземляющим контактом, не обозначаются; аппараты класса защиты II, в которых доступные для прикосновения части изолированы от токоведущих частей при помощи двойной усиленной изоляции, 2.
По уровню шума создаваемого аппаратами: аппараты с нормальным уровнем шума не обозначаются, с пониженным уровнем шума —П; с особо низким уровнем шума —ПП.
По конструктивному исполнению: встроенные, предназначенные для установки в корпусе светильника,— В; независимые, предназначенные для установки отдельно от светильника, —Н.
По климатическому исполнению: для районов с умеренным климатом — У; для районов с тропическим климатом — Т.
По категории размещения: аппараты для закрытых отапливаемых помещений — 4; аппараты для закрытых неотапливаемых помещений —3; аппараты, устанавливаемые под навесом и в установках наружного освещения —2.
По степени защиты оболочки: открытые, защищенные, пылезащищенные, закрытые.
В условном обозначении типа аппарата по порядку указываются: цифра, обозначающая число ламп, включенных с аппаратом; трехбуквенное обозначение типа аппарата по назначению и фазе потребляемого из сети тока; далее дробь, в числителе которой указана номинальная мощность и символ лампы, а в знаменателе — номинальное напряжение сети; буква А указывается при наличии сдвига фаз; далее следует обозначение конструктивного исполнения; обозначение аппарата по уровню шума; условный номер разработки (трехзначное число); климатическое исполнение и категория размещения.
Условное обозначение встроенного двухлампового компенсированного стартерного аппарата с особо низким уровнем шума для прямой люминесцентной лампы 40 Вт для включения в сеть 220 В со сдвигом фаз между токами ламп, номер разработки 060, для установки в отапливаемом помещении в районах с умеренным климатом: аппарат пускорегулирующий 2УБК.-40/220-АВПП- 060-У.

Рис. 3. Схема управления освещением из трех мест

Обычно в помещениях большой площади со значительной нагрузкой применяют схему, в которой управление нагрузкой производят магнитным пускателем или контактором, катушка же последнего управляется по схемам, приведенным на рис. 1…3 с помощью однополюсных переключателей S1.

Стартер представляет собой небольшую газоразряд­ную лампу тлеющего разряда. Стеклянная кол­ба наполняется инертным газом (неон или смесь гелий-водород) и помещается в металлический или пластмас­совый корпус, на верхней крышке которого имеется смо­тровое окно.

Схемы включения люминесцентных ламп: а-стартерная с дросселем; б—с лампой накаливания в качестве балласта; EL1 — лампа люминесцентная; КК — стартер; С — конденсатор; LL — дроссель; EL2 — лампа накаливания.

В некоторых конструкциях стартеров смотровое окно отсутствует. Стартер имеет два электро­да. Различают несимметричную и симметричную кон­струкции стартеров. В несимметричных стартерах один электрод неподвижный, а второй подвижный, изготовлен
из биметалла.

В настоящее время наибольшее распро­странение получила симметричная конструкция старте­ров, у которых оба электрода изготовляются из биметалла. Эта конструкция имеет ряд преимуществ по сравнению с несимметричной.

Напряжение зажигания в стартере тлеющего разряда выбирается таким образом, чтобы оно было меньше номинального напряжения сети, но больше рабочего на­пряжения, устанавливающегося на люми­несцентной лампе при ее горении.

Схема подключения двух люминесцентных ламп через стартер.

При включении схемы на на­пряжение сети оно полностью окажется приложенным к стартеру. Электроды стар­тера разомкнуты, и в нем возникает тлеющий разряд. В цепи будет проходить небольшой ток (20-50 мА). Этот ток на­гревает биметаллические электроды, и они, изгибаясь, замкнут цепь, и тлеющий разряд в стартере прекратится.

Через дроссель и последовательно соединенные катоды начнет проходить ток, который будет подогревать катоды лампы. Величина этого тока определяется индуктивным сопротивлением дросселя, выбираемым таким образом, что­бы ток предварительного подогрева като­дов в 1,5 2,1 раза превышал номинальный ток лампы. Длительность предваритель­ного подогрева катодов определяется вре­менем, в течение которого электроды стар­тера остаются замкнутыми.

Когда элек­троды стартера замкнуты, они остывают, и по прошествии определенного промежутка времени, называемого временем контактирования, электроды раз­мыкаются. Так как дроссель обладает большой индуктивностью, то в момент размыкания электродов стар­тера в дросселе возникает большой импульс напряже­ния, зажигающий лампу.

После зажигания лампы в цепи установится ток, рав­ный номинальному рабочему току лампы. Этот ток обу­словит такое падение напряжения на дросселе, что на­пряжение на лампе станет примерно равным половине номинального напряжения сети. Так как стартер вклю­чен параллельно лампе, то напряжение на нем будет равно напряжению на лампе и в связи с тем, что оно недостаточно для зажигания тлеющего разряда в стар­тере, его электроды останутся разомкнутыми при горе­нии лампы.

Стартеры тлеющего заряда.

Возможность зажигания лампы зависит от длитель­ности предварительного подогрева катодов и величины тока, проходящего через лампу в момент размыкания электродов стартера. Если разрыв цепи произойдет при малом значении тока, то величина индуктированной в дросселе э. д. с. и, следовательно, приложенного к лампе напряжения может оказаться недостаточной для ее зажигания, и лампа не зажжется. Поэтому, если при первой попытке стартер не зажжет лампу, он сразу же автоматически будет повторять описанный процесс до тех пор, пока не произойдет зажигание лампы. Со­гласно ГОСТ на стартеры зажигание лампы должно быть обеспечено за время до 10 сек.

Параллельно электродам стартера включен конден­сатор емкостью 0,003-0,1 мкф. Этот конденсатор обыч­но размещается в корпусе стартера. Конденсатор выпол­няет две функции: снижает уровень радиопомех, возни­кающих при контактировании электродов стартера и создаваемых лампой; с другой стороны, этот конденса­тор оказывает влияние на процессы зажигания лампы. Конденсатор уменьшает величину импульса напряже­ния, образуемого в момент размыкания электродов стар­тера, и увеличивает его длительность.

При отсутствии конденсатора напряжение на лампе очень быстро воз­растает, достигая нескольких тысяч вольт, но продолжи­тельность его действия очень небольшая. В этих усло­виях резко снижается надежность зажигания ламп. Кро­ме того, включение конденсатора параллельно электро­дам стартера уменьшает вероятность сваривания или, как говорят, залипания электродов, получающегося в ре­зультате образования электрической дуги в момент размыкания электродов. Конденсатор способствует быстрому гашению дуги.

Принципиальная схема включения люминесцентной лампы.

Применение конденсаторов в стартёре не обеспечи­вает полного подавления радиопомех, создаваемых лю­минесцентной лампой. Поэтому необходимо дополни­тельно на входе схемы установить два конденсатора емкостью не менее 0,008 мкф каждый, соединен­ных последовательно, и среднюю точку заземлить.
Одним из рекомендуемых способов снижения уровня радиопомех является применение дросселей с симметри­рованной обмоткой где обмотка дросселя разделе­на на две совершенно одинаковые части, имеющие рав­ное число витков, намотанных на один общий сердеч­ник.

Каждая часть дросселя соединена последовательно с одним из катодов лампы. При включении такого дрос­селя с лампой оба ее катода работают в одинаковых условиях, что снижает уровень радиопомех. В настоящее время, как правило, выпускаемые промышленностью дроссели изготовляются с симметрированными обмот­ками.

В схеме из-за наличия дросселя ток через лампу и напряжение сети не будут совпадать по фазе, т. е. они не будут одновременно достигать своих нулевых и максимальных значений. Как известно из теории переменного тока, в этом случае ток будет отставать по фазе от напряжения сети на некоторый угол, величина которого определяется соотношением индуктивного со­противления дросселя и активного сопротивления всей сети. Такие схемы называются отстающими.

В ряде случаев использования люминесцетных ламп требуется создавать такие условия, когда ток через лам­пу опережал бы по фазе напряжение сети. Такие схемы называются опережающими. Для выполнения этого условия последовательно с дросселем включается кон­денсатор, емкость которого рассчитывается таким обра­зом, чтобы его емкостное сопротивление было больше индуктивного сопротивления дросселя.

Устройство люминесцентной лампы.

В опережающем балласте в период зажигания лампы ток предварительного подогрева катодов имеет недостаточную величину. Для устранения этого явления необходимо на время зажигания лампы увеличить ток предварительного подогрева, что можно сделать, если частично компенсировать емкость индуктивностью. В цепь стартера включается дополнительная индуктивность в виде компенсирующей катушки.

При замыкании электродов стартера эта компенсирующая катушка включается последовательно с дросселем и конденсатором, общая индуктивность схемы возраста­ет, а вместе с ней увеличивается ток предварительного подогрева. После размыкания электродов стартера ком­пенсирующая катушка отключается, и в рабочем режиме лампы она не участвует. Индуктивность дополнительной катушки компенсирует емкость конденсатора, установ­ленного в стартере. Поэтому в схему вводится дополни­тельный конденсатор емкостью не менее 0,008 мкф, включаемый параллельно лампе и выполняющий в этом случае роль помехоподавляющего конденсатора.

Один из недостатков рассмотренных схем - низкий коэффициент мощности. Он составляет величину 0,5-0,6. Пускорегулирующие аппараты (ПРА), выполненные на основе этих схем, относятся к группе так называемых некомпенсированных аппаратов. При использовании та­ких аппаратов согласно правилам устройства электро­установок (ПУЭ) для повышения низкого коэффициента мощности необходимо предусматривать групповую ком­пенсацию коэффициента мощности, обеспечивающую до­ведение его для всей осветительной установки до вели­чины 0,9-0,95.

При невозможности или экономической неэффектив­ности применения групповой компенсации коэффициента мощности используют схемы, в которых дополнительно параллельно лампе включается конденсатор достаточной емкости, выбранный таким образом, чтобы коэффициент мощности схемы повысился до величины 0,85 -0,9 . ПРА, изготовленный по этой схеме, называют компенсированным. Расчеты показывают, что для ламп мощ­ностью 20 и 40 вт при напряжении 220 в емкость кон­денсатора составляет 3-5 мкф.

Основной недостаток стартерных схем зажигания - их низкая надежность, которая обусловлена ненадежно­стью работы стартера. Надежная работа стартера также зависит от уровня напряжения в питающей сети. Со сни­жением напряжения в питающей сети увеличивается время, необходимое для разогрева биметаллических элек­тродов, а при уменьшении напряжения более чем на 20% номинального стартер вообще не обеспечивает кон­тактирования электродов, и лампа не будет зажигаться. Значит, с уменьшением напряжения в питающей сети время зажигания лампы увеличивается.

Схема запуска сгоревшей люминисцентной лампы.

У люминесцентной лампы по мере старения наблю­дается увеличение ее рабочего напряжения, а у старте­ра, наоборот, с ростом срока службы напряжение зажи­гания тлеющего разряда уменьшается. В результате этого возможно, что при горящей лампе стартер начнет срабатывать и лампа гаснет.

При размыкании электродов стартера лампа вновь загорается и наблюдается мига­ние лампы. Такое мигание лампы, помимо вызываемого им неприятного зрительного ощущения, может привести к перегреву дросселя, выходу его из строя и порче лам­пы. Подобные же явления могут иметь место при ис­пользовании старых стартеров в сети с пониженным уровнем напряжения. При появлении миганий лампы необходимо заменить стартер на новый.

Стартеры имеют значительные разбросы времени кон­тактирования электродов, и оно очень часто недостаточ­но для надежного предварительного подогрева катодов ламп. В результате стартер зажигает лампу после не­скольких промежуточных попыток, что увеличивает дли­тельность переходных процессов, снижающих срок служ­бы ламп.

Общий недостаток всех одноламповых схем - невоз­можность уменьшить создаваемую одной люминесцент­ной лампой пульсацию светового потока. Поэтому такие схемы можно применять в помещениях, где устанавли­вается несколько ламп, а в случае их использования для группы ламп рекомендуется с целью уменьшения пульса­ции светового потока лампы включать в различные фазы трехфазной цепи. Необходимо стремиться к тому, чтобы освещенность в каждой точке создавалась не менее чем от двух-трех ламп, включенных в разные фазы сети.

Двухламповые схемы включения. Применение двух­ламповых схем включения дает возможность уменьшить пульсацию суммарного светового потока, так как пуль­сации светового потока каждой лампы происходят не одновременно, а с некоторым сдвигом по времени. По­этому суммарный световой поток двух ламп никогда не будет равен нулю, а колеблется около некоторого сред­него значения с частотой, меньшей, чем при одной лам­пе. Кроме того, эти схемы обеспечивают высокий коэф­фициент мощности комплекта лампа - ПРА.

Наибольшее распространение получила двухлампо­вая схема, называемая часто схемой с расщепленной фазой. Схема состоит из двух элементов-ветвей: отстающей и опережающей. В первой ветви ток отстает по фазе от напряжения на угол 60°, а во второй - опе­режает на угол 60°. Благодаря этому ток во внешней цепи будет почти совпадать по фазе с напряжением, и коэффициент мощности всей схемы составит величину 0.9-0.95.

Эту схему можно отнести к группе компенси­рованных, и по сравнению с одноламповой некомпенси­рованной схемой она обладает тем преимуществом, что не требуется принимать дополнительных мер для повы­шения коэффициента мощности. При изготовлении ПРА по этой схеме общий расход конструкционных материалов меньше, чем для двух и одноламповых аппаратов. В настоящее время выпускается большое количество различных типов аппаратов, выполненных по этой схеме.

Вопрос 3 Схемы включения ламп ДРЛ.

Для освещения улиц, цехов промышленных предприятий и других объектов, не требующих высокого качества цветопередачи, применяются ртутные лампы высокого давления типа ДРЛ (дуговая ртутная люминофорная).

Рисунок 1. Схема устройства лампы ДРЛ.

Устройство: Лампа ДРЛ (рис. 1) состоит из стеклянного баллона 1, снабженного резьбовым цоколем 2. В центре баллона укреплена ртутно-кварцевая горелка (трубка) 3, заполненная аргоном с добавкой капли ртути. Четырех электродные лампы имеют главные катоды 4 и дополнительные электроды 5, расположенные рядом с главными катодами и подключенные к катоду противоположной полярности через добавочный угольный резистор 6.

А теперь поподробней:

Схема 2. Включение дросселя.

1. Цоколь представляет собой простую конструкцию, которая позволяет принимать электроэнергию от электрической сети за счёт контактирования токоведущих частей лампы ДРЛ (одна из которых резьбовая, а вторая — точечная) с электрическими контактами патрона светильника. В результате чего осуществляется передача электроэнергии на электроды горелки.
2. Горелка (кварцевая) — это, пожалуй, основная функциональная часть ДРЛ лампы. Горелка представляет собой кварцевую колбу, у которой по сторонам имеются по два электрода. Два из них основных и два - дополнительные. Внутреннее пространство кварцевой горелки заполнено газом «аргоном» и ртутью (маленькая капелька ртути).
3. Колба (стеклянная) — является внешней частью ДРЛ лампы. В неё помещена сама кварцевая горелка лампы, к которой подходят электрические проводники, идущие от контактного цоколя. Из стеклянной колбы откачивается весь воздух, после чего закачивается азот. Ещё в стеклянной колбе располагаются два ограничивающих сопротивления (стоящие в цепи дополнительных электродов). Колба лампы ДРЛ с внутренней стороны имеет люминофор.

Одни из первых ламп ДРЛ имели в своей конструкции только два электрода. Это ухудшало условия для совершения поджога лампы и требовало дополнительное устройство пуска (импульсный высоковольтный пробой промежутка горелки). Такая разновидность ламп ДРЛ была снята с производства и заменёна на 4-х электродный вариант. Нуждается только в дросселе.

Принцип действия

Горелка (РТ) лампы изготавливается из тугоплавкого и химически стойкого прозрачного материала (кварцевого стекла или специальной керамики), и наполняется строго дозированными порциями инертных газов. Кроме того, в горелку вводится металлическая ртуть, которая в холодной лампе имеет вид компактного шарика, или оседает в виде налёта на стенках колбы и (или) электродах. Светящимся телом РЛВД является столб дугового электрического разряда.

Схема 3. Ввод трансформатора.

Процесс зажигания лампы, оснащённой зажигающими электродами, выглядит следующим образом. При подаче на лампу питающего напряжения между близко расположенными основным и зажигающим электродом возникает тлеющий разряд, чему способствует малое расстояние между ними, которое существенно меньше расстояния между основными электродами, следовательно, ниже и напряжение пробоя этого промежутка. Возникновение в полости РТ достаточно большого числа носителей заряда (свободных электронов и положительных ионов) способствует пробою промежутка между основными электродами и зажиганию между ними тлеющего разряда, который практически мгновенно переходит в дуговой.

Стабилизация электрических и световых параметров лампы наступает через 10 — 15 минут после включения. В течение этого времени ток лампы существенно превосходит номинальный и ограничивается только сопротивлением пускорегулирующего аппарата. Продолжительность пускового режима сильно зависит от температуры окружающей среды: чем холоднее, тем дольше будет разгораться лампа.

Электрический разряд в горелке ртутной дуговой лампы создаёт видимое излучение голубого или фиолетового цвета, а также мощное ультрафиолетовое излучение. Последнее возбуждает свечение люминофора, нанесённого на внутренней стенке внешней колбы лампы. Красноватое свечение люминофора, смешиваясь с бело-зеленоватым излучением горелки, даёт яркий свет, близкий к белому.

Схема включения лампы ДРЛ.

Изменение напряжения питающей сети в большую или меньшую сторону вызывает соответствующее изменение светового потока. Отклонение питающего напряжения на 10 — 15 % допустимо и сопровождается изменением светового потока лампы на 25 — 30 %. При уменьшении напряжения питания менее 80 % номинального, лампа может не зажечься, а горящая — погаснуть.

При горении лампа сильно нагревается. Это требует использования в световых приборах с дуговыми ртутными лампами термостойких проводов, предъявляет серьёзные требования к качеству контактов патронов. Поскольку давление в горелке горячей лампы существенно возрастает, увеличивается и напряжение её пробоя. Величина напряжения питающей сети оказывается недостаточной для зажигания горячей лампы. Поэтому перед повторным зажиганием лампа должна остыть. Этот эффект является существенным недостатком дуговых ртутных ламп высокого давления, поскольку даже весьма кратковременный перерыв электропитания гасит их, а для повторного зажигания требуется длительная пауза на остывание.

Общие сведения: Лампы ДРЛ имеют высокую светоотдачу. Они устойчивы к атмосферным воздействиям, зажигание их не зависит от температуры окружающей среды.

• лампы типа ДРЛ выпускаются мощностью 80, 125, 250, 400, 700, 1000 Вт;
• средний срок службы 10000 часов.

Важным недостатком ламп ДРЛ является интенсивное образование озона в процессе их горения. Если для бактерицидных установок это явление обычно оказывается полезным, то в других случаях концентрация озона вблизи светового прибора может существенно превышать допустимую по санитарным нормам. Поэтому помещения, в которых используются лампы ДРЛ, должны иметь соответствующую вентиляцию, обеспечивающую удаление избытка озона.

О0Др-основная обмотка дросселя, Д0Др-дополнительная обмотка дросселя, С3-помехоподавляющий конденсатор, СВ-селеновый выпрямитель, R-зарядный резистор, Л-двухэлектродная лампа ДРЛ, Р-разрядник.

Включение: Включение ламп в сеть осуществляется с помощью ПРА (пуско-регулирующей аппаратуры). В обычных условиях последовательно с лампой включается дроссель (схема 2), при очень низких температурах (ниже -25°C) в схему вводится автотрансформатор (схема 3).

При включении ламп ДРЛ наблюдается большой пусковой ток (до 2,5·Iном). Процесс разгорания лампы длится до 7 минут и более, повторное включение лампы возможно лишь после ее остывания (10-15 минут).

• технические данные лампы ДРЛ 250Мощность, W - 250;
• ток лампы, A - 4,5;
• тип цоколя - E40;
• световой поток, Lm - 13000;
• светоотдача, Lm/W - 52;
• цветовая температура, К - 3800;
• срок горения, ч - 10000;
• индекс цветопередачи, Ra - 42.