Люминесцентные лампы, что это?

Среди огромного разнообразия устройств искусственного освещения достаточно весомую нишу занимают люминесцентные лампы. Этот вид световых приборов был впервые представлен еще в 1938 году, бросив вызов единственным монополистам того времени, лампочкам накаливания. С того времени их конструктивные особенности претерпели значительные изменения и доработки за счет чего люминесцентные лампы перешли в разряд энергосберегающих. Но, чтобы разобраться во всех за и против, детально ознакомиться с особенностями их эксплуатации в быту и промышленности, мы детально изучим этот вид осветительных приборов.

Устройство и принцип работы

Конструктивно люминесцентные лампы представляют собой стеклянную колбу, внутренняя поверхность которой покрывается специальным составом – люминофором. Он состоит из галофосфата кальция и других примесей, некоторые варианты содержат редкоземельные элементы – тербий, европий или церий, но такие комбинации являются довольно дорогими.

Из колбы на этапе изготовления откачивается весь воздух, а емкость заполняется смесью инертных газов, чаще всего аргона, и паров ртути. В зависимости от модели лампы химический состав, как инертных газов, так и люминофора будет отличаться. Внутри газовой смеси располагается вольфрамовая нить накала, которая покрывается эмитирующим покрытием.

Рис. 1. Устройство и принцип действия люминесцентной лампы

Принцип действия такой энергосберегающей лампы заключается в такой последовательности электрохимических процессов:

  • На контакты газоразрядной ртутной лампы подается напряжение питания, за счет чего в цепи нити накаливания начинает протекать электрический ток.
  • При протекании электрического тока с поверхности нити начинает распространяться тепловая энергия и частицы эмиттеры, которые активируют инертный газ и обуславливают выделение ультрафиолетового излучения.
  • Свечение газов имеет относительно низкий процент видимого спектра, так как большая часть приходится на ультрафиолетовые волны. Но при достижении ультрафиолетом стеклянной колбы газоразрядной лампы, происходит активация и последующей свечение люминофора.

Спектр свечения люминесцентных лампочек может варьироваться в довольно широком диапазоне. Выбор оттенков свечения в осветительных устройствах осуществляется посредством изменения процентного соотношения магния и сурьмы в составе люминофора.

Также важным моментом является температурный показатель, поэтому величина подаваемого напряжения и протекающего электрического тока должны иметь постоянное значение для каждого диаметра колбы. Именно строгое соблюдение электрических характеристик по отношению к ее геометрическим параметрам в люминесцентной лампе позволяет выдавать нужный цвет и яркость свечения.

Разновидности

Все разнообразие люминесцентных ламп характеризуется достаточно большим спектром параметров. Но в рамках данной статьи мы рассмотрим наиболее отличительные из них.

По величине давления газа внутри колбы, на практике различают светильники высокого и низкого давления:

  • Высокого давления – такие люминесцентные приборы выдают плотный световой поток насыщенных цветовых оттенков. Применяются в достаточно мощных моделях с номиналом от 50 до 2000 Вт, характеризуются сроком службы от 6 тыс. до 15 тыс. часов.
  • Низкого давления – отличается относительно небольшой плотностью газа в емкости, применяется для освещения помещений в быту или на производстве.

По форме колбы энергосберегающей лампочки – колба может иметь классическую грушевидную форму со стеклянной спиралью внутри, продолговатую вытянутую форму, вид спиралевидной трубки закрученной вокруг оси, кольцевидные и других форм.

Рис. 2. Разновидности колбы

По конструкции цоколя различают люминесцентные лампы со стандартным цоколем E с числовым обозначением, указывающим диаметр самого цоколя газоразрядного источника. G – штыревой, в котором число после буквенной маркировки показывает расстояние между контактами, а перед на количество пар контактов. Также можно встретить модели с цоколем типа W и F, но они используются довольно редко.

Рис. 3. Разновидности цоколей

По цветовой температуре свечения различают люминесцентные приборы с горячим желтым и холодным синим спектром. Также существуют варианты нейтрального цвета свечения. Цветовые температуры подбираются в соответствии с поставленными задачами: теплые для жилья, холодные для производственных объектов.

Рис. 4. Цветовая температура

Маркировка

Система обозначения люминесцентных лампочек определяет их основные параметры Однако, в зависимости от страны производителя будут отличаться и стандарты в обозначении. Для сравнения рассмотрим оба варианта маркировки на примере отечественных и зарубежных производителей.

Отечественная

Отечественная маркировка включает в себя буквенно-цифровое обозначение, которое включает в себя четыре позиции для букв и одну для чисел. К примеру: ЛБЦК-60.

Первая буква в маркировке Л означает лампа. Вторая позиция более сложная, она может выражаться как одной, так и парой буквосочетаний, обозначает индексы цветопередачи, в ней возможны такие варианты:

  • Д – дневного спектра;
  • ХБ – холодное белое свечение;
  • Б – белого цвета;
  • ТБ – белый теплых оттенков;
  • ЕБ – белый естественного спектра;
  • УФ – ультрафиолетового спектра;
  • Г – голубого цвета;
  • С – синего оттенка;
  • К – красный спектр излучения;
  • Ж – желтого оттенка
  • З – зеленого цвета.

Третья позиция определяет качество цветопередачи, но в наличии есть только два варианта Ц – улучшенного качества или ЦЦ – особенно повышенного, которое часто применяется в декоративном освещении.

В четвертой позиции указывается конструкция светильника. Имеются пять основных позиций:

  • А – амальгамного типа;
  • Б – с быстрым пуском;
  • К – кольцевого вида;
  • Р – рефлекторные лампы
  • У – U образные.

Зарубежная

Люминесцентные лампы зарубежного образца имеют идентичный принцип маркировки. В начале указывается мощность изделия в ваттах, ее легко узнать по латинской букве W.

Тип свечения определяется цифровым кодом с буквенным пояснением на английском:

  • 530 – это теплый тон люминесцентных ламп, но относительно плохой цветопередачи;
  • 640/740 – не совсем холодный, но близкий к нему с посредственным уровнем цветопередачи;
  • 765 – голубого оттенка с посредственным уровнем передачи цветов;
  • 827 – близкий к лампе накаливания, но с хорошей передачей цветов;
  • 830 – близкий к галогенной лампочке, с хорошим уровнем передачи цвета;
  • 840 – белого оттенка с хорошим уровнем передачи цветов;
  • 865 – дневного спектра с хорошей цветопередачей;
  • 880 – дневной спектр с отличной степенью передачи света;
  • 930 – теплый тон с отличными параметрами цвета и низким уровнем светоотдачи;
  • 940 – холодный тон с отличной передачей цвета и средним уровнем светоотдачи.
  • 954/965 – люминесцентные устройства с непрерывным спектром.

Технические характеристики

Важными техническими характеристиками для люминесцентных ламп являются:

  • Мощность лампы – может варьироваться в пределах от 10 до 80 Вт для классических бытовых нужд, промышленные модели могут достигать 2000 Вт;
  • Номинальное напряжение – в большинстве случаев применяется напряжение 220В;
  • Температура цветового свечения – варьируется в пределах от 2700 до 6500°К;
  • Светоотдача – количество выделяемого светового потока в перерасчете на 1Вт потребленной электроэнергии для люминесцентных устройств составляет от 40 до 60Лм/Вт, но существуют и более эффективные модели;
  • Габаритные параметры – зависят от конкретной модели люминесцентной лампы;
  • Тип цоколя – E14 (миньон), E27 (стандартный типоразмер), G10 и G13 штырькового образца и другие.

ЛЛ с трёхполосным люминофором (восьмисотая серия) по соотношению «цена/качество» можно отдать предпочтение, так как они сочетают достаточно хорошую цветопередачу (заметно лучшую, чем у стандартных ЛЛ) с приемлемой стоимостью (немного дороже стандартных, но существенно дешевле пятиполосных) и высокой экономичностью.

  1. Электрические характеристики

1. Номинальное напряжение Uн – напряжение сети (220 или 110 В), для работы в которой предназначена ЛЛ, не является важной характеристикой, так как оно значительно превосходит напряжение на ЛЛ во время ее работы.

2. Рабочее напряжение UР – напряжение на ЛЛ при её горении примерно в два раза ниже номинального и составляет 100…110 В (45…60 В – для ламп на 110 В).

3. Напряжение зажигания UЗ – напряжение на лампе, необходимое для возникновения разряда. Существенно превышает напряжение сети. Не является постоянной величиной для одной и той же лампы, так как зависит от схемы зажигания (от степени предварительного разогрева электродов) и температуры и влажности среды.

4. Номинальная мощность. В зависимости от мощности: принято различать:

– слабомощные ЛЛ – до 18 Вт;

– ЛЛ средней мощности – до 58 Вт;

– мощные ЛЛ – свыше 58 Вт.

Ряд мощности стандартных ЛЛ (без слабомощных): 20,30, 40, 65, 80 Вт;

энергоэкономичных: 18, 36, 58 Вт;

серии Т5: 13, 21, 28, 35 Вт.

Выпускаются также высокоинтенсивные ЛЛ мощностью 150 Вт, хотя широкого применения они не находят из-за низкой эффективности.

  1. Светотехнические характеристики

1. Номинальный световой поток Фн задаётся через 100 часов горения (отжига) ЛЛ. Этот объясняется тем, что у этих ИС в начале эксплуатации наблюдается достаточно быстрый спад светового потока (рис. 43). Этот процесс продолжается и в дальнейшем, но существенно замедляется. В целом для ЛЛ характерно большее уменьшение светового потока, чем у ЛН. По истечении средней продолжительности горения световой поток снижается на 20…30 % от первоначального.

2. Индекс цветопередачи зависит от исполнения ЛЛ. Для стандартных ламп он лежит в пределах от 50 до 70, а для ЛЛ с улучшенной цветопередачей достигает 97. Ни один другой ИС не может обеспечить столь хорошей цветопередачи, как такие ЛЛ.

3. Цветовая температура ЛЛ лежит в пределах от 2700 К (ЛТБ) до 6500 К (ЛДЦ).

Особенности подключения к сети

В виду сложностей, связанных с ионизацией газового промежутка, в люминесцентных лампах может использоваться несколько вариантов схемы включения, упрощающих зажигание разряда. Наиболее популярными являются электрические схемы электромагнитного и электронного балласта, которые мы и рассмотрим далее.

Электромагнитный балласт

Является наиболее старым вариантом, применяемым в пуске люминесцентных ламп с холодными катодами.

Рис. 5. Схема подключения с электромагнитным балластом

Как видите, в этой схема лампа подключается через электромагнитный дроссель и стартер. В момент подачи напряжения стартер, состоящий из биметаллической пластины, представляет собой цепь с очень низким сопротивлением, поэтому ток в нем нарастает в значительной степени, но не доходит до величины КЗ благодаря дросселю. Этот процесс запускает электрический разряд в люминесцентной лампе, а при нагревании электроды стартера разомкнуться.

Электронный балласт

Такой способ подключения предусматривает использование специального автогенератора, собранного на трансформаторе и транзисторном блоке, способном выдавать напряжение повышенной частоты, что позволяет получить световой поток без мерцаний.

Рис. 6. Использование электронного балласта

Как видите, готовый блок электронного балласта для питания люминесцентных ламп, применяется в соответствии со схемой подключения, которая указывается прямо на корпусе изделия.

Причины выхода из строя

Достаточно часто потребители, столкнувшиеся с проблемой прекращения работы или ухудшением параметров свечения люминесцентных ламп, задаются вопросом поиска причин неисправности.

Наиболее частыми причинами выхода люминесцентных ламп со строя являются:

  • перегорание нити накала – характеризуется полным отсутствием свечения;
  • нарушение целостности контактов – также не дает лампе загореться;
  • разгерметизация колбы с последующим выходом инертного газа – характеризуется вспышками оранжевого цвета;
  • перегорание стартера, пробой его конденсатора – мерцание, неспособность долго запуститься, черное пятно возле контактов;
  • обрыв обмотки дросселя или пробой на корпус – не включается или дает попеременное включение/выключение в процессе работы люминесцентной лампы;
  • замыкание в патроне люминесцентной лампы или его контактах – характеризуется миганием, но без последующего пуска.

Неисправности и способы их устранения

Первое, что нужно сделать, — проверить напряжение на контактах лампочки и стартера. Если его нет, меняем неисправные элементы на новые.

Однако зачастую с напряжением все в порядке, но лампа дневного света все равно не включается, или часто мерцает, или моргает, но не загорается. Ниже рассмотрим наиболее распространенные проблемы, ведущие к такой ситуации:

  1. Когда лампочка после включения не только не мерцает, но и не светится, речь, вероятно, идет о прерывании цепи. Чтобы обнаружить такой дефект, прозваниваем цепь с помощью мультиметра. Возможно, что проблема возникла из-за отсоединившегося проводника или поломанной вилки устройства.
  2. Если во время работы люминесцентной лампы отмечается недостаточно сильное свечение с одной из ее сторон (при этом слышно потрескивание), причина неисправности заключается в коротком замыкании. Для устранения проблемы подойдет два способа. В первом случае переворачиваем лампу так, чтобы рабочий и нерабочий концы поменялись местами в патронах. Если свечение не нормализовалось, меняем колбу. Второй вариант решения вопроса состоит в проверке целостности проводов и патронов.
  3. Еще один вариант поломки: лампы горят постепенно угасающим желтым светом. Тут не обойтись без замены лампочки, поскольку причина проблемы в разгерметизации колбы и проникновении в нее воздуха.
  4. Спустя какой-то период на лампочке появляется потемнение. В таком случае проверяем дроссель. Для этого снимаем показатели рабочего и пускового тока. Слишком высокий уровень указывает на необходимость замены дросселя.
  5. Если появление темных пятен сопряжено с проскакивающими электрическими разрядами, но свечение не исчезает, неисправность, скорее всего, кроется в стартере. Чтобы установить причину точнее, делаем замер рабочего тока. В случае повышенного уровня меняем стартер. Если ток в пределах нормы, несколько раз проворачиваем лампочку в патроне. Свечение должно восстановиться. Если нет — меняем лампу.
  6. При постепенном снижении интенсивности свечения проверяем рабочее напряжение. Ток выше нормы указывает на неисправность дросселя. Если в рамках допустимого — понадобится замена лампы, поскольку есть недостаток ртутного содержимого.
  7. Когда лампочка моргает после выключения, причин мерцания бывает несколько (как и после включения). Наиболее распространенная заключается в моргании из-за совместной работы лампы и переключателя с подсветкой. Энергия, идущая на подсветку, становится фактором включения лампочки, однако ее объема недостаточно, и потому светильник только мигает. Единственный выход — отказ от выключателя с подсветкой.
  8. Порой моргание идет вследствие воздействия электромагнитных волн. Проблема возникает, когда в непосредственной близости от лампы расположена электробытовая техника (телевизор, компьютер и т.д.). Также источником волн являются радиостанции, вышки сотовой связи, ЛЭП и другие подобные объекты. Проблема решается только устранением ее первопричины.
  9. Мерцание возникает из-за неисправной электропроводки в квартире (доме). Обычно лампа начинает мигать в сырую погоду. Необходимо менять проводку на новую.
  10. Недостаток напряжения в сети (нехватка 10 и больше процентов) — еще один фактор, приводящий к миганию светильника.
  11. Люминесцентные лампы не всегда включаются или моргают при слишком низкой температуре (ниже 5 градусов тепла).

Любой из перечисленных выше факторов способен привести к миганию люминесцентной лампочки. После нахождения неисправности ее необходимо обесточить до восстановления работоспособности. Следует помнить, что неправильная работа одного из элементов ведет к повреждению других звеньев системы.

Неисправности и ремонт электронного балласта

Существуют разные схемы электронных балластов, но принцип действия каждого из них практически не отличается. Поэтому ремонт люминесцентной лампы производится в определенной последовательности, с некоторыми различиями. В газоразрядных устройствах установлены нити накаливания, обладающие некоторой индуктивностью. Благодаря этому свойству они включаются в схему автоколебательного контура с катушками и конденсаторами. Этот контур находится в обратной связи с инвертором, основой которого служат мощные транзисторные ключи.

Нагревание нитей приводит к увеличению их сопротивления, параметры колебаний подвергаются изменениям. Инвертор реагирует на эти изменения и выдает нужное значение напряжения для запуска лампы. Пройдя сквозь ионизированный газ, ток выполняет шунтирование напряжения на нитях и снижает их накал. Сила тока внутри лампы регулируется за счет обратной связи инвертора и контура автоколебаний.

Питание инвертора осуществляется с помощью диодного выпрямителя, оборудованного фильтрационной системой, выполняющей сглаживание помех. Высокая частота инвертора позволяет полностью исключить моргание и шум во время работы, поэтому ЭПРА пользуются широкой популярностью среди потребителей.

Зная устройство электронного балласта, гораздо проще определиться с тем, как его быстро отремонтировать. Качественная диагностика может быть выполнена только в специализированной мастерской с использованием осциллографа и прочего оборудования. Если же проверка производится самостоятельно, то начинать следует с визуального осмотра неисправной платы. После этого все детали поочередно проверяются измерительными приборами, имеющимися в наличии.

Наиболее частой причиной отказа электронной аппаратуры или ЭПРА для люминесцентных ламп является сгоревший транзистор, который легко определяется в ходе осмотра. При невозможности визуального определения, детали поочередно выпаиваются из платы и прозваниваются мультиметром. В исправном состоянии сопротивление транзисторов будет составлять 400-700 Ом. Если один из транзисторов перегорает, то обычно сгоревшим оказывается и резистор в 30 Ом.

Еще одним слабым местом электронной схемы считается предохранитель с низким сопротивлением от 2 до 5 Ом. Иногда может сгореть один из элементов диодного моста. В таких случаях ремонт ЭПРА заключается в установке вместо неисправных деталей новых элементов, и балласт вновь продолжит свою работу.

{SOURCE}

Маркировка люминесцентных ламп

При замене люминесцентной лампы необходимо учитывать в первую очередь её параметры, они должны соответствовать используемому совместно с ним дросселю. Все источники света маркируются производителями, зная маркировку, несложно будет подобрать замену.

Параметры необходимые учитывать при выборе следующие:

  • мощность;
  • размер;
  • тип цоколя;
  • цветность света.

К сожалению, у производителей нет общего стандарта маркировки, чтоб получить представление о ней рассмотрим два примера.

Philips TL-D36/54—756 G13 T8, здесь:

  • TL-D — обозначает тип лампы, в этом случае стандартная цветопередача.
  • 36/54 — мощность источника, соответствует 36 Вт;
  • 756 — цветовой код, где 7 цифра определяет степень цветопередачи, а число 56 цветовую температуру;
  • G13 — тип цоколя, для используемого примера двухштырьковый.
  • T8 — тип колбы.

Puritec HNS 18W T5 G5 Osram, здесь:

  • HNS — тип лампы, бактерицидная.
  • 18W — мощность прибора, 18 Вт;
  • G5 — тип цоколя.
  • T5 — тип колбы.
  • Osram — торговая марка производителя.

При проведении ремонта, нужно соблюдать технику безопасности

Важно помнить, что нанести вред здоровью может не только опасное для жизни напряжение, но и пары ртути содержащиеся в колбе как короткой, так и длинной

Разновидности и принцип функционирования

Главная функция ЭПРА заключается в преобразовании переменного тока в постоянный. По-другому электронный балласт для газоразрядных ламп называется еще и высокочастотным инвертором. Один из плюсов таких приборов – компактность и, соответственно, небольшой вес, что дополнительно упрощает работу люминесцентных источников света. А еще ЭПРА не создает шум при работе.

Балласт электронного типа после подключения к источнику питания обеспечивает выпрямление тока и подогрев электродов. Чтобы люминесцентная лампа зажглась, подается напряжение определенной величины. Настройка тока происходит в автоматическом режиме, что реализуется посредством специального регулятора.

Такая возможность исключает вероятность появления мерцания. Последний этап – происходит высоковольтный импульс. Поджиг люминесцентной лампы осуществляется за 1,7 с. Если при запуске источника света имеет место сбой, тело накала моментально выходит из строя (перегорает). Тогда можно попытаться сделать ремонт своими руками, для чего требуется вскрыть корпус. Схема электронного балласта выглядит так:

Основные элементы ЭПРА люминесцентной лампы: фильтры; непосредственно сам выпрямитель; преобразователь; дроссель. Схема обеспечивает еще и защиту от скачков напряжения питающего источника, что исключает необходимость ремонта по данной причине. А, кроме того, балласт для газоразрядных ламп реализует функцию коррекции коэффициента мощности.

По целевому назначению встречаются следующие виды ЭПРА:

  • для линейных ламп;
  • балласт, встроенный в конструкцию компактных люминесцентных источников света.

ЭПРА для люминесцентных ламп подразделяются на группы, отличные по функциональности: аналоговые; цифровые; стандартные.

Причины неполадок в люминесцентных лампах

Основные неполадки в работе люминесцентных ламп связаны с состоянием пускорегулирующей аппаратуры, называемой балластом. В электромагнитных устройствах чаще всего выходят из строя стартер и дроссель, а в электронных – перегорают различные полупроводниковые и другие элементы. Эту особенность следует учесть, выполняя ремонт светильников с люминесцентными лампами.

Кроме неполадок в аппаратуре запуска и управления, могут возникнуть неисправности и в самом источнике освещения. Чаще всего это происходит в результате износа, старения или перегорания отдельных деталей и компонентов. Поэтому, зная устройство, можно легко установить причину, почему не запускается и не загорается лампа.

Одним из основных признаков неисправности является мигание прибора во время запуска. Этим они отличаются от обычных лампочек, которые перегорают мгновенно. Процесс моргания указывает на возможные изменения химического состава газовой среды в процессе эксплуатации. В таких случаях снижается содержание ртутных паров из-за их постепенного вырождения. Иногда причиной моргания становятся выгоревшие электроды, на которых уменьшается количество нанесенного активного вещества.

Когда люминесцентные лампы начинают мигать, становится хорошо заметно почернение с торцов стеклянной трубки. Именно появление нагара указывает на выгоревшую спираль и необратимые химические процессы. В таких случаях ремонт уже не проводится, возможно лишь продление срока эксплуатации на короткое время. Для этого используется несложная схема или электронный прибор с функцией холодного пуска, подключаемая к выводам контактов.

В некоторых случаях возможно моргание при включении даже полностью исправного светильника. Это происходит под влиянием неблагоприятных факторов. Например, цепь стартера может разорваться, когда синусоида проходит нулевую отметку, и тогда индукционного импульса оказывается недостаточно, чтобы ионизировать внутреннюю газовую среду.

Эта же причина вызывает мигание при запуске из-за низкого сетевого напряжения. В дальнейшем, в процессе работы, при отсутствии скачков напряжения, исправный светильник работает ровно и устойчиво, поскольку пускорегулирующая аппаратура поддерживает определенный уровень тока в газовой смеси.

Принцип работы и некоторые особенности устройства

Невозможно приступить к профилактическим мероприятиям или устранению неисправностей, тщательно не изучив все характеристики и принцип рабочего процесса люминесцентного осветительного прибора. Для начала определимся с источником светового излучения – это лампа, которая состоит из колбы U-образной или цилиндрической формы с удаленным из нее воздухом. Внутренняя часть заполнена парами инертного газа и ртути. Нити накаливания, с расположенными на них парами контактов, размещены по краям колбы.

Лампа газоразрядного типа с параллельно включенным помехоподавляющим конденсатором служит в качестве стартера для выполнения запуска. Замыкание контактов происходит во время подачи напряжения. Этот процесс возникает из-за появления тлеющего разряда в пространстве между электродами. Важный нюанс – как минимум один из этой пары элементов должен быть биметаллическим. Разряд приводит к нагреванию электродов, и они замыкаются. Все происходящее при желании можно увидеть через окно осмотра в корпусе.

Протекание тока происходит в следующем порядке – через последовательно соединенные нити, контакты и дроссель. Начинается образование свободных электронов на покрытых особым составом нитях. Происходящее получило название термоэлектронной эмиссии. Появившиеся элементы способствуют возникновению свободных зарядов внутри прибора, которые в состоянии поддерживать прохождение тока. В дросселе имеется индуктивное сопротивление, ограничивающее прохождение тока в нитях во время разогрева.

Процесс появления в дросселе ЭДС самоиндукции выполняется после того, как электроды остынут и разомкнутся. Стремительный разгон электронов и возникновение их движения происходит благодаря сочетанию напряжения сети с импульсом высокого напряжения. Ионизация молекул инертного газа – следствие процесса их столкновения с образовавшимися электронами. В итоге образуется очень устойчивый разряд, с ограниченным индуктивностью дросселя током.

Вывод стартера из рабочего состояния выполняется его шунтированием загоревшейся лампой. Иногда встречается ситуация, когда загорание не произошло. В подобных случаях происходит циклическое повторение всего процесса до того момента, когда выполнен запуск или выхода из строя какого-либо компонента. Фильтрация и устранение помех при эксплуатации – обязанность имеющегося в схеме конденсатора. Он подключается параллельно клеммам сети.

Плюсы и минусы

В связи с жесткой конкуренцией на рынке люминесцентные осветительные приборы принято сравнивать с параметрами работы ламп другого принципа действия.

К преимуществам люминесцентных устройств следует отнести:

  • Достаточно высокая эффективность, в сравнении с теми же лампами накаливания выдают на порядок больший световой поток на каждый ватт потребленной электроэнергии;
  • Имеет несколько вариантов цветового спектра, что делает обоснованным их применение для различных целей;
  • Срок эксплуатации до наработки на отказ в 10 – 15 раз превышает тот же показатель у ламп накаливания и галогенок;
  • Достаточно большое разнообразие конструкций – компактные, большие, удлиненные и т.д.

Однако и недостатков у люминесцентных ламп существует немало:

  • Гораздо более высокая стоимость;
  • Наличие ртути, которая при разрушении колбы попадает в окружающее пространство;
  • Даже уцелевшие отработанные лампы требуют специальной утилизации, которая также требует дополнительных затрат;
  • Стабильность работы во многом зависит от температуры и влажности окружающей среды;
  • Люминесцентные лампочки вызывают повышенную усталость глаз при длительном чтении или зрительном напряжении;
  • В сравнении со светодиодными светильниками, бояться механических повреждений;
  • Не поддаются классическим методам управления яркостью.

Компактные люминесцентные лампы

Хотя современные линейные люминесцентные лампы имеют множество достоинств, однако для использования в быту они не подходят, так как имеют большие габариты и ограничивают возможности дизайна в квартире. Благодаря техническому прогрессу, появилась возможность трубки линейных ламп изгибать в любую форму и сделать электронный балласт малогабаритным. Запатентована компактная люминесцентная лапа была в 1984 году. Размер компактной лампочки стал соизмерим с лампочками накаливания, и появилась возможность заменять последние без переделки светильников. Совсем недавно компактные лампочки называли энергосберегающими лампами, но с появлением светодиодных ламп, это название стало не соответствовать действительности.

Принцип работы компактной лампы не отличается от принципа работы линейной люминесцентной лампы. Так же на концах трубки имеются две нити накала, между которыми при приложении напряжения возникает дуговой разряд, излучающий ультрафиолетовые волны, под действием которых люминофор начинает светиться.

Срок службы компактной лампы

Срок службы компактных ламп по данным производителей составляет 8000 часов и существенно сокращается от нестабильности питающего напряжения в сети, частотой включения-выключения лампы, работой в условиях пониженной или повышенной температуры окружающей среды. Как показала практика, чаще всего компактные лампы выходят из строя по причине перегорания нитей накала. Второе место занимает отказ радиоэлементов в схеме электронного балласта.

Конструкция компактной лампы

Конструкция компактной лампы представляет собой две чашки из термостойкой пластмассы, в одной закреплена трубка, а на другой установлен цоколь. Компактные лампы, как и лампы накаливания, выпускаются с цоколями Е14, Е27 и E40, это позволяет вкручивать их в существующие светильники вместо ламп накаливания. В полости чашек находится печатная плата, на которой размещена схема пускорегулирующего устройства. Такая конструкция позволяет разобрать лампу, проверить целостность нитей накала и в случае их исправности отремонтировать электронику. Если нить накала в обрыве, то лампа подлежит утилизации.

Часть потребляемой компактной лампочкой мощности теряется и выделяется в схеме пускорегулирующего устройства в виде тепла. Так как в чашках перфорация для циркуляции воздуха для охлаждения отсутствует, то радиоэлементам приходится работать в области предельной температуры. Эти условия существенно снижают срок службы радиоэлементов, особенно высоковольтного электролитического конденсатора. Таким образом, выход из строя радиоэлементов является одной из причин перегорания нитей накала лампы.

Выше приведена типовая электрическая схема пускорегулирующего устройства. Качественное пускорегулирующее устройство должно зажигать лампу спустя 0,5-1 секунду после ее включения, то есть, когда нити накала уже разогрелись. Такой режим включения существенно продлевает срок службы нитей накала и как следствие, самой лампы.

Цветовая температура компактной лампы

В продаже представлены компактные люминесцентные лампы цветовых температур 2700°K, 3300°K, 4200°K, 5100°K, 6400°K. Чем выше число, тем белее излучаемый свет. Лампа с цветовой температурой 2700°K излучает свет, как лампа накаливания, 4200°K светит теплым белым цветом, а 6400°K холодным белым. Восприятие человеком света зависит от времени суток. В дневное время лучше воспринимается белый свет, а в вечернее и ночное – с желтым оттенком, как светит лампа накаливания. Этот факт надо учитывать при выборе компактной лампы.

В настоящее время компактные лампы, еще не успев вытеснить из эксплуатации лампы накаливания, уже морально устарели. На смену им пришли светодиодные лампы, многократно превосходящие по техническим характеристикам люминесцентные лампы.

Какие бывают разновидности ламп

Существует несколько исполнений, которые отличаются по спектру излучения. Выделяют всего три вида:

  • стандартные;
  • специальные;
  • лампы люминесцентные с улучшенной светопередачей.

Излучение первого варианта характеризуется различными оттенками белого цвета. Это обусловлено тем, что конструкцией предусмотрено однослойное покрытие люминофора. В результате область применения таких источников света несколько сужается. Их обычно используют при организации осветительных систем производственных, административных и общественных объектов (офисы, магазины и прочее).

Различные формы исполнения

Исполнения специального типа характеризуются разным спектром излучения. Их главная задача – обеспечение максимально естественных условий для пребывания в различных помещениях. Например, существуют люминесцентные лампы дневного света, а также варианты конструкций, предназначенные для установки в аквариумах специально для растений или животных.

Существуют еще исполнения, которые используют в помещениях, где разводят птиц. Дополнительно к тому встречаются источники света декоративного целевого назначения. Их главное отличие от прочих вариантов – разноцветное свечение.

Лампы с улучшенной светопередачей имеют одно главное преимущество перед остальными видами, о нем довольно красноречиво говорит название таких источников света – более качественная передача цветов. Это достигается путем нанесения многослойного покрытия (3-5 слоев люминофора) на внутреннюю поверхность колбы/трубки.

Классификация по виду цоколя

Классификация данного вида осветительного прибора осуществляется еще и на основании отличий в конструкциях:

  1. Линейные исполнения.
  2. Компактные люминесцентные лампы.

Первый вариант называется еще трубчатым. А, кроме того, эта разновидность бывает прямой и U-образной конструкции. Линейные источники света подразделяются на группы еще и на основании отличий в размерах (длина и диаметр). Причем наблюдается прямая зависимость между габаритами изделия и его мощностью: чем длиннее лампа, тем выше значение данного параметра. Диаметр колбы также отличается: Т4, Т5, Т8, Т10, Т12. Из обозначения можно узнать размер изделия в дюймах. Тип цоколя для таких источников света – G13.

Подразделяются на исполнения по конструкции колбы

Люминесцентные лампы компактного типа подразделяются на исполнения по конструкции колбы (она может быть изогнута в разных вариантах) и цоколю: E14, E27, E40, а также 2D, G23, G27, G24, G53 и несколько подвидов (G24Q1, G24Q2, G24Q3). Первые три из вышеназванных конструктивных элементов дают возможность устанавливать осветительный прибор вместо исполнений с нитью накаливания.

Конструкция светильника

Причины перегорания ламп дневного света зависят от пускорегулирующего устройства

Лампы накаливания и люминесцентные подключаются по-разному, но сгорать могут любые, даже самые качественные источники света. Причин неработоспособности ламп дневного много. Чтобы их выявить, необходимо кратко ознакомиться с конструкцией и действием.

Принцип работы люминесцентных ламп заключается в электрическом разряде, который происходит в парах ртути. Излучаемый ультрафиолетовый свет преобразуется в видимый специальным веществом – люминофором, который нанесен на внутреннюю поверхность колбы светильника.

Чтобы возник газовый разряд, необходимо высокое напряжение, которое создается во время включения светильника за счет использования ПРА.

Существует два принципиально различных типа пускорегулирующей аппаратуры:

  • электромагнитный, в котором используется дроссель и стартер;
  • электронный, собранный на радиоэлектронных компонентах.

Любое несоответствие параметров или выход из строя одного из элементов приводит к полной неработоспособности светильника.

Электромагнитный балласт

Данный тип ПРА имеет наиболее простую конструкцию, в которую входит дроссель и стартер на основе неоновой лампы с подвижными контактами внутри.

Наличие механических контактов является самым слабым местом электромагнитного балласта. Стартеры выходят из строя наиболее часто, особенно если светильник часто включается. Причиной поломки дросселя является межвитковое замыкание. Кроме этого, дроссель – сильный источник электромагнитных помех и может издавать сильный гул.

Электронный балласт

Электронная пускорегулирующая аппаратура (ЭПРА) выполняет преобразование напряжения питающей сети с высокой частотой (порядка десятка и сотен килогерц) в сочетании с выпрямлением, поэтому при использовании такой аппаратуры мерцание отсутствует.

ЭПРА отличается малыми габаритами, массой и высокой надежностью. К сожалению, ряд производителей для снижения себестоимости использует в производстве низкокачественные компоненты, что приводит к выходу ЭПРА из строя.

Наиболее частая причина поломки электронных устройств – потеря емкости электролитических конденсаторов и пробой переходов высоковольтных ключевых транзисторов. Самостоятельное исправление работоспособности электронных блоков требует высокой квалификации и недоступен большинству потребителей.

С такими же трудностями сопряжено изготовление самодельных устройств для запуска светильников, хотя существует множество схем, использование которых позволяет увеличить срок службы люминесцентных ламп.

Кроме неисправностей, связанных с выходом из строя ПРА, отсутствие свечения может быть вызвано самой лампой. Люминесцентные светильники имеют в конструкции электроды, которые покрыты специальным составом для облегчения запуска. Со временем состав выгорает и кратковременный импульс высокого напряжения, снимаемый со стартера и дросселя, уже не в состоянии поджечь газовый разряд. В таком случае происходит повторный поджиг разряда. Со временем лампочка начинает моргать и перестает запускаться.

Выгорание люминофора приводит к постепенному снижению яркости свечения. Наиболее быстро этот процесс происходит вблизи электродов. При этом люминесцентная лампа не горит или ее яркость не равномерна по всей длине светильника.

Как отремонтировать люминесцентный светильник

Оптимальный способ ремонта – замена неисправного элемента

В большинстве случаев наиболее простой выход состоит в замене неисправных элементов. Проверить можно путем установки заведомо исправного элемента. Полноценный ремонт люминесцентного светильника сопряжен с рядом трудностей и требует наличия определенной квалификации и опыта. Перед тем как разобрать светильник дневного света, необходимо убедиться, что он отключен от сети и электричество на него не подано.

Проще всего найти замену неисправному стартеру. Заставить светильник включиться можно, установив вместо него кнопку. Данный способ опасен тем, что удержание кнопки сверх необходимого времени может вызвать перегорание нитей накаливания электродов.

Сложнее использование ламп без дросселя. Разработано несколько работоспособных вариантов такого включения. Большинство схем использует принцип умножения напряжения сети для устойчивого запуска. В данных схемах применяются выпрямительные диоды и батареи конденсаторов, что вызывает увеличение габаритов самодельной ПРА. В качестве дросселя для ограничения тока используется мощный резистор или лампа накаливания 25-40 Вт, в зависимости от мощности люминесцентного светильника.

Преимущество резисторов в малых габаритах, но проблема состоит в высоком тепловыделении на нем во время работы. Лампы накаливания создают дополнительный световой поток, но поскольку они работают при сниженном напряжении, срок их службы практически не ограничен.

Отдельные схемотехнические решения электронных балластов или схем с умножением позволяют использовать лампочки с перегоревшими нитями накаливания. Однако, за счет того, что во время запуска используется высокое напряжение, а ток после поджига слабо ограничен, время работы таких люминесцентных ламп довольно непродолжительное.

Продление срока службы

Срок службы ламп дневного света можно увеличить, если знать причины их перегорания:

  • Работа при низкой температуре приводит к увеличению продолжительности нагрева нитей накаливания до начала возникновения устойчивого газового разряда, в результате осветительный прибор может сгореть быстрее заявленного срока службы.
  • Частые включения также могут вызвать преждевременное старение и перегорание электродов, поскольку пусковые броски тока намного выше, чем в установившемся режиме.
  • Низкокачественные ПРА используют упрощенную схемотехнику и, кроме низкой стоимости, не дают никаких преимуществ.

Рекомендации для увеличения срока службы:

  • Не использовать люминесцентные лампы в помещениях с низкой температурой.
  • Избегать частых включений. Рассматриваемые источники света потребляют малое количество электроэнергии, по сравнению с лампами накаливания, поэтому в некоторых случаях есть смысл оставлять их включенными постоянно.
  • Использовать электронные ПРА с плавным пуском. Такие устройства несколько дороже и вызывают задержку включения (порядка 1-2 секунд), но зато снижают скорость старения электродов и допускают возможность частого включения.
  • Приобретать светильники дневного света надежных производителей. Высокая стоимость оправдана продолжительностью безотказной работы.

Внутри колбы светильника содержится высокотоксичная ртуть. Утилизация неисправных ламп должна соответствовать требованиям законодательства.

Где используются?

Люминесцентные лампы используются повсеместно и находят свое применение практически в любой области, будь то освещение стадионов, городских улиц, промышленных территорий или же жилых помещений. Хороший КПД, превышающий 20%, низкое энергопотребление вкупе с высоким качеством света и долгий срок службы выводит данный тип ламп на второе место по популярности на всем рынке светоисточников, уступая лишь светодиодным моделям.

Область применения

Перечень сфер, в которых могут устанавливаться люминесцентные лампы, достаточно большой. Наиболее часто вы можете встретить их в бытовых помещениях или офисах как основное освещение. В магазинах или торговых центрах устанавливаются в качестве приборов подсветки витрин, стен и других элементов интерьера и могут легко заменить неоновую лампочку. Часто их можно встретить в подсветке коридоров и помещений большой площади удлиненными трубчатыми люминесцентными светильниками.

В промышленной сфере часто применяются как лампы для работы прожекторного освещения, которое охватывает большую площадь. Прожекторные люминесцентные приборы имеют отличную светопередачу, несмотря на удаленность по высоте от освещаемой поверхности.

About the author

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *