ПРА має стартер, дросель і конденсатор.
Стартер складається із скляного балона, в якому розміщено пару контактів. Один з контактів – рухомий, прикріплений до біметалевої пластини, другий – нерухомий, жорстко закріплений на виводі (рис. 4). Скляний балон стартера закривається алюмінієвим ковпачком.
рис. 3 рис. 4
Схему увімкнення люмінесцентної лампи наведено на рисунку 5.
Рис. 5
Якщо електричне коло з люмінесцентною лампою (рис. 5) увімкнути до мережі, то контакти стартера замикають коло і по ньому проходить струм. Під дією струму катоди лампи нагріваються і з їх поверхні починається емісія електронів. Нагрівається також і біметалева пластина стартера, і через деякий час вона, нагрівшись, розмикає контакти – електричне коло розривається. У момент розмикання контактів стартера у дроселі внаслідок самоіндукції наводиться електрорушійна сила, яка разом із напругою мережі прикладена до газового проміжку між катодами лампи. Під дією цієї сумарної напруги, яка перевищує напругу запалювання, лампа запалюється і в ній починається газовий розряд.
Унаслідок рекомбінації електронів, випущених катодами, з іонами газу випромінюється квант світла ультрафіолетової частини спектра. Шар люмінофору поглинає ці кванти і випромінює видиме світло, близьке за спектральним складом до сонячного.
Таким чином, за допомогою люмінофора змінюється спектр випромінювання.
2. Характеристика люмінесцентних ламп
1. До газорозрядних належать лампи, в яких випромінювання видимого діапазону хвиль виникає завдяки електричному розряду в середовищі інертних газів, парів металів і їх сумішей. Це люмінесцентні лампи, дугові ртутні лампи з люмінофором (ДРЛ), дугові ртутні лампи з йодидами (ДРЙ), дугові натрієві та ксенонові лампи високого тиску (ДНаТ, ДКсТ).
2. Люмінесцентні лампи належать до джерел світла низького тиску. Люмінесцентна лампа (рис. 6) має вигляд скляної трубки, внутрішню поверхню якої вкрито тонким шаром люмінофора 2. В скляних ніжках 4 всередині трубки впаяно електроди 3, які приєднано до контактних штирів 6 цоколя 5. З трубки викачано повітря і введено невелику кількість чистого аргону й дозовано крапельки ртуті.
Рис. 6
Для можливості попереднього підігрівання електродів і полегшення початку розряду електроди виконано у вигляді подвійної чи потрійної спіралі з вольфрамового дроту, який покрито шаром оксидів лужноземельних металів (барію, стронцію, кальцію). Лужноземельні метали сприяють більш інтенсивному випромінюванню електронів.
При вмиканні лампи в електромережу ртуть випаровується і в її парах створюється інтенсивне ультрафіолетове випромінювання, під дією якого люмінофор створює світло.
3. Структура умовного позначення люмінесцентної лампи має такий вигляд:
Використовують також лампи типів ЛЕ (для житлових і громадських приміщень), ЛХЕ (для лікувальних закладів), ЛТБЦ (для житлових приміщень, кафе, ресторанів), ЛДЦУФ – з підвищеною часткою ультрафіолетового випромінювання (для підприємств текстильного виробництва).
4. Люмінесцентні лампи випускаються потужністю 8. 13, 15, 20, 30, 40, 65, 80 Вт.
5. Особливостями люмінесцентних ламп є: можливість вмикання в мережу тільки з ПРА, тому що напруга на лампі повинна бути приблизно вдвічі нижча від напруги мережі: робота в обмеженому діапазоні температур (від 5 до 40 °С); велика чутливість до відхилення напруги мережі від номінальної (при зниженні на пруги на 20 % лампа не засвічується).
6. Основним недоліком люмінесцентних ламп є періодичні пульсації їх світлового потоку з частотою, що дорівнює подвійній частоті електричного струму. Через зорову інерцію око людини не спроможне помітити ці миготіння світла. Якщо частота обертання деталі збігається з частотою імпульсів світла, то деталь може здатися нерухомою або такою, що повільно обертається в протилежний бік через стробоскопічний ефект. Це може призвести до травматизму людини.
При вмиканні люмінесцентних ламп у різні фази трифазного струму пульсації світлового потоку виникатимуть у різний час і стробоскопічного ефекту не буде.
7. Перспективами вдосконалення люмінесцентних ламп є поліпшення їх світлотехнічних параметрів. Цього можна досягти вдосконаленням галофосфатного люмінофора і застосуванням більш ефективних конструкцій електродів і лампи в цілому. Останнім часом виробництво переходить на випуск енергоекономічних люмінесцентних ламп зі зниженою потужністю (18 замість 20 Вт; 36 замість 40 Вт; 58 замість 65 Вт), із зменшеним діаметром колби лампи (25 замість 40 мм), із підвищеною світловою віддачею.
8. ПРА газорозрядних ламп призначені для обмеження струму їх дугового розряду. ПРА вмикаються послідовно з газорозрядними лампами і складаються з дроселя, компенсуючого конденсатора для підвищення коефіцієнта потужності та конденсатора, що блокує радіозавади. За способом засвічування ПРА поділяються на три групи: стартерного, швидкого та миттєвого засвічування.
9. Структура умовного позначення більшості ПРА має такий вигляд:
Рис. 7
10. Люмінесцентні лампи можуть вмикатися в електричну мережу за двома схемами: стартерною та безстартерною. Ці лампи вмикають в електричну мережу послідовно з баластним опором, який обмежує струм у лампі, охороняючи її від руйнування.
Баластним опором можуть бути дросель LL – котушка з великим індуктивним опором (рис. 7, а) чи послідовно з'єднані дросель LL і конденсатор С (рис. 7, б).
Для зменшення напруги засвічування люмінесцентної лампи її електроди попередньо нагрівають за допомогою стартера до температури 800–900 °С.
Конструктивно стартер складається з неонової лампи, що має два електроди: рухомий і нерухомий. Перший виготовляється з різнорідних металів (біметалевий). Після вмикання лампи між електродами стартера виникає розряд, під дією якого біметалевий електрод нагрівається і, згинаючись, замикається з другим електродом стартера, утворюючи коло для проходження струму. Останній підігріває електроди люмінесцентної лампи, які починають випромінювати електрони.
При проходженні струму в електричному колі розряд у стартері відсутній, його електроди охолоджуються і розмикають електричне коло. В момент розмикання електричного кола в дроселі LL виникає імпульс підвищеної напруги завдяки електрорушійній силі самоіндукції, який спричинює розряд у лампі і засвічує її.
При виникненні дугового розряду напруга на електродах стартера стає недостатнього для появи тліючого розряду. Якщо лампа не засвічується, то на електродах стартера буде повна напруга мережі, і весь процес повторюється.
Для підвищення коефіцієнта потужності мережі та блокування радіозавад, які створюються розрядами в лампах й іскрами в стартерах, в схеми вводять компенсуючі конденсатори.
Якщо необхідно позбутися стробоскопічного ефекту, який негативно впливає на зір людини та недопустимий при освітленні приміщень, де є устаткування з швидкодіючими частинами (при наявності стробоскопічного ефекту частини, які обертаються, здаються нерухомими, що може призвести до травматизму людей), використовують схеми вмикання люмінесцентних ламп з ПРА антистробоскопічного типу. Останні дають змогу вмикати люмінесцентні лампи паралельно (рис. 7, в) чи послідовно (рис. 7, г). В цих схемах конденсатори здійснюють зсув фази напруги живлення однієї лампи відносно іншої, завдяки чому одночасне миготіння обох ламп виключається.
Люмінесцентні лампи можуть вмикатися також за допомогою безстартерного ПРА (рис. 8). Тут ПРА живиться від трансформатора ТУ, який попередньо нагріває електроди лампи. Такі схеми застосовуються в металевих заземлених світильниках, які живляться від електричної мережі напругою 380/220 В.
Рис. 8
11. Освітлювальний прилад складається з двох основних частин: джерела світла та оптичного пристрою. Останній перерозподіляє світловий потік джерела світла в просторі.
Освітлювальний прилад має також пристрої, що комутують і стабілізують електричний струм, і деякі інші конструктивні вузли.
Освітлювальні прилади можна поділити на два класи:, ближньої дії (світильники) та дальньої дії (прожектори).
12. Світильник – це пристрій для штучного освітлення відкритих просторів, приміщень і окремих предметів. Освітлювальна арматура світильника складається з металевого або пластмасового корпусу, відбивача, патрона (або лампотримача), захисного скла (або розсіювача), пристроїв для кріплення світильника та приєднання до системи живлення, а якщо світильник має газорозрядну лампу, то до складу його арматури входить ПРЛ.
13. Світильники класифікують за характером світлорозподілу, способом захисту від дії навколишнього середовища, способом установлення та цільовим призначенням.
За характером світлорозподілу залежно від того, яка частина всього світлового потоку спрямована в нижню півсферу, розрізняють світильники прямого, переважно прямого, розсіяного, переважно відбитого та відбитого світла.
За способом захисту від дії навколишнього середовища світильники поділяються на відкриті, перекриті (які мають екрануючу сітку або решітку), бризкозахищені (не попадають краплі та бризки, що падають під кутом 45°), водозахищені й утеплені (не попадають вода, пил і волога), пилозахищені та пилонепроникні (не проникають частинки пилу), вибухозахищені (виключають виникнення іскор), вибухонепроникні (витримують найбільший тиск внутрішнього вибуху без пошкодження).
3. Схеми вмикання
4. Основні несправності
1. Нова лампа не засвічується: причиною може бути поганий контакт у патроні, розрив проводів в електродів або повітря в трубці.
2. Нова лампа при вмиканні блимає і не засвічується: при цьому рекомендується декілька раз її ввімкнути, це може ліквідувати блимання. Якщо лампа продовжує блимати, то причиною може бути несправність стартера, тоді його потрібно замінити.
3. У лампи спостерігається потемніння трубки з одного або двох боків на 50-80 мм. від основ до центру: причиною може бути те, що строк служби лампи закінчується.
4. Ненадійний контакт пружинних контактів і виводів стартера. Щоб усунути цю несправність потрібно підігнути контакти.
5. Послаблена різьба на гвинтах. Щоб усунути цю несправність потрібно закрутити гвинти, перевірити надійність кріплення провідників.
6. Несправність лампотримачів усуваються аналогічно несправностям стартеротримачів.
7. Ненадійний контакт провідників у конденсатора з виводами в кінці пайки.
8. Замикання одного чи двох виводів на „корпус” конденсатора. Потрібно перевірити розгін.
5. Охорона праці
Правила встановлюють заходи щодо забезпечення особистої і колективної безпеки при виконанні робіт при установленні, ремонті і технічному обслуговуванні електроустаткування.
