Рудничные осветительные установки лабораторная работа по ЭГП скачать

ссылка для скачивания файла

 

Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО
Уральский Государственный Горный Университет
 
Кафедра электрификации горных предприятий
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Отчет по лабораторной работе
на тему: «Рудничные осветительные установки»
 
 
 
 
                                                                   
 
 
Выполнили:       Лапушкин С.С.
                    Ощепков М.А.
                    Хуторной Д.А.
                    Ольков М.А.
 
Студенты группы ЭГП-04-1
 
   Проверил:      Горячих Ю.А.
 
 
 
 
 
 
 
Екатеринбург, 2008



1. РУДНИЧНЫЕ ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
 
Цель работы: Ознакомиться с аппаратурой освещения, источниками света, изу­чить схемы зажигания газоразрядных ламп.
 
Общие сведения
Рациональное электрическое освещение имеет большое значение. Хорошая освещенность рабочего пространства является одним из условий высокопроизводительного груда. Естественное освещение в подземных выработках отсутствует вообще. На открытых горных работах в ночное темное время суток также приходится использовать искусственное освещение. Применение правильно выбранного искусственного освещения позволяет обеспечить технологический процесс ведения горных работ, способствует снижению и предупреждению травматизма и механических повреждений оборудования.
Для искусственного освещения применяют стационарные и переносные светильники лампами накаливания и газоразрядными лампами. Питавшее напряжение для- стационарных осветительных установок не должно превышать: на поверхности 380 В. в подземных работах -220 В. Для осветительных установок на очистных выработках, для светильников местного освещения, встроенных в горные машины, напряжение не должно превышать 127 В. а для ручных сетевых, светильников – 36 В. Устройство осветительных установок должно выполняться в соответствие с требованиями ПУЭ. а на подземных горных работах необходимо учитывать и требования отраслевых ПТЭ и ПБ .
При расчете освещения необходимо учитывать нормируемую освещенность, состав атмосферы в местах установки светильников (наличие газа, ПЫЛИ, влаги и т.п.) освещенность рабочего пространства в подземных выработках и значительные по площади пространства открытых горных работ.
Для освещения обогатительных и агломерационных фабрик используют системы общего и комбинированного освещения. При системе общего освещения рабочие поверхности освещаются практически одинаково, что создает равные световые условия для работы в любом месте освещаемого пространства. Система комбинированного освещения сочетает общее освещение с местным освещением рабочего, места. Местное освещение используют для усиления освещения рабочих мест и рабочих поверхностей.
 
Классификация источников света
По принципу действия источники света в настоящее время делятся на две основ­ные группы:
1. Лампы накаливания ( ЛН )
2. Лампы газоразрядные ( ЛГ ).
Лампы накаливания
Принцип действия ламп накаливания основан на тепловом излучении вольфрамовой нити, помещенной в запаянную стеклянную колбу. Внутри колбы в лампах мощностью до 60 Вт вакуум, тип ламп НВ. При большой мощности (до 1000 Вт), колбу наполняют аргоном, криптоном с добавлением 12-16 % азота. Тип ламп НБЛГ. Газ закачивается в колбу с целью снижения интенсивности разрушения вольфрамовой спирали под действием высокой температуры. Лампы накаливания, несмотря на все усовершенствования, обладают низким коэффициентом полезного действия. Всего 10-12 % потребляемой энергии преобразуется лампой в световую энергию. Человеческий глаз воспринимает часть этой световой энергии. С учетом этого КПД ламп накаливания составляет около 4 %. Основная часть потребляемой энергии расходуется на невидимые лучи – 68-73 %. На тепловую энергию приходится 14-22 %. Световая отдача ламп накаливания в зависимости от мощности ламп, составляет 6-20 лм/Вт. Средний срок службы не менее 1000 часов.
Перспективны в этом отношении галогенные лампы накаливания в кварцевой колбе. Особенностью этих ламп является, перенос испарившегося вольфрама со стенок колбы лампы снова на нить лакала. Срок службы увеличивается до 2000 часов, а световая отдача находится в пределах 21-29 лм/Вт.
Лампы накаливания различаются по мощности, напряжению, световому потоку, конструктивному исполнению, габаритам, газовому наполнению, характеру светоотражающей и :ветопропускающей способности. Они делятся на две большие группы:
лампы общего назначения – для использования наружного осветления, на транспорте, в быту, в промышленности для общего и местного освещения;
Специальные лампы – особого конструктивного исполнения, определяемого спецификой применения.
 
Газоразрядные лампы
Источником света в газоразрядных лампах является электрический разряд, протекающий в газах или парах металлов. В качестве газа используют ксенон, а металлов – ртуть, натрий. В зависимости от давления газа или паров металла в колбе различают газоразрядные лампа низкого давления – до 133 кПа, высокого давления – до 1000 кПа и сверхвысокого давления – свыше 1000 кПа.
Большую группу газоразрядных ламп составляют люминесцентные лампы. Электрический разряд является источником ультрафиолетового излучения, плохо воспринимаемым глазом. Для исправления светлости, т.е. для преобразования ультрафиолетового излучения в лучи, близкие по составу к дневному свету применяют люминофоры, которые представляют собой соли различных кислот или их смеси. Люминофоры также повышают светоотдачу газоразрядных ламп. В зависимости от состава люминофора получают различную цветность ламп – желтоватого, белого, голубоватого свечения. По цветности излучения выпускают пять видов ламп: белого (ЛБ), холодно-белого (ЛХБ), тепло-белого (ЛГБ), дневного (ЛД) и дневного улучшенной цветопередачи (ЛДЦ).
Срок службы люминесцентных ламп составляет не менее 10000 часов, а светоотдача 40-75 лм/Вт. Люминесцентные лампы выпускаются мощностью 15,40,60,80 Вт. В зависимости от мощности их яркость составляет 5-10 ккд/м2.
Люминесцентные лампы общего использования выпускают в виде стеклянных трубок, которые в зависимости от мощности и напряжения сети имеют различные длину и диаметр. На концах трубки имеются металлические цоколи с контактами для подключения к сети. Между контактами включается вольфрамовая нить. Зажигание лампы происходит при нагревании электродов до 800-1000°С или при подаче на югу высокого напряжения или при разогреве электродов и повышении напряжении. Основное назначение люминесцентных ламп для внутреннего освещения промышленных и бытовых зданий. Запрещается использовать для освещения помещения с механизмами, имеющими вращающиеся части (металлообрабатывающие, деревообрабатывающие станки и т.д.) из-за возникновения строба-эффекта и повышения травматизма.
Для наружного освещения широко применяются газоразрядные лампы высокого давления, К ним относятся дуговые ртутные – ДРЛ, ксеноновые ДКсТ, металлогалоидные (к ртути добавляются иодиды натрия, талия) типа ДРИ (дуговая ртутная иодидная). Лампы ДРЛ и ДКсТ будут рассмотрены подробнее.
Лампы ДРИ выпускают мощностью от 250 до 2000 Вт, на напряжение 220, 380 В. Световая отдача составляет 90 лм/Вт, срок службы до 4500 часов. К наиболее современным газоразрядным лампам относят натриевые лампы. Внутри стеклянной колбы имеется высокотемпературная газоразрядная горелка из керамики. Горелка заполняется смесью натрия, ксенона и ртути. Эти лампы испускают желтый свет, используются для освещения автодорог на карьерах, на автомагистралях, для освещения улиц. Желтый свет сильно искажает светопередачу, но является самым благоприятным для работы автотранспорта, особенно и непогоду. Натриевые лампы выпускаются мощностью 25-100 Вт со светоотдачей 10-ЗО лм/Вт. Срок службы до 1200 часов. Световой поток этих ламп сильно зависит от колебания напряжения сети.
 
Схемы включения газоразрядных ламп
Особенностью зажигания всех без исключения газоразрядных ламп по отношению 1С лампам накаливания, является повышенное напряжение зажигания ламп. Это объясняется большим межэлектродным пространством, в котором должен возникнуть электрический разряд (при мощности лампы в 80 Вт длина трубки около 1,5м), Для формирования импульсов высокого напряжения используют специальные схемы зажигания с пускорегулирующей аппаратурой (ПРЯ). Различаются стартерные схемы зажигания с предварительным подогревом электродов и безстартерные (без подогрева электродов). Процесс зажигания можно проиллюстрировать вольтамперной характеристикой газоразрядной ламы (рис. 1.1).
В момент включения лампы в сеть напряжение, за счет пускорегулирующей аппаратуры резко возрастает, достигая величины и после возникновения электрического разряда, по истечение времени Т напряжение на зажимах лампы с помощью ПРА автоматически снижается до величины напряжения горения П и становится меньше напряжения сети. Время зажигания для разных ламп различное от нескольких секунд до нескольких минут (лампы для наружного освещения, особенно в холодное время года).
 
 
 
Рис. 1.1. Вольтамперная характеристика.



Схема включения люминесцентных ламп в светильниках РНД-15, РВЛ-15
 
Рис. 1.2. Схема зажигания люминесцентных ламп в светильниках РНД-15, РВЛ-15.
Схема зажигания (рис. 1.2) включает в себя дроссель (катушка индуктивности с сердечником), стартер, конденсаторы С1 и С2. Процесс зажигания осуществляется следующим образом. При включении схемы в сеть переменного тока напряжение сети подводится к электродам лампы и стартеру. Стартер представляет собой миниатюрный стеклянный баллончик, заполненный газом неоном, с разомкнутыми электрическими контактами. Один из контактов биметаллический. Параллельно зажимам стартера включен конденсатор С1 и все это заключено в алюминиевый корпус. При подаче напряжения в стартере возникает тлеющий разряд (протекание тока в газе) замыкается. По электродам лампы через обмотки дросселя и стартер начинает протекать погашенный ток, который разогревает электроды лампы. Капелька ртути в лампе переходит в парообразное состояние, подготавливая (облегчая) процесс возникновения электрического разряда, для чего необходимо подать к электродам лампы повышенное напряжение.
Оно формируется следующим образом.
После замыкания контактов стартера, прекращается тлеющий разряд и контакты, остывая, размыкаются. В момент размыкания контактов ток через индуктивность дросселя резко спадает и в обмотках наводится ЭДС самоиндукции. ЭДС самоиндукции, складываясь с напряжением сети, формирует напряжение зажигания ламп, около 400 В. В лампе возникает электрический разряд.
В дальнейшем, при горящей лампе, обмотки дросселя, выполняют функцию балластного сопротивления. На них создается падение напряжения, за счет чего напряжение па зажимах ламп стартера уменьшается.
Вследствие этого (при горящей лампе) не происходит повторного процесса зажигания. Пониженное напряжение не вызывает тлеющего разряда в стартере и замыкание-размыкание его контактов. Конденсаторы С1 и С2 в процессе зажигания непосредственного участия не принимают. Конденсатор С1 ослабляет радиопомехи, возникающие при искрении контактов стартера, а конденсатор С2 является компенсирующим элементом реактивной энергии, для повышения коэффициента мощности.
Приведенная схема зажигания используется во всех типах светильников с люминесцентными лампами от бытовых до взрывобезопасного исполнения типа РВЛ-15 (рудничный светильник, взрывобезопасного исполнения, люминесцентный, мощностью 15 Вт).
Для категорийных шахт и обогатительных фабрик опасных по газу и пыли для освещения используют светильники с безыскровыми схемами зажигания, без предварительного и с предварительным подогревом электродов. В этих случаях напряжение зажигания повышается еще в большей степени, чем в стартерных схемах зажигания. Напряжение зажигания до 500-600В формируется автотрансформаторной схемой пускового устройства с использованием резонанса напряжения.
 
Схема включения дуговой ртутной лампы высокого давления типа ДРЛ
Газоразрядные лампа типа ДРЛ представляют собой стеклянную колбу, рис. 1.3 с металлическим цоколем, внутри которой на стенках нанесен люминофор и на стойках закреплена кварцевая горелка трубчатой формы. На концах горелки имеются электроды из самозакаливавшегося вольфрама. Внутрь горелки помещается дозированное количество ртути и газ аргон под давлением 50-70 н/см. Для увеличения срока службы люминофора в колбу закачивается углекислый газ. Яркость лампы ДРЛ почти в десять раз превосходит яркость люминесцентных за счет повышения рабочей температуры внутри горелы – 1 до 300° С. Лампы ДРЛ двухэлектродные и четырех электродные выпускаются мощностью на 80, 125, 250, 700, 1000 Вт на напряжение 220 В. Срок службы дама ДРЛ составляет 8-12 тысяч часов, световая отдача 40-60 лм/Вт. Кварцевые горелки выпускают двух видов: с двумя электродами или с двумя основными и двумя вспомогательными электродами.
 
Рис. 1.3 Устройство лампы типа ДРЛ
 
 
Рис 1.4 Схема зажигания дуговой ртутной лампы ДРЛ-250
 
Процесс зажигания осуществляется следующим образом. При включении лампы в сель начинает протекать ток по цели: зажим сети, первая обмотка дросселя, резистор, конденсатор С2, диод V, зажим сети. При протекании тока конденсатор С2 заряжается до напряжения пробоя разрядника. После пробоя конденсатор С2 разряжается на дополнительную обмотку дросселя. На обмотке 1 возникает импульс высокого напряжения, который повторяется многократно. Эти импульсы высокого напряжения, складываясь с напряжением сети, подводятся через конденсатор СЗ к электродам лампы и в горелке возникает дуговой разряд. После зажигания лампы, через лампу начинает протекать значительный ток, который создает в обмотке дросселя падение напряжения рис. 1.4. За счет падения напряжения на электродах лампы напряжение снижается до 11 В. повторного процесса зажигания не происходит (напряжения недостаточно для пробоя разрядника). Конденсатор С1 служит для повышения коэффициента мощности.
Светильники с лампами ДРЛ используют в основном для наружного освещения и цехах фабрик, околоствольных дворов, на карьерах для общего освещения, а также в прожекторных осветительных установках.
Четырехэлектродная дуговая ртутная лампа типа ДРЛ имеет такое же устройство, но для зажигания лампы в ней используются дополнительные (поджигающие) два электрода I, за счет чего схема зажигания упрощается, рис. 1.5.
 
Рис. 1.5.Схема включения четырехэлектродной лампы ДРЛ
 
При включении напряжения между основными и поджигавшими электродами возникает дуговой разряд, который повышает температуру в горелке. Ртуть переходит в парообразное состояние и в парах ртути (металла) возникает дуговой разряд между основными электродами, лампа зажигается.
 
Схема включения дуговой ксеноновой трубчатой лампы ДКсТ-20000
Дуговая ксеноновая лампа ДКсТ используется для освещения больших открытых пространств. Например, на карьерах, стадионах, открытых искусственных беговых дорожках, (в работе можно наблюдать ДКсТ на искусственном ледяном катке спорткомбината. "Юность", рядом с УГИ). Они устанавливаются на металлических опорах высотой 30-40 метров, Лампы выпускаются очень большой мощности на 20-100 кВт. Кварцевая трубка длиной 2,5 м закреплена на четырех кварцевых опорах для предотвращения прогиба при горении. Рабочее напряжение на зажимах лампы 380 В, импульсное напряжение зажигания 25000 В. Для формирования высокого напряжения зажигания используется две ступени повышения напряжения -повышающим трансформатором и искровым генератором.
Схема включения лампы мощностью 2.0 кВт приведена на рис. 1.6. При включении напряжения на зажимах "О" – 380 загорается сигнальная лампа Е. Для включения схемы зажигания, включаются автоматические выключатели. После этого включается КТ на реле времени ТУ1 и получает питание повышающий трансформатор напряжения Т. Повышенным напряжением заряжаются конденсаторы С1 и С2 до напряжения пробоя разрядника. После пробоя разрядника ТУ конденсатор С1 и С2 разряжаются на часть витков автотрансформатора на всей обмотке формируется высокое импульсное напряжение 25 кВ, которое подводится к электродам лампы. Время работы импульсного генератора определяется выдержкой времени, задаваемой реле времени КТ (около 9 секунд). За это время должна загореться лампа. После истечения выдержки времени реле времени КТ, срабатывает, и замыкает свой контакт КТ в цепи питания контактора КМ. Получив питания контактор КМ размыкает свой контакт КМ2 – отключает трансформатор XVI и реле времени КТ. Контактами КМЗ включается напряжение 380 В к лампе и шунтируется импульсный трансформатор 1У5. Контакт КМ1 – для блокировки контактов КТ.
 
Рис. 1.6. Схема включения лампы ДКсТ-20000
 
Светильники взрывобезопасного исполнения
По требованиям ПТБ во взрьшобезопасных средах – на шахтах опасных по газу и пыли углеобогатительных фабриках – необходимо использовать искробезопасное электрооборудование' Это достигается специальным исполнением оборудования и применением бесконтактных электрических схем, опережающим отключением электрической схемы.
Промышленностью выпускаются рудничные светильники повышенной надежности с лампами] накаливания типаИИ1 (MI-100, РП-200, ПНН-500), взрывобезопасные люминесцентные (РВЛ-15, РВЛ-40, РВЛ-80, РВЛ-20м, РВЛ-40м РВЛ-50м), в сырых и пыльных помещениях с химически активной средой (обогатительные и агломерационные, брикетные фабрики) используют светильники СХ-ЮО, Ф.И-60, ПГ-60 и др.
Для стационарного освещения подземных выработок применяют светильники с лампами накаливания (РП-100, РП-200, СШС1-1М, СЗВ-60, мощностью 100,200,60 Вт) с люминесцентными дампами (РПЛ-0 1-20-05, РПЛ01-40-05, РВЛ-15, РВЛ-40, РВП-80 мощностью 20,40, 55, 80 Вт).
Светильники типа РП (рудничный, повышенной надежности) состоят из корпуса, защитной решетки, стеклянного колпака и ламп накаливания. Область применения – околоствольные дворы камеры, капитальные выработки.                                                                                             
Светильники СШС (светильник шахтный, стационарный) – область применения как и у светильников РП. Светильник СЗВ (светильник забойный взрывобезопасный) имеет два колпака внутренний и внешний), патрон с лампой и крышку. Внешний колпак защищает светильник от механических повреждений без защитной сетки, так как выполнен из прочного поликарбоната
Внутренний колпак из силикатного стекла, выдерживающего высокие температуры. СЗВ крепят на подвесных секциях механизированного комплекса.
Люминесцентные светильники состоят из корпуса или двух полукорпусов, скрепленных защитой сеткой – решеткой из стальных прутьев и колец. Газоразрядная лампа (трубка) защищается трубкой из органического стекла. Обозначений лампы РПЛ 01-40-05
Р – рудничное, П – поваленной надежности, Л – люминесцентная, 01 – серия, 40 -мощность 05 – климатическое исполнение. Для взрывоопасных сред применяют светильники типа РВЛ – буква В – взрывоопасное исполнение – остальное обозначение тоже самое.
Схемы зажигания люминесцентных ламп взрывобезопасного исполнения применяют трех типов – стартерные – с предварительным подогревом, безстартерные быстрого зажигания с помощью накального трансформатора и безстартерные мгновенного зажигания с помощью ; импульса напряжения до 500-600 В при холодных электродах ламп автотрансформатором. Стартерная схема зажигания рассмотрена выше. Рассмотрим процесс зажигания люминесцентной лампы светильников типа РВЛ-40 и РЗЛ-80, рис. 1.7
 
Рис. 1.7.Схема резонансная зажигания
 
Схема состоит из трансформатора Т, содержащего первичную обмотку I и две вторичных -II и Ш двух дросселей (обмоток индуктивностей с железным сердечником), конденсаторов CI, C2, СЗ, люминесцентной лампы Е2. мощностью 40 или 80 Вт с наклеенной на трубку токопроводящей полоской Р.
В схеме используется предварительный разогрев электродов повышенным напряжением, которое возникает при резонансе напряжений. Резонанс напряжений достигается с помощью индуктивности первичной обмотки I трансформатора Т и емкости конденсатора С1. При резонансе напряжение на электродах лампы увеличивается до 500-600 В, которого (при разогретых электродах и ртути, перешедшей в парообразное состояние) достаточно для возникновения электрического разряда. После зажигания лампы через лампу начинает протекать ток по цепи: зажим А, дроссель 1, лампа, дроссель 2 зажим В. На участках электрической, цепи создается падение напряжения (см. график, рис. 1.1.). Поэтому на первичной обмотке I трансформатора Т напряжение снижается, прекращается резонанс напряжения и лампа входит в режим горения. Напряжение на зажимах лампы и на обмотке трансформатора при горении лампы будет определяться: u= uc-LI.
Токоведущая полоска Р, подсоединенная к электрической цепи, создает в лампе электростатическое поле, под действием которого пары ртути в трубке распределяются равномерно, улучшая процесс зажигания и горения.
 



2. ГАЛОГЕНЫЕ ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦЫП ДЕЙСТВИЯ.
ОСОБОНОСТИ ГАЛОГЕНЫХ ЛАМП
Галогенные лампы накаливания по структуре и принципу действия сравнимы с лампами накаливания. Но они содержат в газе-наполнителе незначительные добавки галогенов (бром, хлор, фтор, йод) или их комбинации. С помощью этих добавок возможно в определенном температурном интервале практически полностью устранить потемнение колбы (вызванное испарением атомов вольфрама) и обусловленное этим уменьшение светового потока.
Поэтому размер колбы в галогенных лампах накаливания может быть сильно уменьшен, вследствие чего с одной стороны можно повысить давление в газе-наполнителе, и с другой стороны становится возможным применение дорогих инертных газов (криптон и ксенон) в качестве газов-наполнителей.
Современные галогенные лампы имеют ряд существенных преимуществ:
• неизменно яркий свет в течение всего срока службы;
• красивый, сочный свет, обеспечивающий великолепную цветопередачу и возможность создания4привлекательных световых эффектов;
• больше света при такой же мощности, благодаря более высокой световой отдаче, а следовательно, и повышенная экономичность;
• увеличенный вдвое срок службы, по сравнению с лампами накаливания;
• уменьшенные размеры. Вольфрамо-галогенный цикл
Существенные характеристики лампы накаливания — световая отдача и срок службы — в основном определяются температурой спирали: чем выше температура спирали, тем выше световая отдача, но тем короче срок службы.
Сокращение, срока службы является последствием быстро растущей при повышении температуры скорости испарения вольфрама, которая приводит с одной стороны, к потемнению колбы, а с другой — к перегоранию спирали.
Потемнение колбы можно эффективно предотвратить с помощью галогенной добавки к газу-наполнителю, которая в процессе вольфрамо-галогенного цикла (рис. 8) не дает уже испаренному вольфраму осесть на стенках колбы. Испаренный из спирали в процессе работы лампы вольфрам попадает в результате диффузии или конвекции в температурную область (Т1 < 1400 К) вблизи стенки колбы, где образует стабильное вольфрамо-галогенное соединение. Вместе с тепловым потоком эти соединения снова перемещаются в зону горячей спирали (Т2 > 1400 К) и там снова распадаются.
Часть вольфрама снова восстанавливается на спирали, но уже на новом месте. Нормальный вольфрамо-галогенный цикл приводит т.о. лишь к предотвращению потемнения колбы, но не к увеличению срока службы, который закончится в результате разрыва спирали на возникших «горячих ячейках».
 
 
Рис. 8 Вольфрамо-галогенный цикл
 
Так называемый «регенеративный» цикл был бы возможен с участием фтора. Но этот способ сегодня еще не разработан из-за агрессивности фтора по отношению к кварцевому и тугоплавкому стеклу, а также по причине его сопротивляемости к ныне используемым галогенам.
Галогенные лампы накаливания нового поколения
Галогенные лампы накаливания нового поколения, с отражающим инфракрасное излучение покрытием ламповой колбы, характеризуются значительным повышением световой отдачи.
Это обусловлено следующим физическим процессом. Часть энергии, которая в обычных галогенных лампах накаливания преобразовывается в невидимое инфракрасное излучение (более 60% производительности излучения), в лампах с покрытием частично преобразовывается снова в свете. Это становится возможным благодаря структуре покрытия, которое пропускает только видимый свет, а инфракрасное излучение по возможности полностью возвращает на спираль, где оно частично поглощается. Это вызывает повышение температуры спирали, вследствие чего подачу электроэнергии можно сократить. Световая отдача возрастает.
 
 
 
Рис. 9 Принцип работы софитной галогенной пампы накаливания низкого напряжения с покрытием, отражающим инфракрасную составляющую
 
Применение галогенных ламп
Галогенные лампы накаливания применяются для светильников общего освещения и прожекторов, инфракрасного облучения, кино-фотосъемочного и телевизионного освещения, автомобильных фар, аэродромных огней, оптических приборов и др. Миниатюрные лампы применяются в кинопроекторах, в медицинских приборах, в проекторах измерительных лабораторий, театральных световых приборах, в подводных световых приборах. Среднегабаритные лампы применяются в осветительной аппаратуре для цветных кино-, фото-, телесъемок.
Система обозначений
Рассмотрим структуру условного обозначения ламп накаливания галогенных:
 
 
В СНГ приняты следующие обозначения галогенных ламп накаливания: первая буква — материал колбы (К — кварцевая), вторая буква — вид галогенной добавки (И – йод. Г — галоген); третья буква — область применения (О — облучательная) или конструктивная особенность (М — малогабаритная);
первая группа цифр — мощность, Вт; сила света, кд; ток, А, или световой поток, лм, в зависимости от принятой маркировки или ламп соответствующего типа; последняя цифра — порядковый номер разработки после первой. Конструктивные особенности
По конструктивным признакам галогенные лампы накаливания делятся на две группы: с длинным спиральным телом накала при соотношении длины ламп к диаметру более 10 — линейные или трубчатые лампы; с компактным телом накала при отношении длины тела накала к диаметру не менее 8 — эти галогенные лампы накаливания подразделяются в свою очередь на мощные и малогабаритные, в которых электроды размещены обычно с одной стороны.
Лампы для светильников общего освещения и прожекторов выпускаются преимущественно на напряжение 220 В мощностью от 1 до 20 кВт; световая отдача — 22…26 лм/Вт, срок службы — 2000 ч, лампы трубчатые, положение горения — горизонтальное.
Лампы инфракрасного облучения выпускаются на напряжения 127, 220 и 380 В мощностью от 0,5 до 5 кВт, срок службы повышенный (2500…5000 ч), так как тела накала этих ламп работают при низких температурах (2400…2700 К); лампы трубчатые, положение горения — горизонтальное.
Малогабаритные галогенные лампы накаливания разного назначения выпускаются на напряжение до 30 В (преимущественно 6, 12 и 24 В), мощностью 15…650 Вт, лампы имеют компактную форму тела накала. Поскольку от большинства этих ламп требуется высокая яркость, они имеют температуру тела накала 3000…3200 К и срок службы несколько десятков или сотен часов, положение горения — любое.
Устройство галогенных ламп накаливания. Колба лампы — длинная узкая кварцевая трубка; тело накала — прямолинейная вольфрамовая спираль, закрепленная на вольфрамовых держателях по оси колбы.
Расположенные по обоим концам трубки вольфрамовые вводы соединены с выводами, впаянной в кварц молибденовой фольгой. Диаметр трубки-колбы и расположение тела накала в ней выбираются так, чтобы при горении галогенных ламп накаливания температура стенки была 500…600°С (не менее 250°С и не более 1200°С). Устройство и принцип действия
Тело накала галогенных ламп накаливания изготавливают из специальных марок вольфрамовой проволоки, преимущественно в виде спирали, которой в лампе с помощью электродов и держателей придается необходимая форма.
Принцип действия галогенных ламп накаливания заключается в образовании на стенке колбы летучих соединений — галогенидов вольфрама, которые испаряются со стенки, разлагаются на теле накала и возвращают ему, таким образом, испарившиеся атомы вольфрама.
Галогенная добавка в лампах накаливания с вольфрамовым телом накала вызывает замкнутый химический цикл. Йодно-вольфрамовый цикл препятствует осаждению вольфрама на колбе, но не обеспечивает возвращение его частиц в дефектные участки тела накала. Поэтому механизм перегорания тела накала в йодных лампах остается таким же, как и в обычных лампах накаливания.
Применение йода в галогенных лампах накаливания выявило некоторые его недостатки: агрессивность по отношению к металлическим деталям, трудность дозировки, некоторое поглощение излучения в желто-зеленой области. Другие галогены (бром, хлор, фтор), будучи более агрессивными, в чистом виде не могут его заменить. В настоящее 'время в большинствегалогенных ламп накаливания применяют химические соединения галогенов СНЗВг (бромистый метил) и СН2Вг2 (бромистый метилен).
Чистый бром выделяется в зонах е температурой выше 1500°С. Для галогенных лампнакаливания с большим сроком службы применяют СНЗВг, полагая, что таким путемвводится некоторый избыток водорода, компенсирующий его утечку через горячую кварцевую колбу. По сегодняшний день продолжается работа по подбору новых летучих соединений, галогенов.
Исследования показывают, что механизм возвратного цикла значительно сложнее, чем представлялось на ранней стадии создания галогенных ламп накаливания. Установлено, что йодно-вольфрамовый цикл не происходит в лампе, абсолютно свободной от кислорода, однако, введение в галогенные лампы накаливания кислорода способствует появлению вредного для ламп водяного цикла, как и в обычных лампах накаливания. Длинные линейные галогенные лампы накаливания имеют недостатки: их невозможно долго эксплуатировать в наклонном или вертикальном положении, так как при этом галогенные добавки и инертный газ отделяются друг от друга и регенеративный цикл прекращается. Из-за высокой стоимости кварца и недостаточной технологичности галогенных ламп накаливания, они пока еще дороги.
Галогенные лампы накаливания по сравнению с обычными лампами имеют более стабильный по времени световой поток и, следовательно, повышенный полезный срок службы, а также значительно меньшие размеры, более высокие термостойкость и механическую прочность, благодаря применению кварцевой колбы. Малые размеры и прочная оболочка позволяют наполнить лампу до высоких давлений ксеноном и получать на этой основе более высокую яркость и повышенную световую отдачу (либо повышенный физический срок службы). Галогенные лампы сетевого напряжения
Галогенный свет — от широкого рассеянного, мягкого, не дающего тени, до резко ограниченного узкого пучка — дает возможность изыскивать бесчисленное количество вариантов освещения.
Галогенные лампы, в отличие от традиционных ламп накаливания, дают свет с более высокой цветовой температурой (около 3000 К) при одинаковой способности к цветопередаче. Эти лампы более долговечны, дают больше света при одинаковой мощности и сохраняют постоянную величину светового потока в течение всего срока эксплуатации. Яркость галогенных ламп можно регулировать, что позволяет адаптировать интенсивность света к индивидуальным требованиям потребителя. Галогенные лампы, рассчитанные на высокие напряжения, можно эксплуатировать без трансформатора при напряжении в сети 220…240 В.
Галогенные лампы сетевого напряжения общего назначения
Галогенные лампы накаливания предоставляют возможность по-новому передать всю цветовую гамму и блеск окружающего интерьера. Их свет не теряет свою яркость на протяжении всего срока службы ламп. По показателям экономичности они, превосходят стандартные лампы накаливания в два раза: галогенная лампа горит ярче и служит в два раза дольше аналогичной по мощности обычной лампы накаливания. Галогенные лампы сетевого напряжения — это превосходная альтернатива классическим лампам накаливания.
Галогенные лампы направленного света сетевого напряжения
Галогенные лампы направленного света — это более мощная и экономичная альтернатива обычным зеркальным лампам.
Алюминиевый отражатель направляет вперед вместе с видимым светом и тепло. Это позволяет эффективно решать температурную проблему, возникающую при установке ламп в потолочные светильники и в светильники с закрытыми головными частями. Для чувствительных к теплу объектов — модели с интерференционным отражателем, в которых 2/3 теплового излучения отводятся назад. Низковольтные галогенные лампы
Галогенный свет, благодаря своим исключительным качествам, делает цвета окружающей среды более живыми и интенсивными. Исключительные преимущества галогенных ламп низкого напряжения компактная конструкция, высокая электробезопасность и возможность    регулирования    светового    потока позволяют    осуществлять индивидуальный подход к решению осветительных задач, с учетом личных потребностей клиента. При эксплуатации ламп, рассчитанных на низкие напряжения (6, 12 или 24 В), необходимо использовать трансформатор. Низковольтные галогенные лампы общего назначения
Капсульные галогенные лампы — самые компактные из галогенных ламп, изготавливаются по технике низкого давления и могут эксплуатироваться в открытых светильниках без защитного стекла. Капсульные лампы выпускаются с поперечной или продольной нитью накала. Спираль, расположенная по оси, обеспечивает оптимальное распределение светового потока. Наряду с капсульными галогенными лампами HALOSTAR STANDARD, имеющими стандартные характеристики, предлагаются лампы HALOSTAR STARLITE с увеличенным до 3000 часов сроком службы и лампы 24-вольтовой серии HALOSTAR UV-STOP 24V со стеклом, поглощающим ультрафиолетовое излучение, а также энергосберегающее решение — лампы HALOSTAR IRC с увеличенной на 30% световой отдачей.
Низковольтные галогенные лампы направленного света
Галогенные лампы с отражателем значительно расширяют сферу применения галогенных источников света.
Благодаря тому, что поверхность интерференционного отражателя покрыта специальным слоем, пропускающим инфракрасное излучение, около 66% тепловой энергии отводится через отражатель назад. Чувствительные к теплу объекты, таким образом, не разрушаются и не портятся.
Более белый (цветовая температура света 3200К) искрящийся свет этих ламп позволяет наиболее удачно подчеркнуть блеск и цветовые нюансы товаров в витринах. Низковольтные галогенные лампы с алюминиевым отражателем, благодаря которому тепло отводится вперед, идеальны для врезных потолочных светильников. Специальные низковольтные галогенные лампы
Низковольтные галогенные лампы для специальных областей применения — HALOSTAR UV-STOP 24V со стеклом, поглощающим ультрафиолетовое излучение, 24-вольтовой серии, для помещений, в которых требуется высокий уровень освещенности, и HALOSTAR для освещения духовых шкафов.
Металлогалогенные лампы Общие сведения:
Металлогалогенные лампы "Radium" – это высококачественные источники света, которые характеризуются превосходным качеством света и очень высокой световой отдачей. Добавление редких и благородных металлов в газовый разряд увеличивает световую отдачу в 4 – 5 раз по сравнению с лампами накала. Все лампы этой серии воспроизводят аналогичный дневному свет при цветовой температуре 5600 – 6000 К и имеют индекс цветопередачи RA>90- Световая отдача колеблется от 60 до 96 лм/Вт в зависимости от каждого отдельного случая.
RSI:
Лампы RSI обладают способностью повторного зажигания из горячего состояния и бывают как одно цокольного исполнения с наружной колбой, так и двухцокольного исполнения без наружной колбы. Главным образом, эти лампы применяются для кино- и телесъемки, сценического освещения, фотосъемки, для имитации солнечного света. Они не имеют нареканий при понижении номинального напряжения с целью уменьшения светоотдачи (при диммировании) и обладают возможностью установки в любое рабочее положение. При работе ламп подавляются звуковые помехи в -электронных балластах и отсутствует мерцание лампы.
RSR
Эта лампа была специально разработана для использования в оверхед и видеопроекторах и демонстрирует, наряду с уже доказанными преимуществами ламп RSI, особое свойство, касающееся специального наполнения и задействованной системы электродов, возможность работы не только в режиме пониженного, но и в режиме дополнительного напряжения, т.е. эта лампа может превышать свою мощность. Таким образом, технические характеристики света, такие как цветовая температура, индекс цветопередачи, световая отдача, остаются фактически постоянными в любом режиме работы. RSR:
Лампы RSR с наружной колбой не обладают возможностью повторного зажигания из горячего состояния. Эти лампы применяются для световых эффектов. Повышенный срок службы и простое управление (обслуживание) – отличительная особенность этих ламп. Время разгорания
Этот период времени зависит от типа лампы и условий для рассеивания света в помещении. При нормальных условиях 80% светоотдачи достигается в течение ~ 3 минут.
 
Схема подключения:
 
 
Работа от батареи
Лампы RSI – это лампы работающие от переменного тока, которым требуется высоковольтный разряд (зажигание) для начала работы. Работа от батареи возможна лишь при повторных включениях. Однако в этих случаях их мощность ограничивается до 200-270 Вт.
 
Рабочие характеристики ламп RSI
       
 
Срок службы
На срок службы лампы существенное влияние оказывают рабочие параметры. Частота включения и цветовая температура.
Температура нагрева цоколя
При работе температура нагрева цоколя не должна превышать 230°С. Примечание:
Гарантия полноценной работы лампы может быть обеспечена лишь при условии, что электронная пускорегулирующая аппаратура является совместимой с лампой.
Примечание:
Если лампы Radium работают с дроссельными катушками или игнитерами, которые Radium не считает подходящими для той или иной конкретной лампы, то Radium не несет какойтлибо ответственности и не обеспечивает какую-либо гарантию на эти лампы. Сведения о совместимости дросселя или игнитера с той или иной лампой вы можете получить от Radium, либо от производителя этих дополнительных устройств. Технические данные соответствуют DIN и IEC. Рабочие значения и размеры даны с допустимыми отклонениями.
Лампы накаливания изготовлены для работы с напряжением в сети равным 230 – 240 вольт.
Для реализации перечисленных выше условий существования йодно-вольфрамового цикла пришлось отказаться от традиционных форм колбы и отряда материалов, используемых в обычных лампах накаливания. Первые образцы йодно-вольфрамовых ламп накаливания имели: форму довольно длинных и узких трубок из кварцевого стекла. Тело накала в виде вольфрамовой спирали располагалось строго по оси трубки. Выводы были сделаны по обоим концам трубки. Лампы могли работать только в горизонтальном, положении с допустимым углом отклонения не более ±4°.
 
Колба
Придание колбе лампы формы довольно узкой трубки, по оси которой расположено тело накала, вызвано необходимостью обеспечить по всей поверхности колбы температуру не ниже 250-300°С, так как при более низкой температуре йодид вольфрама начинает конденсироваться, цикл нарушается и колба лампы быстро темнеет. Для быстрого образования йодида вольфрама и его полного испарения температура стенок колбы должна быть около 500-600°С.
Наиболее подходящим материалом, пригодным для работы в таких условиях, является чисто кварцевое стекло или специальные тугоплавки стёкла с очень высоким содержаием окиси кремния ( до 96-98%), так называемые кварцоидные стекла. Поэтому колбы йодно-вольфрамовых ламп накаливания изготавливаются из этих стекол, преимущественно из кварца. Кварцевое стекло широко применяется для производства интенсивных газоразрядных источников излучения. Поэтому при применении его для ламп накаливания был использован большой опыт, накопленный в производстве кварцевых газоразрядных ламп. Кварцевое стекло может в течение многих тысяч часов работать при температуре около 700-800°С. Механическая прочность его находится на уровне прочности лучших силикатных стекол:
σz=70— 120 МПа. Кварцевое стекло прозрачно в области (180 – 200)-4500 нм. На рис. 1.7.
представлен спектральный коэффициент пропускания кварцевого стекла. Кварцевое стекло имеет весьма низкий температурный коэффициент линейного расширения а=6-10-7 °С-1 и относительно высокую теплопроводность. Такое сочетание свойств обеспечивает исключительно высокую термическую стойкость кварцевого стекла. Однако его малый температурный коэффициент линейного расширения привел к необходимости создания специальных вакуумно-плотных вводов.
 
Положение горения
В лампах трубчатой формы при отступлении от горизонтального положения горения происходит постепенное уменьшение количества пода в верхней части трубки, в результате чего нарушается цикл и происходит быстрое почернение колбы. Область почернения по мере работы лампы постепенно распространяется вдоль трубки от ее верхнего конца к нижнему. Почерневшая часть колбы вследствие увеличения поглощения излучения тела накала перегревается, и лампа быстро выходит из строя. В малогабаритных галогенных лампах накаливания с компактным телом накала такого явления не наблюдается и лампы могут работать в любом положении горения без нарушения цикла. Это позволило создать большее количество малогабаритных галогенных ламп накаливания для множества различных применении
Что касается создания трубчатых галогенных ламп накаливания, пригодных для работы в любом положении горения, то пути решения этой проблемы были намечены лишь совсем недавно благодаря глубокому изучению физики процессов, приводящих к сепарации галогенов в лампах накаливания.
 
Вакуумно-плотные вводы в кварцевое стекло.
Поскольку ни один металл при температуре размягчения 200 кварцевого стекла не имеет такого малого температурного коэффициента расширения, как кварцевое стекло, исключалась возможность создания традиционных вакуумно-плотных вводов согласованного типа в виде впая проволоки из металла с температурным коэффициентом линейного расширения, мало отличным от такового для стекла. В процессе создания кварцевых газоразрядных ламп были разработаны два типа вакуумно-плотных вводов в кварцевое стекло:
1)фольговые вводы
2) вводы на переходных стеклах
Оба типа вводов нашли применение в йодно-вольфрамовых лампах накаливания.
Фольговый ввод представляет собой полоску из молибденовой фольги, заваренную в кварцевое стекло. К концам фольги при помощи точечной сварки приварены проволоки. Внутренняя проволока из вольфрама служит для присоединения тела накала; внешняя — из молибдена служит для токоподвода. Ширина фольги лежит в пределах 1-6 мм длина 8-50 мм. Фольговый ввод -представляет собой типичный пример несогласованного впая. в котором вакуумная плотность обеспечивается благодаря малой толщине фольги, составляющей 25-30 мкм, В этом случае разрывающие усилия, возникающие между поверхностями фольги и кварцевого стекла при остывании впая после запайки, оказываются меньше сил смачивания. При увеличении толщины фольги выше некоторого предела разрывающие силы превосходят силы смачивания, поверхность фольги отслаивается от поверхности кварца и впай теряет вакуумную плотность.
Серьезной проблемой является вопрос о рабочей температуре внешних частей ввода, точнее говоря, места спая молибденовой фольги, с выводом. Работа на воздухе при температуре места спая выше 300-350°С приводит к постепенному окислению молибденовой фолы и. В результате может произойти либо растрескивание кварцевого стекла из-за того, что окислы молибдена имеют больший объем, чем сам молибден, либо в месте окисления повысится сопротивление, что вызовет дополнительный нагрев этого места и еще более быстрое окисление, в
результате чего произойдет разрушение контакта. Кроме того, излишне высокая температура приводит к быстрой коррозии контактов цоколя. Эти обстоятельства необходимо учитывать при конструировании и эксплуатации ламп. По данным [Л. 9-3] при рабочей температуре места внешнего спая фольги, равной 450°С, срок службы ламп составляет всего 15 ч, а при 350°С около 2000 ч.
Выбор размеров фольговых вводов должен проводиться исходя из их теплового режима при заданных условиях работы тела накала и эксплуатации лампы, а также из конструктивно-технологических соображений.
Как показывают эксперименты и расчеты, впай с плоской одиночной фольгой нормально работают при силах тока до 8-10 А. При больших силах тока нагрев внешнего края фольги становится недопустимо высоким. Уменьшение температуры, которое могло бы быть достигнуто путём увеличения длины фольги выше 15 мм, не практикуется, поскольку при этом мы вынуждены отказываться от машинной заштамповки фольги и переходить на ручную запайку, что резко снижает производительность труда и повышает себестоимость ламп.
С целью уменьшения температуры наружной части вводов в некоторых конструкциях концы лампы изгибают под прямым углом. При этом увеличивается расстояние выводов от тела накала, а сами выводы выносятся из зоны с высокой температурой, которая господствует в пространстве около рабочей части лампы.
Окисление внешних концов вводов можно предотвратить, устранив контакт мест сварки фольги с кислородом воздуха. Этого важно достигнуть, например, помещая галогенную лампу накаливания во внешнюю стеклянную колбу, наполненную инертным газом. В этом случае температура внешнего конца фольги и всего впая может быть существенно повышена без снижения его срока службы. Такой способ удобен также и тем. что для включения ламп в сеть могут быть использованы стандартные цоколи и патроны вместо специальных. Однако изготовление таких ламп более сложно а пока дорого. Кроме того, наличие внешней колбы может ограничить области их применения. В каждом конкретном случае вопрос должен решаться с учетом всех обстоятельств.
При конструировании кварцевых йодно-вольфрамовых ламп накаливания на силы тока свыше 10 А применяют вводы, состоящие либо из нескольких параллельно соединенных плоских полосок из фольги, либо так называемые цилиндрические фольговые вводы или. наконец, вводы на переходных стеклах. Изготовление подобных вводов трудно поддается механизации и связано с большим количеством ручных операций, требующих высокой квалификации и опыта.
Тело накала и его фиксация. Тело накала в йодно-вольфрамовых лампах изготавливается так же, как и у обычных ламп накаливания, из вольфрамовой проволоки специальных марок. В йодно-вольфрамовых лампах трубчатой формы тело накала имеет форму спирали. Оно должно располагаться как можно строже по оси колбы, чтобы не нарушалась однородность теплового режима колбы. Для этой цели служат поддержки (держатели), которые располагаются на расстоянии около 20 мм друг от друга на прямой части лампы и на расстоянии 8-10 мм в местах изгибов. Держатель представляет собой кольцо из вольфрамовой проволоки диаметром 0,2-0,3 мм. которое при помощи специального приспособления навивается прямо на вольфрамовых спираль. Внешний диаметр кольца примерно равен внутреннему диаметру кварцевой трубки. Применение молибдена недопустимо из-за агрессивности йода.
Расчёт тела накала производится по единому инженерному методу расчета МЭИ так же, как и для обычных ламп накаливания.
 
Состав и давление наполняющего инертного газа.
Добавление йода к инертному газу само по себе не увеличивает срока службы, а только устраняет потемнение колбы в процессе горения. Это обстоятельство оказалось крайне важным для повышения световой отдачи и срока службы галогенных ламп. Повышение срока службы или световой отдачи может быть достигнуто путем увеличения давления инертного газа и перехода на инертный газ с большой молекулярной массой, например криптон или ксенон. Однако в обычных лампах этому препятствует потемнение колбы. Действительно, уменьшение диаметра колбы при сохранении толщины стенки позволяет, во-первых, повысить механическую прочность колбы и, следовательно, рабочее давление инертного гаю в лампе, а во-вторых, уменьшить её объём, что делает рентабельным применение более дорогостоящего крип гона и даже ксенона.
Уменьшение диаметра потом приводит к увеличению ее температуры, что заставляет использовать кварцевое стекло. Рост почернения внутренней стенки колбы из-за распыления вольфрам будет приводить к росту поглощения излучения в колбе и соответствующему увеличению температуры. Если размеры колбы будут меньше некоторых предельных, то в результате постепенного почернения колбы в процессе горения ее температура превзойдет допустимый предел и лампа разрушится. При наличии возвратного щита, в результате которого стенки колбы не темнеют в процессе работы, это ограничение размеров снижается. Диаметр колбы может быть еще уменьшен, что позволяет дополнительно повысить ее прочность и уменьшить объём лампы.
Резкое уменьшение объема ламп накаливания с галогенным никлом позволило применять в качестве наполняющего газа ксенон и повысить его давление до нескольких атмосфер. За счет этого удалось существенно поднять температуру тела накала, а вместе с тем яркость и световую отдачу практически без потери светового потока в процессе горения. Таким путем были созданы различные типы малогабаритных галогенных ламп накаливания высокой яркости с компактными телами накала для целей проекции.
Выбор давления газа должен производиться с учетом ряда факторов, в том числе механической прочности колбы, значения тепловых потерь, влияния давления газа на конвекцию и термодиффузию, стоимости газа и т. п.



3. ТИПЫ И ПАРАМЕТРЫ ГАЛОГЕННЫХ ЛАМП НАКАЛИВАНИЯ.
Галогенные лампы накаливания благодаря ряду достоинств, т. е. повышенным световой отдаче и сроку службы, более высокой яркости, весьма малым габаритам, высокому постоянству световых характеристик в процессе работы, быстро завоевали многие специальные области применения, в которых вопросы цены ламп не имеют решающего значения. По областям применения современные галогенные лампы накаливания можно разделить на следующие основные типы: 1) лампы для инфракрасного облучения; 2) лампы для прожекторов и светильников внутреннего и наружного освещения; 3) лампы для фотосъемочного и телевизионного освещения; 4) лампы для автофар; 5) лампы для аэродромных огней: 6) лампы для оптических приборов; 7) лампы для специальных применении.
По конструктивным признакам они могут быть разделены на дампы линейные, или трубчатые, и лампы с компактным телом накала.
К линейным, пли трубчатым, лампам могут быть отнесены лампы с телом накала в форме длинной спирали, у которой отношение длины к диаметру больше 10. Соответственно колбы этих ламп имеют форму сравнительно узких трубок с отношением длины к диаметру порядка 10. Такие лампы имеют обычно выводы с двух сторон колбы.
У ламп второго типа отношение длины тела накала к его диаметру меньше или равно 8. Соответственно колбы имеют форму короткого цилиндра или близкую к ней.
В табл. 3.1. приведены типы типичных галогенных ламп накаливаний для прожекторов и светильников наружного и внутреннего освещения выпускаемых отечественной промышленностью.
Таблица 3.1.
Типы лампы
Номинальные значения
Срок службы
Размеры
(не более), мм
Изготовитель
U, в
Р,Вт
Ф,Лм
dk
L
КГМ27-27
27
27
590
15
7
75
ВНИИС
КГМ27-100
27
10
3450
15
11
85
ВНИИС
КГМ75-630-2
75
630
14450
100
37
1125
ВНИИС
КГМ110-500/
ПО
500
13000
40
14
83
ОП ВНИИС
ЬСИИО-630
ПО
630
16250
200
11
132
ВНИИИС
КИ220-100-5
220
1000
22000
2000
10.75
191
«Светотехника» 
КИ220-1500
220
1500
33000
2000
10.75
246
«Светотехника»
КИ220-2000-4
220
2000
44000
2000
10.75
337
«Светотехника»
 
Срок службы
На срок службы лампы существенное влияние оказьюают рабочие параметры. Частота включения и цветовая температура.
Температура нагрева цоколя
При работе температура нагрева цоколя не должна превышать 230°С.
Примечание:
Гарантия полноценной работы лампы может быть обеспечена лишь при условии, что электронная пускорегулирующая аппаратура является совместимой с лампой. .
Примечание:
Если лампы Radium работают с дроссельными катушками или игнитерами, которые
Radium не считает подходящими для той или иной конкретной лампы, то Radium не несет
какой-либо ответственности и не обеспечивает какую-либо гарантию на эти лампы.
Сведения о совместимости дросселя или игнитера с той или иной лампой вы можете
получить от Radium, либо от производителя этих дополнительных устройств.
Технические данные соответствуют DIN и IEC. Рабочие значения и размеры даны с
допустимыми отклонениями.
Лампы накаливания изготовлены для работы с напряжением в сети равным 230 – 240
вольт.
 
Металлогалогенные лампы
 
 



Код/Тип
Рабочее напряжение,
V
Номинал. ток, A
Длина
дуги,
mm
Диаметр d, mm
Размер(max) l, mm
Размер a, mm
Световая отдача,
I m/w
Рабочее положение
Номинальный средний срок службы (час)
Цветовая
температура,
К
RSI
200W/SE/230/GZY9,5
70
3,0
5
20
80
39
80
s180
200
5 600
RSI 250W/SE/230/FAXl,5
50
5,4
5
12,2
84
35
60
р45
250
5 600
RSI
400W/SE/230/GZZ9,5
70
6,9
6
23
по
60
82
s1l80
650
6 000
RSI
575W/SE/230/G22
95
7,0
7
27
145
70
85
s180
750
6 000
RSI
1200W/SE/230/G38
100
13,8
10
42
200
107
9'2
s180
750
5 600
RSI
2500W/SE/230/G38
115
25,6
14
60
225
127
96
s180
500
6 000
RSI
4000W/SE/400/G38
200
24,0
20
75
250
142
95
s1 80
500
6 300
 
RSP
575W/SE/230/G22
100
6,8
7
30
145
70
85
s180
10002
5 600
 
1) Возможна работа лампы в диапазоне мощности от 400W до 700W
2) Нарабатывает при номинальном значении мощности
Металлогалогенные лампы



325 19111
RSI
250W/SE/230/FAXl,5
230
270
16 200
FAX1,5
2
10
325 11565
RSI
400W/SE/230/GZZ9,5
230.
400
33 000
GZZ9,5
3
10
325 10842
RSI
575W/SE/230/G22
230
575
49 000
G22
4
10
325 00039
RSI
1200W/SE/230/G38
230
1200
110 000
G38
5
1
325 00040
RSI
2500W/SE/230/G38
230
2 500
240 000
G38
6
1
325
11028
RSI
4000W/SE/400/G38
400
4 000
380 000
G38
6
1
Металлогалогенные лампы дневного света (с возможностью повторного зажигания из горячего состояния) для оверхед и видео проекторов
325 12074
RSP
575W/SE/230/G221
230
575
49 000
G22
4
10



 
Катал. №
Код
Напряжение в сети,
V
Мощность,
W
Световой поток,
lm
Цоколь
Рисунок
Кол-во в упаковке,
шт.
Металлогалогенные лампы дневного света (без возможности повторного зажигания из горячего состояния) для специальных световых эффектов с повышенным сроком службы
325 12013
RSD 200W/230/GY9,5
230
200
13 000
GY9,5
1
10
325 12636
RSD 250W/230/GY9,5
230
250
17 000
GY9,5
1
10
325 13348
RSD 250W-2/230/GY9,5
230
250
17 000
GY9,5
1
10
325 13216
RSD 575W/230/GX9,5
230
575
47 000
GX9,5
2
10
325 11089
RSR400W/230/GX9,5
230
400
33 000
GX9,5
2
10
325 12542
RSR 575W/230/GX9,5
230
575
49 000
GX9,5
2
10
325 11090
RSR7Q0W/230/G22
230
700
58 000
G22
3
10
325 12428
RSR 1200W/230/G22
" 230
1200
110 000
G22
3
10
                         
 
Код/Тип
Рабочее напряжение,
V
Номинал.ток, А
Длина
дуги,
mm
Диаметр d, mm
Размер(mах) 1, mm
Размер a, mm
Световая отдача,
I m/w
Рабочее положение
Номинальный средний срок, службы, (час)
Цветовая температура К
RSD 200W/230/GY9,5
70
3,3
5
23
108
55
70
sl80
2 000
6 000
RSD 250W/230/GY9,5
90
3,3
5
23
108
55
68
sl80
2 000
6 000
RSD 250W-2/2'30/GY9,5
90
3,1
5
23
108
55
68
sl80
3 000
7 500


Код/Тип
Рабочее напряжение,
V
Номинал.ток, А
Длина
дуги,
mm
Диаметр d, mm
Размер(mах) 1, mm
Размер a, mm
Световая отдача,
I m/w
Рабочее положение
Номинальный средний срок, службы, (час)
Цветовая температура К
RSD 575W/230/GX9,5
95
7,0
7
30
135
65
85
sl80
3 000
7 200
RSR400W/230/GX9,5
67
6,9
5
23
112
62
82
sl80
650
5 600
RSR 575W/230/GX9,5
95
7,0
7
30
125
65
85
sl80
750
6 000
RSR 700W/230/G22
72
11,0
8
30
155
75
83
sl80
1000
5 600
RSR 1200W/230/G22
100
13,8
10
40
175
85
92
sl80
800
6 000
 
Металлогалогенные лампы
Катал. №
Код
Напряжение в сети, V
Мощность, W
Световой поток, lm/w
Цоколь
Рисунок
Кол-во в упаковке, шт.
Металлогалогенные лампы дневного света (с возможностью повторного зажигания из горячего состояния) для кино и телевидения линейные (двух цокольные)
325 04519
RSI200W/230/X515
230
200
14 000
Х15,5
1
10
325 14922
RSI575W/230/SFC10
230
575
43 000
SFC10
2
10
325 15001
RSI 1200W/230/SFC15,5
230
1200
100 000
SFC15,5
2l
1
325 15003
RSI2500W/230/SFA21
230
2 500
240 000
SFA21
3
1
325 24122
RSI4000W/400/SFA21
400
4 000
380 000
SFA21
3
1
325 14619
RSI 6000W/230/S25,5
230
6 000
570 000
S25,5
4
1
325 11088
RSI 12000W/230/S30
230
12 000
1150 000
S30
4
1
325 12252
RSI 12000W/400/S25,5
400
12 000
1150 000
S25,5
4
1
325 12652
RSI 18000W/400/S30
400
18 000
1 700 000
S30
4
1
                   
 



 


Код/Тип
Рабочее напряжение,
V
Номинальный ток, А
Длина
дуги,
mm
Диаметр d, mm
Размер
(mах)
1, mm
Размер a, mm
Световая отдача,
I m/w
Рабочее положение
Номинальный средний срок, службы, (час)
Цветовая температураК
RS1200W/230/X515
80
3,1
10
14
75
60
70
pl5
300
5 600
RSI 575W/230/SFC10
95
7,0
7
21
135
115
85
sl80
750
6 000
RSI 1200W/230/SFC15,5
■100
13,8
10
27
220
180
83
sl80
750
6 000
RSI2500W/230/SFA21
115
25,6
14
32
355
290
96
P30
500
6 000
RSI4000W/400/SFA21
200
24,0
34
38
405
340
95
pl5
500
6 000
RSI 6000W/230/S25,5
123
55,0
21
55
450
-
95
pl5
500
6 000
RSI 12000W/230/S30
160
84,0
25
64
470
-
96
pl5
500
6 000
RSI 12000W/400/S25,5
224
62,0
34
64
470
-
96
pl5
500
6 000
RSI 18000W/400/S30
225
88,0
44
70
500
-
94
pl5
250
6 450
 
 



Натриевая лампа - газоразрядный источник света, в котором излучение оптического диапазона возникает при электрическом разряде в парах Na.
Н. л. низкого давления представляет собой заполненную парами Na и смесью инертных газов трубку из натриевостойкого стекла, в торцы которой впаяны электроды. Давление газов в трубке 1,3—2 кн/м2 (10—15 ммрт. ст.). Мощность Н. л. 45—200 вт, срок службы 5—7 тыс. ч, световая отдача 100—170 лм/вт. Из-за чисто-жёлтого света Н. л. не пригодны для общего освещения; за рубежом их используют для освещения загородных автострад, декоративного освещения.
Разрядная трубка Н. л. высокого -давления изготовляется из светопропускающей поликристаллической AI2O3, устойчивой к воздействию электрического разряда в парах Na до температур выше 1200 °С. Внутрь разрядной трубки после удаления воздуха вводят дозированные количества Na, Hg и инертный газ при давлении 2,6—6,5 кн/м2 (20—50 мм рт. ст.). Мощность Н. л. 125—1000 вт, световая отдача 100—140 лм/вт, срок службы 10-7Т-20 тыс. ч. Такие Н. л., дающие приятный золотисто-белый свет, применяются для наружного и внутреннего освещения. Все Н. л. включаются в электрическую сеть через пускорегулирующие аппараты. Для обеспечения наибольшего выхода резонансного излучения Na разрядные трубки Н. л. утепляют, помещая их внутри стеклянного баллона, из которого откачан воздух
 
Натриевые лампы высокого давления.
Историческая справка
Газоразрядные лампы, в которых разрядной средой служат пары натрия, начали применять еще в 30-х годах прошлого века. Эти лампы, рассчитаны на работу при низком давлении паров натрия, обладали недостаточной передачей цветового спектра, поскольку излучали желтый монохромный свет. Поэтому первоначальное применение таких ламп ограничивалось освещением автострад и дорог с интенсивным движением транспорта, где пешеходы отсутствуют.
Дальнейшее исследование свойств этих ламп, проведенные в лабораторных условиях, показали, что передачу цветного спектра натриевых ламп можно значительно улучшить, если внутри лампы поддерживать давление порядка 104 Ра. При таком давлении разряд в парах натрия приводит к некоторому снижению эффективности освещения (она падает до 130 лм/Вт), но при этом спектральное излучение передаёт цвет освещаемых предметов намного лучше.
Однако воплотить результаты лабораторных исследований в реальное производство натриевых ламп высокого давления долго не удавалось, поскольку в эмиттере – самой холодной точке излучающей трубки – требуемое увеличение давление паров натрия достигалось лишь при температуре около 700 С. Известные в то время материалы, – в том числе и кварцевое стекло, – не выдерживало при такой высокой температуре химически агрессивного воздействия паров натрия. И только в 1957 г. Была создана осветительная керамика из поликристаллической окиси алюминия со специальными магнитными добавками. В результате получили соединение между керамической трубкой и металлическими проводниками методом сплющивания нагретого материала, который ранее применялся в технологии изготовления кварцевых эмиттеров ртутных ламп. Тем самым был открыт путь к освоению выпуска ламп высокого давления.
 
 
Конструкции натриевой лампы и эмиттера (излучателя).
В натриевой лампе эмиттер размещают в трубчатой или грушевидной стеклянной замкнутой колбе, в которой создаётся вакуум. Для поддерживания в лампе необходимого вакуума на шейку колбы наносят газопоглотитель – бариевый или циркониевый (последний выполняется в форме лепешки). В лампах большой мощности колбу, обычно прозрачную или покрытую двуокисью кремния, изготовляют из стекла твердого типа -вольфрамо-бариево-кремниевого, а в лампах небольшой мощности – из стекла мягкого типа – натриево-известкового.
Лампа крепиться к металлическому винтообразному цоколю механически или с помощью специального клея, устойчивого к действию высокой температуры. Эмиттер внутри стеклянной колбы крепиться с помощью опорной конструкции, изготовленной из металлических прутиков и полосок.
В современных натриевых лампах высокого давления применяются следующие конструкции эмиттеров:
• С насосной трубкой. Эта конструкция до сих пор применяется только одним из главных производителей ламп;
• Без насосной трубки. Такая конструкция до сих пор эмиттера в настоящее время применяется повсеместно.
В эмиттерах с насосной трубкой последняя изготовляется керамической – из поликристаллической окиси алюминия. В отличии от других керамических материалов поверхность этого материала непористая, очень плотная, и поэтому она хорошо просвечивается (показатель пропускания излучения достигает 93-95%). Керамическая трубка эмиттера заканчивается расширением в форме отводящих монолитных пробок, в которых размещаются проводники тока, проходящие через ниобиевые каналы. Ниобий является единственным из известных металлов, у которого коэффициент линейного расширения близок к коэффициенту расширения керамики из глинозема, и поэтому он хорошо подходит к данной технологии. К концам ниобиевых каналов, закрытых с внутренней стороны эмиттера, прикреплены надетые из прутик спиральные вольфрамовые электроды. Между витками спирали находится спекшееся излучающее вещество – эмиттер, изготовленный из вольфрамо-бариевой-кремниевой смеси, либо бариево-стронциевый, либо бариево-натриевый.
Разряд в эмиттере возникает между концами электродов. В эмиттере натрий и ртуть содержаться в виде амальгамы; а в качестве заполняющего газа обычно применяется ксенон. В натриевых заменителях ртутных ламп используется смесь Пенинга – неон-аргон. Натрий играет решающую роль в достижении требуемого качества излучения ламп, в то время как ртути отводится скромная роль так называемого буферного газа. Этот газ повышает напряжение на лампе до значения, обеспечивающего ее нормальную работу совместно со стабилизатором, уравновешивающим разряд.
Крепление вольфрамового электрода к закрытому концу ниобиевой трубки выполняется сваркой при помощи лазерного луча. Такая конструкция обеспечивает полную герметизацию эмиттера в этой точке. Неплотные места соединения между ниобиевыми анналами проводников юка и пробками керамической трубки заполняются специальным стеклом, которое после нагревания до температуры 1350 С герметизирует места соединения.
 
Работа лампы.
Вспышка разряда в эмиттере натриевой лампы высокого давления происходит в поджигающем газе, образующем основную газовую среду, которая в холодной лампе заполняет эмиттер. Перед началом разряда натрий и ртуть находятся в своем обычном состоянии. При этом упругость паров натрия и ртути в холодном эмиттере практически не влияет на давление в поджигающем газе.
Начальный разряд в поджигающем газе приводит к нагреву эмиттера, что вызывает испарение натрия и ртути. По мере возрастания давления паров этих двух металлов существенно повышается их роль в процессе разряда. Поскольку натрий и ртуть в эмиттере имеются с избытком, в стабильном состоянии, т.е. в состоянии термодинамического равновесия, определённое количество этих веществ продолжает оставаться неиспарившимся. Разряд в лампе происходит в насыщенных парах. При этом избыток жидкой амагальмы накапливается в самом холодном месте эмиттера, расположенном на одном из его концов. Температура этого места эмиттера обусловливает давление паров натрия и ртути в эмиттере и фактически свойства разряда. Сразу же после разряда лампа для электрической цепи является практически коротко-замкнутой, а протекающий через нее ток ограничивается только индукционным стабилизатором (дросселем). В этот момент напряжение на лампе небольшое. Однако по мере быстрого нагревания эмиттера и возрастания роли паров натрия и ртути, что приводит к разряду, уже примерно через 4 минуты наблюдается значительный рост светового потока, снижение протекающего через лампу тока и рост напряжения на лампе.
 
Вспомогательные системы.
Натриевые лампы высокого давления, как и другие разрядные источники света, не могут непосредственно подключаться к электрической сети: для их запуска необходимо применять последовательно включено индукционный стабилизатор (дроссель), ограничивающий ток разряда.
Разряд в наполняющем эмиттер поджигающем газе наступает только при наличии импульса напряжения между его электродами, который в зависимости от типа и мощности лампы должен быть от 1 до 5 кВ. Для генерирования импульсов такой величины применяются электронные системы зажигания, обеспечивающие повышенную энергию разряда. На практике зажигание большинства натриевых ламп высокого давления обеспечивают импульсы напряжения, имеющие следующие характеристики:
• Максимальная величина импульса 1-5 кВ;
• Длительность пучка импульсов 1 -2 мкс;
• Минимальное количество импульсов 4.
Выпускаются два основных вида импульсных стартеров:
• Небольшие по габаритам, легкие, неэнергоемкие параллельные стартеры, которые образуют импульс зажигания в пусковом трансформаторе, подключенном параллельно лампе;
• Последовательные стартеры, в которых пусковой трансформатор подключается последовательно с лампой и индивидуальным стабилизатором. Применение таких стартеров позволяет избежать воздействия на стабилизатор импульсов высокого напряжения. У мощных ламп увеличиваются размеры трансформатора и всего стартера.
Оба вида стартеров устанавливают в разрядной системе, в которой через определенное время после подачи ни тающего напряжения (примерно через 10 минут) генерирование
импульсов зажигания прекращается. Генерирование импульсов зажигания в течении 10 минут достаточно для запуска горячей лампы, кратковременно отключенной от сети; последующие зажигания возможны уже через несколько десятков секунд.
 
Цветопередача натриевых ламп.
Натриевые лампы высокого давления излучают свет, который позволяет различать цвета практически во всем диапазоне спектра, за исключением коротковолнового. В коротковолновом диапазоне, включающем фиолетовый, синий зеленый цвета, цвет может незначительно изменяться (тускнеть). Общий показатель передачи цвета Ra для этих источников освещения составляет 20-25 при низкой температуре излучения (на уровне 2000-2100 К).
По световой отдаче натриевые лампы высокого давления несколько уступают лампам низкого давления. Однако по сравнению с другими источниками искусственного света они имеют самый высокий энергетический КПД, достигающий до 30%.Спектральный анализ света, испускаемого натриевыми лампами высокого давления, показал, что наибольшее излучение приходится на длины волн 550-640 нм, максимально приближенные к восприятию человеческого глаза. Это обусловлено тем, что световая отдача основных типов натриевых ламп высокого давления, в зависимости от их мощности, находится в пределах 80-130 лм/Вт.
Как уже упоминалось, работа натриевых ламп высокого давления в установившемся режиме проходит в насыщенных парах, а в эмиттере остается некоторое количество неиспарившихся натрия и ртути. Этим они и отличаются от ртутных ламп, в которых ртуть испаряется полностью, образуя ненасыщенные пары. В результате напряжение ртутной лампы изменяется незначительно при изменении напряжения, прикладываемого к лампе.
У натриевых ламп изменение питающего напряжения приводит к значительному изменению напряжения работы лампы, а также к изменению других ее параметров. Поэтому большинство производителей рекомендует эксплуатировать натриевые лампы при сравнительно небольших изменениях питающего напряжения (не больше чем +5% и 10% от номинального значения).
 
Разновидности натриевых ламп.
Стандартные натриевые лампы высокого давления выпускаются в широком диапазоне мощностей: 50, 100, 150, 250, 400 и 1000 Вт. Кроме таких ламп, в течение многих лет выпускается также натриевые лампы высокого давления – заменители ртутных ламп, так называемые лампы со смесью Пенинга. Эти лампы могут работать в патронах ртутных ламп без замены патрона и с тем же самым отражателем ртутной лампы, а также со схемой , содержащей индукционный стабилизатор ртутной лампы, без электронного стартера. Лампы этого типа отличаются от стандартных тем, что в эмиттере в качестве поджигающего газа используется смесь неона-аргона (смесь Пенинга). Применение этой смеси газов приводит к тому, что напряжение зажигания лампы значительно понижается (примерно до 250 Вт), т.е. понижается до напряжения, лишь немного превышающее напряжение питания лампы. К сожалению, применение смеси Пенинга снижает световую отдачу лампы до уровня 75-120 лм/Вт, в зависимости от мощности лампы.
Следующей разновидностью неоновых ламп высокого давления являются лампы мощностью от 35 до 600 Вт с повышенным световым потоком, достигаемым за счет
повышения давления поджигающего газа – ксенона, заполняющего эмиттер. Эти лампы имеют высокую световую отдачу, доходящую до 150 лм/Вт. Однако увеличение давления ксенона, к сожалению, потребовало повысить напряжение зажигания ламп, что достигается применением электронных стартеров новой генерации.
Выпускаются также натриевые лампы высокого давления с очень высоким уровнем цветопередачи, достигаемым за счет повышения давления паров натрия вследствие повышения температуры места эмиттера и повышения давления ксенона. Общий показатель передачи цвета Ra у таких ламп составляет около 85 при цветовой температуре 2500-3000 К. Однако достижение таких цветовых параметров связано со значительным понижением световой отдачи. Очень интересным примером этой группы ламп являются маломощные лампы (от 35 до 100 Вт), известные под названием "White soda" (белая сода), которые предназначены для декоративного освещения в торговых залах. Конструктивно они отличаются от всех натриевых ламп: они работают в пар со специальными электронными стабилизационно-пусковыми системами, что позволяет устранить значительные отклонения в передаче цвета и светового потока в зависимости от питающего напряжения.
И, наконец, одна из последних разработок – натриевые лампы высокого давления без ртути (Hg free). Исключение ртути из процесса разряда ламп стало возможным благодаря применению газа ксенона, работающего под высоким давлением, и применению дополнительного поджигателя, выполненного в виде металлической пластинки, помещаемой на поверхности керамической трубки в процессе её изготовления. Такое конструктивное решение позволило выпускать натриевые лампы с теми же параметрами, что и параметры стандартных ламп.

27.10.2011   Рубрики: УГГУ