Натриевые лампы высокого давления (лампы НS)

В этих лампах используется разряд в парах металла и они характеризуются двумя особенностями: очень высокой световой отдачей и узким спектральным составом излучения, находящимся в желтой части спектра. Хотя глаз человека очень чувствителен к желтому свету, но при этом плохо передаются цвета. В связи с этим натриевые лампы высокого давления (лампы НS) с мощностью от 35 до 1000 Вт имеют ограниченное применение и используются, в основном, для чисто функционального освещения, например, в туннелях или на дорогах.

Тем не менее, цветопередача может быть улучшена за счет использования различных смесей газов, изменения давления и применения различных люминесцирующих материалов, хотя все это снижает световой поток и КПД. Принцип действия натриевых ламп высокого давления требует использования устройств поджига. Как и лампы типа НМ, выпускаются лампы НБ со встроенными устройствами поджига. Рекомендуется использовать внешние устройства поджига (т.е. находящиеся вне лампы), так как в случае перегорания лампы не придется заменять также и устройство поджига, что позволит значительно снизить эксплуатационные расходы.

Патроны для ламп типов НI и НS

Для металлогалогенных и натриевых ламп высокого давления используются различные цоколи. В зависимости от того, является ли лампа одноцокольной или двухцокольной, используются патроны типов RX7s, Fс2, G12, РG12, Е27 и Е40. На все патроны воздействуют условия, характерные для работы газоразрядных ламп, т.е. высокие напряжения поджига и высокие температуры. Конструкция патрона должна выдерживать высокие токи поджига. Этим определяется выбор изоляционных материалов, в качестве которых обычно используется фарфор или термоустойчивый пластик (например, полифениленсульфид). В зависимости от параметров работы лампы (ток, напряжение, температура и т.д.) используются контакты из серебряных, никелевых или медных сплавов, покрытые толстым слоем никеля.

При использовании ламп высокого давления с резьбовыми цоколями Е27 и Е40 (см. рис. 4.11) важно убедиться, что патроны были сертифицированы для использования с газоразрядными лампами. Пригодные для этой цели патроны должны иметь маркировку Т750 ВТ, что будет указывать, что они рассчитаны на напряжение поджига до 7,5 кВ и в ник выполняются требования к пути тока утечки и к воздушным промежуткам для направления поджига.

Рисунок 4.11 Цоколи распространенных типов газоразрядных ламп

Импульсы поджига высокого напряжения создают большие нагрузки на провода. На практике для газоразрядных ламп используют провода с изоляцией из силиконовой резины с наружным диаметром 4,4 мм. Для ламп с горячим повторным поджигом используются провода в изоляции из силиконовой резины толщиной 7 мм и с оболочкой из стеклоткани. Тефлоновая изоляция непригодна, так как она не выдерживает напряжение поджига в течение длительного времени.

Балласты для ламп типов НI и НS

Так как для металлогалогеновых (НI) и натриевых ламп высокого давления (НS) задаваемые изготовителями ламп значения тока, напряжения и импеданса являются практически одинаковыми для ламп равной мощности, то выпускается много балластов, пригодных для ламп обоих типов. Необходимо иметь в виду, что при отклонении импеданса от заданного значения у ламп типа НI сильно изменяется цветопередача. Поэтому балласты для этих ламп должны строго соответствовать заданным характеристикам. Кроме того, для ламп НI необходимо также выдерживать пиковое значение постоянной тока. Этот параметр не задается для ламп типа НS и для них достаточно, чтобы не превышалось максимальное значение тока поджига.

Тем не менее, для ламп обоих типов импеданс балласта должен оставаться неизменным в течение всего срока службы, даже в случае неоднократной замены лампы. Эта характеристика проверяется при испытаниях на продолжительность срока службы.

С точки зрения тепловых характеристик трубчатые лампы типа НI-Т (например, Osram НQI-TS) представляют собой особый случай, так как в этих лампах может происходить однополупериодное выпрямление, приводящее к перегреву дросселя. Тем не менее, практический опыт показывает, что к концу срока службы такие явления возникают только в одной лампе типа НI-Т из 20 000.

Так как при этом происходит возрастание тока лампы в два-три раза, то сильный нагрев может привести к пожару. Испытывают такие светильники с помощью эквивалентной цепи. При этом необходимо использовать резисторы с соответствующими параметрами. Более безопасны балласты с температурным отключением, которые уже были испытаны предприятиями-изготовителями с использованием такой системы.

Рисунок 4.12 Эквивалентная цепь для имитации работы трубчатых ламп в экстремальных условиях (источник: Osram)

Особым случаем являются натриевые лампы высокого давления НSE-I со встроенными стартерами (например, Рhilips SONW-I). В этих лампах встроенный выключатель прерывает ток короткого замыкания, что приводит к генерации пика, поджигающего лампу. Таким образом, балласты для ламп НSЕ-I должны выдерживать ток короткого замыкания и максимальное напряжение импульса 2,3 кВ. Высокое напряжение между слоями диэлектрика и напряжение, задаваемое во время испытаний является серьезной проверкой диэлектрической прочности этих блоков.