Опубликовано

Металлогалогенные лампы

Немного о продукции

Галогенный светильник представляет собой одну из разновидностей лампы накаливания. Внутри такая лампа содержит, помимо самой нити накаливания, еще и пары галогенов. В роли галогенов могут выступать хром, йод, фтор или бром.
Принцип действия такой лампы заключается в том, что электрический заряд, подходящий через нить накаливания, вступает в химическую реакцию с галогенами и атомами вольфрама нити. При этом при наличии высоких температур подобное соединение распадается. В результате, превалирующее большинство вольфрамовых частиц оседает на теле накала. Это предотвращает оседание частиц на внутренней стороне колбы. На этом процессе основывается принцип «восстановления» нити накаливания. Такая реакция получила название вольфрамо–галогенного цикла регенеративного типа.
За счет наличия такой регенеративной реакции в разы повысился срок службы галогенных светильников по сравнению с другими осветительными приборами. Такие лампы могут прослужить до 12000 часов. При этом главным преимуществом такой лампы является ее энергоэффективность одновременно с уменьшением размеров самой колбы.
В целом для подобной продукции можно выделить следующие положительные моменты:

  • длительный период работы;
  • компактные размеры;
  • уменьшение энергозатрат;
  • отличные показатели цветопередачи;
  • цветовой спектр идет в диапазоне 2800-3000K;
  • теплые или нейтральные оттенки свечения.

Помимо этого, как и всё в мире, галогенный тип ламп имеет и некоторые недостатки. К ним относятся:

  • пожароопасность, которая присутствует из-за того, что колба лампы может нагреваться до 500°С и выше;
  • наличие чувствительности к перепадам напряжения;
  • лампочка чувствительна к жиросодержащим загрязнениям. Поэтому выкручивать и вкручивать ее можно только через салфетку или защитные перчатки.

Но все же, несмотря на недостатки, подобные светильники сегодня довольно распространены.

Разновидность

Одной из разновидностей галогенных светильников являются металлогалогенные лампы. Их еще называют HID светильники.

Металлогалогенные лампы

Они относятся к группе газоразрядных источников света. Здесь в роли наполнителя, которым заполнена разрядная трубка, используется инертный газ (аргон и ксенон), галогениды определенных металлов или ртуть. В качестве источника оптического излучения в лампочках выступает плазма от дугового электрического разряда. Эта плазма возникает в результате ионизации от испаряющихся галогенидов металлов или частиц ртути. В свою очередь ионизация появляется в результате влияния электрического тока.
Такой принцип работы позволяет получить источник довольно яркого и мощного светового потока. При этом цветопередача остается на достаточно высоком уровне.
Металлогалогенные лампочки обладают теми же преимуществами и недостатками, что и их галогенные аналоги.

Обратите внимание! Срок службы металлогалогенных ламп несколько выше, чем просто галогенных источников света. Он составляет примерно 10000-15000 часов.

По эффективности металлогалогенные источники света значительно превосходят галогенные лампы. И при этом не требуют для своей установки специальной пускорегулирующей аппаратуры.
Но есть и недостатки исключительно этого типа источника света:

  • несколько растянутый период включения. У таких лампочек максимальная яркость достигается только через 5-10 минут после включения;
  • минимальный интервал для повторного включения составляет примерно 10-15 минут.

Данная продукция выпускается в достаточно широком мощностном диапазоне: от 20 Вт до 20000 Вт.
Кроме того, металлогалогенные лампы могут иметь различный цветовой спектр:

  • дневной белый цвет;
  • синий цвет;
  • красный цвет и т.д.

Различные комбинации цветов достигаются путем применения различных галогенидов (солей).

Особенности подключения

Для в HID-источников света стоит помнить, что их подключение к ЭПРА (или ПРА — пускорегулирующие аппараты) осуществляется с помощью высоковольтного кабеля. При этом кабель должен иметь напряжение пробоя для изоляции не меньше 6кВ. В результате выходное напряжение для поджига ЭПРА будет составлять 5кВ.

Обратите внимание! Для вторичной цепи ЭПРА (ПРА) сетевых бытовых кабелей не допускается.

Схема подключение светильника

Эти приборы необходимы для того, чтобы на нужном уровне поддерживать режим работы лампочки. Поэтому качество освещения и светового потока напрямую зависит от того, какая модель ПРА использовалась в схеме подключения.
Во всем остальном схема подключения не сильно отличается от других типов осветительных приборов. Нюансы появляются в типе установки.
В зависимости от типа установки металлогалогенные светильники бывают нескольких видов:

  • встраиваемый. Здесь используется принцип встраивания осветительного прибора. Таким образом можно закрепить светильник на подвесной потолочной конструкции;
  • накладные. В данной ситуации принцип установки предполагает просто «наложение» прибора на рабочую поверхность;
  • трековые. Такие светильники имеют специальные рефлекторы. Их можно применять для акцентного или общего освещения;
  • подвесные.

В зависимости от выбранного типа светильника их установку проводят по определенной схеме.
При этом металлогалогенные лампочки могут просто вкручиваться в точечные светильники. Такой способ считается самым простым.
Обратите внимание! Производить установку такой лампы можно только в защитных рукавицах или при использовании ткани.

Это обязательная необходимость, потому что материал, из которого изготовленная колба лампочки, вступает в реакцию с жировой прослойкой рук и при дальнейшем использовании может привести к взрыву или нарушению в работе осветительного прибора.

ПРА

В других ситуациях следует использовать ПРА. При этом некоторые производители выпускают данную аппаратуру в разобранном виде. Поэтому здесь возникает дополнительная сложность при самостоятельной сборке прибора. В целом комплект осветительного аппарата имеет следующие составляющие детали:

  • корпус осветительного прибора;
  • металлогалогенная лампа;
  • ПРА или пускорегулирующий аппарат.

Обратите внимание! При вкручивании лампочки в цоколь следует обеспечить их идеальный контакт. Если останется хотя бы один зазор, то возможно скорое перегорание лампы. При этом перед установкой следует проверить качество самого цоколя, так как его недостатки также могут привести к перегоранию.
Чтобы получить качественное освещение, используйте только проверенное, лицензированное оборудование и источники света. Лучше покупать продукцию известных производителей, которые давно работают на рынке осветительных приборов.

Предназначение

Металлогалогенные и галогеновые светильники применяются в основном в ситуации, когда имеется необходимость в сочетании следующих качеств:

  • мощность;
  • экономичность;
  • компактность.

Свет от лампы

При этом данная продукция может использоваться для создания освещения, как в домашних условиях, так и на улице. Использование таких источников света позволяет создать освещение на открытых пространствах. Поэтому их часто используют для освещения:

  • промышленных цехов;
  • приусадебных участков;
  • театров и музеев;
  • просторных помещений в домах и квартирах.

При небольших мощностях такие лампочки используется для офисного или рекламного освещения. Кроме всего этого такие светильники можно встретить в оранжереях, теплицах и даже аквариумах.
Также данный тип лампочек активно используется в зеленом ландшафте для декорирования и подчеркивания определенных дизайнерских задумок. С таким освещением ваш приусадебный участок станет настоящим произведением искусства.
Как видим, металлогалогенные и галогенные лампы имеют сегодня достаточно широкое применение. Благодаря своим свойствам и неоспоримым преимуществам они используются в самых различных целях.

Электрическая схема включения металло-галогенных ламп

⇐ Предыдущая12345

Металло-галогенные лампы, как любой газоразрядный источ­ник света, требуют специальной схемы включения (рис. 5).

Рис.5 – Схема включения МГЛ.

Для возникновения разряда в газовом промежутке необходи­мо напряжение, в несколько десятков раз превышающее напряже­ние сети. Это обеспечивается входящим в схему пуско-регулирующим аппаратом (ПРА), блоком зажигания (БЗ) или блоком мгно­венного перезажигания (БМП). Пуско-регулирующий аппарат вы­полняет три функции: подачу на лампу достаточного по величине напряжения для ее зажигания, регулирование увеличивающегося в процессе разгорания разряда тока, перезажигание разряда через каждый полупери­од частоты сети.

В момент прохождения тока через нуль и перемены полярнос­ти число электронов должно быстро увеличиваться от малого до нормального значения. Скорость ионизации должна быть очень высокой, чтобы новые энергетические пары (ионы и электроны) возникали быстрее, чем их потери. Для этого продольное электри­ческое поле должно быть выше, чтобы в бестоковую паузу каждого полупериода (прохожде­ние через нуль), обеспечить запас энергетических пар.

При необходимости повторного зажигания горячей лампы, когда пары металлов в горелке не пришли в исходное состояние и давление паров не соответствует исходному, напряжение, спо­собное возбудить разряд, должно быть еще выше первичногонапряжения зажигания, что обеспечивается блоком мгновенного перезажигания (БМП).

Для каждого типа металлогалогенных ламп, различных по мощности и конструкции, требуются свои уровни напряжения зажигания и перезажигания. Таким образом ПРА и БМП индиви­дуальны для каждого типа металло-галогенных ламп. Например для лампы ДРИШ-575 («Лисма») при напряжении питающей сети 220 В, напряжение первичного зажигания равно 12 кВ, а напряжение повторного перезажигания уже составляет25 кВ. Напряжение 95 В на лампе после стабилизации разряда поддерживает ПРА.

При всех неоспоримых преимуществах металлогалогенных ламп, таких как высокая светоотдача, превращение в тепло не более 20% подводимой мощности, что снижает расходы на кондиционирование, необходимо отметить и некоторые недостатки: наличие времени разгорания (от 2 до 5 мин.) для стабилизации световых и калориметрических параметров; ограничения в регулировке величины светового потока (от 100% до 35%), что накладывает ограничения на динамику света; наличие в схеме ПРА и БМП, кото­рые являются возможными дополни­тельными источниками нестабильно­сти в работе осветительного прибора; наличие УФ-составляющей излуче­ния, оказывающей вредное воздей­ствие па человека, выражающееся в воспалении слизистой оболочки глаз и покраснении кожи. Наличие УФ-составляющей в излуче­нии осветительных приборов с МГЛ требует соблюдения определенных мер безопасности, основными из которых являются: работа только с приборами, имеющими защитные стекла, а линзы Френеля должны быть без трещин; использование мелкоструктурных рассеивателей; и соблюдение определенных расстояний при размещении ОП на игровой площадке.

В современных кинотелеосветительных приборах применяются МГЛ двух типов: с односто­ронним и с двухсторонним цоколем.

Рассмотрим некоторые общие параметры различных МГЛ с односторонним цоколем:

· HMI W/SE(Osram) — линейка ламп мощностью от 125 до 12 000 Вт. Время разгорания 2-3 мин., световая отдача от 68 до 95 лм/Вт, Тцв излучения 6000 К и индекс цветопередачи Ra > 90. Срок службы ламп от 150 до 750 час. (в зависимости от мощности лампы)

· MSR(Philips) — линейка ламп мощ­ностью от 125 до 6000 Вт. Фирмой вы­пускаются две модификации этих ламп. Лампы индексом HR перезажи­гаются в горячем состоянии, их время разгорания составляет 2-3 мин. Све­товая отдача от 75 до 96 лм/Вт, Тцв излучения 6000 К, индекс цветопере­дачи Ra > 92. Срок службы от 200 до 1000 ч (в зависимости от мощности лампы).

Лампы без индекса HR вгорячем состоя­нии не перезажигаются, и для их пов­торного зажигания необходимо время (5-10 мин.), чтобы лампа остыла. Вре­мя выхода на рабочий режим составляет 2 мин. Световая отдача 80-91 лм/Вт, Тцв излучения 6000 К. Фирмой также выпускаются лампы MSR 575/2, MSR 700/2, имеющие цветовую температуру излучения 7200 К. Срок службы таких ламп 800- 1000 ч.

· ДРИШВ(«Лисма»). Лампы выпускают­ся только мощностью 200 и 575 Вт. Световая отдача 70 и 76,5 лм/Вт соответ­ственно, Тцв излучения 6000 К, индекс цветопередачи Ra — 85. Срок службы -100 ч (для лампы мощностью 200 Вт) и 300 ч (для лампы мощностью 575 Вт).

МГЛ с двусторонним цоколем были разработаны раньше, чем МГЛ с односторонним цоколем:

ДРИШ(«Лисма») – линейка ламп мощностью от 200 до 7000 Вт. Время разгорания 3-5 мин. Световая отдача от 70 до 92 лм/Вт, Тцв излучения 6000 К (кроме ламп ДРИШ 200-2 и ДРИШ 7000-2, у которых нормиру­ется цветофотографическая темпера­тура, равная 6500 К). Лампа мощно­стью 575 Вт имеет индекс цветопере­дачи Ra равный 85, индекс цветопередачи остальных ламп — 80, у ламп ДРИШ 200-2 и ДРИШ 7000-2 индкс передачи не нормируется . Срок службы составляет от 150 до 500 ч. Основные параметры металлогалогенных ламп фирмы «Лисма» этой серии приведены в Таблице 4.

· HMI(Osram) — линейка ламп мощно­стью от 200 до 18 000 Вт. Время разгорания ламп 3 мин. Световая отдача от 70 до 96лм/Вт, Тцв излучения 6000 К, индекс цветопередачи Ra > 90. Срок службы от 300 до 500 ч.

· MSI(Philips) — линейка ламп мощ­ностью от 575 до 12 000 Вт. Время разгорания 3 мин. Световая отдача от 85 до 96 лм/Вт, Тцв излучения ламп 6000 К, индекс цветопередачи Ra > 92.Срок службы от 100 до 1000 ч.

Все лампы могут мгновенно переза­жигаться в горячем состоянии и применяться с электронными и электромаг­нитными пускорегулирующими аппаратами (балластами). Все рассмотренные лампы одной мощности взаимозаменя­емы.

Таблица 4. Основные параметры металлогалогенных ламп фирмы «Лисма».

Тип Напря- Мощ- Световой Свето- Цветовая Индекс Диаметр Длина Срок
источника ние ность поток вая темпе- цветопе- колбы лампы служ-
света отдача ратура редачи бы
Р F Ra D L t
В Вт Клм лм/Вт К мм мм час
ДРИШ-200 14,0 — 16,0 6000 ±500
ДРШП-575-1 40,0 — 44,0 6000 ± 500
ДРИШ-1200 -1 100,0 — 110,0 6000 ±500
ДРИШ-2500 -1 220,0 — 240,0 6000 ±500
ДРИШ-4000 -1 370,0 — 400,0 6000 ±500

Люминесцентные лампы.

Люминесцентные лампы – газоразрядные источники низкого давления – сначала нашли широкое применение в быту и промышленно­сти. В последнее десятилетие они стали применяться и в кинотелевизионном освещении.

Для практи­ческого использования излучения в парах ртути в этом типе ламп и создания такого источ­ника света необходим преобразователь невидимого ультрафиоле­тового излучения в излучение видимого участка спектра, преобра­зующий также монохроматическое УФ-излучение в сплошное. Таким преобразователем для ряда газоразрядных ламп является люмино­фор. Подобранный соответствующим образом, люминофор спосо­бен преобразовать излучения ртути практически по всей кривой излучения АЧТ .

Наиболее частым наполнителем люминисцентных ламп явля­ется ртуть. Максимальный выход УФ-излучения, которое является хорошим возбудителем свечения люминофора, происходит при низком давлении паров ртути внутри колбы. Люминофор, покры­вающий внутреннюю поверхность трубки-колбы, подбирается в соответствии с областью применения ламп. Для использования в кинотелевизионном освещении фирмой Osram созданы люминесцен­тные лампы, имеющие практически сплошной спектр излучения.

Они представляют собой стеклянную цилиндрическую труб­ку (рис. 6), внутренняя поверхность кото­рой покрыта слоем люминофора. В кон­цах трубки впаяны контактные группы с электродами.

Рис.6 – Конструкция люминесцентной лампы:

1 – стеклянная трубка, 2 – вольфрамовые электроды, 3 – люминофор, 4 – атомы ртути, 5 – УФ-излучение атомов ртути, 6 – видимое излучение люминофора.

Лампа наполнена небольшим количе­ством ртути и инертным газом или смесью инертных газов, назначение которых – уменьшение распыления электродом при работе лампы и облегчение зажигания разряда. После зажигания в лампе возни­кает разряд низкого давления (преимуще­ственно в парах ртути), который является источником излучения в УФ-области спектра и незначительного излучения в видимой области спектра. УФ-излучение поглощается люминофором и преобразу­ется в видимое излучение. Таким образом, основная доля излучения ЛЛ приходится на излучение люминофора, а излучение ртути играет роль возбудителя.

Эти лампы называют источниками «холодного» света, так как из подводимой к ЛЛ мощности на выделение те­пла идет всего около 24%.

Характеристики ЛЛ зависят от темпе­ратуры окружающей среды, оптималь­ная — 20-30ºС. При отклонении темпе­ратуры от оптимального значения (как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения) происходили снижение светового потока, особенно сильное при уменьшении температуры, ухудшение условий зажигания и сокращение срока службы, а также рост времени разгора­ния. Перегрев ламп вызывает пониже­ние светового потока, изменение спек­трального состава излучения за счет увеличения роли излучения линий рту­ти и, следовательно, его цветности.

Как и все разрядные лампы, ЛЛ включаются в сеть при помощи спе­циальной пускорегулирующей аппара­туры, обеспечивающей их надежное за­жигание и нормальный режим работы.

Для уменьшения пульсации светового потока ЛЛ, вызванной пульсацией УФ-излучения столба разряда при питании лампы переменным током, применяются специальные ПРА, которые позволяют осуществлять питание лампы напряже­нием повышенной частоты. Уменьшение пульсаций происходит за счет инерцион­ности свечения люминофора и появления постоянной составляющей в излучении разряда, начиная с 400 Гц. При частотах свыше 1000 Гц глубина пульсаций нич­тожно мала и стробоскопический эффект отсутствует. Кроме того, с увеличением частоты растет световая отдача.

Важным преимуществом ЛЛ является то, что при регулировании светового потока цветовая температура излучения этих ламп прак­тически не изменяется.

Достоинства ЛЛ:

• высокая световая отдача и большой срок службы;

• низкие яркость и температура по­верхности лампы;

• возможность регулирования светово­го потока ЛЛ при практически по­стоянной ТцВ их излучения;

• очень маленькое выделение тепла.

Недостатки ЛЛ:

• трудность перераспределения и кон­центрации их светового потока в про­странстве;

• зависимость надежности работы от температуры окружающей среды;

• включение в сеть только с ПРА или стартером.

Световая отдача ЛЛ с улучшенной цветопередачей ниже, чем у обычных люминесцентных ламп.

Рассмотрим параметры некоторых наиболее распространенных моделей ЛЛ мощностью 36 и 55 Вт:

• DULUX L(Osram). Лампы мощно­стью 36 и 55 Вт с индексом 32 имеют Тцв излучения 3100 К. Световая от­дача ламп составляет 53 и 55 лм/Вт соответственно. Лампы с индексом 12 имеют Тцв излучения 5400 К и свето­вую отдачу 55 и 57 лм/Вт соответственно. Срок службы ламп 8000 ч. Индекс цветопередачи Ra = 90.

• Studioline(Osram) — лампы мощно­стью 55 Вт с индексами 3200 (Тцв =3200 К) и 5600 (Тцв =5600 К) имеют световую отдачу 67 и 69 лм/Вт соот­ветственно и срок службы 8000 ч. Индекс цветопередачи Ra = 90.

• PL L (Philips) — лампы мощностью 36 и 55 Вт с индексом 930 имеют Тцв излучения 3000 К, их световая отда­ча 61 и 67 лм/Вт соответственно. Лампы с индексом 950 имеют Тцв из­лучения 5300 К, световую отдачу 67 и 69 лм/Вт соответственно. Срок службы ламп составляет 5000 ч. Ин­декс цветопередачи

Ra > 90.

Достаточно большую номенклатуру люминесцентных лампTRUE MATCH производит фирма Kino Flo в широком диапазоне мощностей 6, 8, 14, 20, 30, 40, 85 и 110 Вт с цветовой температурой 2900 К (KF-29), 3200 К (KF-32) и 5500 К (KF-55). ЛЛ Kamio Lamhs представляют собой люминесцентный светильник в виде трубки диаметром 15 мм изогнутой в окружность диаметром 152 мм и выпускается на цветовую температуру 3200 К (Ring Light Tungsten) и 5500 К (Ring Light Daylight) одного номинала мощности – 10 Вт. Фирма Kino Flo дополняет номенклатуру ЛЛ, работающих в видимой части спектра, лампами разных цветов Blue (двух типов – на средние длины волн 420 нм и на 450 нм), Green (двух типов – на средние длины волн 525 нм и на 550 нм ), Red (625 нм), Pink (612 нм ), Gold (580 нм) UV Blacklight (350 нм).

В заключение следует отметить, что в осветительных приборах для кинотелеосвещения рекомен­дуется применение только ЛЛ с указан­ными выше индексами, которые имеют улучшенную цветопередачу (категория 1А). Лампы с другими индексами, на­пример DULUX с индексом 31 или PL L с индексом 830, имеют цветопередачу категории 1В, что соответствует индексу цветопередачи Ra < 80, поэтому их ис­пользование в кинотелевизионном освеще­нии нежелательно, так как приводит к искажениям цветопередачи.

Принцип действия МГЛ

МГЛ имеет сходные черты с некоторыми видами разрядных ламп, где принцип светящегося тела заключен в работе плазмы дугового электрического разряда высокого давления. Горелка МГЛ заполнена инертным газом, ртутью и рядом галоидов (солей-галогенидов). Принцип работы металлогалогенной лампы заключается в следующем: излучение света в колбе МГЛ совершается под высоким давлением вследствие реакции инертного газа и ртути с определенным числом солей-галогенидов. Во время первичного поступления напряжения на МГЛ тепло, которое фокусируется в колбе после зажжения аргоновой дуги, при повышении температуры и давления, начинает превращать ртуть и соляную смесь в пар, что приводит к излучению света.

Как и многие газоразрядные лампы МГЛ нуждаются во вспомогательных устройствах (дополнительно зажигающихся электродах, импульсно зажигающихся единицах) для инициирования разряда, функционирования должного уровня рабочего напряжения.

Для того чтобы параметры источника электропитания и лампы соответствовали друг другу, используется пускорегулирующий аппарат (ПРА), всем известный под названием балласта.

Технические характеристики МГЛ

Эффективность определяется целым набором высокотехнических характеристик металлогалогенных ламп.

Мощность. Спектр номинальной энергии МГЛ необычайно огромен. Диапазон начинается от небольшого количества десятков ватт (70, 100, 150, 175, 250, 400 и 1000 Вт) и способен доходить до 10 ‑ 20 кВт.

Срок службы. Срок действия немногих видов МГЛ может составлять 15 000 часов. Чтобы определить средний срок службы МГЛ рекомендуется учитывать продолжительность эксплуатации и их техническое устройство (дросселя или электронный ПРА). Средняя частота включения и ритм выключения ‑ еще один немаловажный признак, влияющий на срок службы МГЛ. Длительность службы таких ламп зависит от постоянной номинальной мощности и избегания выключения МГЛ во время запуска.

Не рекомендуется использовать МГЛ, срок эксплуатации которых превышает хотя бы 25% указанного срока службы из-за возможности растрескивания. По истечении срока службы у таких ламп может снизиться уровень качества светового потока.

Качество цветопередачи. При выборе ламп для освещения различных предметов и сооружений нужно принимать во внимание её способность к передаче истинного цвета и учитывать возможные эффекты оттенков света. Это определяется параметром индекса цветопередачи, о котором читайте . Изначально МГЛ использовались для создания света, максимально приближенного к естественному, так как способны были излучать белый дневной свет с индексом передачи 80.

Современные МГЛ уже имеют индекс цветопередачи свыше 90. Например, индекс цветопередачи более 80 или 90 играет главенствующую роль для придания естественного цвета продуктам. Неестественный оттенок, который создается при освещении ламп с низким индексом цветопередачи, приводит к тому, что покупатель не обращает внимания на товар или, более того, избегает его покупки.

Однако определить цветовые коэффициенты МГЛ 100% не всегда возможно по причине фабричных отклонений или без преодоления порога горения в 100 часов. Мощность питания электрической сети также сказывается на цветопередаче лампы. Недостаточная мощность питания изменяет физическую температуру, так что свет такой лампы приобретает синеватый оттенок. Качество цветопередачи часто изменяется по мере эксплуатации, отражаясь на свете лампы.

Цветовая температура. Характеристики цветовой температуры и спектральный состав излучения, измеряемой в единицах Кельвина (К.), очень важны для создания теплых или холодных оттенков при освещении предметов и создания правильного визуального образа. Так, способность МГЛ создавать температуру горения со спектром от 2500 единиц Кельвина (приобретает жёлтый оттенок) до 20 000 единиц Кельвина (становится синим) может быть вызвана необходимостью различного применения, например, для растений или животных.

Некоторые МГЛ обладают функцией «предварительный прогрев» (примерно 300 единиц Кельвина), что сказывается на цветопередаче, но МГЛ нового поколения улучшили показания от 100 до 200 единицах Кельвина.

Цоколь. Наиболее употребительными МГЛ считаются лампы с односторонним винтовым цоколем, который вкручивается в патрон светильника. Двуцокольные МГЛ популярны благодаря возможности снижать потерю световой энергии.

Область применения напрямую зависит от типов цоколей МГЛ, среди которых выделяют одноцокольные МГЛ с керамической / кварцевой горелкой, двухцокольные МГЛ с керамической / кварцевой горелкой, бесцокольные МГЛ с кварцевой горелкой.

Световой поток. Световой поток металлогалогенных лампочень важен при определении силы света лампа. Эта техническая характеристика лампы способна раскрыть возможность определенного источника света при освещении помещения.

Световая величина МГЛ составляет 75 ‑ 100 лм / Вт и превышает показатели других световых источников. Так, вольфрамовая лампа накаливания имеет всего лишь светоотдачу в 10 ‑ 22 лм / Вт.

Конструкция МГЛ лампы

Металлогалогенная лампа относится к газоразрядным приборам. Она работает с использованием принципа ионизации паров ртути в смеси с галогенидами — соединениями галогенов с другими химическими элементами.

Конструктивно металлогалогенный осветительный прибор представляет собой колбу, выполненную из тугоплавкого кварцевого или керамического стекла со впаянными электродами. Колба заполняется инертными газами, в которые добавляется металлическая ртуть и галогениды тех или иных металлов. Именно они расширяют и выравнивают видимый спектр излучения прибора, а также позволяют изменить цветовую температуру и цвет свечения лампы.

Эта колба, исполняющая роль горелки, помещается в еще одну, внешнюю, заполненную инертным газом или вакуумированную. Ее задача – защита горелки от механических и температурных воздействий и поглощение ультрафиолета, который присутствует в спектре излучения ртути и при взаимодействии с окружающим воздухом образует ядовитый для человека озон. Дополнительно внешняя колба уменьшает теплопотери, существенно увеличивая КПД и ресурс работы прибора.

Конструкция металлогалогенной лампы Мнение эксперта Алексей Бартош Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники. Задать вопрос эксперту Существуют и одноколбовые лампы, но в этом случае для изготовления горелки применяют безозонное кварцевое стекло, отсекающее жесткое ультрафиолетовое излучение. Это, конечно, не относится к специальным металлогалогенным приборам, предназначенным именно для получения жесткого УФ излучения.

Одноколбовая металлогалогенная лампочка промышленного назначения мощностью 2 кВт

Для подключения к электросети прибор снабжается цоколем или цоколями следующих типов:

  • E27, Е40 (цоколь Эдисона);
  • RX7s (софитный двухцокольный вариант);
  • G8.5, Е12 (штырьковые).

Приборы мощностью 2 кВт и выше вместо цоколей имеют гибкие выводы с клеммами под винт.

Металлогалогенные осветители с цоколями различных типов к содержанию

Принцип работы

В холодном состоянии пары ртути и галогениды оседают на стенках горелки, и газовый промежуток внутри нее имеет высокое сопротивление. Поэтому для пуска лампы после подачи на электроды питающего напряжения необходимо на них же подать высоковольтный импульс. Для этого используется импульсное зажигающее устройство – ИЗУ.

Импульсное зажигающее устройство для металлогалогенных ламп

Благодаря ему в горелке появляется тлеющий разряд, который разогревает ртуть и галогениды. В результате последние испаряются. Давление в колбе увеличивается, а сопротивление газового промежутка уменьшается. Тлеющий разряд постепенно переходит в дуговой, заставляющий ионы ртути излучать видимый свет – лампа разгорается. Время выхода прибора на рабочий режим занимает в среднем 10-15 мин.

Одновременно в работу вступают галогены – они тоже начинают излучать в определенном спектре, выравнивая и дополняя спектр излучения ртути. В результате металлогалогенный источник может излучать свет не только различной цветовой температуры от теплого красноватого до холодного синего, но и разных оттенков: зеленого, красного, синего и пр. Все будет зависеть от состава и количества галогенидов. Это и является главной особенностью металлогалогенной лампы: ее цветопередача исключительно высока и может достигать 95.

Спектр излучения металлогалогенной лампочки намного ровнее и шире, чем спектры любых других газоразрядных источников света Мнение эксперта Алексей Бартош Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники. Задать вопрос эксперту Покупая металлогалогенный осветитель, обращай внимание не только на его мощность и цоколь, но и на цветовую температуру и, тем более, цвет. Иначе ты рискуешь подсветить объект оттенками синего или красного вместо задуманного освещения дневным светом, либо наоборот.

Для того, чтобы при разогреве лампы разряд в горелке не перешел в неуправляемый дуговой, ток через прибор ограничивается при помощи специальных балластов: электромагнитных (дроссель) или электронных. Первые называют ЭмПРА (электромагнитный пускорегулирующий аппарат), вторые — ЭПРА (электронный пускорегулирующий аппарат). Дроссели стоят намного дешевле электронных аналогов, зато вторые повышают КПД и надежность светильника, а, главное, исключают мерцание лампы с удвоенной частотой сети.

Электромагнитный и электронный пускорегулирующие автоматы для металлогалогенных лампочек

Типы и характеристики

К сожалению, единой маркировки металлогалогенных ламп в мире не существует, каждый производитель может промаркировать прибор на свое усмотрение. Тем не менее некоторые названия МГЛ устоялись, и среди них можно сориентироваться. В России металлогалогенные лампы принято маркировать буквами ДРИ(Ш) с последующим указанием мощности в ваттах, где:

  • Д – дуговая;
  • Р – ртутная;
  • И – йодидная;
  • Ш – шаровая форма горелки.

Лампа ДРИШ-450 – дуговая ртутная йодидная с горелкой шаровой формы мощностью 450 Вт

Рабочее напряжение на лампочках может не указываться. По умолчанию для приборов мощностью до 2 000 Вт оно составляет 220 В, для приборов 2 000 Вт и выше – 380 В.

Что касается зарубежных производителей, то у них самое распространенное обозначение металлогалогенных ламп – HMI (англ. metal halide lamp) или HM с последующим указанием мощности.

По остальным конструктивным характеристикам приняты следующие обозначения:

  1. SE — одноцокольная.
  2. DE – двухцокольная (софитная).
  3. BH – рабочее положение горизонтальное.
  4. BUD – рабочее положение вертикальное.
  5. U – рабочее положение любое.
  6. Т – колба цилиндрическая.
  7. Е – колба эллипсоидная.
  8. ЕТ – колба эллипсоидно-трубчатая.
  9. ВТ – колба бульбовидно-трубчатая.
  10. R – колба рефлекторная.
  11. P – колба параболическая.

Дополнительно на металлогалогенной лампе может стоять ее цветовая температура в Кельвинах.

Металлогалогенная лампа с цилиндрической колбой мощностью 400 Вт Мнение эксперта Алексей Бартош Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники. Задать вопрос эксперту Маркировка на самой лампе может быть неполной, поэтому при покупке внимательно изучи упаковку или сопроводительную документацию, если она есть. Особое внимание обрати на рабочее положение прибора: лампа с горизонтальным рабочим положением недолго проработает вертикально, и наоборот. к содержанию

Сфера применения

Сферу применения светильников с МГЛ определили их три основных отличия от других источников света:

  1. Отличная цветопередача.
  2. Высокая светоотдача.
  3. Компактность.

Благодаря вышеперечисленным свойствам металлогалогенные осветители широко используются в кино- и фотосъемке, в сценическом освещении, подсветке и освещении массовых культурных мероприятий, включая открытые площадки.

Высокая мощность при небольших габаритах позволила использовать металлогалогенные источники света в поисковых прожекторах и осветителях заливного типа открытых объектов: вокзалов, аэропортов, стадионов. Можно встретить лампы этого типа в архитектурной подсветке и в системах освещения промышленных и общественных зданий, а также в фарах различных транспортных средств: от автомобилей до самолетов. В быту, к сожалению, металлогалогенные светильники не прижились из-за длительного разогрева и невозможности быстрого повторного пуска.

Примеры использования металлогалогенных осветителей

Есть и еще одна область применения металлогалогенных светильников. Подбирая состав и количество галогенидов, можно создать спектр, необходимый для жизнедеятельности различных растений. Именно такие лампы успешно используются в теплицах и в аквариумном освещении.

Использование металлогалогенных светильников для подсветки растений и освещения аквариумовк содержанию

Преимущества и недостатки

Самым главным преимуществом металлогалогенной лампы является широкий и равномерный спектр излучения. Свет ее почти полностью соответствует солнечному, а цветопередача достигает 95%. Такой точной цветопередачи не обеспечивает ни один существующий на сегодня источник искусственного света, включая светодиодные светильники.

Второе немаловажное преимущество – высокая энергоэффективность. Металлогалогенная лампа даже небольшой мощности способна создавать световой поток до 70 лм на ватт потребляемой мощности. А начиная с киловатта и выше, светоотдача прибора может достигать 95 лм/Вт. Это почти столько же, сколько и у светодиодных светильников реальной стоимости (диоды со светоотдачей 120 — 150 лм/Вт существуют, но их производство неоправданно дорого).

Мнение эксперта Алексей Бартош Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники. Задать вопрос эксперту Кроме всего прочего, стоит упомянуть и о цветовой температуре. Она, как и цвет свечения, при помощи тех или иных добавок галогенидов может варьироваться довольно широко.

Добавим в преимущества относительно невысокую стоимость (в десятки раз дешевле светодиодных источников той же мощности) и срок эксплуатации, который в зависимости от мощности колеблется в диапазоне 10 000 — 15 000 часов. Для сравнения: средний срок службы натриевых ламп составляет 10000-20000 ч, а светодиодов, чье время наработки на отказ считается фантастическим, – 15000–30000 ч.

У металлогалогенных источников света есть следующие недостатки:

  1. Высокая рабочая температура. Как и любой другой дуговой источник света, металлогалогенный сильно нагревается. Температура горелки может достигать 1200, а внешней колбы (если она предусмотрена конструкцией) – 300 градусов Цельсия. Это, конечно, требует принятия специальных мер безопасности.
  2. Большое время выхода на рабочий режим. После включения необходимо 10-15 минут для того, чтобы прибор вышел на рабочий режим – разгорелся. Кроме того, после выключения лампа не запустится, пока не остынет. Этот недостаток является сдерживающим для использования металлогалогенных ламп в быту, где ждать 10-30 минут, пока лампа начнет светить, довольно сложно.
  3. Содержит ядовитые вещества. Горелка металлогалогенной лампы наполнена металлической ртутью, поэтому ее нельзя взять и выбросить в мусорное ведро. МГЛ нужно утилизировать на специальных пунктах.
  4. Необходимость в дополнительном оборудовании. Для того чтобы запустить металлогалогенную лампу, необходим балласт и ИЗУ, которые по размерам нередко больше самой лампы и, естественно, стоят немалых денег.

Схема подключения

Как я уже говорил выше, для пуска металлогалогенной лампы необходимо импульсное зажигающее устройство, а для ограничения тока через нее требуется ПРА (балласт). Первое включается параллельно лампе, второй — последовательно с ней.

Схема включения металлогалогенных ламп с двух- и трехвыводным ИЗУ

Обычно подобная схема наносится прямо на корпус балласта и ИЗУ, поэтому собрать металлогалогенный светильник своими руками не составляет никакого труда. Для этого достаточно обычной отвертки и указателя напряжения для определения нуля и фазы в сети.

Единственное, необходимо учитывать, что лампа и балласт греются довольно сильно: первая до 300, второй до 100-120 градусов. Поэтому, конструируя светильник, необходимо предусмотреть вентиляцию оборудования (обычно достаточно просто вентиляционных отверстий), а сам фонарь размещать вдали от легковоспламеняющихся предметов.

Мнение эксперта Алексей Бартош Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники. Задать вопрос эксперту Отличие трехвыводного ИЗУ от двухвыводного состоит в том, что оно подает высоковольтный разряд только на лампу. В то время как двухвыводное подвергает бесполезному высоковольтному удару еще и балласт. Таким образом, трехвыводной прибор стоит дороже, но работает более корректно, существенно продлевая жизнь светильника.

Особенности эксплуатации

При использовании электромагнитного балласта (дросселя) для уменьшения реактивных потерь и некоторого повышения КПД параллельно светильнику желательна установка компенсационного конденсатора, обозначенного на схеме штрихпунктиром. Рабочее напряжение его должно быть не ниже 400 В (для ламп на 380 В – 600 В), а сам он должен быть бумажным неполярным. Емкость конденсатора выбирается исходя из мощности лампы. Для ДРИ-250, к примеру, хватит 35 мкФ, для ДРИ-400 емкость можно увеличить до 45 мкФ.

Для качественной и долговременной работы светильника мощность балласта должна соответствовать мощности лампы. ИЗУ выбирается такой, чтобы мощность лампы укладывалась в диапазон, указанный на его корпусе.

И еще один совет. Устанавливай лампу ДРИ только в хлопчатобумажных перчатках или при помощи чистой тканевой салфетки. Дело в том, что внешняя колба прибора нагревается до 300 градусов, а если прибор одноколбовый, то и до 1200. «Пальчики», которые ты оставишь на колбе, сгорят и образуют слой нагара, плохо проводящий тепло. В результате произойдет локальный перегрев, и стекло просто лопнет. Если же ты или кто-то другой уже «захватали» лампочку, протри ее салфеткой, смоченной спиртом.

Эту лампу можно выбросить из-за трещины, появившейся в результате локального перегрева грязного стекла

Вот мы и разобрались с металлогалогенными лампами. Если ты дочитал статью до конца, то теперь знаешь, как она работает, как включается и чем отличается от других газоразрядных источников света.

Металлогалогенные лампы. Устройство, схема включения, параметры металлогалогенных ламп.

В 1964 году американская фирма General Electric для освещения павильонов Всемирной выставки Экспо-64 в Нью-Йорке впервые применила новый тип ламп — металлогалогенные (МГЛ). С 1969 года выпуск таких ламп освоили фирмы Philips и Osram, в 70-е годы Саранский электроламповый завод в СССР. 
По устройству МГЛ похожи на ртутные лампы высокого давления, но внешняя колба у них не покрыта люминофором, а сделана из прозрачного или (гораздо реже) из матового стекла. Первичным источником излучения, как и в лампах ДРЛ, служит горелка из кварца или поликристаллической окиси алюминия, наполненная инертным газом и ртутью. Но если в лампах ДРЛ для исправления цветности и повышения световой отдачи применяется люминофор, то в металлогалогенных лампах для этой же цели применяются специальные светоизлучающие добавки: галогенные соединения различных металлов (чаще всего — натрия и скандия, а также галлия, индия, таллия и редкоземельных элементов — диспрозия, гольмия, тулия и др.).
Для того чтобы давление паров светоизлучающих добавок в металлогалогенных лампах было достаточно большим, горелка должна нагреваться до более высоких температур, чем в лампах ДРЛ, и давление «стартового» инертного газа в ней должно быть выше. Такого простого решения для зажигания разряда, как в ДРЛ (установка поджигающих электродов вблизи основных), уже недостаточно: если в ДРЛ разряд возникает при напряжении ниже сетевого, то в МГЛ для этого требуется напряжение от3до5 киловольт.
Изменяя состав светоизлучающих добавок, можно в широких пределах изменять цветность излучения — от тепло-белого с 7Цв = 3000 К до дневного с 7Цв = 6500 К, а также создавать цветные лампы.
Сегодня в мире производится более 250 типономиналов металлогалогенных ламп мощностью от 20 до 3500 Вт.
Металлогалогенные лампы имеют большие световые отдачи, чем ДРЛ и лучшую цветопередачу (Ra до 90). Благодаря тому, что источником света в МГЛ является малогабаритная горелка, а не внешняя колба, световой поток их значительно легче перераспределяется в пространстве с помощью отражателей или линз. Это свойство позволило создавать глубокоизлучающие светильники и прожекторы с очень узким световым пучком, что невозможно при использовании ДРЛ из- за больших габаритов светящегося тела.
Параметры металлогалогенных ламп так же, как и ДРЛ, мало зависят от температуры окружающего воздуха, но гораздо больше — от колебаний сетевого напряжения. При этом часто наблюдается интересное явление — изменение напряжения даже в относительно небольших пределах (± 5 %) вызывает заметное изменение цветности излучения. Изменение цветности происходит также и самопроизвольно в процессе работы ламп, причем у разных экземпляров ламп по-разному (так называемое «разбегание цветов»). Это особенно заметно в многоламповых осветительных установках, когда при сдаче установки в эксплуатацию все лампы светят одинаково, а спустя некоторое время освещение становится «разноцветным». По стандартам разных стран цветовая температура излучения металлогалогенных ламп в течение срока службы может меняться на 500 К, то есть лампа с Гцв=3500 К («белая») может стать «тепло-белой» с Гцв=3000 К или «ярко-белой» с Гцв=4000 К. Это происходит от того, что светоизлучающие добавки по-разному взаимодействуют с кварцем и вольфрамом и за счет этого состав наполнения в процессе работы ламп постепенно изменяется.
Необходимо отметить, что цветность излучения некоторых типов металлогалогенных ламп зависит и от рабочего положения ламп, поэтому лампы должны эксплуатироваться только в том положении, которое регламентировано документацией для каждого конкретного типа.
Металлогалогенные лампы очень трудоемки в изготовлении и требуют исключительно высокой культуры производства. Особые сложности при изготовлении ламп связаны с герметичной заваркой горелок, так как существующая технология запрессовки вводов не обеспечивает достаточной точности соблюдения размеров горелок.
Для повышения стабильности параметров металлогалогенных ламп фирмы Philips и Osram с 1998 года начали делать горелки не из кварца, а из поликристаллической окиси алюминия AI2O3. По химическому составу поликристаллическая окись алюминия полностью идентична драгоценным сапфиру и рубину, а также обыкновенной глине. Технологи разных стран, прежде всего США и СССР, в рамках своих космических программ уже достаточно давно научились делать этот материал очень высокого качества и изготавливать из него трубки заданного диаметра с хорошей точностью. Из заготовок можно делать отрезки трубок строго выдержанной длины. По химической и тепловой стойкости поликристаллическая окись алюминия превосходит кварц, поэтому вполне годится для создания горелок разрядных ламп высокого давления, у которых, в отличие от кварцевых, все геометрические размеры будут выдержаны с очень высокой точностью. Проблема создания таких горелок состояла в обеспечении герметичности токовых вводов, способных работать при высоких температурах в среде достаточно агрессивных галогенных светящихся добавок. Но к 1998 году и эта проблема была успешно решена. Сейчас МГЛ с горелками из поликристаллической окиси алюминия или, как их чаще называют, с керамическими горелками в большом количестве выпускаются ведущими электроламповыми фирмами.
Точно выдержанные размеры горелок и высокая химическая стойкость керамики значительно повысили стабильность световых параметров МГЛ. Изменение цветовой температуры к концу срока службы ламп с керамическими горелками не превышает ± 200 К, спад светового потока за 4000 часов не более 20 %. Пока такие лампы выпускаются только малой мощности (20—150 Вт).
Основная область применения металлогалогенных ламп — освещение при цветных телерепортажах, киносъемках и освещение больших спортивных арен. Создание маломощных ламп, особенно с керамическими горелками, открыло широкую дорогу для внедрения МГЛ во внутреннее освещение — для торговых залов, витрин, выставочных павильонов, некоторых административных помещений и др.
Срок службы отдельных типов современных металлогалогенных ламп достигает 15000 часов. Лампы выпускаются с различной цветностью излучения и с разным качеством цветопередачи.
Так как для зажигания разряда в металлогалогенной лампе требуется напряжение в несколько киловольт, то лампы включаются только со специальными зажигающими устройствами. На рис. 1 показана типичная схема включения металлогалогенных ламп. Как и все газоразрядные лампы, металлогалогенные лампы могут работать только вместе с балластным дросселем, создающим сдвиг фаз между током и напряжением. Поэтому требуется компенсация коэффициента мощности, то есть включение компенсирующего конденсатора.

Рис. 1. Схема включения металлогалогенных ламп
В последние годы ряд фирм начал выпускать электронные аппараты включения маломощных металлогалогенных ламп. Высокочастотное питание ламп высокого давления не дает таких преимуществ, какие мы видели у люминесцентных ламп, и, кроме того, приводит к неустойчивости разряда (так называемому «акустическому резонансу»). Поэтому, в отличие от люминесцентных ламп, металлогалогенные лампы через такие аппараты питаются не высокочастотным током, а напряжением прямоугольной формы с частотой 100 — 150 Гц. Электронные аппараты включения металлогалогенных ламп значительно (в 3 — 4 раза) легче дросселей и, кроме того, сочетают функции балласта и зажигающего устройства, а иногда и компенсирующего конденсатора. Лампы с керамическими горелками, как правило, рекомендуется использовать с электронными аппаратами. 
Недостатками металлогалогенных ламп являются: высокая стоимость (в несколько раз дороже ДРЛ, особенно лампы с керамическими горелками); большое время разгорания (до 10 минут); большая глубина пульсаций светового потока (у ламп с редкоземельными элементами, имеющих наилучшую цветопередачу, —до 100 %); невозможность повторного включения горячей лампы после ее погасания хотя бы на доли секунды; необходимость применения зажигающих устройств.
Поскольку металлогалогенные лампы большой мощности применяются для освещения крупных спортивных мероприятий с большим количеством зрителей, погасание ламп может вызвать панику среди зрителей, не говоря уже о срыве спортивного мероприятия. Для исключения таких явлений в прожекторах для освещения спортивных арен, кроме обычных зажигающих устройств, используются блоки мгновенного перезажигания ламп — сложные, тяжелые и очень дорогие устройства, автоматически дающие на лампу при ее погасании импульсы с напряжением до 50 кВ, способные зажечь даже горячую лампу. Лампы, предназначенные для работы с такими блоками, имеют особую конструкцию — один из электродов выводится через цоколь, другой — через противоположную цоколю сторону внешней колбы.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *