Содержание
Люминесцентные лампы (ЛЛ) используют для освещения и сейчас, несмотря на то, что светодиодные светильники составляют им сильную конкуренцию. Линейные трубчатые лампы чаще устанавливают в офисах, гаражах, на предприятиях, компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) устанавливают в быту и в тех же видах помещений что перечислены выше. Для них есть характерные неисправности, поэтому в этой статье мы рассмотрим, как починить люминесцентные светильник.
Описание конструкции
Люминесцентные лампы различаются формой трубчатой колбы, они бывают:
Характерно для КЛЛ, где колба представляет собой трубку, закрученную в спираль или П-образной формы. Это нужно для уменьшения размеров при сохранении длины и площади излучаемой поверхности.
В общем случае колба люминесцентной лампы представляет собой стеклянную трубку внутрь которой закачаны пары ртути и инертные газы. В колбе установлены две спирали, по одной на каждом из ее концов.
При горении разряда в лампе излучается ультрафиолет, чтобы преобразовать его в видимый свет внутренняя поверхность колбы покрыта слоями люминофора.
Трубки бывают разных диаметров и длин. Обычно чем длиннее лампа — тем она мощнее.
Как уже было сказано — у таких ламп есть две спирали. Они нужны для разогрева газов и питания лампы после её запуска. Из колбы выходят по два штыревых контакта от спиралей с каждой из сторон.
Такой способ подключения называется штырьковый цоколь типа G. В зависимости от расстояния между выводами различают цоколи типа G13 и G5. У которых штырьки расположены на расстоянии 13 и 5 мм соответственно.
Схема питания и нормальный режим работы
Люминесцентные лампы отличаются от обычных тем, что для их работы недостаточно просто так подключить её выводы к сети переменного тока 220В. Схема питания предполагает работу люминесцентной лампы с так называемым ПРА — пускоругелирующий аппарат. Они бывают двух типов:
Электромагнитные ПРА считаются устаревшими, но все равно часто используются и по сей день. Они не столь эффективны и дают свет с едва заметными мерцаниями (низкий коэффициент пульсаций), но надежны и просты в ремонте. Поэтому рассмотрим для начала их.
Чтобы зажечь лампу нужно пробить её газовый промежуток для этого нужно создать импульс повышенного напряжения. Поэтому последовательно лампе устанавливают накопитель энергии — дроссель.
Но такая схема работать все равно не будет, нужно управлять процессом разогрева спиралей и накоплением энергии. Спирали разогревают чтобы спровоцировать эмиссию электронов, в результате чего должен возникнуть разряд в ионизированном газе. В трубчатых люминесцентных лампах разряд является тлеющим.
Поэтому параллельно лампе устанавливается стартер. Внутри стартера расположена неоновая лампочка (типа той, что в вашей индикаторной отвёртке или в подсветке выключателя) внутри которой в качестве электродов выступают биметаллические контактные пластины.
Когда вы подаете на схему напряжение холодные биметаллические контакты замкнуты, через них и две спирали, с которыми он соединен последовательно, протекает ток.
Спирали разогреваются, и биметалл нагревается, до тех пор, пока не разомкнутся контакты стартера. Тогда энергия, накопленная в дросселе будет стремиться поддерживать протекание тока, в результате чего напряжение на лампе начинает расти до тех пор, пока не произойдёт пробой, либо не остынут контакты стартера, они замкнутся и процесс разогрева спиралей начнётся заново.
Кроме стартера и дросселя в светильниках устанавливают конденсаторы для подавления помех, но не всегда.
Схема растрового светильника с 4 лампами, где к одному дросселю подключено по две люминесцентных лампы.
Схема светильника с одной люминесцентной лампой:
Электронный ПРА устроен сложнее. В нем используется явление резонанса напряжений. В основе его схемотехники лежит высокочастотный импульсный блок питания, который нагружен на дроссель последовательно, и конденсатор, подключенный параллельно лампе. Принцип действия ЭПРА достоин описания в отдельной статье — Как устроены и работают ЭПРА люминесцентных ламп.
Подключается он проще чем ЭмПРА, схема нанесена на корпусе эпра и подключение заключается в подаче питания на клеммы, обозначенные буквами L1 и L2. А лампа подключается к оставшимся двум парам клемм.
Типовые неисправности ЭмПРА и их ремонт
Давайте ознакомился какие неисправности могут возникать в схеме со стартером и дросселем:
1. Лампа не включается.
2. Лампа тускло светится по краям, но не загорается.
3. Лампа начинает тускло светится по краям, ярко вспыхивает и снова гаснет.
4. Лампа тускло светит или заметны мерцания.
5. Вдоль трубки «бегает» свет, неравномерная засветка или подобные явления.
6. Лампа светится, но края трубки чёрные.
Это основные проблемы с люминесцентными лампами, рассмотрим способы их устранения. Если лампа совсем не включается проверьте:
1. Приходит ли вообще напряжение на светильник. Если нет – ищите обрыв на линии питания.
2. Извлеките лампу из патронов для проверки спиралей. Для этого проверните её вдоль своей оси и выведете штыри из зацепления патронов. Теперь нужно проверить не оборваны ли спирали прозвонкой или тестером. Если они не «звонятся» — значит они перегорели, то есть оборваны. В этом случае нужно заменить лампу.
3. Проверьте есть ли контакты в патроне и в каком они состоянии.
4. Извлеките стартер и установите заведомо исправный. Если его контакты разрушились – процесса прогрева происходить не будет, лампа не включится.
5. Измерьте сопротивление дросселя:
Если оно бесконечно – он сгорел, под замену.
Если оно ниже 40 Ом – межвитковое замыкание. В таком случае лампы могут и работать, но быстро сгорать – дроссель нужно заменить.
Если сопротивление вообще нулевое – значит в дросселе КЗ. Лампы включаться не будут, а процесс поджига люминесцентной лампы стартер будет повторять вновь и вновь – под замену.
Если омметра нет под рукой, можно частично проверить обычной прозвонкой – если цепь в норме (пищит/светится индикатор), тогда дроссель точно не в обрыве, но КЗ не исключено. А если прозвнока не звенит или не горит – дроссель в обрыве. Теперь можно проверить КЗ обмотки на корпус, его быть не должно.
Электронный дроссель для люминесцентной лампы: схема, устройство и неисправности
Большинство ЭПРА которые используют для питания люминесцентных ламп построены по простой схеме на основе автогенератора.
Аналогичная схема, но на плате круглой формы стоит в энергосберегайках (КЛЛ).
На рисунке ниже выделены элементы которые сгорают чаще всего.
Диоды обычно используют типа 1n4007 и подобные маломощные. Транзисторы, в зависимости от мощности лампы, обычно это линейка MJE13001, 13003, 13009 и подобные.
Во многих ситуациях, когда нужно быстро починить светильник – проще заменить ЭПРА полностью, а сгоревшее забрать домой для проверки и ремонта «про запас».
Заключение
Схема питания и ремонт люминесцентных светильников не столь сложен как может показаться и легко поддается ремонту. Если вы используете такие светильники в гараже или мастерской – советую держать несколько рабочих стартеров, на всякий случай. Они выходят из строя чаще всего.
При эксплуатации таких ламп могут появиться неисправности в схеме включения вспомогательной аппаратуры — стартера и дросселя. Если в данной схеме лампа не зажигается, необходимо проверить исправность электросети, а также отдельных элементов схемы включения лампы.
Нормальная эксплуатация лампы существенно зависит от внешних условий — от напряжения питающей сети и от температуры окружающего воздуха.
При исправности электросети и всех элементов схемы включенная лампа все же может не зажигаться, если температура окружающей среды меньше +10° С и если колебание напряжения питающей сети превосходит 6–7%. Зажигание лампы происходит обычно не сразу, а после нескольких срабатываний стартера. Полная длительность зажигания не должна превосходить 15 с. Если в течение этого времени лампа не загорится, то возможны неисправности, которые могут быть как в самой лампе, так и в отдельных элементах схемы включения.
Причинами могут быть неисправности:
- в электросети — наличие обрыва или плохого контакта
- стартера — не замыкает цепь накала электродов лампы
- дросселя — обрыв в обмотке дросселя
- патронов — отсутствие контактов
- лампы — обрыв электродов лампы
Проверка и устранение указанных неисправностей производятся в следующем порядке:
- проверить наличие напряжения на контактах патронов лампы и стартера
- заменить лампу. Если новая лампа зажигается, то замененная лампа была неисправной
При включении лампы свечение люминофора, обуславливаемое возникновением вспомогательного разряда, имеется только в одном конце лампы. Лампа мигает, но не зажигается. Причинами этой неисправности могут быть замыкания в проводке, в патроне, в выходах лампы, где свечение люминофора отсутствует.
Устранение неисправности проводится в следующем порядке:
- Лампу переставить так, чтобы неисправный и нормально светящиеся концы ее поменялись местами. Если при такой перестановке свечение будет отсутствовать, данная лампа является дефектной и должна быть заменена новой.
- Если при замене лампы нет свечения, необходимо проверить схему включения и патрон лампы, устранить их замыкания, в случае необходимости патрон сменить.
Свечение на концах лампы имеется и сохраняется длительное время, но лампа не зажигается. Причину нужно искать в неисправности стартера, патрона или проводки. Если стартер вынуть и свечение исчезнет, значит, данный стартер подлежит замене. Если и при отсутствии стартера на концах лампы будет свечение, необходимо проверить проводку, патрон стартера и устранить имеющиеся в них замыкания.
На концах включенной лампы появляется и исчезает тусклое оранжевое свечение, лампа не зажигается и через некоторое время свечение вообще исчезает. Такая лампа должна быть заменена, так как в нее попал воздух.
Если лампа зажигается нормально, но уже в первые часы горения наблюдается сильное потемнение ее концов и через некоторое время она перестает зажигаться, то неисправен дроссель, т.к. пусковой и рабочий токи имеют значения, не соответствующие вольтамперной характеристике.
Для этого надо проверить значение пускового и рабочего токов. В отдельных случаях преждевременное потемнение концов лампы может быть вызвано плохим качеством ее катодов.
Если лампа зажигается нормально, но при горении разряд не заполняет равномерно все пространство между электродами и на отдельных участках извивается в виде змейки, то неисправен дроссель — ток лампы слишком велик. Необходимо проверить значение пускового и рабочего токов лампы, и, если они выходят за пределы, указанные в вольтамперной характеристике, дроссель должен быть заменен новым. Если значение токов не выходит за пределы, то в отдельных случаях может быть неисправна сама лампа — ее катоды обработаны недостаточно хорошо. Лампу следует несколько раз погасить и зажечь, повернуть ее в патронах вокруг собственной оси на 120° и еще раз зажечь и погасить. Если и после этого разряд не заполнит все пространство между электродами, лампу нужно заменить.
Если лампа периодически зажигается и гаснет, то неисправна лампа и стартер. Лампа неисправна, т.к. падение напряжения на лампе во время ее горения превышает напряжение зажигания разряда в стартере. Необходимо проверить падение напряжения в лампе. Если оно превышает значения, указанные в таблице, то данная лампа должна быть заменена новой. Если напряжение зажигания разряда в стартере ниже минимально допустимого значения, значит неисправен стартер.
Лампа зажигается нормально, но горит очень тускло, световой поток, излучаемый лампой, недостаточен. Это объясняется тем, что дроссель не обеспечивает надлежащего режима работы лампы. Если рабочий ток лампы меньше, чем минимально допустимое значение, указанное в таблице, то следует сменить дроссель. Если ток лампы не выходит за нижний предел, значит, лампа должна быть заменена, поскольку в ней мало ртути.
Если при включении установки перегорают спирали лампы, то должен быть заменен дроссель, т.к. в его обмотке частично или полностью пробита изоляция.
При любой неисправности в установке с люминесцентными лампами установка должна быть немедленно отключена. Причина неисправности должна быть выяснена и устранена, поскольку неисправность одного элемента может привести к порче других.
Лампами дневного света принято называть люминесцентные источники освещения. Они отличаются низким энергопотреблением, высоким сроком службы. Спектр излучения визуально близок к солнечному. Существенным недостатком ламп дневного света служит то, что их нельзя подключать непосредственно к сети. Необходимо использовать специальную пускорегулирующую аппаратуру (ПРА). Устройства ПРА создают возможность возникновения устойчивого газового разряда и равномерность светового потока во время работы.
Конструкция светильника
Лампы накаливания и люминесцентные подключаются по-разному, но сгорать могут любые, даже самые качественные источники света. Причин неработоспособности ламп дневного много. Чтобы их выявить, необходимо кратко ознакомиться с конструкцией и действием.
Принцип работы люминесцентных ламп заключается в электрическом разряде, который происходит в парах ртути. Излучаемый ультрафиолетовый свет преобразуется в видимый специальным веществом – люминофором, который нанесен на внутреннюю поверхность колбы светильника.
Чтобы возник газовый разряд, необходимо высокое напряжение, которое создается во время включения светильника за счет использования ПРА.
Существует два принципиально различных типа пускорегулирующей аппаратуры:
- электромагнитный, в котором используется дроссель и стартер;
- электронный, собранный на радиоэлектронных компонентах.
Любое несоответствие параметров или выход из строя одного из элементов приводит к полной неработоспособности светильника.
Электромагнитный балласт
Данный тип ПРА имеет наиболее простую конструкцию, в которую входит дроссель и стартер на основе неоновой лампы с подвижными контактами внутри.
Наличие механических контактов является самым слабым местом электромагнитного балласта. Стартеры выходят из строя наиболее часто, особенно если светильник часто включается. Причиной поломки дросселя является межвитковое замыкание. Кроме этого, дроссель – сильный источник электромагнитных помех и может издавать сильный гул.
Электронный балласт
Электронная пускорегулирующая аппаратура (ЭПРА) выполняет преобразование напряжения питающей сети с высокой частотой (порядка десятка и сотен килогерц) в сочетании с выпрямлением, поэтому при использовании такой аппаратуры мерцание отсутствует.
ЭПРА отличается малыми габаритами, массой и высокой надежностью. К сожалению, ряд производителей для снижения себестоимости использует в производстве низкокачественные компоненты, что приводит к выходу ЭПРА из строя.
Наиболее частая причина поломки электронных устройств – потеря емкости электролитических конденсаторов и пробой переходов высоковольтных ключевых транзисторов. Самостоятельное исправление работоспособности электронных блоков требует высокой квалификации и недоступен большинству потребителей.
С такими же трудностями сопряжено изготовление самодельных устройств для запуска светильников, хотя существует множество схем, использование которых позволяет увеличить срок службы люминесцентных ламп.
Кроме неисправностей, связанных с выходом из строя ПРА, отсутствие свечения может быть вызвано самой лампой. Люминесцентные светильники имеют в конструкции электроды, которые покрыты специальным составом для облегчения запуска. Со временем состав выгорает и кратковременный импульс высокого напряжения, снимаемый со стартера и дросселя, уже не в состоянии поджечь газовый разряд. В таком случае происходит повторный поджиг разряда. Со временем лампочка начинает моргать и перестает запускаться.
Выгорание люминофора приводит к постепенному снижению яркости свечения. Наиболее быстро этот процесс происходит вблизи электродов. При этом люминесцентная лампа не горит или ее яркость не равномерна по всей длине светильника.
Как отремонтировать люминесцентный светильник
В большинстве случаев наиболее простой выход состоит в замене неисправных элементов. Проверить можно путем установки заведомо исправного элемента. Полноценный ремонт люминесцентного светильника сопряжен с рядом трудностей и требует наличия определенной квалификации и опыта. Перед тем как разобрать светильник дневного света, необходимо убедиться, что он отключен от сети и электричество на него не подано.
Проще всего найти замену неисправному стартеру. Заставить светильник включиться можно, установив вместо него кнопку. Данный способ опасен тем, что удержание кнопки сверх необходимого времени может вызвать перегорание нитей накаливания электродов.
Сложнее использование ламп без дросселя. Разработано несколько работоспособных вариантов такого включения. Большинство схем использует принцип умножения напряжения сети для устойчивого запуска. В данных схемах применяются выпрямительные диоды и батареи конденсаторов, что вызывает увеличение габаритов самодельной ПРА. В качестве дросселя для ограничения тока используется мощный резистор или лампа накаливания 25-40 Вт, в зависимости от мощности люминесцентного светильника.
Преимущество резисторов в малых габаритах, но проблема состоит в высоком тепловыделении на нем во время работы. Лампы накаливания создают дополнительный световой поток, но поскольку они работают при сниженном напряжении, срок их службы практически не ограничен.
Отдельные схемотехнические решения электронных балластов или схем с умножением позволяют использовать лампочки с перегоревшими нитями накаливания. Однако, за счет того, что во время запуска используется высокое напряжение, а ток после поджига слабо ограничен, время работы таких люминесцентных ламп довольно непродолжительное.
Продление срока службы
Срок службы ламп дневного света можно увеличить, если знать причины их перегорания:
- Работа при низкой температуре приводит к увеличению продолжительности нагрева нитей накаливания до начала возникновения устойчивого газового разряда, в результате осветительный прибор может сгореть быстрее заявленного срока службы.
- Частые включения также могут вызвать преждевременное старение и перегорание электродов, поскольку пусковые броски тока намного выше, чем в установившемся режиме.
- Низкокачественные ПРА используют упрощенную схемотехнику и, кроме низкой стоимости, не дают никаких преимуществ.
Рекомендации для увеличения срока службы:
- Не использовать люминесцентные лампы в помещениях с низкой температурой.
- Избегать частых включений. Рассматриваемые источники света потребляют малое количество электроэнергии, по сравнению с лампами накаливания, поэтому в некоторых случаях есть смысл оставлять их включенными постоянно.
- Использовать электронные ПРА с плавным пуском. Такие устройства несколько дороже и вызывают задержку включения (порядка 1-2 секунд), но зато снижают скорость старения электродов и допускают возможность частого включения.
- Приобретать светильники дневного света надежных производителей. Высокая стоимость оправдана продолжительностью безотказной работы.
Внутри колбы светильника содержится высокотоксичная ртуть. Утилизация неисправных ламп должна соответствовать требованиям законодательства.
Соединители электрических проводов — виды и способы
Назначение и особенности монтажа коробов для электропроводки
Причины срабатываний автоматических выключателей в электрощитке
Хорошая статья для тех,кто хочет больше знать о источниках света.
Того инженера, кто в прошлом впервые предложил для зажигания люминесцентных ламп стартёр тлеющего разряда с биметаллическими контактами нужно как преступника перед человечеством было-бы призвать к суровой ответственности . Из-за его изобретения стартёра люминесцентные лампы одна за другой выходят из строя от осыпания оксидного слоя эмиттера с их подогревных катодов вследствие многократных контакрирований стартёра при каждом включении лампы с перепадами температуры её спиралей подогревных катодов с растрескиванием и осыпанием, как мука, с них оксидного слоя эмиттера из окиси бария. И из-за этого изобретения человечество и наплодило множество ртутных отходов, которых могло и не быть, из-за преждевременного выхода этих ламп из строя . Во-вторых, подогревные катоды люминесцентной лампы при её зажигании не должны перекаливаться до такой чрезмерной пусковой температуры, что в стартёрной схеме необходимо делать для большей продолжительности их остывания после размыкания биметаллических контактов стартёра, что повышает надёжность её зажигания. В-третьих является вопиющим инженерным варварством использовать подогревные катоды люминесцентной лампы только при её пуске, а при её работе их вообще ничем не подогревать, используя их только в режиме разрушительных катодных пятен на автоэлектронной эмиссии без их подогрева во время работы лампы, вместо термоэлектронной эмиссии в режиме их подогрева источником низкого напряжения накала катодов и симметрированием подводимого к ним рабочего тока лампы. Даже при включении люминесцентной лампы в сеть переменного тока промышленной частоты через обычный индуктивный электромагнитный балласт нужно ставить трёхобмоточный понижающий накальный трансформатор, а не какие не стартёры . Первичная обмотка этого накального трансформатора подключена параллельно лампе после её балластного дросселя, а обе вторичных его обмотки подключены к выводам соответствующего подогревного катода ламп через диодные выпрямительные мосты в качестве симметрирующего элемента питающего рабочего тока лампы по обоим концам спиралей её подогревных катодов. При пуске лампы в такой бесстартёрной схеме её включения в сеть подогрев её катодов с накального трансформатора поступает сразу при её включении, и держится непрерывно при одновременно приложенном между её катодами напряжении сети сколь угодно долго, пока она не загорится, поэтому здесь полностью отпадает и необходимость в тепловой инерции для надёжности её зажигания, что снижает до безопасной величины их пусковой подогрев. Но после того, как лампа загорится, и напряжение на ней, и на включённой параллельно с ней первичной обмотке накального трансформатора подогрева её катодов садится в балластном дросселе лампы, и в связи с этим снижается и подогрев катодов лампы с пусковой его величины на рабочую, но не пропадает совсем, обеспечивая тем самым поддержание дугового разряда в лампе термоэлектронной эмиссии всей поверхности её катодов вместо их пережигающих катодных пятен . А это уже мне позволило получить на практике даже при частых включениях продолжительность горения люминесцентных ламп часто больше, чем в ряде случаев у светодиодных ламп. Алексей.
