Металлогалогенные лампы

Нюансы работы металлогалогенных ламп

Основные характеристики металлогалогенных ламп, как и ртутных ламп высокого давления, практически не зависят от окружающей температуры, однако больше, чем у ртутных ламп, эти характеристики зависят от перепадов напряжения в сети. При этом довольно часто встречается необычное явление — перепад напряжения даже в пределах 5% ощутимо изменяет цветность формируемого излучения. Изменение цветности излучения также может возникать и произвольно в процессе эксплуатации ламп, причем у каждого экземпляра ламп по-своему, что принято называть «разбеганием цветов». Это наиболее заметно в осветительных системах с большим количеством ламп, когда спустя некоторое время излучаемое освещение становится разноцветным, тогда как в самом начале эксплуатации цветность была равномерной и одинаковой у всех ламп. Максимально допустимое изменение цветовой температуры излучения ламп на протяжении срока службы составляет 500 К, то есть лампа белого цвета может стать тепло-белой или ярко-белой, и это считается нормой. Изменение показателя цветовой температуры обуславливается различными эффектами взаимодействия светоизлучающих добавок с кварцем и вольфрамом, за счет чего наполнение ламп в процессе их работы постепенно меняется.

Важно знать, что цветовая температура излучения некоторых моделей зависит также от положения ламп в пространстве, поэтому эти лампы должны функционировать лишь в том положении, которое указано в документации для каждого типа металлогалогенных ламп.

Методы совершенствования работы ламп

Металлогалогенные лампы имеют сложную конструкцию, вследствие чего довольно трудоемки в производстве и требуют самого высокого профессионализма при изготовлении. Для увеличения стабильности свойств металлогалогенных ламп компании Philips и Osram с конца 90-х годов начали выпуск горелок не из кварца, а из поликристаллического алюминиевого оксида, который по химическому составу полностью аналогичен сапфиру, рубину, а также простой глине. Специалисты разных стран, в том числе США и России, в рамках существующих космических проектов давно разработали технологию производства этого материала самого высокого качества, что позволяет делать из него трубки нужного диаметра с максимальной точностью. По тепловой стойкости этот материал намного превосходит кварц и вполне подходит для изготовления горелок разрядных ламп высокого давления, у которых габариты и формы будут точно соответствовать необходимым. Главная сложность создания этих горелок была в соблюдении полной герметичности вводов, которые могли бы работать при высоких температурах в среде светящихся галогенных добавок. Однако к концу 1990-х годов эта сложность была успешно устранена. В настоящее время металлогалогенные лампы с горелками из оксида алюминия широко распространены и в большом количестве производятся крупнейшими электроламповыми компаниями.

Точно соблюденные габариты горелок и повышенная химическая стойкость керамического материала ощутимо увеличили стабильность световых характеристик металлогалогенных ламп. Допустимое изменение параметров цветности в процессе работы ламп с керамогорелками составляет 200 К, а снижение светового потока за 4000 часов работы достигает не больше 20 процентов. Такие лампы в настоящее время производятся с малой мощностью (20–150 Вт).

Основная сфера использования металлогалогенных ламп — освещение телевизионных репортажей, киносъемок и подсветка спортивных арен и цирковых манежей. Изготовление ламп малой мощности, в частности ламп с керамогорелками, позволило внедрять металлогалогенные лампы в системы внутреннего освещения (торговых залов, витрин, павильонов, административных офисов).

Продолжительность службы некоторых типов металлогалогенных ламп может достигать 15 000 часов. Лампы изготавливаются с разной цветностью и с разным уровнем цветопередачи.

Дополнительные устройства

По той причине, что для зажигания разряда в лампах необходимо напряжение в несколько киловольт, лампы запускаются и работают только с применением дополнительных электрических устройств. Как и другие газоразрядные лампы, металлогалогенные лампы работают одновременно с балластным дросселем, который обеспечивает смещение фаз между током и напряжением. Для компенсации фактора мощности в схеме прибора освещения с подобной лампой в обязательном порядке должен присутствовать компенсирующий конденсатор.

В последнее время многие фирмы начали выпуск электронных аппаратов запуска металлогалогенных ламп малой мощности. Питание ламп высокими частотами не дает преимуществ, имеющихся у люминесцентных ламп, и иногда приводит к нестабильности формируемого разряда. Поэтому в отличие от люминесцентных ламп металлогалогенные лампы получают через эти аппараты питание не высокочастотным током, а прямоугольным напряжением с частотой около 100 Гц. Электронные аппараты запуска металлогалогенных ламп намного легче дросселей (в четыре раза) и совмещают в себе функции балласта, зажигающего устройства, а также компенсирующего конденсатора. Лампы с керамогорелками рекомендуется применять совместно с электронными аппаратами запуска.

К недостатками металлогалогенных ламп можно отнести:

• высокая цена (в несколько раз дороже ртутных ламп высокого давления, особенно лампы с керамогорелками);
• длительное время до полного запуска (до 10 минут);
• высокая глубина пульсаций потока света (у некоторых ламп до 100%);
• невозможность повторного запуска лампы после ее выключения даже на долю секунды;
• необходимость использования зажигающей аппаратуры.

Поскольку металлогалогенные лампы высокой мощности используются для подсветки масштабных спортивных соревнований с множеством зрителей и болельщиков, неожиданное выключение ламп может негативно влиять на зрителей и даже вызывать у них панику, не говоря уже о срыве соревнований. Во избежание таких случаев в осветительных прожекторах, устанавливаемых на спортивных аренах помимо обычных зажигающих устройств применяются дополнительные модули быстрого перезапуска ламп — высокотехнологичные, тяжелые и очень дорогостоящие устройства, которые автоматически подают на лампу при ее отключении высокочастотные импульсы с напряжением до 50 кВ и могут моментально запустить даже горячую лампу. Лампы, специализированные для работы с этими модулями, имеют специальную конструкцию, в которой один электрод выведен через цоколь, а второй выведен через находящуюся напротив цоколя сторону наружной колбы.

Металлогалогенные лампы постоянно совершенствуются. Их достоинства оценены при освещении спортивных объектов, на которых планируется видеотрансляция, они востребованы в интересах акцентного освещения. С отдельными недостатками «борются» дополнительными устройствами.