Основное правило эксплуатации осветительной установки сводится к регулярному наблюдению, своевременному ремонту и устранению обнаруженных неполадок в работе всех ее элементов. Поскольку обнаружить неисправности отдельных элементов установки в большинстве случаев можно только по режиму горения ламп, то необходимо систематически вести журнал эксплуатации, указывая в нем данные о режиме работы осветительной установки (время горения ламп, смена ламп, время чистки светильников, данные об измерении сопротивления изоляции сети, замена вышедших из строя элементов светильников и их ремонт и т. п.).
В процессе эксплуатации происходит снижение первоначального уровня освещенности на рабочих местах, обусловленное постепенным уменьшением светового потока ламп вследствие их старения, а также в результате загрязнения светильников, стен и потолков помещения. В связи с этим своевременная очистка элементов осветительного электрооборудования от загрязнений, регулярная окраска стен и потолков помещений и своевременная замена ламп создадут условия для поддержания нормальной освещенности на рабочих местах.
Продолжительность горения люминесцентных ламп определяется режимом работы их электродов, временем, в течение которого люминофор сохраняет способность достаточно хорошо светиться под действием ультрафиолетовых излучений, и долговечностью оксидного слоя ее электродов. Чем реже лампа включается, тем меньше изнашивается оксидный слой. Износу оксидного слоя способствует также пониженное напряжение в сети, пониженная температура окружающего воздуха, удлиняющие процесс зажигания ламп. Во время работы лампы оксидный слой постепенно распыляется и наступает момент, когда поток электронов уменьшается настолько, что он не в состоянии поддерживать достаточную ионизацию газа: лампа перестает работать. Возможны случаи уменьшения потока электронов на одном из электродов лампы (это явление называется выпрямляющим эффектом лампы), что уменьшает интенсивность свечения и неприятно сказывается на зрении.
Изменение силы тока и напряжения на люминесцентной лампе в зависимости от напряжения питающей сети.
В институте ВНИИПЭМ проводились измерения напряжения и тока ламп при разных напряжениях сети. На рис. 1 приведена схема из четырех ламп по 40 Вт, по которой измерялись ток и напряжение на лампе, последнее регулировалось (табл. 1).
Рис. 1. Напряжение и ток люминесцентных ламп.
а — схема измерения; б — зависимости напряжения (/) и тока (2) ламп от напряжения питающей сети.
Как видно из табл. 3 и рис. 1,6, при уменьшении напряжения сети напряжение на лампах растет, а ток уменьшается. Заметное снижение светового потока начинается при напряжении сети 180 В, дальнейшее снижение напряжения сопровождается значительным снижением светового потока. При напряжении ниже 140 В лампы гаснут.
Таблица 1. Зависимость напряжения и тока лампы от напряжения сети Uc 1
Стенд для проверки люминесцентных светильников.
На предприятиях и монтажно-заготовительных участках электромонтажных организаций, в которых используется и монтируется значительное количество осветительной арматуры с люминесцентными лампами, целесообразно оборудовать проверочный стенд, на котором перед установкой тщательно проверяют лампы и детали: лампы, ламподержатели, стартеры, пускорегулирующую аппаратуру. Проверяют также отсутствие замыкания на корпус.
Схема проверочного стенда показана на рис. 2. Стенд питается от сети переменного тока через вариатор типа ТНН-45, с помощью которого напряжение на стенде может регулироваться в пределах от 0 до 250 В.
Рис. 2. Схема стенда для проверки светильников с люминесцентными лампами с импульсным зажиганием.
Значение напряжения на схеме показывается вольтметром VI. Реакторы PI—РЗ для ламп мощностью 30, 40 и 80 Вт вводятся в схему поочередно по мере надобности с помощью переключателя П.
Проверка лампы.
Лампу Л укладывают на консольные держатели, присоединяют с помощью патронов к схеме стенда и при помощи вариатора устанавливают необходимое напряжение. Нажав кнопку К2, проверяют наличие накала электродов лампы. Электроды исправной лампы накаляются. После отпускания кнопки К2 лампа должна зажечься. В установившемся режиме горения проверяют потребляемый лампой ток и напряжение на ее электродах по амперметру А1 и вольтметру V2. Показания приборов сравнивают с заводскими данными, отклонения не должны превышать 10—12%. Если при нажатии кнопки К2 электроды лампы не светятся и контрольная лампа KЛ1 не горит, значит, оборвана одна или обе нити электродов и лампа бракуется.
Не следует долго держать включенной кнопку, так как включенная нить электрода работает с перекалом и может быстро выйти из строя. Если же обе нити электродов целы, а лампа не зажигается (что может быть даже в новой, но долго хранившейся на складе лампе), следует попробовать ее зажечь, введя в схему дополнительный конденсатор С, увеличивающий ток в цепи лампы и нагрев ее электродов. Для этого сначала нажимают кнопку КЗ и затем, прогрев несколько секунд электроды, не отпуская кнопки КЗ, нажимают кнопку КФЗ. После этого отпускают сначала кнопку КЗ, затем кнопку КФЗ, при этом лампа должна загореться. Через несколько минут горения проверяют ток и напряжение на лампе. Потом пробуют зажечь лампу обычным способом без применения конденсатора и окончательно определяют степень ее годности.
Пример. Рассмотрим, какое влияние оказывает конденсатор, включенный последовательно с балластным реактором и электродами лампы, на ток, проходящий в цепи лампы. Принимаем по данным завода-изготовителя: напряжение сети 220 В, мощность испытуемой лампы 30 Вт, пусковой ток лампы /л равен 0,44 А.
Определяем индуктивное сопротивление реактора Jfp (сопротивлениями электродов можно пренебречь);
Определяем емкостное сопротивление Хс конденсатора емкостью С=4 мкФ:
Определяем ток в цепи с последовательно включенными индуктивным и емкостным сопротивлениями:
Выводы: увеличившийся с 0,44 до 0,74 А ток сильнее нагревает электроды лампы, поток электронов возрастает, и лампа быстрее зажигается.
Следует отметить, что необходимая емкость конденсатора определяется мощностью лампы. Так, для лампы 40 Вт нужно 5—6 мкФ, для лампы 80 Вт — 9—10 мкФ.
У любой лампы, а в особенности у ламп, зажигание которых затруднено, может не работать один из электродов. Тогда ток проходит только в одном направлении: возникает «выпрямляющий эффект». При полном отсутствии потока электронов на одном электроде число периодических колебаний светового потока уменьшается вдвое, вызывая неприятное ощущение. Для обнаружения у лампы выпрямляющего эффекта служит амперметр А2 постоянного тока. При горящей лампе нажимают кнопку К1 и сравнивают показания амперметров А2 и А1. Если показание амперметра А2 достигает 25—30% показаний амперметра А1, значит, в лампе имеет место выпрямляющий эффект и она бракуется.
Проверка стартеров.
Для проверки стартеров используются патрон ПЗ и контрольная лампа КЛ2 мощностью 15—20 Вт, переключатель Я устанавливают в необходимое положение. У исправного стартера после его включения в сеть электроды замыкаются и включают лампу KЛ2. Далее процесс срабатывания стартера повторяется, и лампа мигает. Если лампа KJ12 не горит или горит, но не мигает, стартер непригоден. На стенде можно проверить, при каком напряжении срабатывает стартер. Установив стартер в патрон, вариатором изменяют напряжение и по вольтметру VI замечают, при каких пределах напряжения начинает и перестает мигать лампа. Исправный стартер замыкает контакты, когда напряжение на его зажимах выше 70 В при напряжении сети 127 В и выше 130 В при напряжении сети 220 В,
Для проверки ПРА используют зажимы ПП. Переключатель Я устанавливают в крайнее правое положение. Если замкнуть накоротко контакты ПП, то лампа КЛЗ будет гореть полным накалом. Если подсоединить зажимы 1 и 2 исправного ПРА к контактам ПП, то лампа горит неполным накалом. Если лампа имеет полный накал, значит, пробит конденсатор С. Присоединив к контактам ПП зажимы 1 и 3, снова проверяют накал лампы КЛЗ. Полный накал свидетельствует о коротком замыкании в обмотке w2 реактора Р. Присоединив зажимы 2 и 4, опять проверяют накал лампы КЛЗ. Полный накал свидетельствует о коротком замыкании в обмотке wl реактора Р. Присоединение зажимов 3 и 4 дает почти полный накал лампы, так как суммарное сопротивление реактора и конденсатора мало.
Испытание сопротивления изоляции ПРА на стенде производится следующим образом: к одному из зажимов ПП присоединяют корпус ПРА, а к другому зажиму поочередно присоединяют все выводы ПРА. В случае пробоя изоляции на корпус лампа КЛЗ горит тем ярче, чем хуже изоляция.
Практика проверки люминесцентных ламп на стенде подтверждает, что лампы с целыми электродами, забракованные на месте монтажа, почти полностью восстанавливаются и оказываются годными к эксплуатации.
Переносное испытательное устройство.
Если светильники с импульсным зажиганием заранее не проверялись на стенде и были установлены и присоединены к питающей сети, то определить основные причины их неисправности можно с помощью переносного устройства, состоящего из ручного зажигателя (рис. 3, а) и испытателя (рис. 3, б) для проверки осветительных устройств с импульсной схемой зажигания.
Ручной зажигатель имеет деревянную ручку 1, на торце которой укреплена контактная панель 2 с замкнутыми накоротко штырями 3. Он служит для проверки стартера.
Испытатель представляет собой трубку 4 из пластмассы или гетинакса, по длине точно соответствующую размеру люминесцентной лампы. На концах трубки в деревянных пробках закреплены по два штыри 5. Их размеры и расстояния между ними такие же, как на цоколях лампы.
Штыри попарно соединены между собой накоротко и присоединены к контрольным лампам 6 испытателя. Обе контрольные лампы соединены последовательно (рис. 3, в). Для проверки светильников с люминесцентными лампами 30, 40, 80 и 125 Вт надо взять две лампы накаливания 127 В, 25 Вт каждая.
Если в схемах импульсного зажигания наблюдается периодическое мигание лампы, беспрерывное горение ее пусковых нитей или при включенной лампе отсутствует накал нитей (что вызвано неисправностью стартера), нужно вынуть стартер и на непродолжительное время (2—3 с) ввести в его патрон ручной зажигатель, при этом лампа должна загореться и нормально гореть.
Рис. 3. Переносные испытательные устройства.
а — ручной зажигатель; б — испытатель; в — схема испытателя.
Если лампа не загорается, ее вынимают из светильника и вместо нее вставляют испытатель. Если схема и ее детали в порядке, обе контрольные лампы загораются вполнакала.
При обрыве обмотки реактора или проводов схемы лампы не загораются. В случае короткого замыкания обмотки реактора лампы загораются почти полным накалом. Во втором и третьем случаях светильник надо снять для тщательного осмотра и ремонта. В первом случае, когда лампы горят вполнакала, надо щуп 7 провода, идущего от средней точки последовательно соединенных контрольных ламп, присоединить к металлическим частям корпуса светильника. Если изоляция светильника повреждена, то одна из ламп загорится почти полным накалом, а вторая гореть не будет. Светильник с поврежденной изоляцией должен быть немедленно снят для ремонта,
Таблица 4. Способы устранения неисправностей в установках с люминесцентными лампами
Неисправность | Возможная причина неисправности | Способ устранения | ||
Электроды лампы непрерывно подогреваются током, вызывая свечение концов лампы. Лампа не зажигается и не вспыхивает | Несправен стартер (пробой помехозащитного конденсатора нли при- горание электродов стартера) | Замена стартера Проверка схемы | ||
Прн включении светильника концы лампы чернеют и лампа больше не зажигается, при последующей проверке обнаруживается сгорание нитей | Неисправность лампы — натекание воздуха | Замена лампы | ||
Почернение концов лампы | Почернение за счет осаждения ртути | Пропадает через некоторое время работы лампы или устраняется поворотом лампы на 180° | ||
При включении лампа периодически зажигается и гаснет | Потеря эмиссии Неисправен стартер Нарушена регулировка воздушного зазора реактора (зазор мал, сопротивление реактора увеличилось, напряжение и ток лампы снизились) | Проверяют лампу на зажигание, если лампа зажигается нормально, то проверяют стартер. Если стартер работает нормально, то заменяют ПРА | ||
При включении наблюдается яркая вспышка у концов лампы, после чего лампа не зажигается и электроды не накаляются | Короткое замыкание в обмотке реактора. Нарушение изоляции проводов схемы | Мегаомметром проверяют сопротивление изоляции проводов по отношению к корпусу светильника. Если сопротивление нормальное, то проверяют лампу на зажигание. Если лампа зажигается нормально, то заменяют ПРА | ||
При включении наблюдается мигание лампы, но лампа не зажигается, светится одни электрод | Ошибка в схеме (стартер включен последовательно с лампой) | Проверяют все соединения в схеме. Если схема верна, то переставляют лампу так, чтобы ее концы поменялись патронами. Если после этого свечение будет отсутствовать на том же конце лампы, что и прежде, лампа неисправна. Если после перестановки лампы свечение будет отсутствовать на другом ее конце, то нужно устранить неисправность в патроне | ||
При включении лампа зажигается нормально, но горит тускло | Мал ток через лампу в рабочем режиме (неисправен ПРА) Пониженное напряжение сети Неисправна лампа | Проверяют рабочий ток светильника и, если ои меньше допустимого, заменяют ПРА. Проверяют напряжение сети. Прн исправности Г1РА и нормальном напряжении сети заменяют лампу | ||
При включении лампа не зажигается | Нарушена цепь (плохой контакт или обрыв в цепи ПРА или патрона) Недостаточное напряжение сети | Проверка вольтметром наличия напряжения | ||
При включении лампы перегорают ; списали ее электродов | Неисправность ПРА | То же | ||
Если изоляция оказалась неповрежденной, то надо проделать последнюю проверку — убедиться в целости проводов, идущих к стартеру. Для этого, не снимая испытателя, вставляют в патрон стартера ручной зажигатель. В этот момент, если схема исправна, обе контрольные лампы гаснут. Убедившись, что детали и монтаж схемы не имеют повреждений, можно смело ставить новую люминесцентную лампу.
Некоторые типичные неисправности в осветительных установках с люминесцентными лампами и способы их устранения приведены в табл. 4.
Особое внимание должно быть уделено проверке ПРА и стартера. Неисправность ПРА ведет к повреждению люминесцентной лампы и, как правило, не одной лампы, так как, не зная причины повреждения, на место сгоревшей ставят другую лампу. Неисправность стартера может привести к выходу из строя ПРА и лампы, так как ток, проходящий по обмотке реактора и электродам лампы, превышает номинальный ток лампы примерно в 1,5 раза. В практике эксплуатации возможны и другие неполадки.