Дроссель для люминесцентных ламп: назначение и схема подключения

Дроссель для люминисцентных ламп

Что такое дроссель и для чего он нужен?

Люминесцентные лампы, которые являются представителями типа газоразрядных ламп, невозможно зажечь как обычные лампы накаливания, просто подключив к ним напряжение питающей сети. Просто не произойдет ничего. Чтобы выполнить зажигание такой лампы необходима специальная схема или электронный пускорегулирующий аппарат.

В случае применения простейшей схемы для запуска тлеющего разряда в колбе газоразрядной лампы потребуется стартер и дроссель. Со стартером все понятно. Он требуется только для запуска, после чего он отключается. В работе всегда участвует дроссель. Его задача ограничивать ток, протекающий через лампы. Может показаться, что достаточно резистора. Он и меньшие размеры имеет. Теоретически, в цепи на переменном токе можно ограничивать ток резистором, конденсатором, катушкой индуктивности. Но в отличие от резистора, она обладает реактивным сопротивлением. И это делает его наиболее уместным вариантом, для его использования в качестве балластного элемента. В схеме он подключается последовательно с лампой.

Благодаря реактивному сопротивлению и выполняется защита от лавинообразного нарастания тока.

Устройство дросселя (ПРА).

Дроссель для люминисцентных ламп

Внешний вид дросселя

На фотографии представлен дроссель для люминесцентных ламп дневного света. По большому счету он является катушкой индуктивности с металлическим сердечником в корпусе (кожухе) из листового металла. Более современные изготавливаются в термоустойчивом пластиковом корпусе, имеют более низкие массо-габаритные показатели. Это промышленное название (максимально близкий перевод — ограничитель). Его сопротивление по постоянному току порядка 60 Ом.  При проверке мультиметром, в случае индикации бесконечного сопротивления – дроссель неисправен, в обрыве. Если сопротивление менее 55 Ом, это также означает неисправность дросселя. В этом случае он, скорее всего, имеет межвитковое замыкание. Это случалось со старыми ПРА, когда начинает рассыпаться компаунд и происходит отслоение лака с проволоки. В простейшей схеме он выполняет функцию балласта.

Дроссель для люминисцентных ламп

Дроссель в разрезе

Сердечник дросселя обычно изготавливается из трансформаторной стали, при этом пластины, входящие в его набор, электрически не контактируют между собой. Это сделано для уменьшения вихревых токов.

Основные виды дросселей

  • Электромагнитный дроссель для лампы, который подключается последовательно с лампой и в схеме необходимо наличие стартера.

К его достоинствам можно отнести низкую стоимость, простоту конструкции и достаточную надежность.

Недостатки: возможность появления шума и мерцания во время работы и при запуске; довольно продолжительный процесс включения; необходимость подключения конденсатора для снижения потерь.

Мощность дросселя должна соответствовать мощности лампы.

  • Электронный дроссель, для подключения которого не нужен стартер.

Положительные качества: быстрое включение; обеспечение работы лампы без миганий; компактность, малый вес.

В результате использования этого вида дросселей снижаются мерцания. Пульсаций при запуске лампы не происходит. Снижается вероятность появления шума при работе.

Дроссели можно разделить на две группы по типу сетей, в которых эксплуатируются лампы:

  1. однофазные (для использования в быту) на 220 В;
  2. трехфазные, которые устанавливаются в светильниках, работающих в сетях на 380 В. Это светильники для освещения промышленных предприятий, улиц и объектов сельскохозяйственного профиля.

Все эти виды дросселей также можно разделить по месту их расположения:

  • находящиеся внутри корпуса светильника, который обеспечивает им защиту от неблагоприятных факторов внешней среды и атмосферы;
  • помещенные в специальный кожух. Такое герметичное исполнение позволяет устанавливать эти приборы в осветительных сетях наружного освещения.

Классификация дросселей

В люминесцентных лампах применяются дроссели электронного или электромагнитного типа (ЭмПРА). Оба вида обладают своими особенностями.

Электромагнитный дроссель представляет собой катушку с металлическим сердечником и обмоткой  из медного или алюминиевого провода. Диаметр провода влияет на функциональность светильника. Модель достаточно надежна, однако потери мощности до 50% ставят под сомнение ее эффективность.

Лампы с электромагнитными дросселями дешевые и не требуют специальной настройки перед использованием. Но они чувствительны к перепадам напряжения и даже незначительные колебания могут привести к мерцаниям или неприятному гудению.

Электромагнитные конструкции не синхронизируются с частотой сети. Это приводит к появлению вспышек непосредственно перед зажиганием лампы. Вспышки практически не мешают комфортно использовать светильник, однако негативно воздействуют на пускорегулирующий аппарат.
Электронные и электромагнитные устройства
Разновидности электронных и электромагнитных устройств.

Несовершенство электромагнитных технологий и значительные потери мощности при их использовании приводят к тому, что на смену таким приборам приходят электронные пускорегулирующие аппараты.

Электронные дроссели конструктивно сложнее и включают в себя:

  • Фильтр для устранения электромагнитных помех. Эффективно гасит все нежелательные колебания внешней среды и самой лампы.
  • Устройство для изменения коэффициента мощности. Контролирует сдвиг переменного тока по фазе.
  • Сглаживающий фильтр, снижающий уровень пульсаций переменного тока в системе.
  • Инвертор. Преобразовывает постоянный ток в переменный.
  • Балласт. Катушка индукции, которая подавляет нежелательные помехи и плавно регулирует яркость свечения.

Схема электронного стабилизатора
Схема электронного стабилизатора.

Иногда в современных ЭПРА можно встретить встроенную защиту от перепадов напряжения.

Дроссель для люминесцентных ламп

Независимо от победоносного «наступления» светодиодных ламп ведут, еще очень большое количество светильников с люминесцентными лампами будут работать, пока не выработают свой ресурс. Вдобавок на складах есть хороший запас ламп на смену вышедшим из строя. Скорее всего, переход на полностью светодиодное освещение займет не один десяток лет. И тема эксплуатации и ремонта светильников с газоразрядными ртутными лампами низкого давления (ГРЛНД – именно так по-научному называются люминесцентные лампы) будет еще актуальной очень долго.

Для того чтобы понять для чего нужен дроссель стоит кратко рассмотреть устройство люминесцентной лампы, самый распространенный вид которой – это линейная люминесцентная лампа цилиндрической формы. Устройство люминесцентной лампы показано на следующем рисунке

Устройство люминесцентной лампы

Линейная люминесцентная лампа – это герметичный цилиндр из тонкого стекла (1) из которого выкачан воздух и закачан инертный газ (чаще всего это аргон) или смесь газов под давлением примерно 400 Па, что в 250 раз меньше атмосферного давления. Именно из-за сниженного давления лампа разбивается с характерным хлопком. Кроме этого, в колбу лампы строго дозировано помещено некоторое количество ртути, которая при таком разрежении находится преимущественно в газообразном виде.

На торцах трубки есть стеклянные ножки (2) в которые вплавлены электроды (3) – по два с каждой из сторон. Между электродами размещается вольфрамовая спираль, которая покрыта специальным химическим соединением – сочетанием оксидов бария, стронция и кальция (BaO, SrO и CaO) и тугоплавкой присадки на основе циркония (ZrO₂ или MgZrO₃). При нагреве этого состава свободные электроны разгоняются до таких скоростей, что способны покинуть кристаллическую решетку и «выпрыгнуть» в окружающее пространство. Такое явление называют термоэлектронной эмиссией, и оно широко используется как в люминесцентных лампах, так и в вакуумных электронных лампах.

На концах трубки сделаны цоколи (5) с контактными штырьками (4) с помощью которых лампа подключается в светильнике. На внутреннюю поверхность колбы лампы нанесен люминофор (9) — галофосфаты кальция или ортофосфаты кальция-цинка. Если люминофор облучать ультрафиолетовым (невидимым для глаз и вредным) излучением, то он начинает излучать свет уже в видимом диапазоне. Именно от состава люминофора и зависит цветовая температура, спектр и цветопередача люминесцентной лампы.

Чтобы понять роль дросселя для люминесцентных ламп, надо посмотреть, как он устроен. Его еще могут называть балластом или ЭмПРА (электромагнитный пускорегулирующий аппарат). Конструктивно дроссель – это катушка индуктивности, намотанная на сердечнике из ферромагнитных сплавов. Он замкнутый подобный трансформаторному, но только с одной обмоткой, выполненной медным эмаль-проводом. Следующий рисунок наглядно показывает «внутренний мир» дросселя для люминесцентных ламп.

Электромагнитный дроссель для люминесцентных ламп после «вскрытия»

Сердечник дросселя не цельный, а набран из отдельных пластин. Это сделано для того, чтобы в нем не возникали под действием переменного магнитного поля вихревые токи Фуко, которые способны сильно разогреть и даже при определенных условиях расплавить металл. Рассмотрим, как подключается люминесцентная лампа, какие происходят процессы при ее запуске и горении и узнаем про роль дросселя в них.

Схема №1: Подключение одной люминесцентной лампы

Как видно из представленной принципиальной схемы дроссель подключается последовательно лампе. Параллельно лампе подключен стартер с конденсатором C2, а параллельно питающему напряжению также подключен конденсатор C1. Что происходит, когда на такую схему подают сетевое напряжение 220 В?

  • Лампа в «холодном» состоянии не имеет в составе газов свободных зарядов, поэтому имеет очень высокое сопротивление. Поэтому, когда подают напряжение, ток через лампу не течет, а он начинает протекать по цепи стартера.

Устройство стартера для люминесцентных ламп

  • Стартер представляет собой небольшую неоновую лампу (3), в колбе которой находятся пара электродов – один неподвижный (2), а другой подвижный (1) в виде биметаллической пластины. При нагреве она будет изгибаться и приходить в контакт с неподвижным электродом. Каждая из люминесцентных ламп должна иметь свой стартер, подключаемый ей параллельно. Если светильник двухламповый, то он может иметь один дроссель, но стартер индивидуален для каждой. Двухламповый светильник подключают по следующей схеме.

Схема №2: Подключение двух ламп в светильнике с одним электромагнитным дросселем

  • Из данной схемы видно, что дроссель имеет мощность – не менее, чем сумма мощностей люминесцентных ламп, а стартеры рассчитаны на напряжение не 220 В, а на 127 В, так как лампы включены последовательно. Очень распространенная ошибка при монтаже люминесцентных светильников – это включение не соответствующего стартера. Рабочее напряжение и мощность подключаемых ламп всегда указывается на корпусе стартера.

Вся необходимая информация присутствует в маркировке стартеров

  • При подключении люминесцентного светильника к сети ток начинает протекать через дроссель, далее через одну из спиралей катода лампы, затем через тлеющий разряд стартера, потом через спираль другого катода лампа и далее уходить в сеть. Величина силы тока в этом случае небольшая (примерно 30—50 мА). Этого недостаточно для разогрева спиралей катодов, но вполне хватает для поддержания тлеющего разряда стартера, который будет подогревать электроды.
  • Биметаллический электрод в стартере от нагрева изгибается, приходит в контакт с неподвижным электродом. Ток в цепи резко возрастает до примерно 600 мА, так как он будет определяться только сопротивлением дросселя и спиралей катодов лампы. Тлеющий разряд в колбе стартера гаснет и электроды остывают, так как сопротивление контакта ничтожное. Возросший ток приведет к тому, что спирали в лампе нагреются (за 1—2 секунды до 800 °С), при этом интенсивно испуская электроны из-за явления термоэлектронной эмиссии. В результате возле катодов лампы образуется «электронный газ», который будет способствовать пробою и зажиганию разряда.
  • После остывания электродов в колбе стартера биметаллический электрод размыкается и здесь начинается самое интересное. Благодаря явлению самоиндукции при разрыве цепи в дросселе наводится ЭДС (электродвижущая сила) самоиндукции, которая препятствует уменьшению тока в цепи. Причем наводимая ЭДС совпадает по фазе с ЭДС сети, что приводит к резонансному ее скачку до значений выше 1 тысячи вольт, а это вызывает «пробой» газа в колбе лампы и зажигание дуги.
Будет интересно➡  Что понимается под напряжением прикосновения?

Графическое отображение появления «всплеска» ЭДС самоиндукции в дросселе в момент размыкания электрической цепи

  • Высоковольтный импульс возникшей ЭДС самоиндукции очень непродолжителен по времени, которого может не хватить на запуск лампы. Кроме этого, этот импульс может спровоцировать искровой дуговой разряд в стартере. Для предотвращения этого параллельно лампе стартера установлен конденсатор (C2 на первой схеме). Другой его задачей является увеличение временного промежутка действия ЭДС самоиндукции. Конденсатор, заряжаясь проводит переменный электрический ток, а напряжение на его пластинах возрастает постепенно. Как только напряжение на электродах конденсатора достигнет определенного порогового значения – происходит возникновение дугового разряда в лампе, но искрения электродов стартера при этом не будет.
  • Возле катодов лампы присутствуют эмитированные при разогреве спиралей электроны. Когда на лампе появляется повышенное напряжение, электроны приходят в движение, разгоняются до больших скоростей и при столкновении с атомами инертного газа «выбивают» с внешней орбиты электроны. Образуется большое количество электронов и положительно заряженных ионов инертного газа. Этот процесс ударной электронной ионизации лавинообразно нарастает и в колбе лампы начинает протекать переменный электрический ток.

Процессы, происходящие внутри люминесцентной лампы

  • Разогнанные электроны сталкиваются в том числе и с атомами ртути, при этом происходит их «возбуждение». Электроны с внутренних орбит после получения «порции» кинетической энергии от «бомбардировки» переходят на внешние орбиты. Но в таком состоянии атом не может существовать долго, поэтому электроны возвращаются на свои «родные» орбиты, но при этом выделяют энергию в виде квантов ультрафиолетового излучения, которые облучают люминофор, а он уже излучает свет в видимом диапазоне.
  • С появлением электрического разряда в колбе лампы резко падает ее электрическое сопротивление. Если этот процесс оставить бесконтрольным, то это приведет к росту тока до недопустимых величин. Ток ограничивает именно дроссель, который имеет и активное (оно незначительное) и реактивное сопротивление. Так как сопротивление лампы падает, то падение напряжения на ней будет недостаточное для того, чтобы в стартере зажегся тлеющий разряд. Специалисты говорят, что лампа шунтирует стартер. Поэтому во время работы исправной лампы он бездействует.
  • Конденсатор C1, подключенный параллельно питающему напряжению, служит для того, чтобы компенсировать реактивную мощность дросселя, так как ток отстает по фазе от напряжения на определенную величину, характеризуемую коэффициентом мощности (cosφ), который указывается на дросселе. О правилах подбора конденсатора C1 мы расскажем ниже.

Сдвиг фазы тока в электромагнитном дросселе на угол φ

  • Если отключить напряжение питания на светильнике, то разряд в лампе погаснет, все ионизированные атомы опять обретут свои электроны и станут нейтральными – произойдет рекомбинация. Сопротивление в колбе лампы опять вырастет и для ее запуска опять нужно задействовать стартер и дроссель.

Электромагнитные дроссели самыми первыми стали использоваться совместно с люминесцентными лампами. Применяются они и до сих пор. Преимуществами ЭмПРА (балластов) являются:

  • Простота конструкции дросселя и его подключения.
  • Высокая надежность в случае применения с соответствующими лампами.
  • Долговечность – срок службы дросселя составляет не менее 10 лет. В старых светильниках некоторые дроссели работают уже по 40—50 лет.
  • Низкая цена, которая является следствием простоты конструкции.

Эот дроссель 1974 года выпуска до сих пор находится в исправном состоянии

Однако, электромагнитные дроссели не лишены и недостатков. К ним можно причислить:

  • Продолжительный по времени процесс запуска лампы. Он составляет примерно 1—10 сек и зависит от степени износа лампы.
  • ЭмПРА сам является потребителем энергии, так как ее часть тратится на разогрев. Потери могут составлять 15—20%. Дроссель может нагреваться до 100°C и выше, что делает его пожароопасным.
  • Небольшой коэффициент мощности (cosφ), который без компенсирующих конденсаторов находится в пределах 0,35—0,50. Это очень мало.
  • Дроссели при работе могут издавать низкочастотный гул дискомфортный для слуха. Особенно это касается низкокачественных и старых ЭмПРА.
  • При работе с электромагнитным дросселем лампы мигают с частотой 100 Гц. Это утомляет зрение и опасно для освещения движущихся механизмов, так как стробоскопический эффект может создать иллюзию их неподвижности.
  • Дроссель хоть и способен сглаживать пульсации напряжения в сети, но только незначительные. При нестабильном напряжении возможно мерцание лампы и повышенная шумность дросселя.
  • Лампы, работающие с ЭмПРА, изнашиваются скорее, чем с современными электронными устройствами запуска.
  • Дроссели имеют большие габариты и значительную массу (до нескольких килограмм).
  • При низких температурах светильники со стартерно-дроссельной схемой подключения могут не зажигаться. Это ограничивает их применение в уличном освещении.

Современные схемы включения люминесцентных ламп предполагают применение ,электронного балласта называемого также ЭПРА, что означает Электронный Пускорегулирующий Аппарат. Качественный ЭПРА лишен всех недостатков, характерных для ЭмПРА, но имеет единственный – высокую цену. Этому устройству обязательно будет посвящена отдельная статья на нашем портале.

Естественно к какой-то определенной люминесцентной лампе не может подключаться любой дроссель, его надо подбирать по следующим характеристикам:

  • Рабочее напряжение и частота. Для наших электросетей нас должны интересовать дроссели с напряжением 220—240 В и частотой 50 Гц.
  • Мощность дросселя, которая должна соответствовать мощности лампы. Если к ЭмПРА будет подключаться две лампы по Схеме 2, то мощность дросселя должна соответствовать сумме мощностей ламп. Это всегда указывается на маркировке дросселя и чаще всего указывается как типы и количество ламп, так и приведены принципиальные схемы подключения.
  • Ток лампы или группы ламп, который протекает в том числе и через дроссель. Он указывается в Амперах на корпусе дросселя.
  • Коэффициент мощности, который может обозначаться или cosφ, или греческой буквой λ (лямбда). Чем он больше – тем лучше, но в ЭмПРА он редко превышает порог в 0,5, поэтому однозначно требуется конденсаторная компенсация.
  • Превышение температуры дросселя над окружающей температурой Δt(°C) и максимальная температура ЭмПРА, которая при длительной работе не приведет к перегреву и выходу из строя. Эти два показателя регламентируются европейскими нормами EN На дросселе указываются в виде дроби, где в числителе Δt(°C), а в знаменателе максимальная температура.
  • Энергетическая эффективность ПРА, обозначаемая индексом EEI (Energy Efficiency Index), который разделен на 7 классов: A1, A2, A3, B1, B2, C, D. Этот показатель характеризует уровень рассеиваемой мощности на дросселе. Самая малая – классы A1— A3 (A1 – это регулируемые ЭПРА), которые «отданы» электронным ПРА. Средняя – это B1 и B2, и высокая – C, D, которые, кстати, уже запрещены в Европе. Градацию по классам можно увидеть в таблице.

Мощность лампы, ВтПотребляемая мощность (лампа+ПРА) в соответствии с классом, Вт

A1A2A3B1B2CD
1591618212325>25
1810.51921242628>28
3016.53133363840>40
36193638414345>45
38203840434547>47
5829.55559646770>70
70366872778083>83
  • Параметры конденсатора, компенсирующего реактивную мощность электромагнитного дросселя. Здесь указывается рабочее напряжение и емкость конденсатора, подключаемого параллельно напряжению питающей сети.

Вся необходимая техническая информация есть в маркировке дросселя

Вся необходимая информация почти всегда указана в маркировке дросселя. Кроме этого, производители светотехнического оборудования публикуют на своих сайтах всю необходимую информацию, которая поможет правильно сочетать люминесцентную лампу (или две лампы) с ЭмПРА. Приведем пример из каталога известного производителя электрооборудования – финской компании Helvar, где указаны рекомендуемые дроссели к лампам T8 различной мощности. Лампы Т8 – являются самыми распространенными, они имеют диаметр колбы 26 мм, а на их цоколе G13 контактные штырьки расположены на расстоянии 13 мм друг от друга. В столбце «Схема №» идет ссылка на выше рассмотренные нами схемы подключения одной или двух люминесцентных ламп через один дроссель.

Электромагнитные дроссели для T8 ламп Helvar, 220 В, 50 Гц, 15-58 Вт

Мощн. (Вт)*К-во лампТок лампы, (A)Тип ЭмПРАКласс EEIРазмеры Д*Ш*В, (мм)Масса, (кг)Схема №cosφРост темп. Δt(°C)Емкость компенс. конденс, 230/250В, (мкф)
15*10.31L15A-PB2150*42*280.5510.3550/854
15*20.31L30A-PB2150*42*280.5620.545/1104.5
18*10.37L18TL2B1150*42*28,80.8310.335/504.5
18*10.37L20A-PC150*42*280.5610.3555/854.5
18*10.37L18A-LC150*42*280.5110.3565/904.5
18*20.37L36TL2B1150*42*28,80.8320.5335/904.5
18*20.37L40A-CC150*42*280.5220.5355/1504.5
18*20.37L40A-PC150*42*280.5620.5355/1554.5
18*20.37L40A-LC150*42*280.5120.5565/1604.5
25*10.29L15A-PB2150*42*280.5510.550/853.5
30*10.365L30A-PB2150*42*280.5610.545/1104.5
36*10.43L36TL2B1150*42*28,80.8310.4335/904.5
36*10.43L40 A-CC150*42*280.5210.555/1504.5
36*10.43L40A-PC150*42*280.5610.555/1554.5
36*10.43L40A-LD150*42*280.5110.565/1604.5
38*10.43L36TL2B1150*42*28,80.8310.4535/904.5
38*10.43L40A-PC150*42*280.5610.4955/1554.5
38*10.43L40A-LD150*42*280.5110.4965/1604.5
58*10.67L58TL2B2230*42*28,81.3610.4735/957

Светильники для люминесцентных ламп всегда уже продаются оборудованными под конкретные типы ламп, а дроссель идет в комплектации по умолчанию. В случае выхода из строя ЭмПРА можно легко купить новый, с такими же характеристиками. Выбирать лучше дроссели известных брендов: Helvar, Vossloh-Schwabe, Philips, Osram, Tridonik, HEP, ELT и другие. Продукцию No Name лучше игнорировать. В настоящее время очень велико предложение качественных ЭмПРА бывших в употреблении. Это происходит на фоне массового внедрения светодиодных ламп того же форм-фактора, что и люминесцентных. «Модернизация» светильников при этом выглядит как установка одной перемычки и «выкидывание» стартера и ПРА – они в LED лампах не нужны.

Будет интересно➡  Как работает термосопротивление?

Причин неисправности светильников люминесцентных ламп может быть много, но как узнать какая именно деталь подлежит замене. Причем сделать это в домашних условиях без применения специального инструмента и аппаратуры? На самом деле это очень просто, понадобятся набор отверток с изолированными ручками, нож монтажный, кусачки, пассатижи, мультиметр, индикаторная отвертка, съемник изоляции (опционально) и моток медного провода ПВ-1 поперечным сечением 0,75—1,5 мм² (примерно 2-3 метра). Кроме этого желательно сразу иметь заведомо исправный стартер, лампу и дроссель тех же номиналов, что и в проверяемом светильнике. Благо, что стоят они «сущие копейки» и продаются в любом магазине электротоваров.

Какая «симптоматика болезней» может быть у люминесцентных светильников?

  • Лампа не включается вообще и при этом никак не реагирует стартер и вольфрамовые спирали лампы. Такая неисправность может быть обусловлена как дросселем, так и лампой, и стартером или проблемой с коммутацией в светильнике. Для выявления проблемного элемента вначале меняется стартер, затем лампа. Если это не приносит никаких результатов, то после проверки коммутации проводов в светильнике и надежности контактов можно делать вывод о неисправности дросселя.
  • Внутри лампы наблюдается разряд в виде огненной змейки, которая постоянно перемещается. Такой эффект происходит из-за возрастания тока до недопустимых величин из-за чего стабильность разряда нарушается. Это однозначно говорит о неисправности дросселя или применении к лампе ЭмПРА несоответствующей мощности. Лампа и дроссель в таком режиме не прослужат долго.
  • Неустойчивое свечение или мерцание лампы быстро выведут ее из строя. «Слабым звеном» в этой ситуации может быть и лампа, и стартер, и дроссель. Если после замены лампы и стартера на заведомо исправные это явление не прекратилось – то «виноват» дроссель. Частое включение или отключение лампы приводит к быстрой деградации вольфрамовых спиралей и визуально это определяется как почернения на концах лампы.

Явный признак «начала конца» лампы — почернение в районе катодов

Для проверки дросселя без каких-либо приборов можно собрать самостоятельно простой испытательный стенд по такой схеме.

Простой стенд для проверки стартеров и дросселей сможет собрать любой домашний мастер

Лампу следует выбирать мощностью максимально близкой к мощности дросселя. После подключения такой конструкции к розетке могут наблюдаться такие явления:

  • Лампа не загорается вообще. Это явно свидетельствует о неисправности дросселя. Скорее всего, в нем обрыв.
  • Лампа загорается и горит очень ярко. Такое «поведение» лампы говорит о том, что сопротивление дросселя ниже паспортного вследствие межвиткового замыкания.
  • Лампа светит вполнакала или моргает при срабатываниях стартера. Это самый лучший случай, говорящий об исправном дросселе.

Наиболее неприятная неисправность диагностируется легче всего. Обрыв может произойти по причине перегорания эмаль-провода обмотки ЭмПРА из-за недопустимо высоких токов или механического повреждения. Для того, чтобы проверить дроссель на обрыв надо:

  • Включить мультиметр и перевести его в режим измерения сопротивления (желательно в Омах).
  • Взять щупы и приложить их к клеммам дросселя. При этом недопустимо касаться щупов пальцами.
  • Если мультиметр показывает бесконечное сопротивление, то это однозначно говорит об обрыве.

Проверка обрыва обмоток дросселя

Обрыв может быть не в самой обмотке, а у клеммы дросселя, к которой припаяны два вывода эмаль-провода. Пайка может быть некачественной (холодной) и со временем отвалиться. Если это так, то можно аккуратно припаять эмаль провод паяльником мощностью не более 25 Ватт и восстановить работоспособность ЭмПРА. Если обрыв произошел внутри дросселя, то его перемотка – это довольно сомнительное по вложению труда и экономической целесообразности занятие при цене нового в 150—200 рублей (не нового 50—100 рублей). Лучший выход из такой ситуации – замена.

Некоторые схемы подключения люминесцентных ламп предполагают использование двух дросселей, которые собраны в одном корпусе. При этом две обмотки намотаны на одном сердечнике, что делает дроссель уже трансформатором. Обмотки «общаются» между собой только через магнитный поток, который они сами генерируют, но гальванически они должны быть полностью изолированными друг от друга.

Варианты подключения люминесцентных ламп. В схеме III применены сдвоенные дроссели L1 и L2

Бывают случаи, когда происходит пробой изоляции обмоток, что приводит к их гальваническому контакту. Это нарушает режимы работы, либо исключает вообще способность лампы зажигаться и гореть. Для проверки таких сдвоенных дросселей, которые являются редкостью, также надо использовать мультиметр. При этом последовательность действий такова:

  • Мультиметр включается и устанавливается на измерение сопротивления в Омах.
  • Щупами прозваниваются на обрыв каждая обмотка отдельно.
  • Прозваниваются обмотки между собой. Сопротивление должно быть бесконечным. Если это не так, то налицо замыкание двух обмоток.

Разумеется, дроссель с замкнутыми обмотками подлежит замене.

Эту неисправность определить бывает очень сложно даже при помощи мультиметра. Межвитковое замыкание чаще всего происходит при перегреве дросселя. Тогда многослойное эмаль-лаковое покрытие провода высыхает, твердеет, покрывается трещинами и, в конце концов, на каком-то участке происходит пробой и выгорание изоляции. Этот пробой возникает чаще всего тогда, когда дроссель генерирует высоковольтный импульс. На участке, где произошел пробой происходит спекание провода, причем это может коснуться нескольких слоев обмотки.

Типичная картина спекания обмоточных проводов дросселя при межвитковом замыкании

Как диагностировать эту проблему?

  • Сперва надо визуально рассмотреть дроссель. При замыкании обмотки и горении лака, которым покрыты провода выделяется едкий дым с характерным запахом, который оставляет черные следы от копоти. И также и дроссель надо понюхать, так как запах горелого лака остается надолго. При малейших признаках – немедленная замена.
  • Всегда хорошо иметь заведомо исправный дроссель той же модели. Тогда померив мультиметром сопротивление «эталона» и сравнив его с «подопытным» можно судить о межвитковом замыкании. Разумеется, если такая неприятность произошла, то сопротивление «подопытного» дросселя будет отличаться в меньшую сторону.
  • Качественные дроссели известных производителей имеют примерно равные сопротивления при равенстве мощностей. Приведем справочные данные: ЭмПРА мощностью 20 Вт имеют сопротивление 55—60 Ом, мощностью 40 Вт – от 24 до 30 Ом, а мощностью 80 Вт – от 15 до 20 Ом. Сравнив измеренное мультиметром сопротивление со справочными данными можно судить с какой-то долей вероятности об исправности дросселя.

Следует отметить, что если «закоротило» всего несколько соседних витков, то мультиметр может ничего и не показать. Но в очень недалеком будущем эта проблема все равно проявится.

Это встречающаяся в жизни неисправность, которая не только может нарушить режим работы лампы, но и быть опасной для жизни человека. Поэтому всегда при прозвонке обмотки дросселя мультиметром надо еще и проверить не существует ли гальваническая связь с самим корпусом. Если сопротивление отличается от бесконечного, то это однозначно говорит о пробое.

Проверка пробоя на корпус должна производиться всегда

Мультиметр измеряет сопротивление при помощи встроенной батарейки на 9 В, а сетевое напряжение – 220 В. Соответственно и токи в дросселе протекают разные. Бывает, что замер мультиметром ничего не дал, но именно при подаче сетевого напряжения и происходит пробой. Поэтому очень полезно при работающем светильнике проверить наличие фазы на корпусе дросселя. Если она есть, то это тоже говорит о пробое и такой ЭмПРА подлежит немедленной замене.

Проверка фазы на клеммах и на корпусе дросселя индикатором

Магнитопровод электромагнитного дросселя только с первого взгляда может показаться исключительно прочной конструкцией, но на самом деле все далеко не так. он набран из отдельных пластин из электротехнической стали (сплав железа с кремнием), которая имеет хорошие магнитные свойства, но очень посредственные прочностные. Электротехническая сталь очень хрупкая и при механических воздействиях на ней могут легко образовываться трещины или сколы, которые влияют на индуктивность.

Состояние этого магнитопровода очень далеко от идеального

Когда по обмотке дросселя протекает электрический ток, возникающее в сердечнике сильное переменное магнитное поле также оказывает механическое воздействие на пластины. А также не забываем, что ЭмПРА может в процессе работы нагреваться до высоких температур, а это приводит к температурному расширению и сжатию, а это просто громадные силы. Производители принимают меры для неизменности положения пластин и обмоток, делая в качественных дросселях вакуумную пропитку полиэфирным или полиэфирно-эпоксидным компаундом, который застывает и повышает электроизоляционные свойства и помогает зафиксировать пластины, сохраняя неизменность индуктивности. А также сердечник с обмоткой помещают в прочный металлический корпус, который «обхватывает» пластины и заодно является экраном, препятствующим распространению магнитного поля вне дросселя. Однако, со временем компаунд все равно теряет свои свойства, пластины «разбалтываются», начинают издавать гул с удвоенной частотой сети 100 Гц, индуктивность дросселя становится нестабильной, а это сильно влияет на работу лампы.

Как же диагностировать неисправности магнитопровода или какие принимать профилактические меры?

  • Некоторые дроссели неизвестного происхождения имеют «врожденный» недостаток магнитопровода. Если они даже новые издают сильный гул, то лучше сразу такой дроссель поменять на что-то более «приличное».
  • Любое устройство, даже самое надежное, имеет свой срок службы. И электромагнитные дроссели здесь не исключение. Поэтому, когда проходит заявленный производителем срок службы, ЭмПРА лучше поменять.
  • Опять отмечаем полезность наличия в запасе нового и исправного ЭмПРА точно такого же, который работает в светильнике. Для того чтобы сравнить рабочий и эталонный образцы потребуется мультиметр с функцией измерения индуктивности. Сравнив эти показатели можно принять решение оставить дроссель еще поработать или поменять на новый.

Многофункциональный прибор для измерения индуктивности, емкости и сопротивления

Главное правило при эксплуатации светильников с люминесцентными лампами – это своевременная диагностика при малейших признаках «болезни» и немедленная замена неисправных элементов. К сожалению, это соблюдается не всегда и не везде, поэтому нередко мы можем наблюдать не горящие или мерцающие лампы и слышать не самый приятный для уха шум от изношенных дросселей в длинных коридорах, офисах, производственных помещениях и даже в школьных классах.

После диагностирования проблем светильника следующим этапом идет замена неисправных элементов. В большинстве светильников самые «слабые» звенья (лампа и стартер), которые чаще требуют замены находятся в легкодоступных местах и не требуют демонтажа светильника. Замена же электромагнитного дросселя доставляет больше хлопот и сделать это на потолочном светильнике очень трудно, часто просто невозможно без полного демонтажа светильника или его части, в которой расположена вся электрическая «начинка». Гораздо удобнее и безопаснее делать это на столе. Какие действия надо для этого предпринять?

  • Работу проводить только с напарником, так как в случае поражения электрическим током должен быть кто-то способный оказать первую помощь.
  • Обесточивается светильник, отверткой индикатором проверяется отсутствие фазы на входных клеммах.
  • Питающий провод отсоединяется от входных клемм, демонтируется светильник и дальнейшие работы производятся на подготовленном столе.
Будет интересно➡  Индуктивное сопротивление

Демонтированная электрическая часть светильника на рабочем столе

  • Проверяется состояние проводов внутри светильника, при малейшем намеке на повреждение изоляции  или применении в светильнике алюминиевых проводов принимается решение на их замену медным проводом ПВ-1.
  • Отсоединяются провода со входной клеммы дросселя, которая может быть винтовой, пружинной самозажимной или иметь плоские ножевые контакты, которые раньше использовались во времена СССР.
  • Демонтируется дроссель. Он может крепиться винтами в резьбовые отверстия, гайками с шайбами к резьбовым шпилькам или саморезами по металлу.
  • Новый дроссель примеряется на посадочное место, в случае необходимости сверлятся новые отверстия под саморезы.
  • Дроссель монтируется на свое место, проверяется надежность его крепления.

Монтаж нового дросселя в светильник. На потолке это сделать очень трудно

  • Если и в старом, и в новом дросселе используются клеммы с ножевыми разъёмами, то штекера можно оставить при условии их хорошего состояния. Если на старом дросселе были винтовые или пружинные клеммы, то концы оголенные концы проводов удаляются кусачками и затем снимается изоляция на длину примерно 10 мм.
  • Оконцованные провода зажимаются в клеммах.
  • Проверяется правильность и надежность всех электрических соединений.
  • В светильник устанавливаются новые стартеры и лампы и производится пробный запуск прямо на столе. Если все работает, то лампы снимают и светильник монтируется на свое место.
  • Устанавливаются лампы и проверяется работоспособность светильника уже на своем месте.

Проверка светильника после монтажа

Процесс замены дросселя довольно простой, но мы все же рекомендуем тем, кто не имеет опыта электромонтажа, обратиться к специалистам, а самому поработать напарником.

Схема + самостоятельное подключение

Люминесцентную лампочку просто так не включишь – ей требуется зажигатель и ограничитель тока. В миниатюрных моделях производитель все эти элементы предусмотрительно встроил в корпус и потребителю остается лишь вкрутить изделие в подходящий патрон светильника/люстры и щелкнуть выключателем.

А для более габаритных изделий потребуется пускорегулирующая аппаратура, которая бывает как электромеханического, так и электронного типа. Чтобы ее правильно подсоединить, обеспечив беспроблемную работу прибора, предстоит знать порядок подключения отдельных элементов в электроцепь.

Различные варианты включения лампочки
Различные варианты включения лампочки
Схема подключения люминесцентной лампочки (EL) с использованием дросселирующего аппарата, где LL – это дроссель, SV – стартер, C1, C2 – конденсаторы

Правда имея схему, но не имея практического опыта по выполнению подобного рода работ, сложно будет справиться с задачей. Более того, если подключение требуется выполнить вне дома – в коридоре учебного учреждения или прочего общественного заведения – то самовольное вмешательство в работу электросети может обернуться проблемами.

Для этого в штате учреждений должен быть электрик, работающий на постоянной основе или же обслуживающий заведение по мере возникновения потребностей в его услугах.

Подключение двух лампочек
Подключение двух лампочек
На схеме реализовано подключение двух лампочек люминесцентного типа последовательно. Существенная проблема – если сломается/перегорит одна из них, то вторая тоже работать не будет

Рассмотрим пошаговое подключение двух трубчатых ЛЛ к электросети с использованием стартерной схемы. Для чего понадобится 2 стартера, дросселирующий компонент, тип которого должен обязательно соответствовать типу лампочек.

А также следует обратить внимание на суммарную мощность пускателей, которая не должна превышать этот параметр у дросселя.

Сначала в корпус светильника ставят держатели для ламп – по 2 для каждой. И такие же механизмы для крепления 2 стартеров. Эти детали оснащены разъемами – клеммниками. В держатели нужно аккуратно поставить каждую из ЛЛ трубчатого типа, стараясь не разбить колбу. Все действия следует выполнять при отключении светильника от сети. Для сборки электроцепи потребуется запастись короткими и более длинными проводками. Короткую жилу предстоит вставить в разъем держателя, предназначенного для стартера. Второй конец подсоединяют в одно из отверстий крепления первой лампочки люминесцентного типа. Важно обеспечить надежный контакт при этом. Во второе гнездо держателя для первого стартера нужно вставить длинный проводок, хорошо его там зафиксировав. Чтобы жила не мешала, ее следует аккуратно уложить в полости светильника. Второй конец этого длинного проводка предстоит поместить и зафиксировать в одном из гнезд второго держателя первой ЛЛ. Причем разъем этот должен быть симметричным отверстию на противоположной стороне лампочки, в котором уже закреплена жила, идущая от стартера. Теперь предстоит соединить между собой первую ЛЛ со второй. Для этого нужно взять еще один короткий проводок – один его конец крепится в свободном разъеме первой лампочки, а второй подсоединяется в ближайшее отверстие второго держателя ЛЛУ первой лампочки с обратной стороны остался еще один свободный разъем. Его предстоит использовать, чтобы запитать схему – нужно подключить жилу питающего кабеля, который в дальнейшем будет включаться в электросеть. Установка держателей для лампочек. Установка ламп в держатели. Подсоединение короткого проводка к держателю стартера. Проверка работоспособности собранной схемы. Соединение длинным проводом держателя стартера с ЛЛ. Второй конец жилы от стартера крепят ко второму держателю лампы. Соединение первой лампы со второй в одну цепь. Подключение питающего кабеля

При подключении питающего кабеля к светильнику важно помнить, что за ограничение тока отвечает дроссель.

Значит, фазную жилу предстоит подсоединять через него, а на лампочку подключить нулевой провод.

Вторую жилу от питающего кабеля следует вставить в разъем электромеханического ПРА, который еще называют дросселем. Правильное отверстие выбирают исходя из обозначений, нанесенных на его корпусе. Теперь предстоит заняться дальнейшим формированием цепи, соединив вторую ЛЛ со вторым стартером, а точнее, с его держателем. Для этого нужно взять еще одну короткую жилу и вставить один конец в разъем держателя лампочки, а второй – в отверстие крепления стартера. Аналогичную процедуру предстоит проделать с другой стороны трубчатого люминесцента, тоже используя короткий проводок. Особое внимание следует уделить надежности создаваемого контакта – чтобы ничего не болталось. Осталось завершить формирование цепи, используя еще одну длинную жилу, конец которой предстоит подключить в свободный разъем держателя второй лампочки, а второй – в отверстие дросселирующего компонента. Теперь нужно закрепить все элементы схемы, требуемые для работы собранной системы. Для этого нужно взять 2 стартера, приобретенные заранее. Важно чтобы их тип и мощность соответствовали параметрам ЛЛ. Каждый стартер, который еще называют пускатель, следует поставить в заранее подготовленные держатели, к которым уже успели подсоединить провода. Этот элемент представляет собой небольшую колбу с двумя электродами – жестким и гибким биметаллическим. Второй стартер аналогично крепится в полости держателя, расположенного с противоположной стороны рядом с дросселем. От одного балластного компонента на 36 Вт можно запитать 2 лампочки. Осталось самое интересное – проверить в действии собранную схему, включив питающий кабель в электрическую сеть. Если все выполнено правильно, то две ЛЛ запустятся и начнут светить. В противном случае они никак не отреагируют. Фазную жилу питающего кабеля подсоединяют в дроссель. Соединение второй лампы со вторым стартером. Подсоединение в цепь второй стороны лампы. Соединение второй лампы с дросселем. По одному стартеру для каждой лампочки. Установка пускателей в держатели. Дроссель один на две лампочки. Проверка работоспособности собранной схемы

Подобная схема подключения актуальна для больших осветительных приборов. Что же касается компактных моделей, то они оснащены встроенным механизмом запуска и регулировки – миниатюрным ЭПРА, вмонтированном внутри корпуса изделия.
Компактная люминесцентная лампочка
В компактной люминесцентной лампочке между цоколем и трубками со смесью газов располагается пускорегулирующий аппарат маленьких размеров. Он отлично справляется с запуском прибора и по сроку службы может значительно выигрывать у других элементов ЛЛ

Схема подключения двух ламп от одного дросселя (с двумя стартерами)

Практически самые дорогие в этой схеме — дросселя. Можно сэкономить, и сделать двухламповый светильник с одним дросселем. Как — смотрите в видео.

Советы по подключению ламп дневного света

Люминесцентные потолочные светильники используются в производственных помещениях, офисах, жилых домах. Они бывают одно-, двух- и четырехламповые, встроенные и накладные.

Конструкция 4 лампового светильника – это два двухламповых, соединенных параллельно, попарное соединение последовательное. Одна из лампочек оснащается фазосдвигающим конденсатором, предотвращающим мерцание. При необходимости дроссель можно заменить ЭПРА. Порядок соединения указан на корпусе блока.

Важно! Подвесить люстру в квартире с компактными люминесцентными лампочками сможет любой, кто имеет опыт работы со светильниками для лампочек накаливания.

Для компактных моделей не нужны ни дроссели, ни стартеры, так как они встроены в цоколь. По удобству использования они такие же, как лампочки накаливания.

Если используется дроссель, его мощность должна быть такая же, как у лампы. Для самостоятельного подключения лучше приобрести ЭПРА. Думать о том, как подключить люминесцентную лампу, будет не нужно. На корпусе имеется подробная схема соединения, что снижает вероятность ошибки. Дополнительное преимущество этого варианта – отсутствие мерцания.

Важно так же, что не нужно покупать что-то дополнительно. Все необходимые элементы включены в комплектацию поставки.

Основные выводы

При поиске ответа на вопрос, как подключить лампу дневного света самостоятельно, следует учесть, что самый простой вариант – купить ЭПРА. Сборка требует всего лишь подсоединить несколько проводов, предварительно отключив в квартире электропитание.

Запустить люминесцентную лампу без дросселя-клапана и стартера возможно несколькими способами, но это временный выход из ситуации. Эти решения далеки от идеальных, их нельзя использовать в жилых и рабочих помещениях из-за высокого коэффициента мерцания. Такой светильник можно повесить только в коридоре или кладовке.

Люминесцентные светильники и схемы для их соединения с сетью постоянно совершенствуются. Важно следить за новинками, правильно подбирать и использовать эти приборы.

Следующая
РазноеЧто такое активная мощность?
Ссылка на основную публикацию
Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять