Светотехническая продукция фирмы «General Electric Lithing»

В данном обзоре представлена светотехническая продукция известной фирмы "General Electric Lithing" (США ), основным принципом которой является стремление быть одной из первых в мире в основной области ее деятельности: разработке и производстве ламп и осветительных систем. Обзор составлен на основе информационных материалов, предоставленных фирмой "СПДГ-Комершиал"(г.Санкт-Петербург) - официальным представителем "GE Lithing" и посвященных в основном применению светотехнической продукции в промышленности и строительстве.

Натриевые лампы высокого давления

Основой такой лампы является газоразрядная трубка, изобретенная фирмой "General Electric" в 1962 году и изготовленная из светопропускающей керамики на основе окиси алюминия.

С началом производства ламп Lucalox, первых в мире натриевых ламп высокого давления, "General Electric Lithing" занимает ведущую позицию в технологии производства, гарантируя возможность проектировщикам и пользователям длительно эксплуатировать лампы при низких энергозатратах и высокой светоотдаче.

Натриевые лампы высокого давления выгодно отличаются от других источников света там, где существенную роль играют проблемы энергосбережения.

Lucalox являются лампами с самой высокой светоотдачей (до 140 люмен на ватт) при сохранении хорошей цветопередачи. Они имеют средний срок службы не менее 24 000 часов, т.е. около 6 лет, поэтому эксплуатационные затраты минимальны. Светоотдача ламп Lucalox практически не снижается в течение всего срока службы - после 24000 часов сохранятся 90%-ный уровень начального значения. Золотисто-белый цвет ламп создает теплую, приятную обстановку на больших открытых пространствах. При одинаковых размерах ни один другой источник света не может сравниться по мощности с натриевой лампой высокого давления. Лампы Lucalox обладают прочной конструкцией, которая выдерживает самые тяжелые условия эксплуатации.

Чтобы полностью оценить преимущества лампы Lucalox, важно понять изменения, происходящие в течение ее срока службы. Одной из главных проблем, при решении которой обеспечивается длительный срок службы натриевой лампы высокого давления, - это сдерживание роста напряжения на газоразрядной трубке. В отличие от ртутных и металлогалогенных ламп, где напряжение на газоразрядной трубке остается относительно стабильным в течение всего срока службы, у натриевых ламп это напряжение со временем изменяется.

В течение первых 100 часов напряжение на газоразрядной трубке изменяется произвольно, пока лампа не стабилизируется, а затем начинается медленный рост напряжения. При достижении момента времени, когда пускорегулирующая аппаратура не может больше обеспечивать напряжение для поддержания разряда, лампа гаснет. Через некоторое время лампа остывает, загорается вновь и светит до тех пор, пока напряжение вновь не достигнет критической точки. Известное как "циклический эффект", это явление указывает на окончание срока службы лампы.

Напряжение растет по двум причинам. Во-первых, внутри газоразрядной трубки находится амальгамная смесь натрия и ртути. В период работы лампы некоторое количество натрия медленно теряется из-за диффузии и химических реакций в газоразрядной трубке. При этом в амальгаме повышается процентное содержание ртути. При повышении давления паров ртути увеличивается напряжение, необходимое для поддержания разряда. Это происходит во всех натриевых лампах высокого давления. Но в лампах Lucalox имеется уникальный внешний резервуар, в котором в химически инертной среде хранится избыток амальгамы, что позволяет сдерживать рост напряжения. Увеличение напряжения происходит также за счет повышения температуры в газоразрядной трубке из-за почернения приэлектродных концов лампы. При каждом включении лампы некоторое количество вольфрама и эмиссионного вещества распыляется с электродов и оседает на стенках газоразрядной трубки в виде темного слоя. При зажигании лампы на внутреннюю поверхность трубки вблизи электродов может осесть некоторое количество жидкой амальгамы, что ускоряет процесс почернения концов. Этот непрозрачный слой служит в свою очередь тепловым "экраном", способствующим повышению температуры в газоразрядной трубке и вследствие этого росту напряжения на лампе. Но конструкция внешнего резервуара удерживает жидкую амальгаму от контакта с электродами, замедляет процесс почернения и, следовательно, рост напряжения.

В лампах обычной конструкции ртутно-натриевая амальгама находится в газоразрядной трубке. Здесь она быстро обедняется натрием, что приводит к увеличению давления ртутных паров и напряжения на газоразрядной трубке. В лампе Lucalox ртутно-натриевая амальгама находится в металлическом штенгеле на одном из концов газоразрядной трубки. Когда лампа включена, некоторое количество амальгамы испаряется и заполняет газоразрядную трубку, но только определенное количество, необходимое для нормальной работы лампы. Туда не попадает лишняя амальгама, которая изменила бы состав или мешала бы зажиганию разряда.

Повышенное давление ксенона

Самые последние достижения "GE Lithing" связаны с технологией наполнения лампы повышенным количеством ксенона, что позволяет увеличивать световой поток в некоторых случаях на 16% по сравнению с традиционными лампами Lucalox без дополнительного расхода электроэнергии.

Помимо ртутно-натриевой амальгамы, все лампы Lucalox содержат ксенон, который в первую очередь используется в качестве стартового газа. "GE Lithing" использует этот газ для повышения световой отдачи лампы.

В лампах Lucalox, чтобы улучшить тепловой баланс в газоразрядной трубке, давление наполняющего ее газа увеличено в 10 раз. Ксенон создает теплоизоляционный слой вокруг натриевой дуги, концентрируя энергию в канале разряда и увеличивая выход излучения.

В результате световой поток повышается на 5-16% без дополнительных эксплуатационных затрат.

Еще один положительный результат повышения давления ксенона заключается в увеличении надежности зажигания.

При включении лампа быстро загорается, что влечет за собой уменьшение распыления электродов и связанное с этим замедление почернения газоразрядной трубки.

Использование ксенона при высоком давлении смягчает последствия колебаний светового напряжения, снижая при этом изменение цветности и препятствуя преждевременному выходу лампы из строя.

В отличие от других высокоэффективных натриевых ламп высокого давления лампы "GE Lithing" с повышенным содержанием ксенона разработаны так, чтобы прежде всего достичь наилучших эксплуатационных характеристик. Для создания " совершенной" газоразрядной трубки использованы конструкции и технологии, которые позволяют достичь большого светового потока и его высокой стабильности в процессе эксплуатации.

Типы ламп Lucalox, их основные характеристики и преимущественные области применения

Lucalox T (трубчатая колба) (рис. 1).

Мощность 59-1000 Вт, длина 154-380 мм, диаметр 39-67 мм.

Средний срок службы 28 500 час.

Колба - прозрачная трубчатая, эллиптическая диффузная или зеркальная.

Встроенный амальгамный дозатор.

Применение: уличное освещение, промышленное освещение, наружное освещение, аварийное освещение, архитектурное освещение.

Преимущества: высокая эффективность, большой срок службы, низкие эксплуатационные затраты.

Lucalox I (встроенное зажигающее устройство) (рис.2.).

Мощность 50-75 Вт, длина 186 мм, диаметр 75 мм.

Средний срок службы 12 000 час.

Колба - эллиптическая диффузная или прозрачная .

Встроенный амальгамный дозатор.

Применение: светильники без зажигающего устройства.

Преимущества: упрощенная конструкция светильников.

Lucalox TD (трубчатая двухцокольная лампа) (рис.3).

Мощность 250-1000 Вт, длина 191-334 мм, диаметр 22 мм.

Средний срок службы 24 000 час.

Колба - прозрачная трубчатая.

Применение: осветительные установки заливающего света, аварийное освещение, освещение спортивных залов.

Преимущества: компактный светильник, точное формирование световых потоков, большой срок службы.

Lucalox E-Zlux (рис. 4).

Мощность 110-215 Вт, длина 175-232 мм, диаметр 75-89 мм.

Средний срок службы 16000-12 000 час.

Колба - эллиптическая диффузная.

Встроенный амальгамный дозатор.

Применение: светильники для ДРЛ, уличное освещение, промышленное освещение.

Преимущества: возможность работы без замены ПРА, световая отдача на 50% выше, чем у лампы ДРЛ, экономия энергии на 12%.

White Lucalox (рис. 5).

Мощность 95 Вт, длина 133-149 мм, диаметр 32 мм.

Средний срок службы 10 000 час.

Колба - прозрачная трубчатая.

Встроенный амальгамный дозатор.

Применение: освещение витрин, магазинов, офисов.

Преимущества: чисто белый цвет без желтоватого оттенка, характерного для натриевых ламп, хорошая цветопередача, удобна для маленьких светильников, не требует защитного стекла.

Lucalox XL ("Экстра") (рис. 6).

Мощность 50-400 Вт, длина 154-285 мм, диаметр 39-47 мм.

Средний срок службы 24 000 час.

Колба - трубчатая прозрачная.

Наполнение: ксенон при повышенном давлении.

Применение: уличное освещение, промышленное освещение, наружное освещение, аварийное освещение, архитектурное освещение.

Преимущества: повышенная светоотдача, большой срок службы, высокая стабильность светового потока.

Lucalox Classique (рис.7).

Мощность 150-400 Вт, длина 210-286 мм, диаметр 47-122 мм.

Средний срок службы 14 000 час.

Колба - эллиптическая диффузная и трубчатая прозрачная.

Наполнение: ксенон при повышенном давлении.

Применение: освещение спортивных залов, складов, пешеходных зон, фасадов домов, офисов, магазинов.

Преимущества: хорошая цветопередача, золотисто-белый цвет.

Светильники

Светильники уличные типа М2А и М4А (рис.8).

Применяются для освещения дорог, улиц, площадей, парков, автостоянок, территорий промышленных объектов и транспортных развязок.

Применяемые источники света: натриевые лампы высокого давления с прозрачной колбой мощностью 70, 100, 150, 250 и 400 Вт.

Технические данные - питающая сеть 220-230 В, 50 Гц, степень защиты оптики IP65; защиты арматуры IP23.

Патрон: фарфоровый типа "Vossloh".

Отражатель: из высокочистого алюминия, глубокотянутый со специальным антикоррозийным покрытием Alglas и угольным фильтром-вставкой.

Рассеиватель: призматический противоударный из полиметилметакрилата или поликарбоната.

Масса не более 9,5 и 20 кг.

Замена источника света производится без применения инструментов, быстро и просто. Элементы электрической схемы, необходимые для функционирования лампы, находятся на монтажной плате, прикрепленной к откидывающейся дверце арматурного отсека.

На корпусе светильника имеется хорошо видимое с земли цифровое обозначение светильника, указывающее на мощность источника света.

Промышленные светильники

Промышленный светильник C1S Conserva (рис.9).

Применяются для освещения промышленных и сельскохозяйственных объектов, залов, складов и магазинов, многоэтажных стоянок.

Применяемые источники света: натриевые лампы высокого давления мощностью 70,100 и 150 Вт, ртутные лампы высокого давления мощностью 125-250 Вт.

Технические данные: питающая сеть 220-230 В, 50 Гц (для светильников с натриевыми лампами); 220 В, 50 Гц (для светильников с ртутными лампами).

Отражатель: алюминиевый полированный с антикоррозийным покрытием

Рассеиватель: призматическиий из полиметилметакрилата, стойкий к УФ-излучению.

Масса 7,6-9,2 кг.

Промышленный светильник UGS Uniglow (рис.10 ).

Применяются для освещения промышленных и сельскохозяйственных объектов при больших высотах подвеса, залов, складских помещений, спортивных залов.

Применяемые источники света: натриевые лампы высокого давления мощностью 250-400 Вт, ртутные лампы высокого давления мощностью 259-400 Вт, металлогалогенные лампы высокого давления мощностью 400 Вт.

Масса 11,2-13,8 кг.

Прожекторы заливающего света

Прожектор заливающего света PF1 Powerflood (рис.11).

Применяются для освещения спортивных сооружений, транспортных развязок, вокзалов и автостоянок, для декоративного освещения, для охранного освещения.

Применяемые источники света: натриевые лампы высокого давления с прозрачной колбой мощностью 70, 100 и 150 Вт.

Технические данные: питающая сеть 220-230 В, 50 Гц.

Отражатель: глубокотянутый из высокочистого алюминия со специальным антикоррозийным покрытием Alglas.

Защитное стекло: закаленное листовое стекло.

Масса 7,5-8,9 кг.

Прожектор заливающего света PF4 Powerflood (рис.12).

Применяются: для освещения спортивных сооружений, транспортных развязок, вокзалов и автостоянок, для декоративного освещения, для охранного освещения.

Применяемые источники света: натриевые лампы высокого давления с прозрачной колбой мощностью 250 и 400 Вт, металлогалогеновые лампы с прозрачной колбой и мощностью 250 и 400 Вт.

Масса 14,9-16,2 кг.

Прожектор заливающего света CPF (рис. 13).

Применяются для экономичного освещения подъездов, входов зданий и прилегающих к ним участков, тротуаров, складов и гаражей.

Применяемые источники света: компактные люминисцентные лампы 13 Вт.

Масса 2,2 кг

Светильники для освещения открытых пространств

Светильник пространственного освещения WM7 Wallmount (рис.14).

Применяются для освещения фасадов зданий, входов, коридоров, промышленных и сельскохозяйственных объектов.

Применяемые источники света: натриевые лампы высокого давления мощностью 70, 100 и 150 Вт, ртутные лампы высокого давления мощностью 80 и 125 Вт.

Отражатель: анодированный алюминиевый.

Рассеиватель: призматический прессованный из термостойкого боросиликатного стекла.

Масса 5,9-7,3 кг.

Защита оптической системы

Защитное покрытие отражателей Alglas.

Химический состав: кварцевое покрытие Alglas содержит 95% двуокиси кремния. Повышенная чистота покрытия Alglas увеличивает его эластичность и светопропускание .

Шероховатость поверхности: для определения, насколько гладкой является поверхность у покрытия Alglas, с помощью профилометра было проведено сравнение поверхностей алюминиевого зеркала, призматического стекла и покрытия Alglas. Полученные результаты показывают, что шероховатость и рассеяние света у призматического стекла и алюминиевого зеркала существенно больше, чем у покрытия Alglas. Данный факт подтвердили также и исследования с помощью электронного микроскопа.

Однородность покрытия: покрытие Alglas создает ровный и однородный слой на поверхности отражателя, не имеющий отверстий, сравнимых даже с проколом иглой. Это обеспечивается за счет специальной химико-технологической обработки.

Стойкость к химическому воздействию: покрытие Alglas имеет намного лучшие показатели по стойкости к химическому воздействию, чем алюминиевое покрытие, и ведет себя так же, как боросиликатное стекло, в частности, устойчиво к соляной, серной азотной и плавиковой кислотам, щелочи, хлористому натрию, газам двуокиси серы и азота.

Оптические свойства: исключительно гладкая поверхность покрытия Alglas и высокое пропускание им света обеспечивают максимальную эффективность отражателя. С помощью прецизионных инструментов отражатели с покрытием Alglas могут быть изготовлены с большой точностью соблюдения размеров формы, в отличие от технологии изготовления прессованных стеклянных отражателей, при которой износ инструментов со временем ведет к несовершенству их поверхности.

Простота ухода: покрытие Alglas имеет более гладкую поверхность, чем прессованное стекло. Это позволяет легко содержать ее в чистоте с помощью обычных моющих средств и воды.

Надежность и прочность: Alglas - покрытие отличного качества, нейтральное в химическом отношении, что обеспечивает стойкость отражателей с таким покрытием к химическому воздействию. Наряду с этим отражатели с покрытием Alglas легки и стойки к ударам.

Стойкость в агрессивной окружающей среде: покрытие Alglas обладает высокой стойкостью к вызывающему коррозию воздействию окружающей среды. Образцы изделий с покрытием Alglas оставались зеркальными и блестели после нахождения в соляном тумане в течение 25000 часов, тогда как алюминиевые покрытия теряли значительную часть зеркальных отражающих свойств после стандартных 500-часовых испытаний по ASTM (американский стандартный метод испытаний). Образцы с покрытием Alglas показали великолепную стойкость в ходе 7-летних испытаний на берегу моря.

Преимущества фильтра-вставки из активированного угля: лабораторные исследования и опыт многих лет эксплуатации показывают, что в хорошо сконструированном светильнике с абсорбционным фильтром из активированного угля снижение силы света за счет внутренних загрязнений составляет в среднем 1% в год. В то же время в хорошо сконструированных, но не содержащих фильтра-вставки светильниках поверхность отражателя загрязняется настолько, что это приводит к снижению силы светы до 4-5%в год.

При эксплуатации в наружных условиях потери света светильника вследствие загрязнения внешней поверхности рассеивателя незначительны. В нормальных условиях из-за очищающего действия ветра и дождя такие потери составляют 1-2% в год.

Однако загрязнения, накапливающиеся на оптических частях не имеющих фильтров светильников, могут привести к значительному снижению силы света при их эксплуатации как внутри помещений, так и снаружи, так как даже при идеальных условиях чистки, применения хороших моющих средств загрязнения отражателя очень трудно удалить, если они "прикипели", при техническом обслуживании невозможно восстановить поверхность отражателя до ее первоначального состояния из-за постоянной опасности нанесения повреждений, даже тонкий слой загрязнений может вызвать значительные потери света.

Загрязняющими материалами, оказывающими влияние на отражение света отражателем и снижающими его эффективность, помимо пылинок различного размера, являются такие пары и газы, которые или оказывают воздействие на поверхность оптической системы, или вызывают отложения, которые под тепловым воздействием лампы "прикипают" к поверхностям.

Химический анализ загрязнений, взятых с поверхности отражателей, показал присутствие несгоревших углеводородов, окиси азота и двуокиси серы. Причем каждое из них способно образовывать химическое соединение на поверхности отражателя. Именно отложения такого рода в наибольшей степени приводят к снижению силы света.

Фильтры, применяемые в оптической арматуре, как правило, двух видов: фильтры, изготовленные из активированного угля, и фильтры, изготовленные из дакронового волокна.

И тот и другой материал эффективно препятствует проникновению в такую арматуру твердых частиц, однако фильтры из дакронового волокна не могут эффективно фильтровать молекулярные вещества (углеводороды, окись азота, двуокись азота и двуокись серы). Фильтр же из активированного угля адсорбирует указанные пары, снижая их концентрацию в воздухе, "вдыхаемом" оптической арматурой. Газовые загрязнения, образующиеся внутри светильника, представляют серьезную проблему, потому что вызванные их присутствием отложения нельзя удалить обычными методами очистки и они превращаются в загрязнения постоянного характера.

Для сохранения чистоты оптической поверхности отражателя недостаточно только установить фильтр. Конструкция и качество изготовления светильника должны обеспечивать оптимизацию количества воздуха, поступающего через фильтр в оптическую систему. Это означает, что проникновение воздуха внутрь оптической системы светильника через различные неплотности нужно поддерживать в определенных пределах.

Светильники с фильтром

Фильтр устанавливается в светильник для того, чтобы обеспечить максимальное сопротивление поступлению воздуха в оптическую систему помимо фильтрующей системы. Преимущество светильников, оснащенных эффективным фильтром, перед закрытыми светильниками без фильтра становится явным тогда, когда исследуется светильник, в котором образовалась щель. Небольшая щель или мельчайшее отверстие оказывают различное влияние на светильник с фильтром и светильник без фильтра, если оба они закрыты. При наличии фильтра создается устойчивая траектория поступления воздушного потока с малым ему сопротивлением, которая параллельна любой имеющейся в светильнике траектории поступления воздуха внутрь светильника. Количество воздуха, поступающего через фильтр и щель, обратно пропорционально сопротивлению воздушным потокам, аналогично электрическому току, протекающему через параллельные сопротивления. Количество воздуха, "вдыхаемого" и "выдыхаемого" светильником с фильтром будет таким же, как в случае закрытого, но имеющего щель светильника. Однако снижение силы света будет вызываться только той долей воздуха, которая поступает помимо фильтра. Например, если сопротивление воздуху, поступающему через щель, в 20 раз больше сопротивления поступающему через фильтр воздуху, то через щель входит менее 5% всего поступающего воздуха. Это означает, что у светильника с фильтром поступление такого же количества загрязненного воздуха происходило бы в 21 раз дольше, чем у имеющего такую же щель закрытого светильника без фильтра.

Преимущества светильников с фильтром

Светильник с фильтром не только излучает больше света в конце 4-летнего периода (сохраняет 73% начального светового потока), но после замены лампы и чистки светильника приводится в состояние, близкое к исходному (около 98% начального светового потока).

В то же время для светильников, не имеющих фильтров, применение тех же способов обеспечивает восстановление 87% светового потока от первоначального. Экстраполируя эти результаты на последующие 4-летние периоды замены ламп и чистки светильника, можно видеть, что на 20-м году эксплуатации светильник без фильтра излучал бы лишь 37,8% от первоначального светового потока.

Александр ЗОТИКОВ

© Новости электрики