Anwendung erhöhter Frequenz für Beleuchtungsanlagen mit Gasentladungslampen

Das Vorhandensein von Steuergeräten verteuert Beleuchtungsanlagen mit Gasentladungslampen erheblich, erschwert deren Betrieb, erfordert einen erheblichen Mehrverbrauch an Nichteisenmetallen und Strom und erschwert zudem die Konstruktion der Lampen. Beispielsweise ist der Preis vorhandener Vorschaltgeräte um ein Vielfaches höher als der Preis der Lampen selbst, die Leistungsverluste in den Vorschaltgeräten betragen 20 bis 25 % der Lampenleistung und der spezifische Verbrauch an Nichteisenmetallen in ihnen beträgt 6 bis 25 %. 7 kg / kW, t .is 2- bis 3-mal höher als der durchschnittliche Verbrauch an Nichteisenmetallen im Beleuchtungsnetz.

Berücksichtigt man weitere Nachteile von Vorschaltgeräten (unbefriedigende Beleuchtung der Lampen in Starterkreisen, kurze Lebensdauer der Starter, verkürzte Lampenlebensdauer in mehreren Stromkreisen, Lärm, Funkstörungen usw.), dann ist klar, dass äußerste Aufmerksamkeit geboten ist bezahlt für die Schaffung rationaler Vorschaltgeräte. Derzeit sind über tausend verschiedene Schemata und Konstruktionen von Vorschaltgeräten bekannt.Eine solch große Zahl an Entwicklungen bestätigt die Notwendigkeit, bestehende Vorschaltgeräte zu verbessern und zeigt die Schwierigkeit der Aufgabe und das Fehlen ausreichend guter Lösungen.

Trotz des bekannten Unterschieds zwischen allen genannten Steuermechanismen – sowohl startend als auch nicht startend (Schnell- und Sofortzündkreise) – sind die komplexen technischen und wirtschaftlichen Indikatoren von Beleuchtungsanlagen bei Verwendung all dieser Schemata recht ähnlich. Ganz andere, qualitativ hervorragende Indikatoren haben Beleuchtungsanlagen beim Betrieb von Leuchtstofflampen mit erhöhter Frequenz.

Der erforderliche geringere induktive Widerstand bei erhöhter Frequenz ermöglicht eine drastische Reduzierung der Größe und des Gewichts des Vorschaltgeräts sowie eine Reduzierung seiner Kosten.

Bei Frequenzen über 800 Hz wird es möglich, die Kapazität als Ballastwiderstand zu nutzen, was den Ballast weiter vereinfacht und die Kosten senkt. Bei Frequenzen von 400–850 Hz und 1000–3000 Hz betragen die Leistungsverluste im Vorschaltgerät 5–8 % bzw. 3–4 % der Lampenleistung, die Masse der Nichteisenmetalle nimmt um 4–5 % ab 6-7 Mal, und die Ballastkosten werden um das 2- bis 4-fache sinken.

Der große Vorteil der Verwendung einer höheren Frequenz ist darin zu sehen, den Lichtstrom der Lampen und deren Lebensdauer zu erhöhen. Die Steigerung der Lichtausbeute ist bei Lampen unterschiedlicher Leistung unterschiedlich und bis zu einer Frequenz von 600 – 800 Hz auch von der Art des verwendeten Vorschaltgeräts abhängig. Die Lichtausbeute steigt im Durchschnitt um 7 % bei Frequenzen von 400–1000 Hz und um 10 % bei Frequenzen von 1500–3000 Hz. Bei höheren Frequenzen nimmt die Lichtausbeute weiter zu.

Die Abhängigkeit der Lebensdauer der Lampe von der Stromfrequenz ist nicht ausreichend untersucht.Für vorläufige Berechnungen kann man mit einer durchschnittlichen Lebensdauersteigerung von 10 % rechnen, wobei bereits Werte von 25 – 35 % angegeben wurden. Es gibt auch Grund zu der Annahme, dass sich bei erhöhter Frequenz die Abnahme des Lichtstroms der Lampen mit zunehmendem Alter verlangsamt.

Es ist sehr wichtig, dass der Stroboskopeffekt mit zunehmender Frequenz stark schwächer wird und dann vollständig verschwindet. Schließlich weisen einige Autoren darauf hin, dass mit hochfrequenter Fluoreszenzbeleuchtung der gleiche Lichteffekt mit 1,5-mal weniger Beleuchtung als mit einer Frequenz von 50 Hz erzielt werden kann.

Der Hauptnachteil der Verwendung von Gasentladungslampen mit erhöhter Frequenz ist die Notwendigkeit teurer Frequenzumrichter, die die Zuverlässigkeit von Beleuchtungsanlagen verringern und zusätzliche Stromverluste verursachen. In elektrischen Netzen mit erhöhter Frequenz (besonders spürbar bei Frequenzen über 1000 Hz) steigt aufgrund einer Zunahme des Oberflächeneffekts der Spannungsverlust. Mit zunehmender Frequenz nimmt auch die Schaltleistung der Schutz- und Auslösegeräte ab.

Die Zulässigkeit des großvolumigen Einsatzes von Beleuchtungsanlagen mit einer Frequenz von 10.000 Hz und höher aufgrund der Entstehung permanenter elektromagnetischer Felder in unmittelbarer Nähe von Menschen ist noch unklar.

Das Problem der Verwendung einer erhöhten Frequenz wird durch den Einsatz elektronischer Vorschaltgeräte gelöst, die es ermöglichen, nicht nur die Wellen des Lichtflusses zu beseitigen, sondern auch die Lichteigenschaften zu verbessern und sie im Laufe der Zeit zu stabilisieren.

Ancharova T.V.