28. Дуговые ксеноновые лампы (дКсТ)

Дуговые ксеноновые трубчатые лампы относятся к группе газоразрядных ламп высокого давления, в кото­рых стабилизация тока может осуществляться без помо-

Рис. 9.11. Устройство лампы ДКсТВ 6000:

/ — внешняя стеклянная трубка; 2 — разрядная кварцевая трубка- 3 — элект­род; 4 — патрубок для охлаждающей воды. щи балластного сопротивления. Это объясняется тем, что в таких лампах разряд происходит в плазме и носит квазистационарный насыщенный характер, при котором плотность тока почти не зависит от степени ионизации газа, так как рост числа электронов приводит к пропор­циональному уменьшению длины их свободного пробега. Соответствующие геометрические размеры столба плаз­мы и почти постоянное удельное сопротивление его обес­печивают постоянство омического сопротивления насы­щенного разряда. На рисунке 9.11 показана конструкция ксеноновой трубчатой лампы ДКсТВ 6000 с водяным охлаждением. Лампа имеет разрядную трубку 2 из кварца с двумя электродами 3 из торированного вольфрама. Вводы лам­пы выполнены из молибденовой фольги. Разрядная трубка заполнена ксеноном при давлении 0,05 МПа. Разрядная трубка расположена соосно со стеклянным цилиндром /, образующим полость для циркуляции ох­лаждающей воды. Вода омывает разрядную трубку вин­тообразно за счет смещения осей патрубков 4 относи­тельно плоскости, проходящей через ось лампы. Расход охлаждающей воды 5 л/мин при начальной температуре 5°С и температуре на выходе 40 °С. Для охлаждения ис­пользуется дистиллированная вода в замкнутом цикле (рис. 9.12). Система охлаждения включает в себя сле­дующие элементы: бак Б для охлаждающей воды, на­сос Я, обеспечивающий требуемый расход воды, фильтр Ф, очищающий воду от механических примесей, перепускной кран К, для регулирования давления воды в

системе, теплообменник Г для ох­лаждения воды, выходящей из лампы. Для охлаждения можно при­менять и водопроводную воду, но это приводит к быстрому загряз­нению поверхности трубок и сни­жает эффективную отдачу лам­пы. Требующиеся в этом случае частые чистки с разборкой и сборкой водоподводящих узлов ведут к преждевременному выхо­ду лампы из строя из-за поломок ее стеклянных деталей. Кроме ламп с водяным охлаж­дением, отечественная промыш­ленность выпускает ксеноновые лампы ДК'сТ с естественным воз­душным охлаждением. Лампы отличаются простотой конструк­ции и удобством эксплуатации. Они представляют из себя квар­цевую трубку определенных, за­висящих от мощности лампы, размеров, на торцах кото­рой смонтированы электроды—внутри трубки и элект­рические вводы — вне ее. Электрические вводы выпол­няются либо в виде контактных штырей, либо в виде гибких многопроволочных медных жгутов, оснащенных наконечником для подключения лампы к сети три помо­щи болтового соединения. Второй вариант ввода, как показала эксплуатация ламп, более надежен.

Рис. 9.12. Принципиаль­ная упрощенная схема пускового устройства и система охлаждения лам­пы ДКсТВ 6000.

Ксеноновые лампы не требуют балластного сопротив­ления, но для их зажигания необходимо зажигающее устройство. Упрощенная схема одного из вариантов за­жигающего устройства показана на рисунке 9.12. При включении кнопки КЗ зажигающего трансформа­тора ЗТ конденсатор С1 заряжается от вторичной обмот­ки ЗТ до напряжения пробоя разрядника Р. При пробое конденсатор С1 разряжается через часть обмотки им­пульсного трансформатора ТИ, на электроды лампы по­дается высоковольтный импульс зажигания, вызываю­щий пробой и ионизацию межэлектродного пространства лампы. Дальнейшее развитие и поддержание разряда в лампе происходит за счет напряжения сети, Примечание. Лампы ДКсТЛ 5000 включаются попарно последователь­но в сеть 220 В. Спустя некоторое время после зажигания лампы, об­мотка импульсного трансформатора шунтируется выклю­чателем В, а зажигающее устройство может быть отклю­чено и использовано для зажигания очередной лампы. Конденсаторы С2 и СЗ служат для защиты сети от помех, возникающих при работе лампы. Технические данные некоторых типов ксеноновых ламп высокого давления приведены в таблице 9.3. Распределение спектральной плотности излучения лампы ДКсТВ 6000 показано на рисунке 9.13 (вклейка). Излучение ксеноновых ламп в видимой части спектра весьма близко к естественному солнечному, однако нель­зя не отметить избыток инфракрасного и ультрафиолето­вого излучений ламп. Особенно мощным ультрафиолето­вым излучением отличаются лампы ДКсТ, кварцевая трубка которых прозрачна для коротковолновых излуче­ний. Следует иметь в виду, что при освещенности более 150 лк УФ облученность, создаваемая ими, избыточна и может вызвать болезненную реакцию у длительно на­ходящихся в этой зоне людей. У лампы ДКсТВ роль фильтра, отсекающего УФ излу­чения, выполняет стекло внешней трубки, а колбы лам­пы ДКсТЛ выполнены из кварцевого стекла с легирую­щими присадками, обеспечивающими пропускание излу­чений лишь с длиной волны более 300 нм. Дуговые ксеноновые лампы обладают наибольшими из всех источников света единичной мощностью и свето­вым потоком, благоприятным спектральным составом видимой части излучения. Эти качества позволяют ис­пользовать их в осветительных установках для обширных пространств и в облучательных установках для выращи­вания растений при условии коррекции спектральной плотности излучения в УФ и ИК частях спектра. Однако ксеноновым лампам свойственны и серьезные недостатки. Световой поток ламп пульсирует с двойной частотой сети, что вызывает ярко выраженный стробоскопический эффект. Световая отдача ламп составляет лишь 20... 45 лм-Вт~', в зависимости от единичной мощности и ви­да охлаждения. Срок службы ламп весьма ограничен, хотя при ста­билизации напряжения питания ламп средний срок службы может достигать нескольких тысяч часов. Ксеноновые лампы для зажигания требуют довольно сложного и дорогостоящего зажигающего устройства, кроме того, коммутация высоковольтного импульсного напряжения, необходимая при использовании одного за­жигающего устройства на несколько ламп, представляет значительные трудности.