136696 (766292), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Механизмы неустойчивостей, вызывающие возникновение страт, определяются преимущественно ионизационными процессами и зависят от длины трубки, ее формы (наличие поворотов, обратных ходов, сужений и т.д.), а также параметров газовой среды (давление и род газа). К примеру, хорошо известно, что страты редко наблюдаются в смесях. Поэтому в ртутном разряде страты возбуждаются только в особых условиях. Однако, принимая во внимание внутренние причины, нельзя не учитывать влияния параметров внешнего контура. Провоцировать стратовые колебания могут электромагнитные наводки от соседних контуров и даже от близко расположенных ламп того же контура. Физика таких колебаний не менее сложна, чем физика реактивных колебаний. Поэтому в нашем анализе мы постараемся выделить только те закономерности, которые необходимо учитывать в повседневной работе.

Стратовые колебания имеют обычно две границы возбуждения – при низких и высоких токах. Между этими пороговыми значениями страты отсутствуют. Границы возбуждения страт зависят от перечисленных параметров. Так, при увеличении длины ламп область отсутствия страт уменьшается. Повышение диаметра трубки, наоборот, приводит к ее увеличению. Зависимость от давления более сложна и связана с наличием примесей. Для нас наиболее важной является нижняя граница возникновения страт. Поэтому нельзя допускать перегруза трансформаторов. В случае применения конвертеров задача еще больше осложняется. Как известно, при определенных условиях в электрическом контуре возникают локальные области, где токи, протекающие через лампы, меньше нижнего порога возбуждения страт. Если в этих частях контура расположены лампы, склонные к образованию страт (длинные, изогнутые, малого диаметра), то страты возникнут обязательно. Кстати, простым увеличением напряжения холостого хода трансформатора такие колебания далеко не всегда удается исключить, поскольку с повышением напряжения может расти и неоднородность контура. И опять мы вынуждены констатировать, что условием отсутствия стратовых колебаний следует считать симметричность всего электрического контура, которая достигается тщательным подбором ламп по длине, диаметру и конфигурации.

Кроме световых искажений, страты способны провоцировать и другие негативные явления. К примеру, стратифицированный разряд характеризуется возрастанием катодного падения потенциала, что часто приводит к преждевременному распылению активного слоя электродов. Кроме того, в областях пучности стратовых колебаний наблюдается повышенный градиент радиальной составляющей электрического поля, что способствует локальной деградации люминофорного слоя. В результате наблюдается неравномерная яркость свечения трубки. Поскольку стратовые волны возникают преимущественно в неоновых лампах, в которых отсутствует ртуть, то для борьбы с этим явлением могут быть использованы конвертеры с постоянной составляющей напряжения. При этом максимально возрастает безстратовая область. Подобные трансформаторы предлагаются рядом фирм, однако используются крайне редко, так как лишь немногие специалисты знакомы с физическими закономерностями возникновения стратовых волн.

Меры стабилизации

Теперь, когда описаны основные процессы, которые протекают в электрическом контуре, достаточно легко понять смысл многочисленных инструкций фирм, изготавливающих электронные трансформаторы. В основном они касаются особенностей эксплуатации той или иной модели конвертера, а также технологии проведения монтажных работ. Реже встречаются рекомендации, относящиеся к конструкции световых элементов и прогнозированию безотказной работы световой установки. Большинство советов носят универсальный характер и направлены на снижение влияния эффектов, описанных выше. К этой группе рекомендаций относятся меры по снижению паразитных монтажных емкостей, поскольку в этом случае нижний порог реактивных и стратовых колебаний смещается в сторону меньших токов, и значения токов в световых элементах выравниваются. Утечки, связанные с емкостями и внешним излучением, минимизируются, что приводит к симметричности световых элементов и, следовательно, отсутствию миграции ртути. Для решения этих задач подвергают регламентации расстояния между высоковольтными проводами, между лампами, а также расстояния частей светового контура относительно токопроводящих элементов металлоконструкции. Эти рекомендации носят эмпирический характер и сильно отличаются друг от друга. Но в среднем рекомендуемые расстояния лежат в диапазоне 2–2,5 см. Наиболее интересные оценки этих конструктивных параметров, предложенные специалистами неонового завода «Ярко», включают зависимость от напряжения холостого хода трансформатора, к примеру, следующим образом: L = 9 + 4,5 Ч U, где L – геометрический параметр, измеряемый в мм, U – напряжение холостого хода, измеряемое в кВ. Нетрудно заметить, что при высоких значениях напряжения холостого хода оценка L будет существенно отличаться от 2–2,5 см.

Блок требований, связанных с конструктивными параметрами самих ламп, в большинстве инструкций либо отсутствует вообще, либо присутствует фрагментарно. Так, не рекомендуется использовать длинные и сильно изогнутые лампы (прописной шрифт). Мы знаем теперь, что ртутные лампы такой конфигурации склонны к катафорезу, особенно если они расположены в середине световой линии, а в неоновых лампах возникает опасность стратовых колебаний из-за сближения верхней и нижней границ порогов этих колебаний. Следует отметить, что именно такие газосветные лампы сложной конфигурации чаще всего применяются в интерьерных и витринных вывесках совместно с конвертерами.

Зависимость от диаметра в инструкциях присутствует лишь в неявной форме (таблицы расчета световых линий). Для повышения однородности свечения контура следует, на мой взгляд, избегать использования в одной световой линии ламп разного диаметра и заполненных разными газами, а также большого разброса ламп по длине. Желательно также ограничить применение ламп с близким расположением электродов. Существуют рекомендации частного характера. К ним относятся: интерьерное либо уличное исполнение трансформаторов; рекомендация об увеличении давления газа (особенно в длинных трубках) для снижения порогов начала реактивных и стратовых колебаний; заземление элементов конструкции (мера электробезопасности); ограничение на близкое расположение соседних электрических контуров.

В данной статье предлагались и другие инструкции, которые носят не регламентирующий, а скорее технологический характер. Поскольку до изготовления установки невозможно предусмотреть все возможные трудности, то следует рекомендовать проведение следующих технологических мероприятий: предварительный отбор конвертеров на наличие постоянной составляющей (длительная тренировка с использованием ртутной контрольной лампы); симметрирование светового контура в производственных условиях, например, с применением неонового пробника либо других более сложных приборов (подбор трансформаторов, прокладка провода и т.д.); длительное испытание светового контура в производственных условиях на предмет возникновения различных световых дефектов. Отдельно следует остановиться на проблеме расчета световых линий для электронных трансформаторов. Практика лабораторных исследований показывает, что уже при нагрузке, составляющей 60–70% от рекомендуемой, во многих электронных трансформаторах наблюдаются реактивные колебания. При больших нагрузках начинает проявляться неравномерность излучения электрического контура, а также возникают искажения световых характеристик. У ламп, наиболее удаленных от конвертера, снижается яркость свечения, а некоторые лампы проявляют начальные симптомы катафореза. В уличных условиях эти показатели ненормальной работы могут наблюдаться при тех же и даже меньших нагрузках. Отсюда следует практический вывод о том, что нельзя рекомендовать использовать конвертеры для работы на длинные линии, особенно на улице.

Апология конвертеров

Указанные в статье рекомендации и комплекс технологических мер позволяют надеяться на обеспечение нормальной работы газосветных ламп с электронными трансформаторами как в интерьерных, так и в уличных установках.

Трудности, возникающие при работе в подобных установках, – не признак ущербности самих трансформаторов, а скорее мера нашего непонимания тех сложных процессов, которые протекают в газосветных лампах и во всем электрическом контуре.

Поскольку эти процессы в разрядной плазме носят ярко выраженный нелинейный характер, то предсказать, при каких условиях будут наблюдаться те или иные явления (реактивные колебания, страты, миграция ртути), практически невозможно. Поэтому табличные расчеты следует заменять практическими рекомендациями и предварительными испытаниями (в производственных условиях) светового контура.

Список литературы

Вывески № 7 (85), ИЮЛЬ, 2007 г.

Характеристики

Список файлов статьи