Люминесцентные лампы на разных этапах срока эксплуатации могут в разной степени снизить свою работоспособность. Освещенность становится недостаточной, лампа гудит и мерцает, оказывая неблагоприятное воздействие на организм человека. В связи с этим приходится решать задачу, как проверить люминесцентную лампу мультиметром, чтобы устранить выявленные недостатки и причины, вызвавшие их появление.
Как работают люминесцентные лампы
Люминесцентные лампы относятся к энергосберегающим, а их работу можно сравнить с различными типами газоразрядных источников света. Все элементы размещаются в стеклянной колбе, из которой предварительно откачан воздух. Взамен закачивается инертный газ с небольшим количеством ртути.
С противоположных сторон установлены спиральные электроды, выполняющие функцию нитей накаливания. Каждый из них соединяется с двумя контактными штырьками, расположенными на пластинах из диэлектрического материала. Внутренняя сторона стеклянной трубки покрыта люминофором. Конструкция всех ламп одинаковая, независимо от размеров колбы. Сами лампы вставляются в специальные светильники.
Для включения осветительного прибора применяется электромагнитная (ЭмПРА) или электронная (ЭПРА) пускорегулирующая аппаратура. Основным элементом ЭмПРА является дроссель, выполняющий функцию балластного сопротивления. Конструктивно он представляет собой катушку индуктивности, включенную последовательно в цепь с лампой дневного света.
Дроссель следит за равномерностью разряда и поддерживает его на одном уровне. В случае необходимости осуществляется корректировка тока. В момент включения происходит сдерживание пускового тока до полного разогрева спиральных нитей. За счет этого они не перегреваются и не перегорают. Далее за счет самоиндукции в дросселе возникает напряжение, от которого и загорается лампа.
Балластное сопротивление должно работать с минимальными потерями мощности, обладать небольшими размерами и весом. Важным требованием является бесшумная работа и величина температуры накаливания, не превышающая 6000С.
Еще одной деталью системы ЭмПРА, играющей важную роль, служит стартер тлеющего разряда. При включении лампы в нем появляется разряд тока, обеспечивающего накал биметаллических контактов. После их замыкания ток в цепи возрастает, и электроды начинают разогреваться.
Через определенное время контакты стартера остывают и цепь размыкается. В этот момент из дросселя на электроды подается высоковольтный импульс, что приводит к появлению между ними дугового разряда. Под его воздействием появляется ультрафиолетовое излучение, а люминофор, нанесенный на стекло, начинает светиться в видимом спектре, то есть лампа загорится.
Люминесцентные светильники нового поколения оборудуются ЭПРА электронной пускорегулирующей аппаратурой (рис. 3). Срок службы и коэффициент полезного действия таких ламп существенно увеличился. В режиме свечения они могут работать даже с перегоревшей спиралью, в отличие от традиционных ЭмПРА. Кроме того, в современных схемах отсутствуют стартеры.
Балласты электронного типа считаются дорогими и достаточно сложными в ремонте, поэтому в большинстве случаев они полностью заменяются новыми изделиями.
Основные причины выхода из строя
Все люминесцентные светильники изготавливаются в виде стеклянной колбы различной конфигурации. С внутренней стороны она покрыта люминофором, преобразующим волны ультрафиолетового спектра в видимый дневной свет. В процессе эксплуатации хрупкое кварцевое стекло становится менее прозрачным и теряет свои качества.
Из-за внешних механических воздействий на поверхности колбы и в ее внутренней структуре образуются микротрещины, через которые внутрь герметичной полости может попасть воздух. На концах трубки возникает оранжевое свечение, а сам прибор перестает работать. Это одна из основных причин появления перегоревших ламп дневного света.
Процесс свечения обеспечивается за счет тлеющего разряда внутри колбы. Эти разряды создаются на катодах лампы, изготовленных в виде спиральных вольфрамовых нитей накаливания, разогреваемых действием электрического тока.
Для увеличения срока службы и стабилизации тлеющего разряда они покрываются активным щелочным металлом, который со временем осыпается при постоянных включениях и выключениях. В результате, катод перегревается и быстро выходит из строя. Его эмиссия заметно снижается, то есть уменьшается количество электронов, испускаемых с поверхности. Они уже не могут поддерживать рабочий уровень тлеющего разряда.
Иногда сбои в работе приводят к появлению электрической дуги и сильному нагреву вольфрамовых электродов. Под действием высокой температуры наступает перегорание и разрушение нитей. Как следствие, на стекле становится заметен потемневший люминофор. Это означает, что перегорела люминесцентная лампа.
Неполадки ламп дневного света внешне представляют собой невозможность включения, кратковременные мерцания перед включением, длительное мерцание без последующего включения. Неисправный светильник начинает гудеть и мерцать при нормальном рабочем режиме или просто не загорается.
Нередко работоспособность нарушается при некачественном взаимодействии между штырьками лампы и контактами патрона. Это происходит из-за постепенного износа и окисления держателей. Для очистки рекомендуется использовать мелкую наждачную шкурку, ластик или спиртосодержащую жидкость. При необходимости контактные пластинки подгибаются или полностью меняются.
Необходимо учесть, что лампа дневного света перестает нормально работать и не включается при температуре воздуха минус 500С и ниже, а также при перепадах напряжения свыше 7%.
Подобные сбои в работе оказывают негативное влияние на здоровье человека, в первую очередь, на его зрение. Поэтому рекомендуется провести диагностику, выявить неисправность и по возможности отремонтировать светильник. Этот процесс можно ускорить за счет использования заведомо исправной лампы. Если она загорится, значит светильник исправен.
Проверка нитей накаливания (спиралей-электродов)
Одной из причин неисправности становятся электроды, выполняющие функцию нитей накаливания. Они помещаются внутрь трубки, наполненной газом, а их концы припаяны к контактным ножкам цоколя, выходящим наружу. Проверка целостности спиралей проводится с помощью мультиметра или тестера, подключаемого к выводам, расположенным на одном из концов стеклянной колбы.
Для проведения замеров на мультиметре устанавливается режим измерения сопротивления с минимальным пределом или режим прозвонки. Проверка спиралей осуществляется поочередно, на обоих концах. Если спирали находятся в исправном состоянии, загорится контрольная лампа, а зуммер будет производить звуковые сигналы. На дисплее мультиметра высветится сопротивление в пределах 5-10 Ом.
В случае отсутствия звуковых и световых сигналов и наличия сопротивления со знаком бесконечности, можно предположить обрыв одной из спиралей, при котором лампа уже не будет работать и должна быть заменена.
Тестирование дросселя
В том случае, когда предыдущая проверка не дала результата, проверяется дроссель, относящийся к наиболее устойчивым элементам лампы. Он ломается намного реже остальных деталей, однако нельзя полностью исключить его возможную неисправность.
Дроссель люминесцентной лампы по своей сути является обычной катушкой индуктивности, внутри которой находится ферромагнитный сердечник с высокой магнитной проницаемостью. Он входит в состав ЭмПРА и при включении лампы так же как и стартер участвует в разогреве катодов и создании высоковольтного импульса. За счет ЭДС самоиндукции внутри колбы создается тлеющий разряд.
После отключения стартера, дроссель за счет своего индуктивного сопротивления поддерживает ток разряда на нужном уровне, обеспечивающем стабильную ионизацию смеси газа и ртути. За счет индуктивности и сопротивления дроссель защищает электроды от перегрева и перегорания под действием переменного тока.
Основными неисправностями данного элемента может стать обрыв или перегорание обмотки, а также нарушения межвитковой изоляции. Обе поломки выявляются с помощью мультиметра, подключенного к выводам дросселя и настроенного на замер сопротивления. Если на табло высвечивается знак бесконечности, следовательно обмотка оборвана или сгорела. Предвестником перегорания чаще всего становится неприятный запах, появляющийся во время работы дросселя.
Если же сопротивление имеет малую величину, то в большинстве случаев оказывается нарушенной изоляция проводников, что в свою очередь приводит к межвитковому замыканию или замыканию обмотки с сердечником.
Проверка работоспособности стартера
Наряду с другими элементами люминесцентной лампы, проверяется исправность стартера. В любом случае корпус светильника следует вскрыть и провести визуальный осмотр внутреннего пространства. Если обнаружены почернения, то это прямо указывает на имеющуюся неисправность. Поэтому придется проверить люминесцентную лампу, в том числе и сам стартер.
Дело в том, что этот компонент наиболее часто подвержен поломкам. Его элементы испытывают постоянные механические нагрузки в условиях многократных перепадов температур. После того как корпус стартера оказывается разобран следует провести осмотр внутренней схемы. Неисправный конденсатор имеет вздутия или бывает полностью разрушен из-за скачков сетевого напряжения. При отсутствии внешних повреждений конденсатор следует проверить мультиметром.
Тестирование конденсатора выполняется на его выводах в режиме омметра, с выставлением на шкале максимального предела замеров сопротивления. При нормальном состоянии данного элемента на табло мультиметра будет показан знак бесконечности. Если же сопротивление составляет 2 Мом и ниже, то возможно недопустимое значение тока утечки в конденсаторе. В домашних условиях не всегда удается точно прозвонить и проверить состояние стартера, для этого рекомендуется воспользоваться исправным светильником. Стартер, оказавшийся неисправным, подлежит замене.
Проверить исправность стартера возможно не только тестером. Для этого стартер аккуратно извлекается из гнезда, без нарушений других элементов схемы. После этого включается питание и контакты в гнезде стартера коротко замыкаются исправным, хорошо изолированным инструментом. Если все остальные детали схемы исправны, то лампа должна загореться.