Předřadné přístroje svítidel pro vysokotlaké výbojky větších příkonů
 |
| Předřadné přístroje svítidel pro vysokotlaké výbojky větších příkonů Ing. Ivan Chalupa, Ing. Jaroslav Blahuta – ELEKTRO U svítidel pro výbojky 1 000 W a větší není tlumivka jejich pevnou součástí, ale zpravidla se umísťuje do samostatných předřadníkových skříní nebo rozváděčů. Důvodem je větší hmotnost a rozměry než u tlumivek do příkonu 400 W. Zapalovače pro výbojky větších příkonů lze zvolit ze tří základních typů:
Zvolené zapalovače jsou buď osazeny přímo ve svítidle, popř. v jeho nejmenší blízkosti (sériové), nebo v předřadníkové skříni spolu s tlumivkou s možnou vzdáleností od zdroje do 100 m (paralelní). Pro zobecnění dále zůstaneme u této vzdálenosti. Zapalovače s odbočkovou tlumivkou sice jsou principiálně nejjednodušší, ale jejich základním nedostatkem je požadavek na konstrukci tlumivky s nutností splnit podmínky izolace pro výstupní napětí 3 až 5 kV. Vysokotlaké sodíkové výbojky větších příkonů (600 a 1 000 W) s paticí E40 vyžadují kromě tlumivek i zapalovače s vyšší amplitudou vysokonapěťových impulsů (nad 3 kV do 5 kV). Nejvíce používané jsou sériové zapalovače, které musí být od zdroje ve vzdálenosti od 1,5 do maximálně 4 m podle údajů jednotlivých výrobců. Umístit zapalovače lze buď přímo ve svítidle, nebo v samostatné krabičce připevněné na uchycovacím rameni svítidla. Zde má být k propojení mezi zapalovačem a svorkovnicí svítidla, popř. pro přímé zapojení na objímku E40 přes přístrojovou vývodku, použit kabel s teplotně odolnou izolací se silikonovou pryží, ve které má být alespoň fázová žíla s izolací pro zapalovací napětí do 5 kV. Podle ČSN EN 60598-1 je silikonová pryž použitá pro izolaci odolná do 200 °C. Naše firma používá pro tyto účely kabel firmy HEW-Kabel v konstrukčním provedení SIHSI 3 × 1 mm2 s barevným označením bílá, modrá, zelenožlutá, kde žíly jsou izolovány silikonem a fázová žíla je s izolací na napětí 5 kV. Plášť kabelu je rovněž ze silikonové pryže. Co se týče svítidel pro vysokotlaké sodíkové výbojky 600 W, jsou na našem trhu i typy, u nichž provozní přístroje (tlumivka, zapalovač, kondenzátor) jsou jejich pevnou součástí. U svítidel pro sodíkové výbojky 1 000 W jsou tlumivka s vlastní spotřebou asi 70 W, kondenzátor a ostatní příslušenství umístěny v samostatné předřadníkové skříni. Kromě dříve zmíněné hmotnosti a rozměru tlumivky vstupuje do hry další negativní faktor a tím je samotná tlumivka jako zdroj tepla. ČSN EN 60598-1 uvádí v základních definicích:
Výrobci produkují sériově vyráběné přístroje, kde je na magnetických předřadnících tw uváděna ve výši 130 °C, na zapalovačích tc maximálně 105 °C a na kondenzátorech (tc) maximálně 85 °C. Teplotní rozdíly možných maximálních hodnot mezi přístroji vypovídají o problémech spojených s jejich umístěním ve společném uzavřeném prostoru, tedy ve svítidle nebo v předřadníkové skříni. Je zřejmé, že výbojky ve svítidle produkují s ohledem na vysoké pracovní teploty hořáků i teplo, které s příkonem roste. Z uváděných údajů vyplývá, že osazení zapalovače přímo ve svítidle je velmi problematické. Je tomu tak i při osazení zapalovače společně s tlumivkou v předřadníkové skříni, neboť tlumivka pracuje při provozní teplotě nad 100 °C a zapalovač v její blízkosti je teplotně již na hranici maxima. Halogenidové výbojky větších příkonů, tedy 1 000 a 2 000 W (patří sem i 3 500 W), vše pro patici E40, vykazují oproti předešlým dvěma druhům zdrojů určité odlišnosti. Halogenidové výbojky 1 000 W s paticí E40 nabízené na našem trhu jsou v provedení s válcovou vnější baňkou nebo s eliptickou baňkou pro síťové napětí 230 V (220 V), s napětím na hořáku podstatně nižším. V technických katalozích výrobců zdrojů je uváděn proud výbojky, podle kterého má být přiřazena odpovídající tlumivka. Výrobci tlumivek zpravidla nabízejí pro 1 000W zdroje dva základní typy, předřadník pro rtuťovou výbojku s jmenovitým proudem 7,5 A a pro halogenidovou a vysokotlakou sodíkovou výbojku 1 000 W, jeden typ tlumivky se jmenovitým proudem 9,5 A, popř. 10,3 A, s vlastní spotřebou do 72 W. Na předřadníku pro vysokotlakou rtuťovou výbojku se jmenovitým proudem 7,5 A lze provozovat některé typy halogenidových výbojek 1 000 W, a to typ HPI-T 1000 W (Philips), popř. HSI-T 1000 W (Sylvania). Stejně tak lze použít předřadník se jmenovitým proudem 9,5 A. (U zvolených tlumivek se posuzuje také impedance, kterou výrobci v technických katalozích neuvádějí.) Někdy je praktickou předností uváděných výbojek možnost zapojit do spínacího obvodu paralelní zapalovač, kterým při provozu neprotéká proud výbojky, s vysokonapěťovými impulsy do 1 kV a především s možností umístit ho do větší vzdálenosti od zdroje. Dříve jsme uvedli, že pro účely praxe postačuje 100 m. Tedy kompletní předřadníková skříň může být např. u paty osvětlovacího stožáru nebo vně či uvnitř průmyslové haly ve spodní části a nezatěžuje stropní konstrukci. Určitou nevýhodou je, že tato skupina zapalovačů vždy napěťově namáhá předřadnou tlumivku, a tudíž není vhodná pro náročnější osvětlovací systémy. Halogenidové výbojky ostatních typů vyžadují sériový zapalovač s amplitudou vysokonapěťových impulsů až 5 kV, který musí být osazen ve vzdálenosti od zdroje v rozmezí 1,5 až 4 m podle zvoleného typu. Pro tyto zdroje platí stejné podmínky jako pro vysokotlaké sodíkové výbojky 1 000 W. Halogenidové výbojky 2 000 W s paticí E40 pro síťové napětí 400 V (380 V) nabízené na našem trhu lze pořídit ve třech modifikacích:
Halogenidové výbojky 2 000 W pro síťové napětí 230 V jsou u nás málo využívány, a pro provoz je třeba použít dvě párově zapojené tlumivky 1 000 W s celkovým jmenovitým proudem 16,5 A. Při použití výbojek 2 000 W s vnitřním zapalovačem je možné umístit předřadníkovou skříň teoreticky do libovolné vzdálenosti. Paralelní zapalovač pro halogenidovou výbojku 2 000 W s amplitudou impulsů do 1,5 kV, typ SI 54 (Philips), je vhodný pro halogenidovou výbojku HPI-T 2000 W (E40) a může být společně s tlumivkou za určitých podmínek (kapacita vedení) v enormní vzdálenosti. V praxi podle našeho soudu vyhovuje vzdálenost do 100 m. Pro halogenidové výbojky 2 000 W vyžadující sériový zapalovač platí stejné podmínky jako pro sodíkové výbojky 1 000 W. Vzhledem k tomu, že zdroj je připojen na dvě fáze (400 V), má být alespoň fázový vodič připojen na spodní kontakt objímky E40 s izolací pro 5 kV. Dvoupaticové halogenidové výbojky bez vnější baňky s krátkým obloukem (1 000 W, 1 800 W, popř. 2 000 W) vyžadují sériové zapalovače. Okamžitý znovuzápal horké výbojky je u těchto zdrojů možný. Speciální zapalovače (např. BAG TURGI) produkují symetricky zapalovací impulsy s amplitudou od 2 × 18 kV výše. Tlumivky pro výbojku 2 000 W jsou vyráběny pro jmenovitý proud 8,8 nebo 10,3 A. Při jmenovitém proudu 11,3 A je výrobci zdrojů dovoleno použít tlumivky s proudem 10,3 A, s vlastní spotřebou tlumivky do 100 W. Halogenidové výbojky s příkonem 3 500 W s paticí E40 jsou výběhovým typem u všech výrobců. Používají se pouze pro stávající, funkčně dožívající osvětlovací soustavy. Vysoké teploty uvnitř svítidel, dané příkonem 3,5 kW, jsou v podstatě příčinou nemožnosti schválit svítidla ohledně bezpečnosti podle převzaté ČSN EN 60598-1. Provedení výbojky s válcovou čirou vnější baňkou a paticí E40 je problémové (co se týče teploty) při zatmelování patice na vnější skleněnou baňku s velmi slabým místem zdroje v zúžení baňky nad paticí. Vnitřní vodiče se silikonovou izolací teplotně nevyhovují, a proto musí být použity vodiče s PTFE (polytetrafluoretylenovou) izolací, odolávající teplotám do 250 °C, především napojené na kontakty patice E 40.  Obecně pro vysokotlaké výbojky platí, že v průběhu jejich života dochází ke zhoršování jejich zapalovacích schopností. S tím je nutné počítat již při zvolení správného zapalovače, funkčního po celou dobu života zdroje. Při volbě svítidel vyšších příkonů doporučujeme přihlédnout ke způsobu montáže a výměny zdroje. Z praxe je ověřeno, že vhodnější pro dodržení krytí svítidla je provedení umožňující výměnu zdroje z boční či zadní části, bez nutnosti odkrytí ochranného skla (viz obr. 1). Závěrem podotýkáme, že při volbě techniky je žádoucí posoudit, jakému účelu bude osvětlovací soustava sloužit. Jiná situace je např. na fotbalovém stadionu, kde je technika umístěna venku za příznivých teplot okolí, v provozu je zpravidla ne déle než dvě hodiny, než na zimním stadionu, kde je soustava v provozu šestnáct hodin a déle, navíc v uzavřeném, kondenzujícím prostředí. Ing. Jaroslav Blahuta – ELEKTRO |