Leuchtstofflampen

Leuchtstofflampen sind Niederdruck-Gasentladungslampen, bei denen die im Entladungsraum erzeugte, für das menschliche Auge unsichtbare ultraviolette (UV-) Strahlung mit Hilfe von Leuchtstoffen in sichtbare Strahlung, also Licht, umgewandelt wird.
Von der Form her wird unterschieden zwischen stab-, ring- und U-förmigen Lampen sowie Kompakt-Leuchtstofflampen. Die Rohrdurchmesser werden häufig in achtel Zoll angegeben (z. B. T5 = 5/8" = 15,87 mm). In den Lampenkatalogen findet sich dies meist als Durchmesserangabe, z.B. 16 mm für die T5 Lampen oder 26 mm für T8 Lampen. Die meisten Lampen sind international standardisiert.
L-Lampen können wie alle Entladungslampen wegen ihres negativen inneren Widerstands nicht direkt an der Netzspannung betrieben werden. Geeignete Vorschaltgeräte zwischen Netz und Lampe begrenzen und regeln einerseits den Lampenstrom, andererseits sorgen sie für eine sichere Zündung unter den spezifischen Bedingungen. Nach der Art, wie die Elektroden auf die zum Lampenbetrieb erforderliche Temperatur gebracht werden, können folgende Betriebsarten unterschieden werden:

Stromgesteuerte Vorheizung beim Drossel-Starterbetrieb, vorzugsweise in Ländern mit hoher Netzspannung (ab 200 V). Sie werden zunehmend auch in den meisten elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) eingesetzt.
Spannungsgesteuerte Vorheizung via zusätzlicher Trafowindungen beim sog. Schnell-Start-Betrieb.
Ohne Vorheizung (Kaltstart, z. B. bei sog. Slimline-Lampen). Diese Zündart bewirkt im Allgemeinen die stärkste Reduzierung der Lampenlebensdauer und empfiehlt sich daher nicht für Anlagen mit hoher Schalthäufigkeit.
Elektronische Vorschaltgeräte (EVG) wandeln die Netzspannung in eine Hochfrequenzschwingung von etwa 35 bis 50 kHz um. Dadurch wird das sog. 100 Hz-Flimmern, das als Stroboskopeffekt, z. B. bei rotierenden Maschinenteilen in Erscheinung treten kann, deutlich schwächer bzw. praktisch unsichtbar.

Ein weiterer Vorteil des EVG-Betriebs ist eine zusätzliche Energieeinsparung von etwa 25% bei gleichem Lichtstrom, bestehend aus:

10% höhere Lichtausbeute L-Lampe bei Betrieb mit hoher Frequenz
Um mehr als den Faktor 2 niedrigere Verluste im EVG im Vergleich zu den konventionellen Vorschaltgeräten (KVG)

Dimmung

Sog. Dimm-EVG`s haben die Dimmfähigkeit von L-Lampen signifikant verbessert. Sie nutzen die Eigenschaft einer Drossel, ihren Widerstand mit zunehmender Frequenz zu erhöhen. Die in Reihe zur Lampe geschaltete Drossel liefert bei Erhöhung der Betriebsfrequenz einen zunehmend niedrigeren Strom. Mittels einer 1-10V Schnittstelle oder DALI Schnittstelle wird die Information das jeweiligen Dimmwertes an die einzelnen EVG`s der Anlage übermittelt. EVG-Intern führt diese Information zu dem jeweils reduzierten Lampenstrom entsprechend der Dimm-Anforderung.
Die Dimm-EVG müssen auch im gedimmten Zustand für eine Dauerheizung der Elektrodenwendeln sorgen, damit die Elektroden auch bei geringem Lampenstrom emmisionsfähig bleiben.

Lebensdauer und Schaltfestigkeit

Beim Betrieb mit KVG und gewöhnlichen Glimmstartern nimmt die Lebensdauer mit zunehmender Schalthäufigkeit stark ab.
Das gleiche Phänomen lässt sich bei sog. Kaltstart-EVGs beobachten, die den Vorteil bieten, die L-Lampe sofort zu zünden. Dabei werden jedoch durch den sofortigen Übergang von der Glimmentladung auf die Emissionstemperatur die Elektroden stark geschädigt und somit die Lebensdauer der L-Lampen bei häufigen Schaltzyklen stark verkürzt.
Warmstart-Geräte verhalten sich entgegengesetzt. Hier werden die Elektroden vor der Zündung durch elektrischen Strom erhitzt, wodurch die Schaltschädigung der Elektroden praktisch vermieden wird. Die damit verbundene - je nach EVG unterschiedliche - Zündverzögerung von ca. 1 sec. ist tolerierbar.

Temperatureigenschaft

Physikalische Eigenschaften von Leuchtstofflampen hängen von deren Umgebungstemperatur ab. Dies ist bedingt durch den charakteristischen Temperaturgang des Quecksilber-Dampfdrucks in der Lampe. Bei tiefen Temperaturen ist er zu niedrig, dadurch existieren zu wenig Atome, die angeregt werden können. Bei zu hohen Temperaturen führt der hohe Dampfdruck zunehmend zur Selbstabsorption der erzeugten UV-Strahlung. Bei einer Kolbenwandtemperatur von ca. 40°C liegt ein Maximum, bei dem die Lampen ihre max. Brennspannung und somit die höchste Lichtausbeute erreichen. Bei T5 Lampen mit 16mm Durchmesser (FH, FQ) ist der Nennlichtstrom, wie bei Leuchtstofflampen generell, bei 25°C festgelegt und der max. Lichtstrom liegt bei Temperaturen von 33...37°C. D.h. der Vorteil der T5 Lampen ist in einem erhöhten Leuchtenwirkungsgrad für Leuchten mit höherem Gehäusetemperaturen zu finden.

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