Наличие ПРА заметно удорожает осветительные установки с разрядными лампами, усложняет их эксплуатацию, требует значительного дополнительного расхода цветных металлов и электроэнергии, а также приводит к усложнению конструкций светильников. Например, стоимость существующих ПРА превышает в несколько раз стоимость самих ламп, потери мощности в ПРА составляют 20 — 25 % мощности лампы, а удельный расход цветных металлов в них достигает 6 — 7 кг/кВт, т.е. в 2 — 3 раза превышает средний расход цветных металлов в осветительной сети.
Если учесть также и другие недостатки ПРА (неудовлетворительное зажигание ламп в стартерных схемах, малый срок службы стартеров, сокращение срока службы ламп в ряде схем, шум, радиопомехи и т.п.), то понятно то исключительное внимание, которое уделяется созданию рациональных ПРА. В настоящее время известно свыше тысячи различных схем и конструкций ПРА. Столь большое количество разработок подтверждает необходимость совершенствования существующих ПРА и указывает на трудность задачи и отсутствие достаточно хороших решений.
Несмотря на определенное различие всех упомянутых ПРА — как стартерных, так и бесстартерных (схемы быстрого и схемы мгновенного зажигания), комплексные технико-экономические показатели осветительных установок при применении всех этих схем достаточно близки. Совершенно иные, качественно отличные, показатели имеют осветительные установки при работе люминесцентных ламп на повышенной частоте.
Меньшее индуктивное сопротивление, необходимое при повышенной частоте, позволяет резко сократить габариты и массу ПРА, а также снизить его стоимость.
При частотах выше 800 Гц появляется возможность использования емкости в качестве балластного сопротивления, что еще больше упрощает и удешевляет ПРА. При частотах 400 — 850 Гц и 1000 — 3000 Гц потери мощности в ПРА составят соответственно 5 — 8% и 3 — 4% мощности лампы, масса цветных металлов уменьшится в 4 — 5 и в 6 — 7 раз, а стоимость ПРА снижается в 2 и 4 раза.
Большим преимуществом применения повышенной частоты следует считать увеличение при этом светового потока ламп и срока их службы. Рост световой отдачи не одинаков для ламп разной мощности и до частоты 600 — 800 Гц зависит также от типа примененного балластного сопротивления. Световая отдача в среднем увеличивается на 7 % при частотах 400- 1000 Гц и на 10% при частотах 1500-3000 Гц. При больших частотах световая отдача продолжает возрастать.
Зависимость срока службы ламп от частоты тока исследована недостаточно. Для предварительных расчетов можно остановиться на среднем увеличении срока службы на 10 %, хотя уже указываются значения 25 — 35 %. Имеются также основания считать, что при повышенной частоте замедляется снижение светового потока ламп по мере их старения.
Весьма важно, что при повышении частоты резко ослабляется, а затем и полностью исчезает стробоскопический эффект. Наконец, некоторые авторы указывают, что при высокочастотном люминесцентном освещении один и тот же светотехнический эффект может быть достигнут при освещенности в 1,5 раза меньшей, чем при частоте 50 Гц.
Основной недостаток применения разрядных ламп на повышенной частоте заключается в необходимости дорогостоящих преобразователей частоты, снижающих надежность действия осветительных установок и создающих дополнительные потери электроэнергии. В электрических сетях при повышенной частоте (особенно заметно при частотах более 1000 Гц) из-за возрастания поверхностного эффекта увеличивается потеря напряжения. С повышением частоты уменьшается также коммутационная способность защитных и отключающих аппаратов.
Неясна еще допустимость применения большого объема осветительных установок с частотой 10 000 Гц и выше вследствие создания постоянных электромагнитных полей в непосредственной близости от людей.
Проблема применения повышенной частоты решается при применении электронных ПРА, которые позволяют не только избавиться от пульсаций светового потока, но и улучшить светотехнические характеристики и стабилизировать их во времени.
Анчарова Т. В.