Натриевые лампы высокого давления – советы электрика

Натриевая лампа высокого давления

В люминесцентных лампах видимый свет создают пары ртути. Но известна способность и других металлов, разогретых до высокой температуры, создавать излучение в видимой части спектра. В отличие от ртути, для этого их нужно нагреть до высокой температуры, которую не выдерживают ни силикатные, ни кварцевые стекла. К тому же, пары металлов, попадая на стекло, разрушают его структуру.

Проблема создания таких ламп решилась с изобретением материалов, способных не только выдержать требуемую температуру и давление паров внутри, но и пропускать наружу видимый свет.

Это – керамика, названная за границей «лукалос», а в России – «поликор». Изготавливается она из порошковой окиси алюминия, сформированной и запеченной в виде трубки.

Внутри нее находятся:

  • пары натрия с давлением 4-14 кПа – металл, создающий свечение лампы;
  • пары ртути, выполняющие роль буферного газа;
  • инертный газ ксенон, участвующий в розжиге лампы и снижающий тепловые потери.

Натриевые лампы низкого и высокого давления

Если взглянуть на зависимость светоотдачи натриевого разряда от давления, при котором он происходит, то выделяются два максимума: при давлениях 0,1 и 10 кПа.

Зависимость световой отдачи натриевого разряда от давления паров натрия

Лампы, работающие на этих максимумах, названы, соответственно, лампами низкого и высокого давлений. Первые попытки изготовить лампу связаны с низким давлением. Но из-за сложности конструкции они не получили распространения. К тому же эти источники света страдают низким уровнем цветопередачи.

Конструкция и принцип работы натриевых ламп высокого давления

Основной элемент лампы – трубка из поликора, называемая «горелкой». Она заполнена натрием, парами ксенона и ртути. Трубка помещается в центр стеклянной колбы. По краям в горелку вводятся электроды.

Герметизация их вводов осуществляется колпачками из ниобия, приклеенными к трубке цементоподобной смесью или припаянными с помощью твердого припоя. Ниобий обладает тем же коэффициентом линейного расширения, что и материал трубки.

Применение методов, которыми впаивают электроды в стеклянные колбы, невозможно, так как поликор имеет кристаллическую структуру и не поддается обработке пламенем.

Свечение трубки натриевой лампы

Электроды соединяются с выводами цоколя лампы. Внутри колбы создан вакуум. Это обеспечивает снижение передачи тепла от горелки к колбе. Чем вакуум чище, тем больше коэффициент полезного действия лампы. Для поддержания высокой степени чистоты вакуума внутри колбы устанавливают поглотители газов.

Обратите внимание

Энергия, поступающая на горелку, расходуется на нагрев паров натрия, а видимое свечение паров, имеющее характерный желтовато-золотистый оттенок, распространяется сквозь стенки горелки и колбы.

Устройство натриевой лампы высокого давления

После зажигания дуги в лампе ей требуется время на разогрев. Номинальной яркости свечения лампа достигает через 3 – 5 минут после включения. После отключения лампа должна полностью остыть, иначе включения ее не произойдет.

Запуск натриевой лампы высокого давления

Запуск натриевой лампы, как и люминесцентной, при номинальном напряжении сети невозможен. Ей требуется импульс высокого напряжения в несколько тысяч вольт. Применение стартера для запуска невозможно, поэтому применяются импульсные зажигающие устройства – ИЗУ.

Импульсные зажигающие устройства

Изготавливается много модификаций ИЗУ, отличающиеся внутренней конструкцией. А главное – схемой подключения. Они могут подключаться и последовательно с лампой, и параллельно ей, а также быть трехпроводными, сочетающими оба этих способа. Схема подключения указывается на корпусе устройства.

Последовательно с лампой и ИЗУ подключается дроссель, ограничивающий ток через лампу при ее горении и работающий при ее зажигании совместно с зажигающим устройством. Дроссели различаются по мощности – она соответствует мощности лампы. Дроссели, использующиеся для ламп ДРИ (натриевых низкого давления) и ДРЛ, для натриевых ламп высокого давление не пригодны.

Задача ИЗУ – создать высоковольтный импульс в момент подачи напряжения на схему, обеспечивающую запуск и работу лампы. Различают зажигающие устройства однократного и многократного действия.

Однократные ИЗУ создают при включении только один импульс. Если включения не произошло, схема ИЗУ блокируется и не подает импульс в течение некоторого времени.

ИЗУ многократного действия выполняют несколько попыток запуска, после чего блокируются, пока напряжение с них не будет снято и подано вновь.

Один из вариантов включения натриевой лампы

Иногда в схему светильников с натриевыми лампами включают помехоподавляющий конденсатор, дополнительно компенсирующий реактивную мощность, потребляемую лампой.

Виды и маркировка натриевых ламп

Лампы общего применения, использующиеся для освещения улиц и дворов, имеют цоколь Е27 при мощности до 70 Вт, и Е40 – при большей мощности. В софитных лампах, имеющих два цоколя по краям, используются RX7s.

Натриевая лампа с цоколем Е40

Расшифровка российской маркировки выглядит так.

Буква Значение
Д Дуговая
На Натриевая
Т Трубчатая
М С матовой колбой
З Зеркальная

За рубежом каждая фирма производитель ламп применяет собственную маркировку.

Неисправности натриевых ламп

Срок службы натриевых ламп ограничен, как и у любых других. Первым признаком, что лампу пора сменить, является ее мигание. Светильник внезапно гаснет, затем, после остывания, запускается вновь. И так происходит постоянно.

Следующий этап старения – лампа не разгорается. В некоторых случаях она даже светит ярко-белым светом, постоянно погасая и загораясь вновь.

Остальные неисправности связаны с выходом из строя пускорегулирующей аппаратуры: дросселя, ИЗУ, конденсатора фильтра, патрона или соединительных проводов. Порядок поиска неисправности следующий:

  • замена лампы на заведомо исправную;
  • если это не помогло – вскрытие светильника и осмотр его содержимого на предмет оплавленных элементов и соединительных проводов, проверка крепления проводов в контактах продергиванием, оценка состояния патрона;
  • проверка наличия напряжения на входе ПРА и за дросселем. Проверяется не сразу после подачи напряжения, а с задержкой, необходимой для срабатывания ИЗУ (если оно работает), чтобы не спалить мультиметр;
  • замена ИЗУ на исправное.

Достоинства и недостатки натриевых ламп

Натриевые лампы – экономичные источники света, обладающие высокой светоотдачей. Связано это с тем, что электроэнергия в горелке лампы используется эффективнее, большая часть ее преобразуется в световой поток. Потери на тепловыделение минимальны, так как вакуум в колбе изолируется горелку от окружающей среды.

Спектр свечения лампы узкий, и почти весь сосредоточен в области желтого света. Это не позволяет использовать ее в жилых помещениях. Еще один недостаток: длительное время, необходимое лампе на разогрев и повторное включение – также сужает область ее применения.

Применение натриевых ламп

Больше всего натриевые лампы применяются для уличного и паркового освещения, подсветки фасадов зданий, освещения автомагистралей. Из этой ниши их постепенно вытесняют светодиодные светильники, но процесс этот завершится еще не скоро.

Максимально пригодны натриевые лампы для работы в теплицах. Желтый свет – это то, что нужно растениям для эффективного роста.

Источник: http://electric-tolk.ru/natrievaya-lampa-vysokogo-davleniya/

Как подключить лампу ДНаТ?

В наше время появилось довольно много различных дуговых ламп высокого давления. Но наиболее высоким коэффициентом полезного действия среди них отличается ДНаТ, т. е. дуговая натриевая трубчатая лампа.

Ее устройство практически схоже с ДРЛ – дуговой ртутной, только свечение намного ярче, она более экономична и долговечна.

Мощность ДНаТ может составлять от 30 Вт до 1 кВт в зависимости от того, в какой сфере она будет использована.

Что же касается срока ее службы, то он составляет около 25 тыс. часов – мало какой из световых приборов может таким похвастаться. Но о преимуществах позже. Сейчас имеет смысл рассмотреть схему питания подобной газоразрядной лампы. Ведь хотя подобный источник света в чем-то схож по устройству с ДРЛ, все же в подключении его есть свои особенности.

Принцип и схема подключения

Помимо индуктивного дросселя, ограничивающего силу тока дуги, в схему ПРА или ЭПРА (электронного пускорегулирующего аппарата) включено ИЗУ – импульсное зажигающее устройство. Именно оно отвечает за создание импульсов, имеющих напряжение в несколько тыс. вольт.

Если обратить внимание на схемы подключения натриевой лампы, то можно заметить, что есть два варианта того, как подключить лампу ДНаТ. Во втором случае приборы освещения подключаются через 3-контактное импульсное зажигающее устройство, хотя большой роли это не играет. А вот в первой схеме показано включение ДНаТ с конденсатором.

Делается это для того, чтобы сгладить напряжение, поступающее на ДНаТ, и тем самым увеличить ее срок службы. Подключение ДНаТ-светильников к дросселю необходимо осуществлять последовательно, а ИЗУ с осветительным прибором должны быть параллельно соединенными. При этом именно фаза, а не ноль идет на лампочку через индуктивный дроссель.

Важно

К тому же номинальная мощность ПРА (или ЭПРА), подключенного к осветительному прибору, должна совпадать с тем же параметром натриевой лампы.

Очень важен при монтаже схемы следующий момент. Не стоит игнорировать помеченные контакты. Если на него должен подключаться ноль – не нужно бросать туда фазу, и наоборот. Конечно, лампа зажжется, но срок службы как лампы, так и пускорегулирующего аппарата от этого значительно снизится.

Плюсы и минусы ламп ДНаТ

Подобные натриевые лампы имеют несколько основных преимуществ:

  • Очень высок коэффициент полезного действия.
  • Световой поток от подобного осветительного прибора достаточно стабилен.
  • Сила этого потока высока и составляет около 150 люмен/ватт.
  • Долговечность в полтора раза больше, чем у других подобных ей ламп.
  • Температура цвета оптимальна, свечение приятного золотистого оттенка.
  • Прекрасно работает даже в туман или снегопад.

Внешний вид лампы ДНаТ

  • Практически идеальна в качестве фитолампы, т. к. излучение от ДНаТ активно помогает росту растений.
  • Эти световые приборы хорошо показывают себя в работе при разнице температур от -60 до +40 градусов Цельсия.

Но, естественно, ни один прибор не обходится без недостатков – идеальных изделий не бывает. Основных минусов 5:

  • Эти лампы крайне взрывоопасны.
  • Внутри присутствуют тяжелые металлы.
  • Требуется продолжительное время на розжиг (порой до 10 мин).
  • При использовании в качестве фитолампы она не подойдет для выращивания редиса, лука и салата, т. к. они являются нецветущими.
  • При необходимости подключить ДНаТ большей мощности (к примеру, ДНаТ 250 или ДНаТ 400) необходимо дополнительное охлаждение осветительного прибора.

Принцип работы

Строение, как уже упоминалось, очень похоже на ДРЛ наличием стеклянной колбы, внутри которой расположена трубка или горелка.

Только вот стекло для изготовления трубки в ДНаТ использовать не получится (как в ДРЛ) по причине очень высокой температуры горения натрия. Для этого используется специальный материал – поликристаллическая окись алюминия.

Только такой материал позволит пропускать 90% свечения и при этом будет устойчив к парам натрия.

Для изготовления электродов используют молибден. Световая отдача таких ламп увеличивается при помощи ксенона или ртути, ну а для облегчения запуска в натриевом осветительном приборе присутствует аргон.

Внутри колбы создан вакуум для поддержания ее целостности, т. к. при работе дуговая натриевая трубчатая лампа разогревается до 1 400 градусов Цельсия. Естественно, при работе лампы сложно предотвратить попадание воздуха через отверстия, но на этот случай предусмотрены специальные прокладки.

После подачи высоковольтного импульсного тока посредством ИЗУ в ДНаТ образуется электрическая дуга, разогревающая трубку. Происходит это в течение 6–9 минут, после чего натриевая лампа разгорается в полную силу. Так что принципы работы ДНаТ и ДРЛ практически совершенно одинаковы.

Некоторые неисправности

Как и любые газоразрядные лампы, натриевые со временем могут начать мигать. К примеру, световой прибор, разогревшись, вдруг гаснет, периодически повторяя это действие. Необходимо произвести замену лампы, а если это не поможет – есть смысл замерить напряжение в сети. Вполне возможно, что оно слишком низкое, и его не хватает на поддержание нормального горения натрия.

Читайте также:  Самоучитель электрика с нуля - советы электрика

Бывает, что подобное происходит нечасто – тогда возможен плохой контакт или скачок напряжения. Ну а еще одна из возможных причин – это межвитковое замыкание. Лечится такое только заменой дросселя. При условии, что лампа новая и пускорегулирующий аппарат в порядке, необходимо просто подождать, пока ДНаТ разработается. Обычно на это уходит 2–3 часа.

Если слышен треск импульсного зажигающего устройства, а осветительный прибор не зажигается вовсе – причина, скорее всего, в обрыве провода с лампы на ИЗУ, либо ДНаТ и ЭПРА.

Имеет смысл осмотреть и соединения пускорегулирующего аппарата для натриевых ламп – такое происходит при их подгорании, а потому следует зачистить контакты, проверить проводку и снова попробовать ее зажечь.

Подведем итог

Дуговая натриевая трубчатая лампа уникальна в своем роде. Конечно, у нее есть недостатки, и главный – искажение цвета. И даже это поправимо, достаточно просто поднять светильник выше. Но все же минимальный расход электроэнергии, яркость и теплота свечения вкупе с ее долговечностью выводят ее в лидеры среди подобных осветительных приборов.

Конечно, кто-то может посетовать на сложное подключение и дороговизну, но это все окупается. Да и сложностей особых в монтаже схемы подключения лампы ДНаТ не наблюдается, подключить натриевую лампу сможет даже человек с малейшими навыками в электромонтаже.

Ну а для уличного освещения подобный осветительный прибор явно вне конкуренции, если, конечно, не принимать во внимание светодиодные фонари.

Источник: https://LampaGid.ru/prochee/podklyuchenie-dnat

Натриевая лампа высокого давления – принцип работы и виды устройств

Натриевая лампа высокого давления или НЛВД – один из наиболее эффективных источников освещения с уровнем световой отдачи в пределах 150-160 лм/Вт при показателях мощности 30-1000Вт.

Средний срок эксплуатации такой лампы при правильном подключении, как правило, превышает 15 тысяч часов.

Характеристики

На сегодняшний день НЛВД относится к группе наиболее эффективных источников света с самыми высокими показателями световой отдачи и небольшим понижением светового потока в условиях продолжительной работы.

Такой современный вариант энергосберегающей световой техники обладает отличными характеристиками, что значительно расширяет сферу применения.

Количествогорелок Мощность Цветовая температура Световой поток Срок службы Колба Цоколь
1 70 Вт 2000 К 6000 лм 20000 ч трубка Е27
100 Вт 9000 лм трубка, эллипсоид Е27, Е40
150 Вт 15000 лм 24000 ч
250 Вт 28000 лм Е40
400 Вт 40000 лм
600 Вт 75000 лм трубка
2 100 Вт 9000 лм 10 лет и более трубка, эллипсоид Е27, Е40
150 Вт 15000 лм
250 Вт 28000 лм Е40
400 Вт 40000 лм

Мощность

От показателей мощности НЛВД напрямую зависит световой поток, а также такие параметры источника света, как световая отдача и общая продолжительность горения.

Значительное количество выпускаемых на сегодняшний день НЛВД представлено лампами с показателями мощности в 250 Вт и 400 Вт.

Минимальный уровень мощности осветительных приборов, выпускаемых зарубежными производителями, варьируется в пределах 30-35 Вт.

Так выглядят натриевые лампочки

Основная трудность разработки маломощного натриевого источника света высокого давления состоит в необходимости применения малых токов и незначительного диаметра разрядной трубки.

Кроме всего прочего, должна быть увеличена относительная площадь участка за электродами, что вызывает повышенную отзывчивость прибора на режим электропитания, а также оказывает влияние на конструктивные размеры и качественные параметры используемых материалов.

Принципиальные технологии, которые позволят полноценно освоить выпуск маломощных НЛВД, уже существуют, поэтому именно такие устройства принято считать максимально экономичными и долговечными источниками света.

Принцип действия

Основная конструкция практически всех выпускаемых в настоящее время натриевых источников света высокого давления представлена:

  • цокольной частью;
  • пружинным держателем шейки лампы;
  • диодом;
  • теплоотражающим экраном;
  • долговечным резистором;
  • биметаллическим предохранителем;
  • пусковым электродом;
  • кварцевой дуговой трубкой;
  • торированными вольфрамовыми электродами;
  • теплопоглощающим покрытием;
  • молибденовым проводящим проводом;
  • держателем дуговой трубки;
  • пружинным держателем свода.

Внутренняя часть характеризуется содержанием смеси, представленной парами ртути и натрия, а также зажигающим газом – ксеноном (ртутная лампа высокого давления). Основным рабочим компонентом, в данном случае, является натрий, а ртуть служит буферным газом, способствующим повышению температурных показателей разряда.

Устройство натриевой газоразрядной лампы

Стандартный уровень рабочего давления натриевых паров варьируется в пределах 4-14 кПа.

Дополнение смеси ксеноном позволяет обеспечивать уровень напряжения на зажигании в пределах 2-4 кВ, что способствует повышению световой отдачи и снижает показатели теплопроводности плазмы.

Зажигание происходит посредством зажигающего устройства импульсного типа, а время полного разгорания не превышает 5-7 минут.

Нагрев стенок горелки обеспечивается воздействием токового разряда, что и вызывает испарение натриево-ртутной смеси и повышение давления с возникновением свечения.

Очень хорошая светопропускная способность колбы гарантирует высокую светоотдачу.

Виды и особенности

Основные характеристики НЛВД, как правило, не зависят от окружающих температурных показателей, а диапазон рабочих температур может варьироваться от –60°С до +40°С.

Кроме всего прочего, такие осветительные приборы подходят для эксплуатации как в вертикальном, так и в горизонтальном положении.

Все натриевые лампы имеют индивидуальную маркировку. Отечественными производителями выпускаются преимущественно дуговые натриевые трубчатые лампы высокого давления или ДНаТ. В зависимости от конструктивного исполнения, все современные натриевые источники освещения могут иметь:

  • светопрозрачную цилиндрическую ламповую колбу с наличием резьбового цоколя;
  • эллипсоидную светопрозрачную ламповую колбу с наличием резьбового цоколя;
  • эллипсоидную матированную ламповую колбу с наличием резьбового цоколя;
  • цилиндрическую стеклянную или кварцевую ламповую колбу с наличием двухстороннего цоколя;
  • нестандартную форму ламповой колбы с наличием внутреннего отражателя.

Популярные в последние годы натриевые лампы высокого давления, оснащаемые двумя параллельно подключенными горелками и высоковольтным устройством зажигания, обладают существенно увеличенным временем эксплуатации, а область применения таких источников света не ограничивается только внутренним освещением.

Особое внимание в последние годы привлекают безртутные НЛВД. Например, количество опасной для человека ртути в стандартных осветительных приборах на 40 Вт снизилось в десять раз. Натриевые лампы высокого давления в безртутном варианте в настоящее время находятся в стадии разработки и конструктивного улучшения.

Лампа серии Osram Colorstar DSX-T 80W

К числу таких осветительных приборов можно отнести серию ламп Оsrаm СОLОRSTАR DSХ, не содержащих ртуть, но имеющих достаточно низкие показатели эффективности, а также безртутные лампы Меrсury Frее от производителя Sylvаniа.

Второй вариант характеризуется улучшенными параметрами цветовой передачи.

Не менее интересна продукция японских производителей Маtsushitа Еlесtriс, которая удачно сочетает в себе высокую цветопередачу при полном отсутствии импульсного ПРА.

Важно отметить, что безртутные натриевые лампы с высоким Rа обладает практически такими же характеристиками, как и ртутьсодержащие аналоги, но срок эксплуатации таких источников света значительно больше.

Достоинства и недостатки

Все современные натриевые источники света высокого давления отличаются значительным количеством достоинств, которые обусловлены конструктивными особенностями:

  • повышенная экономичность при эксплуатации;
  • гарантированная долговечность;
  • высокие показатели световой отдачи по сравнению с традиционными лампами накаливания;
  • меньшие размеры по сравнению с металлогалогеновыми и люминесцентными светильниками;
  • достаточное тепловое излучение и возможность применения для обогрева тепличных конструкций;
  • формирование красно-оранжевого спектра излучения, положительно сказывающегося на здоровье живых организмов;
  • высокий коэффициент полезного действия на уровне 30%.

Не лишены такие источники света и некоторых недостатков, которые представлены сильным нагревом и длительным периодом разгорания, а также зависимостью от стабильности напряжения в электрической сети. Для получения яркого и максимально равномерного свечения, после включения светильника требуется подождать примерно пять минут.

Основным недостатком НЛВД является наличие наполнителя, состоящего из смеси ртути и натрия, которые небезопасны для человека, поэтому особое значение придаётся правильной утилизации вышедших из строя осветительных приборов.

Стоимость

Средняя цена натриевой лампы высокого давления вполне доступна рядовому потребителю, но может варьироваться в зависимости от технических характеристик, а также ценовой политики производителя:

  • натриевые газоразрядные лампы Reflux – от 200 рублей;
  • НЛВД ТDM SQ0325-0001 – от 290 рублей;
  • натриевые газоразрядные лампы «Лисма» – от 260 рублей;
  • лампа газоразрядная МАSТЕR SОN-T – от 350 рублей.

Следует помнить, что стоимость НЛВД приблизительно в три раза выше, чем цена стандартной лампы ДРЛ с аналогичными показателями мощности.

Тем не менее, при подсчёте условной стоимости одного люмена, разница не столь ощутима, а пониженное потребление электрической энергии делает НЛВД в настоящее время более предпочтительным источником света.

Видео на тему

Источник: https://proprovoda.ru/osveshhenie/lampy/natrievaya-vysokogo-davleniya.html

Натриевая лампа и её особенности

Натриевые лампы считаются наиболее популярным источником света для освещения большого пространства.

Это связано с тем, что лампы имеет высокую эффективность, длительный срок службы и неприхотливость к окружающей среде.

Их можно наблюдать на большинстве уличных светильниках, характерное отличие – это желтый свет. Также натриевые лампы высокого давления имеют высокое соотношение цена—качество.

Принцип работы натриевых ламп

Во внешнем баллоне натриевых ламп располагается горелка, имеющая вид трубки, которая сделана из алюминиевой керамики и наполнена разреженным газом. В газе, промеж двух электродов, происходить создание электрической дуги. К горелке подаётся ртуть и натрий, а чтобы ограничивать ток подключается балласт.

Чтобы зажглась не разогретая натриевая лампа – напряжения сети будет мало. Для этого в работе присутствует импульсно зажигающее устройство, иначе говоря «ИЗУ».

При включении лампы с помощью ИЗУ начинают генерироваться импульсы напряжения, которые составляют порядка нескольких тысяч вольт и позволяют создать дугу.

Совет

Главный излучающий поток генерируют натриевые ионы, так как их свечение имеет явную желтую окраску.

Разогревание горелки происходит до 1300 градусов, из внешнего баллона выкачан воздух. Температура лампы всегда будет выше 100 градусов, даже у самых слабых моделей. По включению вся энергия тратится на то, чтобы разогреть горелку, соответственно выдавая слабый свет. В течение 15 минут световой поток выходит на максимальный уровень светоотдачи.

Классификация натриевых ламп

Существует два типа натриевых ламп:

  • Низкого давления (НЛНД) – данный тип не нашел столь широкой области применения, в отличие от своего собрата. Однако натриевые лампы низкого давления являются более экономичными и показывают высокие показатели надёжности. Сохраняют свою светоотдачу в течение длительного времени с сохранением эффективного расхода электроэнергии. Главный их минус в том, что они не способны передавать достаточный спектр света, так как под таким светом сложно понять истинный цвет предмета. Это не только меняет истинные цвета предметов, но и способно в целом искажать дизайн помещения. В данный момент нигде не используются. Они были заменены газоразрядными источниками света.
  • Высокого давления (НЛВД) – широко применяются во многих производственных помещениях, спортивных залах, транспортных магистралях, парках и т д. Издаваемый свет не искажает цвета предметов, тем самым подходит для использования внутри помещений и снаружи. Успешно применяются в прогрессивном садоводстве, потому как обеспечивают круглогодичный сбор урожая. Данный тип нельзя часто включать и отключать, так как это уменьшает их срок службы. Минимальное время между выключением и включением должно составлять не менее 3 минут.
Читайте также:  Как подключить пускатель с кнопкой пуск стоп - советы электрика

НЛВД имеют следующие разновидности:

  1. ДНаТ – дуговые натриевые источники света, выдающие мощное световое излучение.
  2. ДНаЗ – имеет зеркальный отражающий слой на внутренней поверхности колбы. Выступает как встроенный отражатель, который способен увеличивать эффективность свечения. Считаются недостаточно мощными, если сравнивать с ДНаТ.
  3. ДРИ и ДРИЗ – имеют оптимальный спектр для растений, имеют длительный срок службы и высокий КПД. Главный минус в высокой стоимости и индивидуальных комплектующих.

Преимущества натриевых ламп

Натриевые источники света имеют следующие преимущества:

  • Срок службы до 25 000 часов;
  • Обладают светоотдачей до 130 лмВт, падение происходит на 20% лишь в конце службы;
  • Выдают свет комфортный для глаз;
  • Подходят для большинства целей;
  • Подходят для растениеводства.

Также они имеют свои недостатки:

  1. Подключение и установка лампы сложна для новичков;
  2. Для подключения в сеть требуется дополнительное оборудование ИЗУ и ПРА;
  3. Длительное время разогрева;
  4. Сильно нагреваются;
  5. Во время работы издают звук;
  6. Достаточно взрывоопасны. Нельзя допускать попадания капель воды, жира и следов от пальцев, пыли.

Натриевые лампы в садоводстве

Использование их в садоводстве связано с тем, что их спектр наиболее близок к солнечному свету. За счёт своего выделения тепла, натриевые лампы для растений могут без проблем поддерживать температуру в небольших теплицах без отопления, даже в холодное время года.

Наиболее используемыми для этих целей являются натриевые светильники днат, которые завоевали свою устойчивую позицию даже за границей. Уже давно дуговые натриевые лампы считаются наиболее выгодным освещением для теплиц.

Из-за того, что в натриевых источниках света отсутствует ультрафиолетовое излучение, они как нельзя лучше подходят для периода цветения. На вегетативном периоде их чередуют с другими источниками света.

Установка

Лучше всего использовать натриевые лампы высокого давления в специальных закрытых светильниках. Это связано с тем, что внутрь светильника можно уместить все комплектующие лампы. Не имеет разницы, в каком положении будет находиться лампочка, однако наиболее эффективная светоотдача достигается при горизонтальном положении. Исключением будут только натриевые лампы ДНаЗ.

Безопасность

Когда светильник собран самостоятельно, то требуется проверять, правильно ли соблюдена схема для его подключения. Как правило, на балласте нарисована схема как подключить.

ИЗУ должен быть подключенный к цоколю как можно ближе, а максимально допустимой длиной является 1.5 м. Длина провода, соединяющего балласт с лампой должна быть не более метра.

При любой непонятной ситуации следует проконсультироваться с продавцом или электриком, в противном случае может возникнуть вероятность пожара.

Периодически следует стирать с лампы пыль, когда она отключена, так как пыль не только ухудшает светоотдачу, но и может спровоцировать взрыв лампочки. Также нельзя вкручивать лампочку в патрон, когда вся конструкция подключена к сети.

При использовании нлвд в теплицах или комнатных оранжереях следует организовать активное охлаждение, так как даже самые слабые натриевые лампы высокого давления разогреваются до температуры свыше 100 градусов. Для охлаждения используется водяное или воздушное охлаждение.

Вывод

Это отличный источник света, который много лет лидировал и не имел альтернатив. С большей доступностью светодиодов начали происходить споры, на тему эффективности того или иного источника освещения. Однако невзирая на мизерное превосходство в эффективности светодиодов, они имеют цену в несколько раз дороже комплекта для натриевого освещения.

Видео про натриевые лампы

Установка и особенности точечных светильников

Источник: https://amperof.ru/osveshenie/lampy/natrievaya-lampa-i-eyo-osobennosti.html

Подключение к сети ламп ДНаТ и ДРЛ

Первыми электрическими источниками света, появившимися в конце XIX века, были газоразрядные лампы. Дуга в них горела на открытом воздухе, в котором присутствует кислород. Поэтому время их работы было небольшим, всего несколько часов, а свечение неустойчивым.

Однако идея эта оказалась очень продуктивной, ведь КПД газоразрядных ламп в пять-шесть раз выше, чем ламп накаливания. Поэтому в середине прошлого века, после достижения необходимого технологического уровня, сначала появились газоразрядные лампы низкого давления, а потом и высокого.

Средой распространения электрического разряда в них является инертный газ, обычно аргон. А для увеличения ее электрической проницаемости к нему добавляют соли металлов – ртути или натрия.

Дуговые лампы высокого давления

Повышение давления среды, в которой распространяется электрический заряд и возникает светящаяся дуга, позволяет получить более интенсивный световой поток, затратив на это меньшую энергию.

Для примера: светоотдача натриевых ламп низкого давления не превышает 100 люмен на ватт, а у ламп высокого давления это значение более 200 люмен на ватт.

Поэтому их используют для наружного освещения или в помещениях большой площади – теплицах, ангарах, производственных цехах.

Принципиальное устройство ртутных и натриевых дуговых ламп высокого давления имеет много схожих черт, но есть и различия, из-за которых схема подключения натриевой лампы иная, чем у ртутной. И они не взаимозаменяемы.

Отличить эти осветительные приборы друг от друга можно как по обозначению, так и внешне. ДРЛ – дуговая ртутная лампа, ДНаТ – дуговая натриевая трубчатая. А внешние отличия станут вам понятны из разбора их устройства.

Итак, они состоят из следующих элементов:

  • Газовой горелки.
  • Набора электродов.
  • Внешней колбы.
  • Цоколя.

Газовая горелка

В обоих случаях она выполняется в виде трубки из жаропрочного кварцевого стекла. Но у ДРЛ ее размеры больше, чем у ДНаТ. Из-за высокой химической активности натрия в состав стекла горелки вводят алюминиевые квасцы – Al2O3. Внутрь горелки закачан инертный газ – аргон – под давлением 100-150 кПа. А также находится ртуть или натриевая амальгама (сплав Na и Hg).

Набор электродов

У ламп ДРЛ их четыре: два основных и два поджигающих. Пары расположены на противоположных концах колбы и подключены к разным полюсам питающей линии. А у ДНаТ электродов только два. Это и обуславливает различия в способе запуска и построении схемы подключения ламп.

У ртутных источников света дуга загорается от малой искры, возникающей между противоположными по знаку электродами. А натриевым требуется поджигающий импульс. Причем у ДРЛ первых выпусков (до середины 60-х годов прошлого века) было два электрода и применялся такой же принцип включения, но впоследствии от него отказались.

Внешняя колба

Это основной визуальный отличительный признак ламп. Внутри колбы вакуум, который обеспечивает химическую и термическую устойчивость стекла горелки. Но у ДРЛ она белого или матового цвета, а колба ДНаТ прозрачная.

На внутреннюю поверхность колбы ртутной лампы нанесен слой люминофора. Дело в том, что горение паров ртути вызывает мертвенно-зеленое или синее свечение, чрезвычайно искажающего восприятие действительности глазом человека. Люминофор сдвигает его спектр в область ослепительно белого света, что вполне приемлемо для уличного освещения.

Натриевые лампы светят красным или ярко-оранжевым цветом. Лучи света этой частоты практически не преломляются водяной взвесью, которая может висеть в воздухе (снег, туман, моросящие осадки, брызги), поэтому его используют для освещения автострад. Необходимость в спектральном сдвиге отсутствует, поэтому колба прозрачная.

Цоколь

У обеих ламп для подключения к питающей лини используется так называемый резьбовой цоколь Эдисона, обозначаемый буквой Е. Поскольку мощность дуговых ламп высокого давления обычно превышает 250 Вт, применяются модели Е40, диаметром 400 мм. По этой же причине рекомендуется использовать керамические патроны, способные выдерживать сильный нагрев.

Схемы подключения

Набор элементов для запуска газоразрядных ламп высокого давления называется пускорегулирующей аппаратурой (ПРА).

В последнее время появились ее электронные аналоги (ЭПРА), в которых все детали установлены в одном корпусе.

Они обеспечивают более оптимальный режим работы ламп, но имеют абсолютно тот же принцип действия. Поэтому для лучшего понимания рассмотрим все элементы по отдельности.

Схема включения ДРЛ представлена на рисунке ниже.

Ее основным элементом является балластный дроссель. Это катушка индуктивности на ферромагнитном сердечнике, обычно имеющем форму тора. Ее задачей является гашение пускового тока, который в первые секунды после включения близок к току короткого замыкания, ведь расстояние между основным и вспомогательными электродами не более миллиметра.

Действие дросселя основано на эффекте возникновения магнитного потока в сердечнике, направление которого противоположно току, его породившего. Катушка индуктивности должна быть рассчитана на ту же мощность, что и лампа. Конденсатор необходим для того, чтобы сглаживать пульсации тока, возникающие при горении дуги. В принципе, он является необязательным элементом.

Если у вас нет заводского дросселя, ДРЛ можно зажечь, включив последовательно с ней лампу накаливания той же или большей мощности. Как вариант – автотрансформатор, с помощью которого можно обеспечить плавный запуск устройства. Обычно горение дуги стабилизируется через 10-12 минут после включения.

Обратите внимание

Схема включения ДНаТ сложнее. В ней вы видите дополнительный элемент – ИЗУ (Импульсное Запускающее Устройство).

ИЗУ – это тиристорный генератор непрерывных импульсов. Одна из его схем представлена на рисунке ниже. Она рассчитана на двухточечное подключение.

Однако существует и трехточечный вариант.

Дуговые лампы высокого давления имеют очень большую энергетическую эффективность, особенно ДНаТ. По ней и по количеству часов непрерывной работы они практически не уступают светодиодным лампам. При этом их надежность зачастую выше. Поэтому эти источники света еще рано списывать в разряд технических раритетов.

Источник: https://electriktop.ru/osveshhenie/podklyuchenie-lamp-dnat-i-drl.html

Натриевые лампы: конструкция, принцип работы, виды, применение

Конструкции первых световых приборов были довольно примитивными. Они состояли из двух электродов, между которыми горел дуговой разряд.

В этих конструкциях было два существенных недостатка: из-за выгорания электроды нуждались в постоянной регулировке, а спектр излучения захватывал значительную долю ультрафиолета.

Поэтому лампы накаливания, а позже натриевые лампы очень быстро заняли свои ниши в освещении помещений и улиц.

Справедливости ради надо сказать, что и эти осветительные приборы и сегодня ещё конкурируют с марками более экономичных светодиодных светильников.

Но есть сферы, где применение натриевых лампочек ещё долго будет в приоритете. Оптимизма прибавляет высокий поток излучения в газоразрядных лампах, продолжительность срока эксплуатации и высокие показатели экономичности этих приборов.

Конструкция и принцип работы

Действие натриевой газоразрядной лампы основано на свойстве паров натрия, способных излучать монохроматический яркий свет в жёлто-оранжевом спектре. Это газообразное вещество заключено в особой колбе (трубке), называемой горелкой.

Поскольку разогретые до высокой температуры пары натрия агрессивно действуют на стеклянные поверхности, то трубку изготавливают из более устойчивых веществ – боросиликатного стекла либо из поликристаллической окиси алюминия (в зависимости от типа лампы).

С каждой стороны горелки расположены электроды, предназначенные для создания дуговых разрядов, разогревающих пары натрия. Эта конструкция размещена в вакуумной стеклянной колбе, заканчивающейся резьбовым цоколем.

Важно

Здесь уместно заметить, что существует два типа таких осветительных приборов: НЛНД (низкого давления) и НЛВД (высокого давления). Описанная выше конструкция даёт общее представление об устройстве газоразрядных натриевых светильников обоих типов. Различаются эти лампы конструкциями горелок и рабочим давлением паров внутри трубок.

В натриевых светильниках низкого давления, его величина не превышает 0,2 Па, а в НЛВД – порядка 10 кПа. Соответственно отличаются и рабочие температуры паров натрия: 270–300 °С для НЛНД и 650–750 °С в горелках высокого давления. Отсюда понятно, что горелки НЛВД обладают достаточно высокими уровнями световых потоков, то есть светят довольно ярко.

Нет ничего удивительного в том, что натриевые лампы высокого давления постепенно вытеснили с рынка осветительные приборы типа НЛНД. Хотя спектр света соответствующий низкому давлению более приятен для глаз, горелки НЛНД уступили более мощным моделям с довольно высоким световым излучением.

Читайте также:  Собрать электрический щиток своими руками - советы электрика

Учитывая данное обстоятельство, мы будем акцентировать внимание именно на лампах типа НЛВД. Конструкция такого источника освещения изображена на рисунке 1. Здесь приведена схема трубчатой лампы ДНаТ.

Рис. 1. Устройтство ДНаТ

Цифрами обозначено:

  • 1 – внешняя колба;
  • 2 – никелированный цоколь;
  • 3 – контактные пластины;
  • 4 – газоразрядная трубка (горелка);
  • 5 – молибденовые электроды;
  • 6 – пары натрия с примесью инертных газов (аргон или ксенон);
  • 7 – амальгама натрия;
  • 8 – уплотнённый ниобиевый ввод;
  • 9 – металлические проводники;
  • 10 – молибденовые пластины;
  • 11 – геттеры (газопоглотители).

На рис. 2 представлено фото натриевой лампы данного типа.

Рис. 2. Пример фото натриевой лампы высокого давления (НЛВД)

Колбы натриевых светильников бывают цилиндрическими (как на рисунке 2), эллиптическими, покрытыми изнутри тонким слоем светорассеивающего вещества (ДНаС). Они могут быть матированными (ДНаМТ) или содержать зеркальный отражатель рядом с горелкой (ДНаЗ).

Принцип действия.

Зажигание горелки натриевой лампы происходит от электрической дуги, возникающей между электродами. В канале электрического разряда образуется поток заряженных частиц из паров натрия. Строго говоря, внутри газоразрядной трубки находится не чистый натрий, а смесь газов. Для лучшего зажигания дуги добавляют аргон или ксенон либо пары ртути.

Сегодня уже существуют безртутные светильники. Они пока имеют более сложную конструкцию, но разработки продолжаются и, вероятно, они когда-нибудь заменят обычные лампы с ртутью.

Принцип действия похож на работу ртутных ламп, но для включения светильника, наполненного парами натрия, требуется импульсное напряжение высшее, чем для включения ДРЛ. После разогрева горелки импульсные токи необходимо ограничить.

Поэтому для данного типа осветительных приборов производители НЛВД разработали специальные пускорегулирующие аппараты со встроенными импульсными зажигающими устройствами.

Без использования ИЗУ зажечь натриевую лампу, включив её непосредственно в электрическую сеть, невозможно.

Классификация натриевых ламп

Как было отмечено выше, натриевые светильники бывают двух типов: НЛНД и НЛВД. Их можно классифицировать ещё по виду колбы, по составу примесей, мощности излучения. Поскольку давление паров натрия напрямую влияет на светоотдачу лампы, то сделаем краткий обзор светильников именно по этому параметру.

Низкого давления (НЛНД)

Первыми появились НЛНД (с низким давлением в горелке). Они обеспечивают низкую цветопередачу, но обладают приятным для человека спектром излучения. Их массово использовали в 30-ых годах ушедшего столетия. Лампы низкого давления можно встретить и сегодня, однако их вытесняют более совершенные натриевые светильники, на которых мы остановимся более подробно.

Высокого давления (НЛВД)

Высокая эффективность НЛВД сделала их лидером среди других газоразрядных источников света. Светоотдача таких светильников достигает 150 люмен/ватт. Они могут работать до 28500 часов. Правда, в конце срока службы их светоотдача снижается, а цвет смещается в красную сторону спектра.

По целому ряду параметров НЛВД превосходят качества люминесцентных ламп, излучающих холодное свечение и металлогалогенных ламп, потребляющих много электроэнергии. Среди современных электрических источников света немного найдётся светильников, способных составить натриевому светильнику достойную конкуренцию.

Преимущества и недостатки

Преимущества у натриевых ламп следующие:

  • экономичность трубчатых ламп;
  • большой срок эксплуатации;
  • устойчивость электрических параметров на протяжении почти всего срока службы;
  • тёплые оттенки излучения натрия (см. рис. 3);
  • довольно широкий диапазон температур, при которых натриевый лампы устойчиво работают – от –60 до +40 градусов по Цельсию.

К сожалению, существуют недостатки, ограничивающие сферы применения НЛВД:

  • раздражающая частота мерцания света;
  • инерционность при включении;
  • взрывоопасность НЛВД;
  • наличие в большинстве моделей содержания ртути;
  • резонансное излучение ослабевает в процессе эксплуатации;
  • рост потребляемой мощности с приближением конца срока службы;
  • необходимость применения ПРА для подключения ламп.

Пускорегулирующие аппараты иногда являются источником шума и расходуют до 60% потребляемой мощности. Они также требуют  дополнительного обслуживания.

Несмотря на наличие перечисленных недостатков, в некоторых сферах, где цветопередача источника света несущественна, применение НЛВД является очень выгодным, а в отдельных случаях просто незаменимым.

Область применения

Жёлто-оранжевый свет осветительных устройств приятен для глаз, но его монохроматичность приглушает цвета красок интерьеров. Поэтому натриевые лампы не используются в жилых помещениях в качестве основного осветительного прибора. Они могут служить лишь элементами декоративного освещения.

На рисунке 3 показано фото такой подсветки.:

Рисунок 3. Свет натриевой лампы

Исследования показали, что желтому свечению свойственно благотворно влиять на развитие растений. При этом усиливается их рост, увеличивается урожайность. Летом растительность получает такое освещение от солнечных лучей. Но в теплицах, где выращивают овощи зимой, солнечного света явно не хватает. Для этих целей идеально подходят НЛВД (см. рисунок 4).

Использование натриевых ламп для освещения теплиц не только повышает урожайность, но и позволяет сэкономить электроэнергию.

Рисунок 4. Освещение теплицы натриевыми лампами высокого давления

Обратите внимание на монохроматичность света натриевых светильников. Приглушенный цвет растений свидетельствует о том, что почти весь свет от ламп расходуется на выработку хлорофилла.

Монохроматичность очень полезна при освещении улиц. Такой свет не рассеивается в тумане. Использование уличных светильников для освещения автострад позволяет повысить безопасность движения транспорта. Парковые зоны и дорожки с уличным освещением на основе НЛВД, обладающих жёлтым спектром свечения, повышают комфорт отдыхающих в ночное время.

Рисунок 5. Уличное освещение с помощью НЛ

Реже такие светильники используются в производственных помещениях (обычно на складах), а также при оформлении рекламных вывесок и декораций.

Подключение

Поскольку для поджога горелки требуется высокое импульсное напряжение (иногда до 1000 В) то это усложняет схемы подключения натриевых ламп. Приходится применять дополнительное оборудование. ПРА для НЛВД бывают двух типов: ЭмПРА (электромагнитные) и ЭПРА (электронные).

ИЗУ подключаются в цепь лампы параллельно, а дроссели – последовательно, иногда через импульсное зажигающее устройство.

На рисунке 6 изображено подключение НЛВД.

Рисунок 6. Схема подключения НЛВД

Обратите внимание на то, как подключен дроссель (балласт) и ИЗУ.

Примите к сведению, что при самостоятельном подключении необходимо соблюдать требование: длина провода от дросселя до цоколя лампы не должна превышать 100 см.

Некоторые зарубежные производители поставляют на рынок натриевые осветительные приборы со встроенными пусковыми устройствами в колбе светильника.

Вопросы безопасности и утилизации

Риски в эксплуатации натриевых ламп связаны с высоким давлением и температурой внутри горелки. Даже поверхность колбы нагревается до 100 °С и может вызвать ожог при неосторожном обращении. Существует вероятность разрыва колбы под влиянием вырвавшихся из горелки раскалённых газов.

С целью защиты от последствий разрушения делают светильники, в которых лампы находятся за толстым стеклом. Обратите внимание на конструкцию светильника для уличного освещения (рис. 5).

В связи с наличием ртути в натриевых лампах применяются особые требования к их утилизации. Использованные приборы запрещается выбрасывать в баки для обычного мусора. Их необходимо отправлять на специальные предприятия для обезвреживания и переработки.

Видео в дополнение статьи

Источник: https://www.asutpp.ru/natrievye-lampy.html

Натриевые лампы высокого давления

Преодолевая недостатки ДРЛ

Наружное освещение в населённых пунктах требует существенных расходов электроэнергии. Поэтому максимальная экономичность излучателей света это одна из особенностей уличных светильников. Она должна сочетаться с надёжностью и долговечностью.

И не последнее место в списке особенностей уличных фонарей занимает спектр излучения. Особенно ощутим спектр светильников при появлении тумана. В этих условиях белый свет светильников с дуговых ртутных ламп (ДРЛ) только усиливает плохую видимость на проезжей части городских улиц.

Давно известно, что свет противотуманных фар должен быть жёлтым.

Кроме белого света у ДРЛ есть одна деталь, которая делает их более дорогими и менее долговечными. Без этой детали никак нельзя обойтись в конструкции ДРЛ. Но без неё лампа стала бы дешевле и дольше бы нормально светила. Этой деталью является люминофор, которым изнутри покрыта колба.

Совет

Его себестоимость вместе с затратами на покрытие колбы стоят определённых денег. А поскольку люминофор это слой порошка, он потихоньку осыпается на поверхность раскалённой кварцевой горелки. Она теряет прозрачность, перегревается, и горелка либо даёт меньше света, либо выходит из строя.

Конструктивные особенности

Перечисленные причины мотивировали на поиск новых источников света для уличного освещения. Более подходящим источником света стали натриевые лампы высокого давления. Самое главное качество её свет. Он жёлтый, как свет противотуманных фар.

И в любую погоду свет такого светильника хорошо воспринимается всеми участниками движения на улицах. Конструктивно натриевая лампа выполнена так же, как ДРЛ. Свет излучает горелка, размещённая внутри колбы. Но она прозрачна, поскольку не покрыта люминофором.

А горелка изготовлена не из кварца, а из окисла алюминия Al2O3.

Температура внутри натриевой горелки ещё выше, чем в ДРЛ. При этом натрий в раскалённом состоянии портит кварц. Чтобы максимально уменьшить перенос тепла от горелки к стеклу колбы горелка окружается глубоким вакуумом.

Стекло колбы является стойким к высоким температурам и не трескается при попадании капель дождя. Наполнение натриевых горелок и ДРЛ схожи между собой. Внутри находятся капельки ртути. Она растворяет металлы, образуя жидкие амальгамы.

Они твердеют при сильном охлаждении в несколько десятков градусов. Такая температура бывает нечасто.

Поэтому при нормальных климатических условиях жидкая амальгама хорошо испаряется и горелка выходит на режим стабильного свечения заметно быстрее. Для начального возникновения разогревающего разряда натриевая горелка так же, как и горелка ДРЛ, наполняется инертными газами.

Однако ртутная амальгама делает натриевые лампы опасными загрязнителями окружающей среды такими же, как ДРЛ, и остальные люминесцентные источники света с ртутью внутри. Поэтому созданы модифицированные натриевые лампы без ртути.

Они дольше «разгоняются» своим световым потоком, но зато безопасны в случае повреждения колбы и горелки.

Разновидности натриевых ламп высокого давления

Для получения требуемых отличий света в натриевые горелки вносятся некоторые конструктивные изменения. В основном они касаются внешней колбы. Её делают прозрачной трубчатой формы. При этом лампа называется как «дуговая натриевая трубчатая», сокращённо ДНаТ.

Внешняя колба может быть использована для рассеивания света горелки с помощью люминофора или окрашивания. Но при этом в колбе возникают потери света. Таковыми являются «дуговые натриевые в светорассеивающей колбе» (ДНаС) и «дуговые натриевые матированные» ДНаМт. Внешне эти лампы очень похожи на ДРЛ.

Но по желтому цвету света отличаются от них.

Технологически в горелке натриевой лампы можно разместить только два электрода на её концах. Размещение дополнительных поджигающих электродов не представляется возможным.

Обратите внимание

Поэтому балласты натриевых ламп отличаются от балластов ДРЛ. Для пробоя межэлектродного промежутка в балласте предусматривается специальное импульсное устройство.

Лампа, которая нуждается в таком балласте маркируется специальной меткой. Она имеет вид буквы Е на фоне треугольника.

Чтобы использовать одни и те же балласты для ДРЛ и натриевых ламп последние выпускаются со специальными горелками. В них имеется спиральный электрод снаружи корпуса. Он позволяет уменьшить межэлектродное расстояние и понизить величину пробивного напряжения.

Натриевые лампы с такими горелками маркируются меткой в виде буквы I. Как и у ДРЛ срок службы ДНаТ составляет 10-15 тысяч часов. Со временем свет ДНаТ и других источников света на основе натрия приобретает красный оттенок.

Но это изменение появляется в конце срока службы, который у натриевых ламп высокого давления один из наиболее продолжительных из всех имеющихся на рынке источников света.

Источник: http://podvi.ru/svetotexnika/natrievye-lampy-vysokogo-davleniya.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector