Пары ртути излучают следующие спектральные линии, использующиеся в газоразрядных лампах^[1][2][3]:

Наиболее интенсивные линии — 184.9499, 253.6517, 435.8328 нм. Интенсивность остальных линий зависит от режима (параметров) разряда.

Ртутные лампы высокого давления типа ДРЛ[править | править код]

ДРЛ (Дуговая Ртутная Люминесцентная) — принятое в отечественной светотехнике обозначение РЛВД, в которых для исправления цветности светового потока, направленного на улучшение цветопередачи, используется излучение люминофора, нанесённого на внутреннюю поверхность колбы. Для получения света в ДРЛ используется принцип постоянного горения разряда в атмосфере, насыщенной парами ртути.^[4]

Применяется для общего освещения цехов, улиц, промышленных предприятий и других объектов, не предъявляющих высоких требований к качеству цветопередачи и помещений без постоянного пребывания людей.

Устройство[править | править код]

Первые лампы ДРЛ изготовлялись двухэлектродными. Для зажигания таких ламп требовался источник высоковольтных импульсов. В качестве него применялось устройство ПУРЛ-220 (Пусковое Устройство Ртутных Ламп на напряжение 220 В). Электроника тех времён не позволяла создать достаточно надёжных зажигающих устройств, а в состав ПУРЛ входил газовый разрядник, имевший срок службы меньший, чем у самой лампы. Поэтому в 1970-х гг. промышленность постепенно прекратила выпуск двухэлектродных ламп. На смену им пришли четырёхэлектродные, не требующие внешних зажигающих устройств.

Для согласования электрических параметров лампы и источника электропитания практически все виды РЛ, имеющие падающую внешнюю вольт-амперную характеристику, нуждаются в использовании пускорегулирующего аппарата, в качестве которого в большинстве случаев используется дроссель, включённый последовательно с лампой.

Четырёхэлектродная лампа ДРЛ (смотреть рисунок справа) состоит из внешней стеклянной колбы 1, снабжённой резьбовым цоколем 2. На ножке лампы смонтирована установленная на геометрической оси внешней колбы кварцевая горелка (разрядная трубка, РТ) 3, наполненная аргоном с добавкой ртути. Четырёхэлектродные лампы имеют основные электроды 4 и расположенные рядом с ними вспомогательные (зажигающие) электроды 5. Каждый зажигающий электрод соединён с находящимся в противоположном конце РТ основным электродом через токоограничивающее сопротивление 6. Вспомогательные электроды облегчают зажигание лампы и делают её работу в период пуска более стабильной. Проводники в лампе изготавливаются из толстой никелевой проволоки.

В последнее время ряд зарубежных фирм изготавливает трёхэлектродные лампы ДРЛ, оснащённые только одним зажигающим электродом. Эта конструкция отличается только большей технологичностью в производстве, не имея никаких иных преимуществ перед четырёхэлектродными.

Принцип действия[править | править код]

Горелка (РТ) лампы изготавливается из тугоплавкого и химически стойкого прозрачного материала (кварцевого стекла или специальной керамики), и наполняется строго дозированными порциями инертных газов. Кроме того, в горелку вводится металлическая ртуть, которая в холодной лампе имеет вид компактного шарика, или оседает в виде налёта на стенках колбы и (или) электродах. Светящимся телом РЛВД является столб дугового электрического разряда.

Процесс зажигания лампы, оснащённой зажигающими электродами, выглядит следующим образом. При подаче на лампу питающего напряжения между близко расположенными основным и зажигающим электродом возникает тлеющий разряд, чему способствует малое расстояние между ними, которое существенно меньше расстояния между основными электродами, следовательно, ниже и напряжение пробоя этого промежутка. Возникновение в полости РТ достаточно большого числа носителей заряда (свободных электронов и положительных ионов) способствует пробою промежутка между основными электродами и зажиганию между ними тлеющего разряда, который практически мгновенно переходит в дуговой.

Стабилизация электрических и световых параметров лампы наступает через 10-15 минут после включения. В течение этого времени ток лампы существенно превосходит номинальный и ограничивается только сопротивлением пускорегулирующего аппарата. Продолжительность пускового режима сильно зависит от температуры окружающей среды — чем холоднее, тем дольше будет разгораться лампа.

Электрический разряд в горелке ртутной дуговой лампы создаёт видимое излучение голубого или фиолетового цвета, а также, мощное ультрафиолетовое излучение. Последнее возбуждает свечение люминофора, нанесённого на внутренней стенке внешней колбы лампы. Красноватое свечение люминофора, смешиваясь с бело-зеленоватым излучением горелки, даёт яркий свет, близкий к белому.

Изменение напряжения питающей сети в большую или меньшую сторону вызывает изменение светового потока: отклонение питающего напряжения на 10-15 % допустимо и сопровождается соответствующим изменением светового потока лампы на 25-30 %. При уменьшении напряжения питания менее 80 % номинального, лампа может не зажечься, а горящая — погаснуть.

При горении лампа сильно нагревается. Это требует использования в световых приборах с дуговыми ртутными лампами термостойких проводов, предъявляет серьёзные требования к качеству контактов патронов. Поскольку давление в горелке горячей лампы существенно возрастает, увеличивается и напряжение её пробоя. Величина напряжения питающей сети оказывается недостаточной для зажигания горячей лампы, поэтому перед повторным зажиганием лампа должна остыть. Этот эффект является существенным недостатком дуговых ртутных ламп высокого давления: даже весьма кратковременный перерыв электропитания гасит их, а для повторного зажигания требуется длительная пауза на остывание.

Традиционные области применения ламп ДРЛ[править | править код]

Освещение открытых территорий, производственных, сельскохозяйственных и складских помещений. Везде, где это связано с необходимостью большой экономии электроэнергии, эти лампы постепенно вытесняются НЛВД (освещение городов, больших строительных площадок, высоких производственных цехов и др.).

Довольно оригинальной конструкцией отличаются РЛВД Osram серии HWL (аналог ДРВ), имеющие в качестве встроенного балласта обычную нить накала, размещённую в вакуумированном баллоне, рядом с которой в том же баллоне помещена отдельно загерметизированная горелка. Нить накала стабилизирует напряжение питания из-за бареттерного эффекта, улучшает цветовые характеристики, но, очевидно, весьма заметно снижает как общий КПД, так и ресурс из-за износа этой нити. Такие РЛВД применяются и в качестве бытовых, так как имеют улучшенные спектральные характеристики и включаются в обычный светильник, особенно в больших помещениях (самый маломощный представитель этого класса создаёт световой поток в 3100 Лм).

Дуговые ртутные металлогалогенные лампы (ДРИ)[править | править код]

Лампы ДРИ (Дуговая Ртутная с Излучающими добавками) конструктивно схожа с ДРЛ, однако в её горелку дополнительно вводятся строго дозированные порции специальных добавок — галогенидов некоторых металлов (натрия, таллия, индия и др.), за счёт чего значительно увеличивается световая отдача (порядка 70 — 95 лм/Вт и выше) при достаточно хорошей цветности излучения. Лампы имеют колбы эллипсоидной и цилиндрической формы, внутри которой размещается кварцевая или керамическая горелка. Срок службы — до 8 — 10 тыс. ч.

В современных лампах ДРИ используются в основном керамические горелки, обладающие большей стойкостью к реакциям с их функциональным веществом, благодаря чему со временем горелки затемняются гораздо меньше кварцевых. Однако последние тоже не снимают с производства из-за их относительной дешевизны.

Ещё одно отличие современных ДРИ — шаровидная форма горелки, позволяющая снизить спад светоотдачи, стабилизировать ряд параметров и увеличить яркость «точечного» источника. Различают два основных исполнения данных ламп: с цоколями Е27, Е40 и софитное — с цоколями типа Rx7S и подобными им.

Для зажигания ламп ДРИ необходим пробой межэлектродного пространства импульсом высокого напряжения. В «традиционных» схемах включения данных паросветных ламп, помимо индуктивного балластного дросселя, используют импульсное зажигающее устройство — ИЗУ.

Изменяя состав примесей в лампах ДРИ, можно добиться «монохроматических» свечений различных цветов (фиолетового, зелёного и т. п.) Благодаря этому ДРИ широко используются для архитектурной подсветки. Лампы ДРИ с индексом «12» (с зеленоватым оттенком) используют на рыболовецких судах для привлечения планктона.

Дуговые ртутные металлогалогенные лампы с зеркальным слоем (ДРИЗ)[править | править код]

Лампы ДРИЗ (Дуговая Ртутная с Излучающими добавками и Зеркальным слоем) представляет собой обычную лампу ДРИ, часть колбы которой изнутри частично покрыта зеркальным отражающим слоем, благодаря чему такая лампа создаёт направленный поток света. По сравнению с применением обычной лампы ДРИ и зеркального прожектора, уменьшаются потери за счёт уменьшения переотражений и прохождений света через колбу лампы. Так же получается высокая точность фокусировки горелки. Для того, чтобы после вворачивания лампы в патрон направление излучения её можно было изменить, лампы ДРИЗ снабжают специальным цоколем.

Ртутно-кварцевые шаровые лампы (ДРШ)[править | править код]

Лампы ДРШ (Дуговые Ртутные Шаровые) представляют собой дуговые ртутные лампы сверхвысокого давления с естественным охлаждением. Имеют шарообразную форму и дают сильное ультрафиолетовое излучение.

Ртутно-кварцевые лампы высокого давления (ПРК, ДРТ)[править | править код]

Дуговые ртутные лампы высокого давления типа ДРТ (Дуговые Ртутные Трубчатые) представляют собой цилиндрическую кварцевую колбу с впаянными по концам электродами. Колба наполняется дозированным количеством аргона, помимо того в неё вводится металлическая ртуть. Конструктивно лампы ДРТ очень схожи с горелками ДРЛ, а электрические параметры их таковы, что позволяют использовать для включения пускорегулирующие аппараты ДРЛ соответствующей мощности. Однако большинство ламп ДРТ выполняется в двухэлектродном исполнении, поэтому для их зажигания требуется использование специальных дополнительных устройств.

Первые разработки ламп ДРТ, носивших первоначальное название ПРК (Прямая Ртутно-Кварцевая), были выполнены Московским электроламповым заводом в 1950-х гг. В связи с изменением нормативно-технической документации в 1980-х гг. обозначение ПРК было заменено на ДРТ.

Существующая номенклатура ламп ДРТ имеет широкий диапазон мощностей (от 100 до 12000 Вт). Лампы используются в медицинской аппаратуре (ультрафиолетовые бактерицидные и эритемные облучатели), для обеззараживания воздуха, пищевых продуктов, воды, для фотополимеризации лаков и красок, экспонирования фоторезистов и иных фотофизических и фотохимических технологических процессов. Лампы мощностью 400 и 1000 Вт применялись в театральной практике для освещения декораций и костюмов, расписанных флуоресцентными красками. В этом случае осветительные приборы оснащались светофильтрами из ультрафиолетового стекла УФС-6, срезающими жёсткое ультрафиолетовое и практически всё видимое излучение ламп.

Важным недостатком ламп ДРТ является интенсивное образование озона в процессе их горения. Если для бактерицидных установок это явление обычно оказывается полезным, то в других случаях концентрация озона вблизи светового прибора может существенно превышать допустимую по санитарным нормам. Поэтому помещения, в которых используются лампы ДРТ, должны иметь соответствующую вентиляцию, обеспечивающую удаление избытка озона. В небольших количествах изготавливаются безозонные лампы ДРТ, колба которых имеет внешнее покрытие из кварца, легированного диоксидом титана. Такое покрытие практически не пропускает озонообразующую линию резонансного излучения ртути 184,9 нм.

24 сентября 2014 г, Россия подписала Минаматскую конвенцию по ртути. Согласно данной конвенции, с 2020 г. будет запрещено производство, импорт или экспорт продукта, содержащего ртуть. Под запрещение Минаматской конвенции попадают лампы общего освещения ртутные высокого давления паросветные (РВДП), в частности лампы ДРЛ и ДРИ.

Лампа ДРИ: расшифровка и технические характеристики

Аббревиатура «ДРИ» имеет расшифровку «Дуговая Ртутная с Излучающими добавками». Часто применяются для освещения производственных и торговых площадей, помещений, где проводятся различные выставки.

Особенности ламп ДРИ

Колбы ламп наполнены различными йодсодержащими соединениями в виде галогеновых солей. Применяются соединения с индием, натрием, цезием, тулием, гольмием. Во время работы соли испаряются. Инертный газ (обычно — аргон) в горелке играет роль буфера. При верно подобранном сочетании этих элементов можно выровнять спектр свечения и соответственно улучшить качество цветопередачи. Эти лампы имеют мощность до 3.5 кВт. От сочетания химических элементов будут зависеть характеристики источника света. Информация об этом всегда расположена на упаковке.

В отличие от ДНаТ, в этом типе осветителей горелка в проекции имеет форму эллипса или окружности. Разнится и химический состав внутри колбы. Это способствует повышению светоотдачи. Для изготовления горелки используются особые виды прозрачной керамики. С лампами ДНаТ роднит необходимость использования дополнительных элементов для запуска и поддержания разряда. Сюда же можно отнести и физический принцип – дуговой разряд. Внешняя колба может быть  как у ДРЛ (Эллипсоидная), так и у ДНаТ (Трубчатая). Пускорегулирующие аппараты применимы как для ДНаТ, так и ДРИ.

Внешний вид лампы ДРИ

Лампы выпускаются под патроны Е40, Е27 и в малогабаритном софитном исполнении. Внутри внешний колбы отсутствует люминофорное покрытие.

Технические характеристики ламп

Номенклатура обширна. Эти лампы очень разнообразны и по мощности (от 125 Вт), и по спектральному составу излучения. Напряжение питания: 220, либо 380 Вольт, способны работать в широком диапазоне температур (-30…+50 ⁰С). В отличие от многих других газоразрядных источников искусственного света ДРИ выгодно отличаются очень большими индексами цветопередачи (типичное значение 80-90). Удельная доля УФ-излучения достаточно велика. При этом цветовая температура составляет о 3000 до 6000 К. Приемлемый срок полезной эксплуатации составляет в среднем не более 12000 часов. Конкретные характеристики обозначаются дополнительным цифровым индексом. Он характеризует цвет изучения.

Внешний вид лампы ДРИ

Схема подключения

Этот тип ламп требует обязательного применения пускорегулирующей аппаратуры. Недостаточно просто подать на цоколь напряжение питания – она не загорится. Схема подключения ДРИ и ДНаТ одна и та же.

Существует и трехконтактные устройства запуска ламп ДРИ\ДНаТ. Разницы между ними принципиальной нет. Для запуска разряда подается импульс с напряжением от 2кВ. После этого происходит ионизация газа и запускается разряд. Можно применять дроссели от осветительных приборов ДНаТ.

Подробное изучение ДНаТ лампы рассмотрено  в этой статье: «Лампа натриевая (ДНаТ) особенности и характеристики«

В данной схеме конденсатор не является обязательным элементом. Он призван осуществлять компенсацию фаз. Так как в схеме присутствует дроссель (катушка индуктивности). То формируется и реактивная мощность, которая дает помехи в осветительную сеть. На энергопотребление конденсатор не влияет. На яркость свечения он также не оказывает никакого влияния. В зависимости от мощности лампы, его емкость составит от 18 до 40 мкФ.

При самостоятельной сборке ДРИ-осветителя не рекомендуется применять провод длиной свыше одного метра между патроном и зажигающим устройством. Помните о технике безопасности!

Некорректно выбранная пускорегулирующая аппаратура приводит к быстрому износу электродов. Соответственно, срок полезной эксплуатации сокращается.

Область применения

Эти лампы еще эксплуатируются. Ими подсвечивают автодороги, открытую местность большой площади. Часто их можно встретить в спортивных залах и на производстве. За счет хорошего индекса цветопередачи уменьшается травматизм. Выставочные и торговые помещения часто также подсвечивают этим типом ртутных газоразрядных лам. В декоративном освещении они тоже нашли свое место. На рыболовецких морских судах применяются особые световые источники (с индексом 12). Они дают зеленоватый свет, это позволяет приманивать планктон. Ультрафиолетовая часть спектра ДРИ используется в медицинских учреждениях. Для целей растениеводства подходят излучатели с теплым желто-красным светом. Это дает повышение урожайности в сельском хозяйстве. Мощные лампы часто применяются в прожекторных установках аэропортов, концертных аудиториях, для подсветки архитектуры.

Достоинства и недостатки

Плюсы и минусы применения освещения на основе ДРИ-излучателей обусловлены их устройством. Сфера применения достаточно широка. Даже несмотря на все недостатки, это действительно качественный источник света.

Плюсы

• Большой ассортимент.
• Великолепная цветопередача.
• Большая светоотдача.
• Малые эксплуатационные затраты.
• Экономичность.

Минусы

• Наблюдается стробоскопический эффект.
• Возможность ртутного заражения при разгерметизации горелки.
• Сложности утилизации из-за наличия ртути.
• Согласно положениям Минаматской конвенции подлежит выводу из эксплуатации в 2020 году. Соответственно, требуется поиск альтернативного осветителя. Наиболее достойной кандидатурой является светодиодное освещение, имеющее лучшие показатели энергоэффективности.
• Требует специальных условий хранения. Это свойственно всем ртутным световым приборам.
• Моральное устаревание.
• Высокая цена.
• Не всегда возможно зажечь «горячую лампу».
• Запрещено использование в светильниках открытого типа.
• Температура внешней колбы превышает 200 ⁰С.

Об авторе: Vamfaza « Предыдущая запись Следующая запись »

Эксплуатационные характеристики ламп типа ДНаТ, ДРИ, ДРЛ, ДРВ на сайте компании ALB

Вернуться 1 Ноября 2014
При выборе ламп, следует руководствоваться следующими эксплуатационными характеристиками: 

• Срок службы ламп
• Световая отдача
• Положение горения лампы

Наименьший срок службы (3-5 тыс.часов) у ламп типа ДРВ, при этом данные лампы имеют наименьшую световую отдачу (количество светового потока в люменах, генерируемого при затрате 1 Ватта мощности) среди разрядных ламп высокого давления. Единственным преимуществом данных ламп является возможность их эксплуатации без ПРА, то есть данные лампы можно устанавливать в светильники, предназначенные для ламп накаливания. 

Наибольший срок службы (12-28 тыс. часов) и наибольшую световую отдачу (до 140 лм/Вт) имеют лампы типа ДНаТ, однако которые имеют низкое качество цветопередачи и большой коэффициент пульсаций светового потока. 

Лампы типа ДРЛ при большом сроке службы (12-20 тыс.часов) имеют сравнительно не высокую световую отдачу (~ 60 лм/Вт) удовлетворительную цветопередачу и достаточно большое значение коэффициента пульсаций светового потока. 

Лампы типа ДРИ при сроке службы 7-12 тыс. часов обеспечивают высокое качество цветопередачи при сравнительно низком коэффициенте пульсации светового потока, что позволяет использовать их в осветительных установках, применяемых для освещения стадионов, театральных сцен и т.п. 

Положение горения ламп типа ДНаТ практически не сказывается на ее характеристиках. У ламп типа ДРЛ, ДРИ и ДРВ предпочтительна их эксплуатация в вертикальном положении, т.к. в горизонтальном положении лампы дуговой разряд в разрядной трубке вследствие конвекции приближается к ее поверхности, что ведет в этом случае к некоторому сокращению срока службы ламп.

Статью подготовил Ашрятов Альберт Аббясович, к.т.н., доцент кафедры светотехники ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н. П. Огарева» специально для производственного светотехнического объединения ALB. 

Принцип работы лампы ДРЛ

Содержание:

1. Устройство лампы ДРЛ
2. Принцип работы лампы ДРЛ
3. Отличие ламп ДРВ и ДРЛ
4. Срок службы лампы ДРЛ

В ночное время в уличных светильниках широко используются дуговые ртутные люминофорные (ДРЛ) лампы высокого давления. Они применяются в производственных помещениях и на других объектах, не требующих качественной цветопередачи. Принцип работы ДРЛ лампы достаточно сложен, однако это позволяет придать осветительным приборам необходимые характеристики. Чтобы понять, как работает такая лампочка, нужно хорошо знать ее конструкцию.

Устройство лампы ДРЛ

Стандартная лампа ДРЛ состоит из стеклянной колбы, у которой снизу установлен цоколь с резьбой. Освещение происходит с помощью ртутно-кварцевой горелки, выполненной в виде трубки. Внутренняя часть трубки заполнена аргоном и небольшим количеством ртути.

У каждой лампы ДРЛ расшифровка аббревиатуры соответствует полному названию дуговых ртутных ламп. В более ранних конструкциях символ Д означал дроссель или лампу, где используется дроссель. В настоящее время используются бездроссельные лампы ДРЛ, доступные многим потребителям. Поэтому в связи с изменениями функциональности, в маркировке лампы ДРЛ расшифровка буквы Д была изменена.

Самые первые лампочки этого типа были оборудованы лишь двумя электродами. В связи с этим для их запуска требовалось дополнительное крупногабаритное устройство поджога, работающего за счет высоковольтного импульсного пробоя газового промежутка горелки. Эти лампочки были постепенно сняты с производства и заменены четырехэлектродными конструкциями, запускающимися только с помощью дросселя.

В четырехэлектродной лампочке имеются основные и дополнительные электроды. Соединение электродов с главными катодами осуществляется путем соединения противоположных полярностей добавочным угольным резистором. Применение дополнительных электродов позволяет стабилизировать работу лампы и значительно упростить ее зажигание.

Основная функция цоколя заключается в приеме электрической энергии из сети через точечный и резьбовой элемент от контактов патрона, установленного в светильнике. Затем, происходит подача электроэнергии к электродам. В кварцевой колбе имеются ограничивающие сопротивления в количестве двух штук, находящиеся в одной цепи с дополнительными электродами. На внутреннюю поверхность колбы наносится люминофор.

Принцип работы лампы ДРЛ

Каждая горелка изготавливается из прозрачного тугоплавкого материала, устойчивого к химическим воздействиям. Для этого используются керамические материалы или кварцевое стекло. Инертный газ, закачиваемый внутрь, имеет точную дозировку. Окончательный дуговой электрический разряд создается путем добавления металлической ртути, обеспечивая нормальное свечение лампы.

Запуск выполняется с помощью зажигающих электродов. Когда к лампочке подается питающая электрическая энергия, происходит создание тлеющего разряда между зажигающим и основным электродом, которые расположены очень близко относительно друг друга. В результате, происходит накопление носителей зарядов, достаточных для появления пробоя на расстоянии между первым и вторым основным электродом. Тлеющий разряд в самые короткие сроки принимает дуговую форму.

Устойчивый свет и работа лампы типа ДРЛ начинается примерно через 10-15 минут, после подачи электроэнергии. В течение этого времени ток, протекающий в лампочке, значительно выше номинального значения и ограничивается сопротивлением, находящимся в пускорегулирующей аппаратуре. Продолжительность пуска напрямую зависит от температуры наружной среды. При низких температурах пусковой режим становится более продолжительным.

В процессе горения, излучение электрического разряда становится голубым или фиолетовым, благодаря свечению люминофора. Происходит смешивание зеленовато-белого света горелки и красноватого люминофорного свечения. Получается яркий цвет, приближающийся к белому. Следует учитывать наличие колебаний напряжения электросети, оказывающих влияние на световой поток. При низком напряжении лампочка ДРЛ может попросту не запуститься, а та, которая горит – может погаснуть.

Рассматривая принцип работы ртутных газоразрядных ламп (ДРЛ), следует учитывать ее сильный нагрев во время работы. Поэтому конструкция приборов освещения с такими лампами предусматривает использование термостойких проводов и качественных контактов, устанавливаемых в патроне. В процессе нагревания происходит рост давления внутри горелки с одновременным ростом пробойного напряжения. Из-за этого нагретая лампа может не включиться. Прежде чем производить повторное включение, нужно дать ей остыть.

Лампы ДРВ и ДРЛ отличия

Оба типа светильников являются газоразрядными ртутными лампами, а точнее их разновидностями. Они широко используются во внешнем и внутреннем освещении. Нередко возникает вопрос, как отличить лампу ДРЛ от ДРВ, поскольку внешне они абсолютно одинаковы. Тем не менее, каждая из них обладает индивидуальными особенностями, собственными техническими характеристики и принципами работы.

В обеих лампах для горелок использовано кварцевое стекло или специальный керамический состав. В каждую горелку помещены точные дозы инертных газов с небольшим количеством ртути. Напряжение поступает к ртутным лампам в область пары электродов, расположенных по бокам горелки. За счет маленького расстояния газ между электродами быстро ионизируется, после чего в этом месте возникает тлеющий разряд. Он постепенно переходит в зону между основными электродами, мгновенно превращается в дуговой разряд, после чего светильники с лампами ДРЛ начинают гореть в штатном режиме.

Полностью нормативные световые качества набираются лампами примерно через 10 минут после включения. Для ограничения номинального тока в лампах ДРЛ используется пускорегулирующий прибор с установленным сопротивлением. После того как амплитуда переходит значение сетевого напряжения, вся энергия, накопленная индуктивностью, уходит в нагрузку. В кварцевой горелке происходит некоторая задержка напряжения.

В лампах типа ДРВ (дуговых ртутных вольфрамовых) такая подкачка энергии не требуется поскольку в них отсутствует индуктивный балласт. Функции ограничения тока выполняются самой вольфрамовой спиралью, с заранее установленным сопротивлением и мощностью, соответствующим пусковым режимам горелки. Напряжение горелки будет нарастать по мере ее разогрева, и постепенно уменьшаться на спирали. В результате внутренняя колба ламп ДРВ будет светиться на 30% меньше, чем лампы уличного освещения ДРЛ.

Основным отличием этих двух ламп является невозможность использования ДРЛ без пускорегулирующего устройства, в качестве которого используется дроссель. Он служит ограничителем тока, питающего лампу и должен обязательно соответствовать ее мощности. Если включение производится без дросселя, такая лампочка моментально сгорит под действием высокого тока, проходящего через нее. Повторное включение лампы ДРЛ можно выполнять лишь после ее полного остывания.

Оба типа ламп обладают повышенной чувствительностью к перепадам температур. Поэтому вся конструкция защищена наружной колбой. Кроме того, ее внутренняя сторона покрыта люминофором, с помощью которого ультрафиолетовое свечение преобразуется в часть спектра красного цвета.

Срок службы лампы ДРЛ

Данные лампы получили широкое распространение для уличного и промышленного освещения. В случае необходимости они могут использоваться и для внутреннего освещения помещений. Такая популярность стала возможной, благодаря таким эргономическим показателям, как соответствие излучения солнечному свету, коэффициент пульсаций светового потока и другим. Немаловажное значение имеет и тот факт, что ламп ДРЛ варьируется в очень широком диапазоне, значительно расширяя сферу их использования.

Особое внимание следует обратить на сроки службы, заявленные производителями. Как показывает практика, ртутные лампы ДРЛ после 2-3 месяцев эксплуатации в зависимости от интенсивности использования, теряют значительную часть светового потока. Вместе с тем, расход электрической энергии остается на том же уровне. Кроме того, было достоверно установлено, что эти лампы обладают так называемым эффектом старения. То есть, через 400 часов работы их световой поток снизится примерно на 20%, а к концу срока эксплуатации данный показатель составит уже 50%.

Данные недостатки полностью перекрываются простотой и технологичностью, доступностью и низкой стоимостью ртутных газоразрядных лампочек. Их использование становится экономически выгодным при отсутствии жестких требований к освещению на конкретном объекте или участке.

Сравнение светодиодных ламп и ламп ДРЛ, ДНаТ

21.07.2014

Промышленное и уличное освещение, освещение общественных сооружение, транспортных магистралей, складских и производственных помещений должно быть контрастным и обеспечивать высокую цветопередачу. Чтобы работа на освещаемой территории была максимально безопасной и эффективной, эти требования должны выполняться всегда. Поэтому так много предприятий переходят на светодиодное освещение.

Чем же перестали устраивать лампы ДРЛ и ДНаТ? Для начала обратимся к технической стороне вопроса.

 

Дуговые ртутные лампы (ДРЛ)

ДРЛ излучает свет за счет свечения люминофора — паров ртути. ДРЛ наиболее распространенный в настоящее время тип ламп.  Такие лампы легко изготовить, они обладают невысокой цветопередачей и меньшей светоотдачей по сравнению с лампами ДНаТ, но в отличие от них не требуют для зажигания дополнительных высоковольтных запускающих устройств. Эргономические показатели освещения ламп ДРЛ (коэффициент пульсаций светового потока, соответствие спектра излучения солнечному спектру) немного хуже, чем, например, у ламп ДРИ, но гораздо лучше, чем у ламп ДНаТ.

Самые распространенные лампы ДРЛ: 125W E27, 250W E40 и 400W E40.

 

Дуговые натриевые трубчатые лампы (ДНаТ)

Лампы ДНаТ обладают самой высокой светоотдачей среди газоразрядных ламп и меньшим значением снижения светового потока при длительных сроках службы. В связи с очень высоким коэффициентом пульсаций и большим отклонением спектра излучения лампы в область красного цвета, что нарушает цветопередачу объектов, не рекомендуется применять лампы ДНаТ для освещения внутри производственных и жилых помещений.

Для эффективной работы ламп ДНаТ необходимо обеспечивать «комфортные» условия эксплуатации — высокую стабильность напряжения питания, температуру окружающей среды от -20ºС до +30ºС. Отклонение от «комфортных» условий эксплуатации приводит к резкому сокращению срока службы ламп и уменьшению светоотдачи. На срок службы ламп ДНаТ также влияет качество используемых импульсных запускающих устройств.

В настоящее время существует широко распространенное заблуждение, что замена ламп ДРЛ на более эффективные лампы ДНаТ приводит к улучшению качества освещения и экономии электроэнергии. При этом не учитывается, что лампа ДНаТ аналогичной мощности при большем световом потоке имеет и больший потребляемый ток. Помимо этого, преобладание красного спектра от ламп ДНаТ ухудшает общую картину видимости освещаемых объектов, что особенно опасно для освещения скоростных автомобильных магистралей.

Самые распространенные лампы ДНаТ: 150W E40, 250W E40 и 400W E40.

 

Светодиодные (LED) лампы высокой мощности

В отличие от других технологий у светодиодов очень высокое КПД – не менее 90% (95-98%). В большинстве существующих технологий присутствует разогрев какого-либо тела или области, на что требуется приличные затраты энергии. Благодаря высокому КПД светодиодная технология обеспечивает низкое энергопотребление и малое тепловыделение. Помимо этого, в силу самой природы получения излучения, светодиоды обладают совокупностью характеристик, недостижимой для других технологий. Механическая и температурная устойчивость, устойчивость к перепадам напряжения, продолжительный срок службы, отличная контрастность и цветопередача. Плюс экологичность, отсутствие мерцания и ровный свет. Это и есть качество современной технологии.

Светодиодные лампы на замену ДРЛ и ДНаТ выпускаются в диапазоне мощностей от 20 до 150 Вт. Чем выше мощность ламп, тем больше дополнительных «аксессуаров» вводится в ее конструкцию: лампы от 60Вт снабжаются куллером для принудительного охлаждения и от 100Вт — выносным драйвером питания.

 

Сравнение трех типов ламп

Тип	Модель	Номинальная мощность, Вт	Потребляемая активная мощность, Вт	Средняя время работы, часов	Световой поток, Лм
ДРЛ	ДРЛ-125	125	140	12000	6000
	ДРЛ-250	250	280	12000	13000
	ДРЛ-400	400	450	12000	24000
ДНаТ	ДНаТ-100	100	115	6000	9400
	ДНаТ-150	150	170	10000	14500
	ДНаТ-250	250	290	15000	24000
	ДНаТ-400	400	460	15000	47500
LED	аналог ДРЛ-125	40	40	до 50000	4000
	аналог ДРЛ-250	80	80	до 50000	7500*

 *У светодиодного аналога лампы ДРЛ-250 может удивить световой поток в 7500 люмен. На самом деле его вполне достаточно ввиду сильной направленности светодиодов. При использовании внутри помещений, где важно рассеяние света, этот фактор влияет намного меньше, чем во внешнем, где высота подвеса обычно составляет от 6м и выше. Экспериментальное сравнение типов ламп может это наглядно продемонстрировать.

 

Сравнение характеристик

Тип лампы	ДРЛ-250	ДНаТ-150	LED лампа 80Вт E40
Мощность, Вт	280	170	80
Световой поток, лм	13000	14500	7500
Срок службы, ч	12000	20000	50000
Контрастность и цветопередача	низкая	очень низкая	высокая
Коэф. пульсации света	высокий	высокий	близок к нулю
Устойчивость к перепадам напряжения	низкая не более +/-15%	очень низкая не более +/-5%	высокая в интервале 85-265В
Время выхода в рабочий режим	4-5 минут	7-10 минут	мгновенно
Температурная устойчивость	низкая	очень низкая	высокая
Нагревается	сильно	сильно	слабо
Экологическая безопасность	лампа содержит до 100мг паров ртути	лампа содержит натриево- ртутную амальгаму и ксенон	абсолютно безвредна

Примечание: Под температурной устойчивостью подразумевается то, насколько зависит как работа лампы, так и срок её службы от критических значений температуры. Например известно, что лампа ДНаТ крайне чувствительна к отклонению от «комфортных» значений температуры. Такие отклонения отрицательно влияют на светоотдачу и приводит к резкому снижению срока службы.

 

Выводы

У ламп ДРЛ и ДНаТ присутствует эффект старения. Достоверно известно, что после 400 часов работы падение светового потока у ламп ДРЛ составляет более 20%, а к концу срока жизни более 50%. Большую часть срока службы лампа излучает всего 50-60% от номинального светового потока. С ДНаТами ситуация ещё печальней, ввиду их меньшей температурной устойчивости.

У светодиодов подобного нет. Светодиоды в течение всего своего срока службы сохраняют свои параметры на первоначальном уровне. Лишь к концу срока может наблюдаться незначительное падение светового потока.

ДРЛ — наиболее простая и доступная по цене технология. Низкие начальные затраты при условии отсутствия жёстких требований к освещению оправдывают её использование.

ДНаТ — лучшая светоотдача среди газоразрядных ламп – единственное серьёзное преимущество перед ДРЛ. Но очень слабый показатель цветопередачи и большая чувствительность к температуре ставит под сомнение целесообразность замены. ДНаТ не рекомендуется использовать для внутреннего освещения, а в некоторых странах даже существует запрет. Освещение дорог, особенно скоростных, также не рекомендуется. При освещении любых других зон использование ламп ДНаТ можно считать оправданным по сравнению с ДРЛ.

Светодиодная лампа —  может показаться невероятным, но у светодиодных ламп нет технических недостатков. Они лучше во всём. В дополнение к сказанному выше можно добавить, что светодиодным лампам не требуются пусковые токи, а соответственно требуется меньшее сечение кабеля. Единственный минус это то, что в цене они прилично впереди. Насколько же оправдано их использование? С учётом всех факторов, касающихся издержек эксплуатации ламп ДРЛ или ДНаТ, срок окупаемости светодиодных аналогов начинается с 3-х лет. То есть – 3 года (или более) светодиодная лампа окупает себя, а во все последующие года приносит прибыль. При этом всё время выдавая самый качественный свет по сравнению с другими технологиями.

Статья написана с использованием материалов источника.