Какими бывают натриевые лампы виды характеристики применение выбор

Общее описание осветительных приборов

Натриевые изделия относятся к прогрессивному, современному и экономичному оборудованию. Основным рабочим элементом в них являются пары натрия.

Весь процесс протекает в специальной трубке-горелке цилиндрической формы, состоящей из окиси алюминия.

Элементы, осуществляющие излучение, размещаются в баллоне из прочного стекла, укомплектованном наиболее популярными резьбовыми цоколями E27 или E40.

Образующееся в процессе резонансное излучение имеет специфический желто-оранжевый цвет, называющийся монохроматичным.

Это значит, что, несмотря на яркость, плотность и насыщенность, светопоток не осуществляет хорошую цветопередачу.

Кроме того, находясь на удвоенной частоте питающей сети, модули существенно мерцают, что делает их абсолютно не подходящими для освещения жилых помещений.

Натриевые источники света состоят из термостойкой стеклянной колбы эллиптической или цилиндрической формы. Внутри располагается рабочая алюминиевая горелка, с обеих сторон оснащенная электродами.

Этот материал имеет высокие физические характеристики, отличается хорошей эксплуатационной стойкостью.

Корректно взаимодействует с парами натрия и обладает уникальной способностью пропускать около 90% произведенной световой энергии, не подвергаясь разрушению.

Помимо натриевых соединений, внутри разрядной трубки находится ртуть и аргон.

Колба комплектуется особыми прокладками. Они заботятся о сохранении вакуума во внутреннем пространстве лампочки и не дают кислороду проникнуть в горелку.

Это повышает уровень эксплуатационной безопасности приборов, поскольку в процессе работы разрядная трубка сильно раскаляется и достигает почти фантастических показателей в 1300 °C.

В таком случае попадание внутрь даже очень небольшого количества воздуха может разрушить целостность модуля и спровоцировать опасную для находящихся рядом людей ситуацию.

В основе принципа работы натриевого устройства лежат дуговые разряды. В результате импульсного напряжения, образующегося во внутренней трубке, они создают насыщенное видимое свечение.

В натриевых парах, отвечающих за формирование внутри колбы газоразрядной среды, преобладает красное спектральное свечение.

Благодаря этой особенности ламповые агрегаты создают исходящий свет таких оттенков, как:

• желтый;
• оранжевый;
• красный в самых разнообразных оттенках.

Сразу после активации натриевые приборы горят слабо и тускло, потому что основной объем энергоресурсов тратится на качественный разогрев рабочей горелки.

Светопоток приобретает необходимую яркость, насыщенность и силу только спустя 5-10 минут, когда температура внутренней горелки достигает необходимого для корректной работы уровня.

Все изделия натриевого типа нуждаются в системе запуска. Она предназначается для осуществления оптимального зажигания и удобной регулировки токопотока. Сейчас на рынке представлены пускорегулирующие элементы двух видов.

Первый — это агрегат ПРА, рассчитанный для функционирования при уровне сетевого напряжения в 220 В. Имеет упрощенную конструкцию, продается по разумной цене и относится к бюджетным вариантам сопутствующего оборудования.

Второй – это более современный, прогрессивный электронный агрегат ЭПРА, не имеющий в своей конструкции зажигающего устройства.

Стабилизирует мощность, значительно увеличивает эффективность светоотдачи, устраняет неприятное для глаз мерцание и продлевает эксплуатационный срок натриевого прибора.

Единственный минус изделия – это более высокая цена, нежели у ПРА. Однако, специалисты утверждают, что электронное устройство быстро окупается и значительно повышает комфортность управления осветительной системой.

Обзор существующих видов

Газоразрядные источники света высокого давления, в число которых входят и дуговые лампочки ДРЛ, подразделяются на две основные группы: общего и узкоспециального назначения. Первый вариант устанавливается в светильник уличного освещения. Вторая группа источников света высокого давления применяется в медицине, определенных отраслях промышленности, а также сельском хозяйстве.

Кроме этого, газоразрядные лампы подразделяются на виды в соответствии с конструкционными и функциональными отличиями. Диапазон мощностей: от 80 до 1 000 Вт. Чаще используются более мощные исполнения 100 Вт, 250 Вт, 400 Вт и пр. Причем существует разделение по количеству электродов: двухэлектродные (мощность от 80 до 1 000 Вт); четырехэлектродные (250 -1 000 Вт).

Особенности натриевых ламп

Натриевые светильники используются в основном для уличного освещения, а также в утилитарных, архитектурных и декоративных решениях. Однако возможно их применение и на промышленных объектах, если нет ограничений по индексу цветопередачи. Лампы высокого давления нашли также свое применение в аграрном секторе.

Отличительной особенностью таких изделий является их зависимость от температуры окружающей среды, вследствие чего для них используются специальные колбы из боросиликатного стекла. Наиболее применяемые лампочки – это Е27 и Е40.

Другой особенностью можно отметить наличие в колбе специальных прокладок, необходимых для безопасного использования НЛ и обеспечения внутри вакуума, так как нагрев разрядной трубки достигает 1300 0 Цельсия и попадание внутрь кислорода способно повредить конструкцию.

От других видов натриевые светильники отличаются еще и тем, что для выхода на полную мощность освещения им необходимо до 10 минут.

Виды ламп, их достоинства и недостатки

Существует два вида ламп, в зависимости от давления натриевых паров:

• низкого давления,
• высокого давления.

Натриевые лампы высокого давления (НЛВД), в зависимости от набора технических характеристик, могут быть:

1. Дуговыми трубчатыми лампами или ДНаТ.
2. Дуговыми натриевыми зеркальными или ДНаЗ.
3. Дуговыми лампами в колбе из матового стекла или ДНаМТ.
4. Дуговыми спектральными или ДНаС.

Конструкция всех натриевых ламп одинакова, однако в лампах низкого давления разрядную трубку наполняют неоном или аргоном, а высокого, – ксеноном или газовыми смесями.

Натриевые светильники имеют ряд достоинств, к которым относятся:

• прекрасное уличное освещение при туманной погоде,
• долгий срок службы,
• хорошая эксплуатационная стойкость,
• экономичность работы.

Недостатки:

1. Радиопомехи. Возникают, если натриевые светильники с лампами высокого давления используются длительное время.
2. При старении возникает эффект выпрямления тока. Это явление, при котором электроды сгорают по-разному и частично разрушают горелку.
3. В процессе старения снижается коэффициент светового потока.
4. Специфичность цветового диапазона. Излучаемый свет меняется в процессе эксплуатации, есть мерцание.
5. Световой поток зависит от погодных условий. При низких температурах происходит ухудшение излучения и теряется его интенсивность.
6. Натриевые светильники чувствительность к перепадам напряжения.
7. Максимальный светопоток достигается лишь спустя несколько после включения.
8. Натриевые светильники и устройства для их подключения и обслуживания имеют большие размеры.
9. Потребляемая мощность увеличивается с увеличением срока эксплуатации и по его окончании достигает 40%.

Высокого давления

Конструкция данного типа представляет собой стеклянную колбу, в которой находится разрядная трубка поликристаллического алюминия, инертная к парам натрия и хорошо пропускающая его излучение. Давление в трубке около 200 кПа. НЛВД имеют более низкую световую отдачу по сравнению с ними же низкого давления.

Низкого давления

Натриевые лампы низкого давления (сокращенно НЛНД) относятся к самым безопасным по отношению к глазам человека из-за того, что их излучение близко к натуральному.

НЛНД идеально подходят для использования в теплицах, так как ее мягкий желтый свет приятен растениям.

Натриевые светильники не предназначены для использования в бытовых условиях (кроме их применения для теплиц), однако сфера их применения очень широка.

1. Освещение автомобильных дорог. Врачами было установлено, что человеческий глаз при желтых оттенках света максимально чувствителен к резкости различения цветов. Следовательно, НЛВД лучше других ламп обеспечивают безопасность водителей и пешеходов на дорогах.
2. Освещение туннелей, спортивных сооружений и контейнерных площадок; аэропортов, вокзалов; цехов, производственных и складских помещений, если к качеству цветопередачи не предъявляется никаких особых требований; теплиц.
3. Использование ДНаС хорошо зарекомендовало себя в медицине, исследовательских лабораториях, химической промышленности и др.
4. Декоративное освещение, художественная подсветка зданий.

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.

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.

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.

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.

После того как на катоды подано высокое импульсное напряжение, происходит зажигание НЛВД. Некоторое время лампа светит тусклым светом. Примерно через 7 – 10 минут, после того как пары натрия разогреются до рабочей температуры, лампа переходит в режим максимальной световой отдачи.

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.

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.

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.

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 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.

Лампы накаливания

Сколько ртути в лампочках

Чтобы понимать есть ли опасность отравления парами ртути при повреждении люминесцентной РЛ, используемой в быту, необходимо иметь представление о ее концентрации в данном типе устройства. Содержание ртути в лампах этого вида варьируется в рамках 3-5 мг.

Безопасным для здоровья человека считается показатель в 0,0003 мг на м³. Если в комнате средней площадью 20-22 м² разбить один такой отечественный прибор, то концентрация паров на 1 м² превысит норму более чем в 300 раз.

В случае повреждения источника света зарубежного производства, степень загрязнения воздуха будет ниже, так как в данных лампочках ртуть входит в состав амальгамы кальция и находится в связанном состоянии, не испаряясь.

Вид РЛ	Содержание токсичного металла, мг
Дуговая трубчатая ртутная лампа (ДРТ)	40-65
Компактная люминесцентная лампа	3-5
Дуговая лампа высокого давления	75-350
Дуговая лампа натриевая высокого давления	30-50
Металлогалогенная	40-60

В быту целесообразнее перейти на светодиодные аналоги, которые также экономичны, но при этом более безопасны.

Все лампы, в состав которых входит ртуть, имеют класс опасности 1. Это значит, что после окончания срока службы такой прибор нельзя просто выбросить в мусорный контейнер. Тем более недопустимо избавиться подобным образом от разбившейся или треснувшей лампы.

Хранить, транспортировать и утилизировать приборы с классом опасности 1 могут только организации, которые имеют лицензию на данную деятельность. Понятно, что каждый человек не станет разыскивать координаты такой компании. Для этого в любом населенном пункте предусмотрены места для временного хранения таких ламп.

Управляющая организация, которая обслуживает ваш дом, уполномочена выделять такие помещения приема для граждан. Проконсультировавшись о часах работы с населением, вы можете просто отнести неисправные приборы туда. Если лампа имеет повреждение, ее нужно положить в пакет, герметично его закрыть и сдать в пункт приема.

Процесс утилизации происходит различными, достаточно трудоемкими способами: амальгамированием, демеркуризацией, обжигом высокой температуры или другим.

Ртутная лампа высокого давления постепенно уходит в прошлое. Борьба за сохранение окружающей среды набирает обороты. На смену пришли натриевые газоразрядные приборы. В домах и городах появляется все больше безопасных, экономичных, прочных и дающих прекрасное освещение светодиодных светильников. Но ничего не происходит вдруг. И от каждого человека зависит, какое «завтра» придет на смену «сегодня». Берегите землю и цените то, что есть у вас сейчас.

Натриевые лампы: конструкция, принцип работы, виды, применение

Натриевые лампы

НЛВД – это лампы высокого давления, являющиеся одним из типов натриевых ламп. Этот электрический источник света относится к газоразрядным лампам.

1 — Резьбовой цоколь 2 — Геттер 3 — Вакуум 4 — Цилиндрическая колба 5 — Изолирующая пробка 6 — Электрод 7 — Керамическая дуговая лампа

8 — Спай дуговой лампы

• Цилиндрическая колба. Внешняя колба выполнена из термостекла. Далее её обрабатывают путём вакуумирования и после чего дегазируют. Благодаря такой тщательной обработке, колба поддерживает стабильную температуру при работе разрядной трубки и защищает токовые вводы от влияния атмосферных газов. Новинки среди НЛ могут иметь колбу другой формы, а также не одну, а две горелки.
• Горелка. Для производства разрядной трубки с токоотводами используют оксид алюминия АI203. Трубка наполняется буферными газами и сплавом с ртутью (амальгамой натрия). Для улучшения цветового диапазона, в горелку нередко добавляют ксенон. Некоторые горелки НЛ ртутью не наполняются. Горелку помещают внутри огнестойкой колбы.

Много специалистов разных производств работают над улучшением показателей цветопередачи в натриевых лампах.

• Повышение компрессии паров натрия.
• Увеличение диаметра горелки.
• Введение излучающих добавок.
• Питание НЛ импульсным током с высокой частотностью.
• Нанесение на колбу интерференционного покрытия и люминофоров.

Ныне ведущие фирмы выпускают качественные НЛ с усовершенствованными цветопередающими свойствами.

Принцип работы НЛ

Принцип действия НЛ основан на дуговых разрядах, которые создают излучение. Пары натрия формируют газоразрядную среду в лампе и светятся цветами красного спектра (жёлтый, оранжевый, красный).

Запуск лампы и регулировка в нём тока, требует пускорегулирующую аппаратуру (ПРА), подключаемую к сети переменного тока с напряжением 220 В и частотой 50 Гц.

При обычном аппарате не обойтись без импульсного зажигающего устройства (ИЗУ). Сейчас существуют лампы, которые используют пускорегулирующий аппарат электронный (ЭПРА), который не нуждается в ИЗУ.

 ЭПРА помимо того, что он не требует ИЗУ, обладает и другими достоинствами.

• Снижает на 30% эелектропотребление.
• Стабилизирует мощность.
• Исключает наличие эффекта мерцания.
• Увеличивает светоотдачу.
• Повышает частоту тока.
• Увеличивает срок эксплуатации НЛВД.

Как уже говорилось, в качестве домашнего светильника такие лампы не годятся. Зато они прекрасно подходят для уличного освещения, для установки на автострадах мостах и т.п.

Постоянное освещение позволяет растениям противостоять болезням и вредителям. Лампа днат 250 в теплицах устанавливается так, чтобы зоны освещения перекрывали друг друга и не оставалось неосвещенных участков. В теплицах поменьше это может быть лампа днат 150.

Применение подобного освещения существенно повышает урожайность самых разных культур: томатов, огурцов, перца, картофеля и других. Поэтому в некоторых источниках днат 1000 и другие натриевые лампы называются фитолампами. Создание благоприятного для растения микроклимата, не зависящего от наружного освещения — вот та задача, с которой они блестяще справляются. Очень удачный выбор для зимнего сада.

Приобретя натриевые лампы ( а также необходимые для их работы ПРА), установив их в парнике, оранжерее, теплице или в зимнем саду, можно быть уверенным, что цветы или с/х культуры будут обеспечены световой энергией в необходимом количестве. При выполнении всех правил подключения гарантирована долгая, многолетняя работа светильников.

Общепринятая отечественная номенклатура источников освещения выделяет четыре типа натриевых приборов. Они выпускаются в разных модификациях и предназначаются для определенных задач. Чтобы понять, где использовать тот или иной вид ламп, нужно знать об их отличительных чертах.

ДНаТ – это дуговые трубчатые модули с винтовым цоколем и колбой из прозрачного кварцевого стекла. Имеют цилиндрическую форму и отличаются от аналогов широким диапазоном мощностей.

Демонстрируют хороший уровень КПД и входят в разряд экономных источников света.

Изделия обеспечивают качественное уличное освещение с выраженной контрастной видимостью при различных погодных условиях.

Подходят для расположения на междугородних магистральных трассах, в туннелях, на аэродромах и пр. Показывают отличные результаты при использовании в теплицах, оранжереях и парниках.

ДНаМТ имеют такие же параметры, но выпускаются в эллипсоидной форме и оснащаются колбой из матового стекла для создания более мягкого рассеянного освещения.

ДНаЗ представляют собой источник света, оснащенный колбой со встроенным отражателем из зеркальной алюминиевой пленки, герметично расположенной на внутренних стенках прибора. Изготовляются в форме эллипса и оснащаются классическим винтовым цоколем.

Максимально широко используются в агропромышленности. Успешно имитируют естественный свет и обеспечивают активный рост и развитие овощных и декоративных культур, произрастающих в теплицах.

В чем отличие ДНаС

ДНаС от всех остальных ламп отличаются наличием на внутренней поверхности колбы покрытия из светорассеивающего вещества. Такое техническое решение позволяет использовать модуль для прямой замены устаревших и экологически опасных газоразрядных ртутных ламп.

Модули ДНаС наиболее широко задействованы в исследовательских лабораториях, в области медицины, химической промышленности и прочих смежных отраслях.

Слабая точность цветопередачи не позволяет использовать натриевые модули в жилых помещениях, но для улицы этот параметр практически не имеет значения, поэтому НЛ применяются там наиболее часто.

С помощью НЛ создают экономичные и высокоэффективные системы для освещения больших территорий, проспектов, шоссе и загородных магистралей.

НЛ ставят в приборы, предназначенные для фонового освещения и подсветки:

• туннелей, спортивных сооружений и контейнерных площадок;
• исторических памятников и архитектурных сооружений;
• аэропортов, вокзалов и прочих мест, где люди не проводят большого количества времени;
• цехов, производственных и складских помещений, где к качеству цветопередачи не предъявляется никаких претензий;
• в теплицах, зимних садах и оранжереях для повышения темпов роста и базовой урожайности растений, декоративных цветов, овощных культур и ягод.

Во всех выше перечисленных электросистемах НЛ работают качественно и обеспечивают должный уровень освещенности, при минимальном потреблении энергии.

Вес ртутных ламп

Натриевые лампы

Лампы этого типа производятся мощностью от 8 до 1000 Вт и условно подразделяются на 2 группы:

• общего назначения;
• узкоспециализированного применения.

По давлению внутреннего наполнения:

• лампы низкого давления (величина давления ртутных паров {amp}gt; 100 Па)
• лампы высокого давления (величина парциального давления = 100 кПа);
• лампы сверхвысокого давления (величина = 1 МПа и {amp}lt; 1 МПа).

Ртутная газоразрядная лампа (ДРЛ) действует на принципе оптического излучения, генерируемого из ртутных паров газовым разрядом.

До 1970 года в конструкции ламп было только 2 электрода. Это делало розжиг лампочек затрудненным, а сами приборы — ненадежными. Затем была добавлена еще одна пара электродов, расположенных рядом с основными и подключенных к противоположным через резисторы – токоограничители.

При включении небольшие разряды прогревают газ и переходят на основную дугу. Такая система подключения зависит еще и от температуры окружающего пространства, поэтому нельзя определить с точностью, через какой промежуток времени свет переходит из тлеющего в дуговой. Вероятно, от 1,5 до 8 минут.

Для обеспечения нормального «вхождения» в световой режим нужен регулирующий прибор – дроссель. Он частично гасит на себе напряжение от сети и создает ровный фон, необходимый для работы ламп. В последнее время осветительные приборы для ДРЛ-ламп сменили в своей комплектации дроссель на ПРА – пускорегулирующий электронный балласт нового поколения. Внедрение ПРА помогло снизить шум работы ламп и повысить качество света. Время розжига сократилось до минимума.

В состав лампы входят:

• колба из стекла;
• цоколь;
• стеклянная кварцевая трубка, содержащая газ аргон и пары ртути под давлением. Колба с внутренней стороны покрывается люминофором с целью улучшения качества светового потока;
• ограничительный резистор;
• основной электрод;
• дополнительный электрод.

Дуговая металлогалогенная (ДРИ) лампа с излучающими добавками, которые повышают эффективность светопередачи. В ДРИ чаще устанавливаются не кварцевые, а керамические горелки, а в цепь включен дроссель. Мощность варьируется от 125 до 1000 Вт. Благодаря добавленным элементам – галогенидам металлов, лампа может излучать различные цвета.

Металлогалогенная лампа (ДРИЗ) с зеркальным слоем. В этих ртутных приборах установлен специальный цоколь, и предусмотрено покрытие одной стороны зеркальным слоем, что дает возможность получения направленного светового потока.

Лампа дуговая ртутно-вольфрамовая (ДРВ) не требует пускорегулирующей аппаратуры благодаря наличию вольфрамовой спирали. Такая ртутная лампа высокого давления отличается еще тем, что ее колба, кроме паров ртути, заполняется смесью, состоящей из азота и аргона. Вольфрамовые лампы дают яркий, приятный свет и наиболее долговечны.

Ртутно-кварцевая (прямая) лампочка (ПРК) или дуговая ртутная лампа высокого давления трубчатой формы (ДРТ). Имеют цилиндрические колбы с расположенными на торцах электродами.

Ртутно-кварцевая лампа шаровая (ДРШ). Отличительные черты: шарообразная колба и высокий уровень яркости освещения вместе с ультрафиолетовым излучением. Работа лампы происходит под очень высоким давлением с системой охлаждения.

Ртутная ультрафиолетовая лампа высокого давления (ДРУФ, ДРУФЗ) производится из увиолевого черного стекла. Другой вариант создания таких лампочек заключается в использовании легированного европием бората стронция для покрытия внутренней стороны колбы. Видимого света они практически не дают.

Люминесцентная ртутная лампа является газоразрядной и устроена по тому же принципу, что и лампы высокого давления.

Компактная (КЛЛ) люминесцентная лампа появилась на территории нашей страны в 1984 году. Такие приборы изначально были снабжены стандартными видами цоколя с вмонтированными внутрь электрическими балластами.

Поэтому ввиду заявленной производителем энергосберегающей характеристике во многих квартирах достаточно быстро появились модели ККЛ. В отличие от других видов ртутных люминесцентных ламп, компактные приборы зажигаются сразу и работают бесшумно. Частота мерцания таких лампочек уловима человеческим глазом, но не так явно, как в случае с другими газоразрядными светильниками.

Линейная ртутьсодержащая лампа представлена в виде длинной колбы с двумя электродами на концах, заполненной газом и ртутными парами. Сама колба внутри покрыта люминофором. При включении лампы происходит электрический дуговой разряд, наполнение лампы нагревается до необходимого уровня, и прибор разгорается в полную силу.

При этом люминофор поглощает выделяемое при работе ультрафиолетовое излучение. Если дополнять химический состав люминофора различными добавками, то можно изменять таким образом цвет светового потока. Линейные лампы различаются типами цоколя и диаметром приборов.

Кварцевая дуговая ртутная люминесцентная лампа низкого давления вырабатывает мощное ультрафиолетовое излучение. Применяется для обеззараживания питьевой воды, воздуха. Вырабатывает озон в повышенной концентрации. Требует последующего проветривания помещения.

Бактерицидная лампа изготавливается из увиолевого стекла. Существует и другая технология, когда внутренняя поверхность колбы обрабатывается специальным химическим составом (см. ДРУФ). Вырабатывая мощное ультрафиолетовое излучение, лампа не выделяет слишком большого количества озона. Поэтому в помещении, где используется прибор, могут находиться люди.

n – количество модулей (ДРЛ);

t – фактическая продолжительность работы устройства (в часах);

k – срок эксплуатации, предусмотренный для данного вида;

m – вес ртутной лампы.

Тип устройства	Вес (в граммах)
ДРБ 8	65
ДРБ 8-1	34
ДРЛ 250	400
ДРЛ 400	400
ДРЛ 700	400
ДРЛ 1000	400

Дополнительные таблицы предоставляют данные и о рекомендованном сроке службы приборов.

Светодиодные лампы

К классу НЛВД так же относятся ДНаС, ДНаМТ, ДНаЗ, соответственно (С) – в светорассеивающей колбе, (М) – матированные и (З) – зеркальные.

Они начали применяться в первой половине XX века для городского освещения и автомобильных магистралей. Пары натрия, которые находятся внутри стеклянной колбы, при больших температурах разрушали ее. По этой причине необходимо было использовать термостойкое стекло, себестоимость которого была очень высокая.

Тем самым натриевые лампы ДНаТ не нашли в это время широкого применения. Только после второй мировой войны с началом восстановления экономики и технического прогресса было обнаружено, что при меньших температурах и небольшой силе тока можно добиться свечения паров ртути.

Для этого ученые решили проблему защиту колбы, как от паров ртути, так и от большой температуры.

Сравнение мощности светового потока ДНаТ

Как видно из таблицы, световой поток дуговых натриевых ламп почти в два раза превосходит ДРЛ.

А эти источники света занимают основное место при освещении улиц, автомобильных магистралей, садово-паркового освещения.

По этой причине во многих регионах по программе «энергосбережения» проводится программа замены ДРЛ на натриевые лампы ДНаТ. На сегодняшний день они являются одним из самых экономичных видов освещения.

Принцип работы ДНаТ

Во внешней стеклянно колбе, которая сделана из термостойкого стекла, расположена «горелка», выполненная из особого материала оксида алюминия Al2O3. Из внутренней части внешней колбы откачивают кислород (вакуумируется). Саму горелку наполняют парами ртути, натрия и зажигающим газом ксенон. При подаче напряжения образовывается электрический разряд, который виден человеческим глазом в виде оранжевого или желтого цвета.

Если в ДРЛ электрический разряд образовывается между двумя электродами (зажигающим и основным), то в натриевых лампах ДНаТ их нет,  а для пробоя нужен импульс высокого напряжения. По этой причине в схему ПРА (пускорегулирующая аппаратура) входит ИЗУ (импульсное зажигающее устройство).

Стандартная линейка электрической мощности ДНаТ составляет 70, 150, 250, 400.

Хоть по световому потоку данные лампы превосходят свои аналоги, но вот по цветопередачи они существенно уступают ДРЛ, ЛЛ (люминесцентным низкого давления).

По этой причине их не устанавливают в помещениях, где предъявляются особые требования к цветопередаче. Их не применяют для освещения производственных цехов, учебных и жилых помещений.

Зато в уличном и наружном освещении они нашли широкое применение. Так же ДНаТ широко применяются для искусственного освещения питомников для растений, теплиц. В них рекомендуется применять дуговые натриевые лампы мощностью 150 или 250 Вт.

Для прямой замены, ДНаС сделана с похожими техническими характеристиками с ДРЛ. Это необходимо для зажигания электродуги (для этого ее наполняют специальной смесью из неона и аргона).

Несмотря на уменьшение мощности, все равно ДНаС превосходит ДРЛ по световому потоку.

Их также называют LED.

Этот тип источников имеет один существенный недостаток: высокая стоимость. Однако, они позволяют в дальнейшем значительно сократить энергетические затраты. В экономическом плане подобные осветительные приборы очень привлекательны, так как имеют большой период эксплуатации.

В данный момент светодиоды используются для освещения улиц, на общедомовых территориях (часто вместе с датчиками движения), для освещения музейных экспонатов.

Плюсы:

1. Экологичность.
2. Длительный срок службы (30 000–50 000 ч.).
3. Небольшие габариты.
4. Малый нагрев источника.
5. Устойчивость к механическому воздействию.

Минусы:

1. Стоимость.
2. Узконаправленность луча света.
3. К концу срока службы яркость таких источников уменьшается (так называемое выгорание светодиодов).

Цоколь	Е, G
Мощность	2 – 2000 Вт
Светоотдача	40 – 120 лм/Вт
Цветопередача Ra	60 – 89
Световая температура	4000 – 6000 К
Стоимость	от 200 р.
Срок службы	30 000 – 50 000 ч.

Тип	Цена,р	Мощность, Вт	Светоотдача, лм/Вт	ЦветопередачаRa	Световая температура,К	Срок службы, ч	Основные особенности
вакуумные	от 10	5 – 500	7 – 17	более 90	2 700	500 –  1000	пожароопасность
галогенные	от 20	20 – 1500	14 – 30	более 90	3 700	2000 –  4000	можно монтировать в гипсокартон, высокая чувствительность к загрязнению поверхности колбы
криптоновые	от 40	5 – 500	8 – 19	более 90	2 700	1000 – 2000	пожароопасность
ДРИ	от 500	20 – 2000	70 – 95	более 90	3500 – 6000	8000 – 10 000	длительное время включения, токсичность, колба не нагревается (люминесц.)
люминесцент	от 100	4 – 140	40 – 90	60 – 90	3000 – 6000	30 000
натриевые	от 200	50 – 100	150 – 200	от менее 39 до 59	3000 – 6000	30 000	подсветка растений
светодиодные	от 200	2 – 2000	40 – 120	60 – 89	3000 – 6000	30 000 – 50 000	энергоэффективные

При выборе источников освещения необходимо учитывать их эксплуатационные характеристики.

Правильный выбор поможет сэкономить Ваши средства и продлить срок службы осветительного прибора.

Низкое качество цветопередачи и сильное мерцание делают натриевые модули непригодными для бытового использования и постоянного освещения жилых помещений.

Но это не повод отказываться от применения таких экономичных и эффективных источников света в других областях.

Нужно просто четко определить задачи, которые требуется решить и конкретно под них подобрать наиболее удачный источник света.

Если необходимо создать систему освещения в теплице или оранжерее, где выращиваются различные овощные культуры, зелень, ягоды, декоративные растения и цветы, стоит отдать предпочтение изделиям высокого давления с маркировкой ДНаЗ.

Они имеют 95-процентный отражающий коэффициент и сохраняют эти параметры на должном уровне в течение всего эксплуатационного периода.

Световой поток ламп направляется не только вниз, как, например, у ДНаТ-модулей, а распределяется продольно.

Это дает возможность встраивать натриевые изделия непосредственно в центр стеллажа, подоконника или стола, откуда они смогут разбрасывать свет и вдоль ряда, и в обе стороны вокруг.

Простые ДНЛ отлично показывают себя в теплицах с минимальным доступом солнечного света. Они обеспечивают жизненно необходимое для растений синее и красное спектральное свечение, ускоряющие рост, развитие, плодоношение и цветение.

Когда требуется качественно осветить проезжие магистрали и повысить их безопасность во время сложных погодных условий типа густого тумана или снегопада, стоит обратить внимание на классические ДНаТ низкого давления.

Они экономично потребляют ресурс, имеют продолжительный срок службы до 32 000 ч и дают насыщенный и яркий поток света до 200 лм/Вт.

Конструкция ДНаТ – это стеклянный баллон и специальная горелка.

Излучаемый свет создается электрическим разрядом и имеет золотисто-белый или оранжево-желтый оттенок.

Лампы ДНаТ

ДНаЗ отличается от остальных типов наличием внутри вакуумированной колбы зеркального покрытия, которое обеспечивает более высокую производительность, взрывобезопасность и сниженное энергопотребление. По мощности, однако, уступают ДНаТ.

Лампы   ДНаЗ

В ДНаМТ колба не прозрачная, а матовая в форме эллипса.

Лампы   ДНаМТ

ДНаС характеризуется эллиптической внешней колбой, тонкий слой покрытия светорассеивающим пигментом вместо люминофора, что улучшает оптические параметры данных ламп. Горелки, вместо ксенона, заполнены смесью Пеннинга. Кроме того, отличием является также и то, что ДНаС не требуют применение импульсно-зажигающего устройства для их подключения.

Для НЛ требуется напряжение сети 220 В и переменный ток с частотой 50 Гц с соответствующей пускорегулирующей аппаратурой.

Для автострад применяются светильники уличные с НЛ высокой мощности (от 250 до 400 Вт), на второстепенных дорогах используют лампы 70-250 Вт, для пешеходных тротуаров и парковых зон мощность НЛ может быть 40-125 Вт.

Плафоны используемых светильников могут быть цилиндрические либо шарообразные (для парков), направленные прожекторы распространены для освещения широких улиц.

Рабочее положение ламп может быть как горизонтальным, так и вертикальным.

На светильнике обязательно наличие защитного стекла из-за высокого нагрева элементов лампы и во избежание их повреждения.

Другими необходимыми элементами для корректной работы НЛ являются блок с балластом, и пускорегулирующая аппаратура (чтобы снизить вероятность повреждений из-за скачков питания).

Выбор светильника для освещения улиц зависит от задач, которые он должен выполнять.

Например, лампы ДНаТ широко применяются в садоводстве и цветоводстве.

При выборе ламп для улиц, подземных переходов, закрытых спорткомплексов, предпочтение отдается лампам ДНаТ 70 или 150 Вт. Здесь учитывается также уровень защиты от пыли и влаги. Для наружного освещения в этом случае подойдут светильники IP 65.

Главные недостатки продукции

При всех достоинствах натриевые лампы имеют целый ряд недостатков, которые либо усложняют их использование, либо ограничивают его. Их изготовление сопряжено с некоторыми сложностями, так как из-за химической активности натриевых паров приходится делать двойную колбу, причем внутренняя изготавливается из керамики на алюминиевой основе.

Цветопередача натриевых ламп не очень хорошего качества, поэтому не стоит устанавливать в комнате днат 100 в качестве основного источника света.

Натриевые лампы довольно чувствительны к перепадам напряжения и для того чтобы прослужили действительно долго, необходимо обеспечить подачу электричества к ним с колебаниями напряжения не более 5-10%.

Главным же недостатком можно назвать необходимость в дополнительном оборудовании. Схема их подключения в обязательном порядке предусматривает ПРА — пуско-регулирующую аппаратуру — специальное устройство, обеспечивающее зажигание горелок и регулирующее силу тока на них. Причем для ламп различной мощности нужны и разные ПРА.

Поскольку в колбе содержатся пары натрия и ртути, то натриевые лампы нельзя признать экологически безопасными.

Помимо впечатляющего списка плюсов и положительных качеств, натриевые источники света имеют несколько специфических черт со знаком «минус».

Среди них выделяются такие позиции, как:

• специфический цветовой диапазон, меняющийся в процессе продолжительной работы – не позволяет применять модули в помещениях, где установлены высокие требования относительно цветопередачи;
• зависимость качества и насыщенности светопотока от погодных условий – при холодном температурном режиме излучение заметно ухудшается и теряет интенсивность;
• высокий уровень чувствительности ко всему, что происходит в электросети – при серьезных системных колебаниях использовать приборы нежелательно. Эксплуатация допустима только в сетях с ровным напряжением, где лишь изредка наблюдаются незначительные колебания;
• дополнительные элементы, необходимые для обеспечения безопасного функционирования, – в процессе горения образуется утечка натриевых атомов, а чтобы этого избежать, вместе с лампой используется разрядная монокристаллическая трубка;
• длительное время, необходимое на первичный розжиг – при активации лампа загорается не сразу и выдает стабильный светопоток только через 6-10 минут;
• проблематичное подключение и последующее обслуживание ПРА, имеющего внушительные габариты и подверженного потере до 60% мощности;
• пульсация потока света с частотой сети 50 Гц;
• стабильный рост потребляемой мощности на протяжении всего срока эксплуатации – иногда показатели превышают первичные цифры на 35-40%.

Учитывая все эти моменты, специалисты не рекомендуют использовать лампы для бытовых осветительных систем. В домашних условиях натриевые источники света просто не смогут проявить себя должным образом.

Зато там, где требуется экономичный, мощный, насыщенный свет без претензий к четкой и правильной цветопередаче модули отработают на пятерку и отлично справятся с поставленными задачами.

Газоразрядные лампы

Физические основы свечения – электрический разряд, проходящий через газ, герметично запаянный в трубку.

В зависимости от внутреннего содержимого трубки, выделяют следующие виды:

1. Ртутные:
2. Натриевые.
3. Неоновые, ксеноновые, аргоновые и пр.

Процесс свечения необходимо запустить при помощи специального  пускорегулирующего механизма (ПРМ). В настоящее время, выпускаются светильники, где ПРМ может быть как встроенным в патрон, так и монтироваться отдельно.

Ртутные

Все ртутьсодержащие приборы являются высокотоксичными, для них необходима утилизация через пункты приёма опасных отходов. В соответствие с Минаматской конвенции по ртути, производств, экспорт и импорт некоторых ртутьсодержащих ламп будут запрещены с 2020 года, наряду с аналогичным запретом для ртутьсодержащих батареек и градусников.

Ртутные

Опасность для человека и атмосферы

Так как натриевые источники света в силу низкой цветопередачи не используются в помещениях, где люди проводят много времени, слишком большого негативного воздействия на человеческое здоровье они не оказывают.

Однако, полностью безопасными и экологичными назвать их нельзя из-за входящей в состав токсичной ртути.

Выбрасывать отработавшие срок изделия в мусорные контейнеры строго запрещено. При нарушении целостности колбы, ртуть выходит в окружающее пространство, создавая вокруг токсичные испарения, в 20 раз превышающие допустимо безопасные нормы.

Виды и их особенности

Классификация видов дуговых ртутных ламп (ДРЛ) основывается на таком показателе как давление внутреннего наполнения. Различают модули низкого давления, высокого и сверхвысокого.

Низкого давления

Устройства низкого давления или РЛНД включают в себя люминесцентные лампы компактного и линейного типа. Они чаще всего используются для освещения жилых и рабочих помещений, офисов и небольших складов.

Цвет излучения – естественный, натуральный, комфортного для глаза оттенка. Форма может быть самой разнообразной: от стандартной до  кольцевой, U-образной и линейной. Цветопередача более высокого качества, чем у ламп накаливания, но меньшего, чем у светодиодов.

Высокого давления

Областью применения дуговых ртутных ламп высокого давления является уличное освещение и отрасли медицины, промышленности и сельского хозяйства.

Мощность приборов может варьироваться в рамках от 50 Вт до 1000 Вт. Такие устройства нередко эксплуатируются при разработке систем освещения придомовых территорий, спортивных сооружений, транспортных магистралей, производственных цехов, больших по площади складских помещений, то есть в местах, не предназначенных для постоянного пребывания людей.

Прогрессивным аналогом ртутных ламп высокого давления являются ртутно-вольфрамовые устройства. Их главная особенность – отсутствие необходимости использования при подключении дросселя. Эту функцию берет на себя нить накала из вольфрама, обеспечивающая не только генерацию света, но и ограничение электрического тока. При этом все технические характеристики у них такие же, как и у РЛВД.

Еще один вид – это дуговые металлогалогены (ДРИ). Высокая эффективность светового  потока достигается за счет специальных излучающих добавок. Однако для их подключения понадобится пускорегулирующее устройство. Чаще всего эту разновидность ДРЛ можно увидеть при подсветке архитектурных сооружений, стадионов, выставочных залов и рекламных баннеров. Они могут с одинаковым успехом использоваться как внутри, так и вне помещений.

ДРИЗ – модули с расположенным на внутренней стороне колбы зеркальным слоем, который не только увеличивает мощность светового луча, но и позволяет более точно скорректировать его направление.

Ртутно-кварцевые трубчатые лампы можно узнать по удлиненной форме колбы с электродами, расположенных на торцах. Чаще всего этот тип устройств применяется в узкотехнологической области (копировальные работы, уф-сушка).

Округлая колба присутствует у большинства шаровых модулей ртутно-кварцевого типа, которые относятся к дуговым ртутным лампам сверхвысокого давления.

Несмотря на компактные размеры и умеренную базовую мощность эти устройства характеризуются высокоинтенсивным излучением. Данное свойство кварцевых ламп позволяет их использовать при конструировании лабораторного и проекционного оборудования.

Низкого давления

Для подключения НЛ (ДНаТ и остальных типов) необходима установка специального пускорегулирующего аппарата (балласта), которые делятся на электромагнитные (ЭмПРА) и электронные (ЭПРА). В случае с ДНаС, необходимо также подключение импульсного зажигающего устройства, которое снабжено 2 или 3 выводами.

Самые распространенные пускорегулирующие устройства – это балластные индуктивные дроссели, которые ограничивают и стабилизируют ток. Схема подключения натриевых ламп заключается в подаче на клеммы светильника питающего напряжения.

Если подключение НЛ производится самостоятельно, рекомендуется использовать провод, соединяющий балласт с натриевой лампой, длиной не более 1 м.  Также рекомендовано использование хлопчатобумажных перчаток.

При использовании для искусственного освещения растений НЛ располагаются не ближе чем за 50 см от них. Мощность может быть от 75 до 400 Вт. Однако в случае с мощностью в 400 Вт расстояние до растений следует увеличить до 1,8 – 2 м. Соблюдение данных условий важно для того, чтобы не повредить растениям.

Натриевый светильник (как правило, уличный) должен быть укреплен защитной стеклянной колбой во избежание его повреждения вследствие различия внутренней температуры лампочки и внешней среды.

Качество света НЛ зависит и от своевременной их очистки от пыли и грязи. Для этого можно использовать салфетку, смоченную спиртом.

Обязательной является утилизация НЛ специальными учреждениями, во избежание загрязнения окружающей среды парами ртути (если содержится), а также для предотвращения взрыва газа натрия, который может произойти при его контакте с кислородом.

Основные выводы

Выбирать натриевые приборы необходимо в строгом соответствии с областью использования. Лучше приобретать продукцию известных брендов в магазине, где товары хранятся в подходящих условиях и не подвергаются агрессивному воздействию окружающей среды.

Такая лампа отслужит весь срок, не потребует сложных обслуживающих процедур и обеспечит плотный, насыщенный светопоток в любом удобном для пользователя месте.

1. Данный вид устройств может применяться во множестве областей жизнедеятельности человека.
2. Экономичность, долгий срок службы, качественная светоотдача и низкая стоимость – вот главные конкурентные преимущества РЛ.
3. Благодаря разнообразию в спектрах излучения этот тип устройств наиболее часто применяется при подсветке зданий и сооружений.
4. Почти для каждой области разработан свой вид ДРЛ.
5. Утилизация приборов возможна только специальными лицензированными организациями, так как ртутные лампы относятся к отходам класса опасности I.

Окончательной альтернативы ДРЛ сегодня нет, а значит, они еще какое-то время будут все так же отлично выполнять свои функции на наших улицах, стадионах и предприятиях.