Лампы ДНаТ: принцип работы, достоинства и недостатки натриевых светильников высокого и низкого давления

Что такое лампы ДНаТ, их особенности подключения и применения

Лампы ДНаТ уже много лет используются для организации системы освещения улиц. Несмотря на то, что рынок заполняется новыми осветительными устройствами, натриевые лампочки продолжают держать свои позиции.

Их популярность объясняется тем, что они обладают самой высокой светоотдачей по сравнению с другими газоразрядными лампами. Кроме того, они потребляют мало электричества и способны работать при низкой температуре. Однако эти устройства имеют и недостатки.

Чтобы правильно выбрать лампу ДНаТ, нужно знать, какие виды устройств существуют, какими характеристиками они обладают, и где их можно применять. Кроме того, данный осветительный элемент имеет свои особенности подключения.

Лампа ДНаТ: что это такое и как расшифровывается

Лампа ДНаТ – это источник света, наполненный парами натрия и ртути. На вид это лампочка в виде трубки с резьбовым цоколем. Корпус осветительного прибора изготовлен из термически стойкого стекла.

При запуске устройства образуется дуговой разряд внутри трубки. После этого они излучают яркий световой поток оранжевого оттенка.

Важно! Для подключения ДНаТ необходимо приобрести специальное зажигающее устройство и дроссель. Дополнить комплект можно конденсатором. Без первых двух приборов запустить лампу не удастся.

Натриевые лампы ДНаТ бывают разных мощностей – от 70 до 400 Вт. Этот параметр нужно учитывать при выборе светильника и комплекта для подключения осветительного элемента.

Расшифровка ДНАТ – лампа дуговая натриевая трубчатая.

Принцип работы

Внутри корпуса лампы размещена горелка из оксида алюминия. Она заполнена смесью газов (амальгама натрия, ксенон). Именно в этой колбе происходит весь цикл работы источника света.

Натриевые лампы ДНаТ имеют простую конструкцию, поэтому их принцип работы тоже несложный. Как уже упоминалось, для функционирования им необходимо ИЗУ (зажигающее устройство) и электронный балласт (дроссель). После включения лампы зажигающий прибор генерирует импульсы с напряжением в лампочку. Тогда в парах натрия образуется электронный заряд в виде дуги. После этого источник света излучает желто-оранжевый свет. Однако сразу после запуска лампа работает слабо, так как горелке нужно время на разогрев. Примерно через 5 – 10 минут свет становится ярким.

Для бесперебойной работы ДНаТ нужен электронный балласт. Этот прибор поддерживает стабильное напряжение.

Современные производители выпускают ДНаТ, конструкция которых немного отличается. В новые лампы уже встроен зажигающий прибор.

Устройство

Конструктивно лампа натриевая ДНаТ очень похожа на другие устройства газоразрядного типа. На вид это стеклянная колба в форме цилиндра с цоколем.

  1. Наружный корпус из термостойкого прочного стекла.
  2. Разрядная трубка, в которой образуется дуга.
  3. Электроды.
  4. Керамическая заглушка.
  5. Штенгель из ниобия, который сообщается с внутренней полостью горелки.
  6. Бариевый штенгель, который поглощает газ.
  7. Винтовой цоколь.

Внутри колбы размещена горелка, по краям которой находятся электродные элементы. Окись алюминия, из которого выполнена разрядная трубка, делает ее устойчивой к парам натрия. Она пропускает около 90% света.

Внутри корпуса размещены прокладки, которые не пропускают воздух в нее. Температура в горелке может достигать около 1300°, если в нее попадет кислород, то лампочка может треснуть или взорваться. Именно от этого защищают ее прокладки, сохраняя вакуум внутри колбы.

Сфера применения

Так как цветопередача ДНаТ достаточно низкая, то их не применяют для освещения жилых помещений, рабочих мест. Чаще всего натриевые источники света используются на улицах, они излучают яркий контрастный свет, повышая видимость на дорогах даже при тумане и снегопаде.

Сферы применения ламп ДНаТ:

  1. Системы освещения для больших территорий, широких улиц, шоссе, автомобильных магистралей.
  2. Фоновое освещение в туннелях, спортивных комплексах, аэропортах, железнодорожных вокзалах.
  3. Подсветка памятников и других архитектурных сооружений.
  4. Освещение цехов, складов, где уровень цветопередачи неважен.
  5. Искусственное освещение в питомниках для растений, теплицах, цветниках.

Системы освещения с использованием натриевых источников света показывают качественную работу, устойчивость к погодным условиям и высокую энергоэффективность.

При выборе осветительного элемента, нужно четко понимать, какую функцию он будет выполнять. Ведь нужно подобрать устройство с подходящей мощностью.

Для теплиц и оранжерей можно использовать лампы от 70 до 400Вт. В идеале натриевая лампа для растений должна иметь мощность 150 – 250Вт. Искусственное освещение повышает темпы роста и урожайность овощей, ягод, цветов и т. д.

С определенным ограничением для растений можно использовать лампочки на 400Вт. В таком случае осветительную аппаратуру нужно размещать на расстоянии 50 см от объекта. Использовать устройства с более высокой мощность запрещено, так как они просто сожгут растение.

В уличные фонари обычно устанавливают ДНаТ на 70 – 150Вт. При этом для осветительных устройств нужно подбирать элементы с такой же мощностью. Например, для светильников 150Вт подойдет лампочка с таким же значением.

Внимание! При использовании ДНаТ на улице, выбирайте лампу с защитой корпуса от повышенной влажности с маркировкой IP65.

В домашние светильники не рекомендуется устанавливать натриевые лампы даже с малой мощностью. Они плохо влияют на зрительный аппарат человека.

Особенности подключения

Если вы не знаете, как подключить ДНаТ, то можете обратиться к специалисту или попытаться разобраться самостоятельно.

В первую очередь нужно подготовить комплект, в который входит сама лампочка, дроссель, ИЗУ и желательно конденсатор. Схема подключения натриевой лампы обычно изображена на корпусе балласта или зажигающего устройства.

Для подключения лампочки используют двух- или трехконтактный зажигающий прибор. На фото выше показана схема подключения лампы ДНаТ с ИЗУ, которое имеет 3 вывода.

На картинке выше показано, как подключить лампу ДНаТ с применением зажигающего устройства с двумя выводами и с конденсатором.

Конденсаторное устройство в комплекте уменьшает нагрузку на проводку. То есть, кабеля будут греться меньше.

Подключается ДНаТ с трехконтактным ИЗУ по такому плану:

  1. Сначала с помощью мультиметра проверяется изоляция балласта и конденсатора. Перед прозвонкой прибор нужно переключить на максимальное сопротивление. Это необходимо, чтобы проверить, не проходит ли ток на корпус.
  2. Собирается комплект в компактном двухфазном щитке. Для лампочки на 400Вт подойдет автомат мощностью 5А. Он позволяет включать/выключать светильник и защищает детали от повреждения.
  3. Из щитка выведите 2 провода с отрицательным зарядом: один подсоедините к лампе, а второй – клемме «N» на ИЗУ. Балласт устанавливают в разрыв фазной, а не нулевой жилы, которая идет к лампе.
  4. Расключите фазный кабель. Одну жилу с автомата вставьте во входящий контакт балласта. А кабель из выходящего контакта подключите к зажиму «В» на зажигающем устройстве.
  5. Средний провод «LP» от ИЗУ проведите к патрону лампочки.

После подключения можно проверить лампочки на работоспособность.

Если у вас зажигающее устройство с 2-мя выводами, то подключайте их параллельно ДНаТ. Для этого после дросселя заведите в ИЗУ фазную жилу, а ко второй клемме подключите нейтральную. Ее можно протянуть даже от патрона.

Двухконтактные зажигающие приборы не рекомендуется применять для мощных ДНаТ, так как во время запуска напряжение поступает не только на лампочку, но и на балласт. Из-за этого изоляция дросселя может повредиться. ИЗУ безопасно при подключении маломощных источников света, для запуска которых нужно не больше 2 киловольт.

Конденсаторное устройство подключается параллельно всей цепи. Для этого одну жилу заводят на фазный выход автомата, а второй на нулевой. Потом протяните провод и расключить его на патроне.

Достоинства и недостатки

Если вы не можете определиться: ДНаТ или led лампы приобрести, то нужно рассмотреть плюсы и минусы натриевых устройств. Тогда вы сможете взвесить все за и против, чтобы сделать правильный выбор.

К положительным свойствам натриевых источников света относят их высокую светоотдачу, длительный срок службы, малое потребление энергии. Кроме того, они имеют высокий коэффициент полезного действия и устойчивы к перепадам температуры.

Однако ДНаТ требуют времени для запуска (5 – 10 минут), они имеют слабую цветопередачу, искажают цвета, чего не скажешь про светодиод. К минусам осветительного элемента можно отнести частое мерцание лампы, которое приводит к переутомлению глаз.

Подробнее о достоинствах и недостатках ламп ДНаТ будет рассказано далее.

Плюсы

Специалисты выделяют следующие положительные характеристики ламп ДНаТ:

  1. Натриевые источники света излучают мощный световой поток (до 160Лм/Вт для ламп с высоким давлением, примерно 200 Лм/Вт для модулей с низким давлением). Эти показатели выше, чем у других видов натриевых устройств и лед-ламп.
  2. Длительный ресурс эксплуатации – от 10000 до 30000 часов. При этом качество освещения не снижается.
  3. ДНаТ потребляют минимальное количество электроэнергии, чему не могут не радоваться потребители. По этому показателю ДНаТ опережают ДРЛ.
  4. Источники света корректно работают при температуре от -60 до +40. Светильник запускается даже при низкой температуре.
  5. КПД лампы ДНаТ достигает 30%.

В зависимости от уровня внутреннего давления насыщенных паров натрия выделяют ДНаТ с высоким и низким давлением. Первые демонстрируют более высокие показатели, а вторые – низкие.

Натриевая лампа низкого давления (НЛНД) обладает всеми вышеописанными преимуществами. Ее применяют только для фонового освещения улиц, так как она выделяет едкий оранжевый цвет.

Натриевая лампа высокого давления (НЛВД) имеют более качественную цветопередачу, что позволяет устанавливать ее в спортивных залах, производственных помещениях. Кроме того, осветительный элемент обладает высокой светоотдачей при минимальном напряжении и длительным сроком эксплуатации. Запускаются натриевые лампы высокого давления быстрее, чем НЛНД.

Минусы

Кроме положительных характеристик лампы ДНаТ обладают негативными свойствами:

  1. Низкая цветопередача, особенно у модулей низкого давления. Они искажают цвета, что не позволяет их использовать в жилых помещениях.
  2. Температурное ограничение. Несмотря на заявленные производителем характеристики, рабочая температура ДНаТ находится в пределах от -20 до +30°. При нарушении этого условия прибор быстрее выйдет из строя и уменьшится светоотдача.
  3. Чувствительность к перепадам электричества. Такие лампочки рекомендуется применять в сетях со стабильным напряжением. Хотя исправить этот недостаток может качественный дроссель.
  4. Длительное время включения. После запуска лампочка горит слабо, максимальная светоотдача наблюдается через 5 – 10 минут.
  5. Сильные пульсации тока (до 50Гц). По этой причине устройство не рекомендуется использовать для освещения домов и производственных помещений. Частое мерцание утомляет глаза.

Лампы ДНаТ содержат токсичную ртуть, поэтому утилизировать их нужно особым способом. Вышедший из строя прибор нужно отнести в специальные организации, которые занимаются опасными отходами.

Другие виды натриевых газоразрядных ламп

Существуют и другие газоразрядные осветительные элементы, которые отличаются характеристиками:

  1. ДНаЗ (дуговые натриевые зеркальные). Изнутри прибор покрыт зеркальной алюминиевой пленкой, которая отражает свет и защищает горелку от перегрева. Колба имеет эллиптическую форму, оснащена резьбовым цоколем. Такие устройства широко применяются в сельском хозяйстве. Их применяют для освещения растений в теплицах.
  2. ДНаС (дуговая натриевая спектральная). Изнутри лампа имеет светорассеивающее покрытие. Этим источником света заменяют токсичные газоразрядные ртутные лампы. Их часто устанавливают в светильники в лабораториях, медицинских учреждениях и т. д.
  3. ДНаМТ (дуговая натриевая матовое стекло). Эти источники света имеют эллиптическую форму, матовое покрытие на корпусе, чтобы создать мягкий рассеянный свет. Остальные характеристики такие же, как у ДНаТ.

Размер цоколя зависит от мощности натриевых устройств. Для лампочек около 70Вт используют держатель Е27, а для изделий от 100Вт – Е40.

Основные выводы

Лампы ДНаТ – это экономные, долговечные источники света, которые обладают высокой светоотдачей.

Однако из-за сильной пульсации света и слабой цветопередачи их не рекомендуется применять для освещения жилых или производственных помещений. Зато ДНаТ с успехом используются на улице, в теплицах, спортивных комплексах и т. д.

Для подключения устройства нужно приобрести ИЗУ, дроссель и конденсатор.

Эти приборы запускают лампочку, стабилизируют ток, снимают нагрузку с проводов.

При выборе ДНаТ нужно четко определить его задачи, изучить характеристики, чтобы подобрать наиболее подходящий осветительный прибор.

Достоинства и недостатки лампы ДНАТ

Что это за лампы

Принцип действия этих светильников основан на том, что дуговые разряды, проходящие через пары натрия, вызывают их свечение. Свет этот – ярко-оранжевый. В последнее время в содержимое колбы добавляются различные ингредиенты, которые позволяют несколько изменить цвет свечения, поэтому оттенки колеблются от желтого до красного. Название образовано от слов – дуговая и натриевая. Они подразделяются на лампы высокого и низкого давления.

Такие лампы активно используются уже более 80 лет. Это обусловлено их высокой светоотдачей и необычайной долговечностью. Лампы днат можно назвать самыми безотказными из всех ныне существующих источников света. Кроме того, никакой другой светильник не сравнится с ними в стабильности свечения. Коэффициент полезного действия в 30% делает такой источник света самым экономичным из всех.

К важным достоинствам ламп такого типа стоит отнести то, что они могут работать в очень широком диапазоне – от -60 до +50ºС. Они совершенно не чувствительны к расположению относительно горизонта. Их стабильная и мощная светоотдача очень благоприятно действуют на рост растений в теплицах.

Читайте также:  Длительно допустимые токи кабелей согласно ПУЭ: выбор медных и алюминиевых проводов

Недостатки ламп ДНАТ

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. Лампа днат 400 нуждается в пусковой и регулирующей аппаратуре одного типа, более мощной, в то время как для днат 50 нужна совсем другая. Лишь соблюдение целого ряда условий подключения обеспечивает долгую и безотказную работу этих светильников.

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

Область применения

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.

Но основной областью применения натриевых ламп является освещение теплиц и парников. Здесь им нет равных. Стабильная работа и высокая светоотдача обеспечивают уверенный рост сельскохозяйственных культур. Есть большие лампы, типа днат 1000, которые предназначены для больших помещений, таких как зимний сад или оранжерея, а есть днат 70 для освещения одного или нескольких небольших растений.

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.

Немаловажным достоинством днат можно считать и то, что при работе с ними возможно диммирование, то есть регулировка мощности светового потока. Для каждого отдельного участка освещаемой площади можно подобрать именно тот уровень освещенности, который оптимально подходит той или иной сельхозкультуре.

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. При этом эффективность их от времени не ослабнет. Недаром во многих странах Европы, несмотря на обилие осветительных приборов других типов, для освещения автострад и мостов продолжают использовать днат 400w . Это надежно, экономично, надолго.

Особенности подключения и использования натриевых ламп

Среди всех ламп для искусственного освещения растений больше всего подойдет натриевая лампа, которая пользуется большой популярностью.

Такой источник света обладает высокой эффективностью, и является самым экономным и долговечным. Мощность ламп может составлять от 30 до 1000 Вт, в зависимости от сферы использования. Что касается срока эксплуатации, то ресурс ламп рассчитан на 25000 часов работы. Для большинства теплиц это выгодный вариант в плане экономии, так как освещать растения необходимо довольно длительное время, особенно зимой.

Отечественная продукция

Большим спросом на рынке пользуются российские лампы Рефлакс, которые оснащаются встроенным отражателем. За счет этого свет направлен прямо на растения. Отражатель ламп Рефлакс обладает высоким КПД равным 95%, который сохраняется в течение всего периода эксплуатации. Что характерно, одна лампа Рефлакс, мощностью 70 Ватт, подвешенная на высоту полметра, способна осветить территорию площадью около 1,6 м2. А так как использование других источников света подразумевает большие затраты на электроэнергию, то использование ламп Рефлакс более рационально. Что касается габаритов, то Рефлакс имеет размеры 76×200 мм. Благодаря этому лампы Рефлакс лучше всего подходят владельцам теплиц.

Преимущества и недостатки натриевых ламп

Натриевая лампа имеет существенные преимущества:
• Высокий КПД.
• Стабильный поток света.
• Высокая световая отдача примерно 160 лм/Вт.
• Долго срок службы, который в 1,5 раза превышает период эксплуатации прочих подобных ламп.
• Лампы имеют приятное золотисто-белое излучение.
• Эффективная работа в условиях тумана.
За счет того, что дуговая лампа рефлакс 250 излучает красный спектр – это идеальный источник света для цветения растений, в том числе и плодоносящих. А наличие синего спектра свечения способствует их активному росту и развитию. Вдобавок лампы могут работать в широком диапазоне температуры – от -60 до +40 градусов.
Наряду с достоинствами, имеются и некоторые недостатки. Главный из них заключается в сложности подключения. Обычный способ здесь не подходит, и здесь существуют свои особенности. Среди других минусов можно выделить следующие:
• Взрывоопасность.
• Наличие ртути в устройстве лампы.
• Долгое время включения, которое может составлять до 10 минут.
• Не подходит при выращивании нецветущих либо зеленых овощных культур (редис, лук, салат).
Кроме того, если необходимо использовать натриевые лампы высокого давления мощностью 250 Ватт или более, необходимо позаботится об охлаждении, так как лампы сильно нагреваются. Хотя для теплиц большого размера этот недостаток может обернуться преимуществом, обеспечив растения дополнительным нагревом.

Принцип работы

По внешнему виду натриевые источники света немного похожи на лампы ДРЛ. Здесь также имеется стеклянная колба элиптической либо цилиндрической формы, внутри нее располагается разрядная трубка («горелка»), с каждой стороны которой находятся электроды. Эти выводы соединены с резьбовым цоколем. По причине того, что пары натрия оказывают сильное воздействие на стекло, этот материал не применим для изготовления «горелки». Ее изготавливают из поликора (поликристаллической окиси алюминия), что позволяет повысить устойчивость к парам натрия и пропускать до 90% видимого света. Лампа ДНаТ 400 имеет разрядную трубку с диаметром 7,5 мм и длиной 80 мм. Электроды трубки изготавливаются из молибдена.
Помимо паров натрия, состав разрядной трубки содержит аргон, чтобы облегчить запуск ламп, а также содержит ртуть или ксенон, что позволяет увеличить световую отдачу. «Горелка» при работе разогревается до 1300 °C и чтобы сохранить ее в целости, из колбы выкачан воздух. Однако сложно поддерживать вакуум пока работает лампа, так как воздух может проникнуть через отверстия. Поэтому для предотвращения этого используются специальные прокладки. Стоит отметить, что при работе лампы ее колба разогревается до 100 °C. При включении импульсного зажигающего устройства (ИЗУ) создается импульсное напряжение, в результате чего образуется дуга. Но первое время натриевые лампы ДНАТ рефлакс 250 светят еще слабо, так как вся энергия расходуется на разогрев трубки. Спустя 5 или 10 минут яркость освещения нормализуется.

Как подключить натриевую лампу

В силу особенности строения газоразрядных ламп не получится просто подключить их к бытовой электрической сети, так как имеющегося напряжения не хватает для запуска. Вдобавок нужно ограничить ток дуги. И натриевые лампы здесь не исключение. В связи с этим необходимо использовать в цепи пуско-регулирующий аппарат или сокращено ПРА. Они могут быть электромагнитными (ЭмПРА) либо электронными (ЭПРА). В практике западных стран такие устройства именуются балластами Magnetic Ballast (для ЭмПРА) и Digital Ballast (для ЭПРА). В некоторых случаях не обходится без применения импульсного зажигающего устройства или ИЗУ.
Использование ЭПРА для натриевых ламп 250 необходимо для их разогрева и дальнейшей бесперебойной работы. При этом на сам запуск затрачивается 3-5 минут, а полную мощность натриевые источники освещения набирают в течение еще 10 минут. Примечательно, что на момент запуска лампы ее номинальное напряжение увеличивается практически в 2 раза.

Устройство ПРА

Пускорегулирующий аппарат состоит из трех основных компонентов:
• Индуктивного дросселя.
• ИЗУ.
• Фазокомпенсирующего конденсатора.
Дроссель служит для ограничения тока дуги и его мощность должна быть такой же, как и у используемой лампы. К примеру, если применяется лампа ДНаТ 250, то, соответственно, мощность дросселя тоже должна быть не меньше и не больше 250 Ватт. В последнее время схема подключения ламп зачастую включает однообмоточный дроссель, тогда как двухобмоточные уже морально устарели.
ИЗУ необходимо для повышения напряжения до нескольких киловольт с целью образования дуги. Мощность ИЗУ может лежать в пределах от 35 до 400 Ватт. Помимо этого, устройство может быть двухконтактного или трехконтактного исполнения. Причем использование трехконтактных ИЗУ предпочтительнее.
Что касается конденсатора, то это необязательная составляющая. Но его наличие дает определенные преимущества, так как позволяет снизить нагрузку на бытовую электросеть. В свою очередь, это снижает риск возникновения возгорания проводки к минимуму. Боле подробно будет рассказано ниже.

Схемы подключения ламп ДНаТ

В зависимости от того, какое ИЗУ используется (с двумя выводами или тремя), натриевые лампы высокого давления 250 Ватт могут подключаться по-разному. Более подробно это отражает схема, изображенная ниже.

Схема подключения натриевой лампы

Как можно видеть из рисунков подключение дросселя (балласта) осуществляется последовательно, а вот ИЗУ подключается в цепь параллельно.
Для своей работы натриевые лампы используют мощность реактивного характера. В связи с этим желательно чтобы схема подключения включала специальный конденсатор, который позволит подавить помехи и снизить силу пускового тока. Что в итоге продлевает срок службы ламп. Также этот элемент просто незаменим в случае отсутствия компенсатора фазы.
Как видно на первом рисунке наличие фазокомпенсирующего конденсатора показано пунктирной линией. Его подключение осуществляется параллельно источнику питания.
Главное, подобрать конденсатор оптимальной электроемкости. К примеру, при использовании той же лампы ДНаТ-250 его емкость должна составлять 35 мкф. Если в схеме присутствует лампа ДНаТ 400, тогда можно подобрать конденсатор чуть большей емкости – 45 мкф. Использовать в схеме допускается только сухие элементы и рассчитанные на напряжение не менее 250 В.
При самостоятельном подключении ламп стоит взять кое-что на заметку. Длина провода, соединяющего сам источник освещения и дроссель, не должна превышать одного метра.

Меры предосторожности

В силу конструктивных особенностей, которыми обладает натриевая газоразрядная лампа 250, при работе этих источников света необходимо соблюдать крайнюю осторожность. Недопустимо отключать лампу сразу же после ее включения. Она должна остаться включенной как минимум 1 или 2 минуты. В противном случае лампа перестанет вовсе включаться и тогда ее необходимо обесточить и подождать некоторое время.
В помещении, где работают лампы необходимо наличие качественной вентиляции. Ее температура во время работы может подниматься до 100 градусов и более. А согласно некоторым источникам и все 1000. Поэтому хорошая вентиляция – это залог продолжительной и безопасной работы источников освещения. Не стоит трогать руками лампы высокого давления во время работы во избежание ожогов. То же самое касается и ее отражателя.
При установке источников освещения не нужно браться за колбу голыми руками, лучше всего использовать перчатки из материи. Или можно обернуть ее какой-либо бумагой или картоном, чтобы не оставлять на стекле жирных отпечатков пальцев. Поскольку температура нагрева очень высокая, то любой жировой налет или даже капли воды могут привести к взрыву лампы. В интернете можно найти много информации по этому поводу.
Но сильно нагреваться могут не только лампы высокого давления, это касается и используемого балласта. Его температура может подниматься до 80-150 градусов. Поэтому в целях предосторожности следует этот элемент схемы изолировать, спрятав под огнеупорный и прочный корпус. Это позволит предотвратить попадание внутрь сухих листьев, кусочков ткани или бумаги и прочих предметов.
Не стоит забывать и про элементарную технику безопасности при работе с электричеством. То есть исключить любую вероятность попадания воды на балласт, следить за целостностью электропроводки. Стоит всегда помнить, что в момент, когда запускается лампа ДНаТ, ИЗУ вырабатываются импульсы высокого напряжения. Поэтому лучше всего использовать специальные провода, которые рассчитаны для работы в экстремальных условиях. Они как раз рассчитаны на сильный нагрев.

Утилизация

Натрий по своей природе является летучим веществом и, контактируя с воздухом, он может резко воспламениться. По этой причине натриевые источники освещения недопустимо выбрасывать как обычный мусор. Как и любая энергосберегающая лампа, которая содержит ртуть, их тоже нужно утилизировать в специальные емкости. Если самостоятельно выбросить натриевые лампы ДНаТ с соблюдением мер предосторожности не удается, следует вызвать специальную службу.

Читайте также:  Электромагнитные контакторы: конструкция, рабочие характеристики и виды

Особенности лампы ДНАТ

Несколько десятков лет назад лампы ДНаТ встречались вдоль всех автомобильных дорог и улиц, но сегодня их постепенно вытесняют светодиодные модели. Однако ДНаТ не сдаются. Благодаря своим свойствам цветопередачи они от намного лучше справляются с туманной и влажной погодой, а потому их по-прежнему используют вдоль пригородных шоссе и в аэропортах.

Что это такое

Одним из типов освещения является натриевая газоразрядная лампа (НЛ). Это электрическая лампочка, светящимися элементами в которой служат газовый разряд в парах натрия. Это позволяет получить яркий желто-оранжевый свет: он плохо передает цвета, но отлично справляется с уличным освещением в условиях тумана.

Важно! Внутри помещения натриевые лампы применяются редко, в основном там, где нет требований к хорошей цветопередаче.

Все натриевые лампы делятся на:

  1. Источники низкого давления (НЛНД): из всех НЛ они были созданы первыми. Они были распространены в Европе, где до сих пор применяются для освещения загородных трасс. Главными отличиями ламп низкого давления являются сильная зависимость эффективности от температуры окружающей среды и производство внутренней колбы из боросиликатного стекла из-за высокой агрессивности натрия;

  1. Светильники высокого давления (НЛВД): их применяют для дополнительного освещения растений в промышленности. При ее создании потребовалось решить уже 2 проблемы: как нейтрализовать агрессивное воздействие натрия на стекло и что делать с высокой температурой электронной дуги. Трубки были изготовлены из оксида алюминия, внешняя колба — из термостойкого стекла. Горелка наполняется газовыми смесями и сплавом натрия с ртутью. Существуют и модели без ртути.

Лампы высокого давления также бывают нескольких типов:

  1. ДНаТ: аббревиатура расшифровывается как Дуговая Натриевая Трубчатая лампа;
  2. ДНаЗ: Дуговые Натриевые Зеркальные;
  3. ДНаС: Дуговые Натриевые в Светорассеивающей колбе;
  4. ДНаМТ: Дуговые натриевые Матированные.

Важно отметить следующее: в Европе и Америке лампы ДНаТ называются «High-Pressure Sodium Lamp» или «HPSL», в переводе «Натриевые лампы высокого давления». Когда эти лампы появились в СССР, их производством занялись различные заводы: они разделились по мощности, прозрачности стекла, форме и другим параметрам. Самыми популярными стали модели ДНаТ различных мощностей.

Иными словами, ДНаТ — это обычная НЛВД лампа цилиндрической формы, а ДНаЗ — лампочка с зеркальным напылением.

Плюсы и минусы

Лампы ДНаТ имеют большое количество плюсов, благодаря которым они остаются востребованными и в наши дни. Среди ее достоинств:

  1. Высокий уровень светоотдачи по сравнению с другими моделями лампочек. Светильники высокого давления дают до 150-160 лм/Вт, низкого давления — до 200 лм/Вт;
  2. КПД достигает 30%;

  1. Широкий спектр температур, при которых лампочки работают: от −60 до +40 градусов. При этом светильник зажигается даже при низких температурах;
  2. Длительный период эксплуатации: минимальный срок — 10-12 тысяч часов, максимальный — до 30-32 тысяч;
  3. Экономичность: ДНаТ расходуют в 1,5-2 раза меньше электричества. Производство светильников также недорого: оно давно отлажено и хорошо работает, дорогостоящие материалы не требуются;
  4. Противотуманный эффект: желтый и оранжевый цвета плохо поглощаются водой, а потому лампы с таким освещением лучше видны в дождь и туман.

Однако недостатки ДНаТ не менее существенны:

  1. Слабая цветопередача: все лампы имеют ярко выраженный желтый или оранжевый цвет. Использовать светильники в жилых помещениях нельзя;
  2. Долгое разгорание: первые 5-10 минут лампа горит слабо, пока прогревается;

  1. Определенные требования к электросети. Применять лампы можно только в сетях с достаточно стабильным напряжением;

Важно! Второй вариант — использовать качественные дроссели.

  1. Наличие ртути: для утилизации светильники необходимо отнести в специальный пункт приема. Разбитая лампа может быть опасна, если неправильно или недостаточно тщательно убрать все;
  2. Температура: несмотря на то, что светильники ДНаТ могут работать при −60 градусах, оптимальная температура для них от −20 до +30 градусов. При более высоких или низких температурах светоотдача будет ниже, а срок службы уменьшится;
  3. Наличие довольно сильных пульсаций, они могут достигать 50 Гц. Это выражается в постоянном мерцании, утомительном для глаз.

Типы ламп

Лампы ДНаТ бывают 2 видов — низкого и высокого давления. Они различаются друг от друга в некоторых характеристиках.

Высокого давления

Эти лампы подходят для освещения производственных комплексов, спортзалов и коммерческих объектов. Они отличаются лучшей цветопередачей, но некоторые цвета могут показаться более тусклыми, чем обычно.

Низкого давления

Они надежны в эксплуатации, потребляют мало энергии и отличаются высокой светоотдачей в течение длительного времени. Они хорошо подходят для освещения улиц, поскольку в закрытых пространствах искажают цвета.

Технические параметры

Выпускается несколько типов ДНаТ ламп разных мощностей: 70 Вт, 100, 150, 250 и 400. Ниже даны характеристики для лампочек на 70 Вт и на 400 Вт:

  1. Длина лампы: 16,5 см и 27,8 см;
  2. Диаметр: 4,2 см и 4,8 см;
  3. Мощность: 70 Вт и 400 Вт;
  4. Световой поток: 6 тысяч Лм и 45 тысяч Лм;
  5. Световая отдача: 66 лм/Вт и88 лм/Вт;
  6. Потребляемая мощность: 90 Вт и 510 Вт;
  7. Напряжение на лампе: 90 В и 100 В;
  8. Срок службы: 14 тысяч часов и 18 тысяч часов.

Принцип работы

Колба изнутри заполнена смесью газов, в ней размещена горелка из оксида алюминия. Тут протекает вся работа лампы.

Натриевая лампа имеет простую конструкцию и несложный принцип.

  1. После включения встроенное зажигающее устройство начинает генерировать импульсы;
  2. В парах натрия образуется дуговой электронный заряд, из-за которого пары начинают светиться. Загорается свет;
  3. Горелка постепенно разогревается, и свет становится ярче;
  4. В современных лампах в конструкцию встроен дроссель, который ограничивает силу тока дуги и обеспечивает бесперебойную подачу тока.

Из чего состоит

Прибор представляет собой колбу, сделанную из специального высокопрочного оксида алюминия, который выдерживает и высокие температуры, и действие паров натрия. На края колбы присоединяются 2 электрода, саму колбу заполняют смесью инертных газов, сплава ртути и натрия и ксенона.

Горелка располагается в колбу меньшего размера из термостойкого стекла, обычно из боросиликатного стекла. В колбе создают вакуум и снабжают цоколем, через который будет осуществляться подключение к электричеству.

Иными словами, получается колба в колбе: в центре большой внешней располагается небольшая цилиндрическая колба с горелкой внутри. Внешняя колба выполняет роль термоса, оберегая горелки от низких температур, увеличивает КПД и уменьшает потери тепла.

Цоколь

Через него светильник подключается к электросети. Чаще всего используют винтовое соединение типа Е (Эдисона) — Е27 для ДНаТ 70 и 100, и Е40 для ДНаТ 150, 250 и 400. Цифры на маркировке означают диаметр в миллиметрах: например, Е40 — это цоколь с диаметром в 40 мм.

Горелка

Это важная часть любой лампочки ДНаТ. Это тонкий стеклянный цилиндр, устойчивый к высоким температурам и химическим реакциям. По двум сторонам у него вставлены вольфрамовые электроды.

При ее изготовлении проводят глубокую вакуумизацию, то есть откачивают абсолютно весь воздух с кислородом. Это важное требование безопасности: цоколь разогревается до 1300 градусов, при попадании кислорода лампа может взорваться.

Область использования

Источники света ДНаТ не применяются в жилых помещениях из-за чрезмерной мощности и искаженной цветопередачи: например, зеленый часто «превращается» в черный или темно-синий. Однако лампочки нашли применение в других сферах:

  1. Освещения улиц и дорог. Особенно хорошо лампы проявили себя при работе в туманных областях;
  2. Подземные переходы, железнодорожные вокзалы и аэропорты, автостоянки, туннели;

  1. Промышленные помещения, склады, цеха, автостоянки, спортивные комплексы, для которых правильная передача света не важна;
  2. Подсветка памятников и зданий;
  3. Для теплиц, цветников и других комплексов, в которых выращивают растения. Это позволяет выращивать растения круглый год вне зависимости от сезона.

В теплицах используют лампы мощностью 150-250 Вт, подойдет и лампа в 400 Вт, но ее необходимо будет поставить подальше. Для улицы необходимы лампы мощностью 70-150 Вт.

Важно! Для уличного освещения важно выбирать лампы с защитой от влаги и пыли.

Как правильно подключить лампу

Подключить лампочку к обычной бытовой сети не получится, так как имеющегося напряжения на ее работу не хватит. Кроме того, требуется ограничить ток дуги, чтобы работа шла без перебоев.

Важно! У всех натриевых ламп, что у ДНаТ, что у ДНаЗ, подключение происходит по одной схеме.

Для подключения светильника необходимо следующие элементы:

  1. ИЗУ — это Импульсное Зажигающее Устройство, которое помогает повысить напряжение в сети до момента образования дуги. ИЗУ могут быть 2-выводной и 3-выводной: первые более дешевы и просты, вторые лучше проявляют себя в работе. При подключении двухвыводной ИЗУ при включении разряд подается на лампу и балласт, при подключении трехвыводной — только на лампу;

  1. Пускорегулирующий аппарат — электронный или электромагнитный балласт, который занимается ограничением тока после запуска. Электронный балласт или ЭПРА — это электронная схема, электромагнитный — дроссель (катушка с незамкнутым магнитопроводом). При подключении дроссель необходимо включить последовательно с ДНаТ, ИЗУ — параллельно.

Схема подключения двухвыводной ИЗУ происходит в несколько шагов:

  1. ИЗУ подключается параллельно лампе;
  2. Провод «фаза» после дросселя нужно подключить к нужному клемму ИЗУ;
  3. Вторая жала подключается в оставшиеся зажимы.

Схема подключения натриевой лампы высокого давления и трехвыводной ИЗУ немного сложнее:

  1. Один отрицательный провод необходимо подключить к лампочке, второй — к однотипному зажиму ИЗУ;
  2. Далее нужно разомкнуть фазу и один кабель из щитка подключить к дросселю;
  3. Средний проводник подключается к лампочке.

При подключении ДНаТ лампы необходимо пользоваться схемами. При возникновении сомнений лучше обратиться к специалисту, а не подключать самостоятельно.

Срок службы

Срок службы светильников ДНаТ довольно значительный: минимальный срок составляет 14 тысяч часов (это более 1,5 лет), максимальный — до 32 тысяч (более 3,5 лет). При этом длительность работы зависит от внешних условий (при слишком низкой температуре износ будет сильнее), напряжения в электросети и других нюансов.

ДНаТ — это натриевые лампы высокого давления, которые не утратили популярности. Они отличаются длительный сроком службы, невысокой стоимостью и высокой светоотдачей. Несмотря на ряд недостатков (главный — плохая передача цвета), лампы такого типа все еще используют для уличного освещения.


Лампы ДНаТ: принцип работы, достоинства и недостатки натриевых светильников высокого и низкого давления

Достоинства и недостатки различных источников света

Лампа накаливания

  • Цветовая температура 2200…3000К
  • Эффективность примерно 12,5…13,5 Лм/Вт
  • Срок службы всего 1000 часов
  • Абсолютный индекс цветопередачи, Ra=100%

Галогенная лампа

Галогенная лампа — это фактически та же лампа накаливания, просто в баллон, которой добавляют так называемый буферный газ — пары галогенов (фтора, брома или йода). Это повышает срок службы лампы, позволяя при этом одновременно повысить температуру спирали.

  • Цветовая температура 3000К
  • Эффективность примерно 15…22 Лм/Вт
  • Срок службы всего 2000…4000 часов
  • Высокий индекс цветопередачи, Ra = 99…100%

Безусловными достоинствами галогенных ламп являются: неизменно яркий свет, безупречная цветопередача и возможность варьирования разнообразных цветовых оттенков излучаемого света путем добавления в колбу лампы паров фтора, брома, хлора или йода. Это позволяет уменьшить скорость испарения вольфрама спирали, при этом срок ее службы возрастает по сравнению с обычной лампой накаливания в несколько раз, до 2000-5000 часов.

Путем использования специальных фильтров, наносимых на кварцевое стекло, удается существенно снизить долю ультрафиолетового излучения, что предохраняет освещаемые вещи от выцветания.

Галогенные лампы эффективнее обычных ламп накаливания почти в два раза, так как их показатель световой отдачи может быть доведен до значений в 25 Лм/Вт.

К недостаткам галогенных ламп можно отнести:

  • неудобство использования — до стеклянной поверхности лампы нельзя дотрагиваться обнаженными руками, так как кожа может оставлять на стекле жирные пятна, которые создают риск оплавления или появления трещины в этом месте колбы. Лампу рекомендуют брать руками в тканевых перчатках, а в случае загрязнения поверхности колбы ее следует протереть специальными растворителем или спиртом;
  • галогенные лампы весьма чувствительны к скачкам напряжения сети, поэтому их включают в электрическую сеть только через стабилизатор напряжения, а в случае низковольтных ламп — только через трансформатор;
  • температура колбы галогенной лампы может достигать значений до 500 градусов Цельсия, поэтому при их установке крайне необходимо следовать нормам противопожарной безопасности, в том числе, обеспечить достаточное расстояние между поверхностями потолочного перекрытия и подвесными потолками.

Металлогалогенная лампа

Металлогалогенная лампа (МГЛ) — это один из видов газоразрядных ламп (ГРЛ) высокого давления. МГЛ отличает от других ГРЛ то, что для корректирования спектральной характеристики дугового разряда, происходящего в парах ртути, в горелку МГЛ вводят специальные излучающие добавки (ИД) — галогениды некоторых металлов.

  • Цветовая температура от 2500°К (жёлтый свет) до 20 000°К (синий свет)
  • Эффективность примерно 88…96 лм/Вт
  • Срок службы 10…15 тыс. часов
  • Высокий индекс цветопередачи, Ra = 80…95%

Как источники света МГЛ используют для обычного, а также декоративного и архитектурного наружного освещения, освещения промышленных и общественных зданий, для освещения театральных и концертных сцен, студий, спортивных арен и дворцов спорта, торговых и выставочных площадей, офисных помещений и музейных залов, то есть всюду, где необходима увеличенная яркость, а спектральные характеристики света должны быть близки характеристикам обычного дневного света.

  • высокая эффективность (КПД);
  • длительный срок службы 10…15 тыс. часов;
  • высокая стабильность световых и цветовых характеристик на протяжении всего срока службы;
  • большой допустимый для работы температурный диапазон окружающего воздуха: от −40°C до +40°C;
  • широкий диапазон допустимых мощностей МГЛ: от нескольких десятков ватт до десятков киловатт.

К недостаткам МГЛ следует отнести следующее:

  • невозможно осуществлять плавную регулировку режима горения;
  • протяженный во времени режим зажигания и повторного зажигания МГЛ.

Ртутная газоразрядная лампа

Дуговой ртутной люминесцентной лампой (ДРЛ) называют ртутные лампы высокого давления (РЛВД), в которых для улучшения цветопередачи излучаемым светом, на внутреннюю сторону колбы наносят специальный люминофор.

Лампы типа ДРЛ выпускаются мощностью 80, 125, 250, 400, 700, 1000 Вт.

  • Цветовая температура 3800°К
  • Эффективность примерно 40 Лм/Вт
  • Срок службы 10000 часов
  • Низкий индекс цветопередачи, Ra = 45%

ДРЛ широко используют в общем освещении улиц, промышленных цехов и территорий, любых малолюдных или безлюдных помещений — там, где требования к качеству цветопередачи низкие, а к энергосбережению — высокие. Этим требованиям вполне удовлетворяют ДРЛ — эти лампы имеют достаточно высокую эффективность.

За это достоинство им прощаются многочисленные недостатки, указать на которые мы считаем необходимым.

К одним из существенных недостатков ламп ДРЛ следует отнести интенсивное образование озона при их горении.

Включение ламп в сеть осуществляют при помощи специальных пускорегулирующих устройств: в обычных условиях с лампой ДРЛ последовательно включают дроссель, в случае температур ниже минус 25 градусов по Цельсию в схему необходимо включить автотрансформатор.

Сам процесс включения ламп ДРЛ сопровождается большим пусковым током. Полное зажигание может занять 7 и более минут, а для повторного ее включения потребуется остудить лампу, выдержав ее незажженной в течение 10-15 минут.

Прочие недостатки ламп ДРЛ

  • низкий коэффициент цветопередачи — 45%
  • низкая цветовая температура — 3800°К;
  • продолжительное зажигание при включении (примерно 7-10 минут);
  • повторное зажигание ДОЛ после ее отключения допустимо лишь после обязательной выдержки для охлаждения в течение не менее 10-20 минут;
  • лампа ДРЛ может не зажечься, а горящая — погаснуть, если напряжение в сети питания упадет на двадцать или даже менее процентов;
  • зависимость от температуры окружающей среды (проблемы с запуском при температуре ниже -20°С, снижение срока службы)
  • при горении лампы ДРЛ ее колба разогревается до температуры порядка 100°С.
  • у ДРЛ очень высокий коэффициент пульсаций
  • после 3-6 месяцев службы, что соответствует примерно 2000 часам работы лампы световая отдача ДРЛ снижается вдвое;
  • в излучение ДРЛ преобладает сине-зеленая часть спектра, что ведет к неудовлетворительной цветопередаче, а, значит, исключает возможность применения лампы в случаях, когда объектами освещения являются лица людей, окрашенные и цветные поверхности, мелкие или движущиеся предметы;
  • необходимость включения через специальный балластный дроссель;
  • высокая концентрация паров ртути в лампе ДРЛ (от 0,2 до 0,9 мг) достаточна для отравления людей при случайном повреждении колбы в закрытом помещении объемом 1500 кубических метров (это, например, может быть склад с высотой потолка в 3 метра и площадью в 500 кв.м.)

Какими бывают натриевые лампы и где они применяются?

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.

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.

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.

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.

Добавить комментарий