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

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

Дуговые ртутные лампы (ДРЛ)

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

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

Дуговые натриевые трубчатые лампы (ДНаТ)

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

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

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

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

Светодиодные (LED) лампы высокой мощности

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

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

Сравнение трех типов ламп

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

Сравнение характеристик

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

Выводы

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

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

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

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

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

Статья написана с использованием материалов источника.

www.kreonix.net

Как отличить лампу дрл от дрв

Ртутные газоразрядные лампы представляют собой электрический источник света, в котором для генерации оптического излучения используется газовый разряд в парах ртути. Ртутные лампы являются разновидностью газоразрядных ламп. Для наименования всех видов таких источников света в отечественной светотехнике используется термин «разрядная лампа» (РЛ), включённый в состав Международного светотехнического словаря, утверждённого Международной комиссией по освещению. Этим термином следует пользоваться в технической литературе и документации.

В зависимости от давления наполнения, различают РЛ низкого давления (РЛНД), высокого давления (РЛВД) и сверхвысокого давления (РЛСВД).

К РЛНД относят ртутные лампы с величиной парциального давления паров ртути в установившемся режиме менее 100 Па. Для РЛВД эта величина составляет порядка 100 кПа, а для РЛСВД — 1 МПа и более.

Ртутные лампы низкого давления (РЛНД)

РЛВД подразделяются на лампы общего и специального назначения. Первые из них, к числу которых относятся, в первую очередь, широко распространённые лампы ДРЛ, активно применяются для наружного освещения, однако они постепенно вытесняются более эффективными натриевыми, а также металлогалогенными лампами. Лампы специального назначения имеют более узкий круг применения, используются они в промышленности, сельском хозяйстве, медицине.

Содержание

Спектр излучения [ править | править код ]

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

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

Виды [ править | править код ]

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

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

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

Устройство [ править | править код ]

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

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

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

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

Принцип действия [ править | править код ]

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

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

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

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

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

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

Традиционные области применения ламп ДРЛ [ править | править код ]

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Вывод из эксплуатации после 2020 года [ править | править код ]

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

Ртутные газоразрядные светильники применяют для внутреннего и внешнего освещения. Разные виды этих осветительных элементов имеют разное название. Наиболее часто встречаются лампа ДРЛ и лампа ДРВ. Расшифровка названий поможет понять, какой принцип действия они имеют и чем отличаются друг от друга.

Разновидности ламп

Маркировка ДРЛ означает дуговая ртутная люминофорная, маркировка ДРВ — дуговая ртутная вольфрамовая. С первого взгляда трудно различить лампы ДРВ и ДРЛ. Отличия заключаются в их технических характеристиках. В конструкции обоих световых источников имеется:

• Цоколь. Элемент, принимающий на себя электрическую энергию из сети благодаря соединению контактов патрона и лампы.
• Кварцевая колба. Заполняется аргоном с добавлением капли ртути, имеет два основных и два вспомогательных электрода. Выполняет роль горелки
• Стеклянная колба. Выполняет роль ёмкости, в которую помещается кварцевая колба и цоколь. Внутренняя поверхность колбы покрывается люминофором и заполняется азотом.

Внутри вольфрамовой лампы вместе с кварцевой колбой находится спираль из вольфрама. Эта спираль выполняет функцию токоограничивающего элемента.

Высокая востребованность дуговых ртутных светильников объясняется экономичностью их использования. Именно их сейчас используют в различных осветительных приборах вместо устаревших ламп накаливания. Благодаря этому удаётся избежать больших затрат, связанных:

• с покупкой современных осветительных приборов;
• с монтажом крепёжных систем;
• с проведением разводки осветительных линий.

Кроме того, ртутные приборы показывают значительно большую эффективность работы, чем другие источники света. Однако при сравнении показателей люминофорной и вольфрамовой лампы наблюдаются некоторые различия.

Низкая эффективность ДРВ

В результате сравнения световых параметров двух разновидностей ламп оказывается, что вольфрамовая показывает почти вдвое меньшую эффективность работы. Происходит это из-за того, что по мере нагревания напряжение горелки растёт, а напряжение вольфрамовой спирали, наоборот, сокращается.

Помимо разницы напряжений, на эффективность свечения лампы ДВР оказывает влияние наличие активного балласта, ограничивающего ток. В этом случае дополнительной передачи энергии не происходит, поэтому период свечения горелки уменьшается приблизительно на 30%. В результате световой поток падает, лампа показывает низкую эффективность.

Невысокие технические показатели компенсируются другими свойствами. Среди преимуществ ртутных светильников с вольфрамовой спиралью внутри стоит отметить:

• возможность использования без пускорегулирующего оборудования;
• белое свечение тёплого спектра;
• качественную цветопередачу с более широким спектром свечения;
• стабилизацию напряжения в процессе работы;
• применение в качестве альтернативы привычным лампам накаливания.

Эти свойства позволяют применять вольфрамовые дуговые лампочки не только в качестве осветительных приборов внутри закрытых помещений. Они также успешно используются на открытых пространствах, в число которых входят стройплощадки, автостоянки, парковые зоны, улицы. С помощью моделей ДВР 250 осуществляется искусственное облучение тепличных растений.

Особенности люминофорных светильников

Люминофорная лампа начинает светиться после подачи напряжения на электроды, размещённые в кварцевой горелке. Аргоновый газ легко ионизируется, в результате чего на двух сторонах горелки возникает тлеющий разряд. Ионизация уменьшается и переходит в пространство между электродами. Разряд быстро трансформируется из тлеющего в дуговой, обеспечивая процесс горения.

Как и другие ртутные дуговые устройства, лампочка ДРЛ чувствительна к изменению температурного режима. При появлении заряда в горелке внутреннее пространство стеклянной колбы, заполненной аргоном, начинает светиться ультрафиолетовым и зелёным цветом. Но наличие люминофора на стенках колбы заставляет ультрафиолет преобразовываться в красный цвет. Комбинация зелёного, красного и синего в итоге даёт белый цвет, который все привыкли видеть при работе люминофорных ламп.

Отличительная особенность лампочки ДРЛ заключается в том, что значение её тока превосходит номинальное значение. Поэтому после перехода сетевого напряжения через значение амплитуды вся накопленная индуктивностью энергия передаётся в нагрузку (при этом напряжение затягивается на кварцевой колбе). Именно по этой причине эффективность свечения люминофорного светильника превышает эффективность вольфрамового на 30%.

Лампа типа ДРЛ может функционировать только при наличии пускорегулирующего устройства. В качестве такого устройства может быть применён дроссель. Поскольку он выполняет роль токоограничителя, показатель его мощности должен равняться мощности ртутной лампы. Использование такой лампочки без пускорегулирующего оборудования чревато её моментальной поломкой.

Эффективная работа люминофорной лампочки может быть обеспечена только при полном совпадении всех параметров сети. ДРЛ обладает следующими техническими характеристиками:

• Диапазон потребляемой мощности составляет 80−100 Ватт (в зависимости от числа электродов). Наиболее распространёнными являются лампочки мощностью 250 Ватт.
• Цоколь типа Е27 или Е40. Определяется уровнем потребляемой мощности.
• Тактовая нагрузка не более 8 ампер.
• Минимальный световой поток равняется 3200 люмен (соответствует световому потоку лампы 80 Вт). Максимальная интенсивность достигает 52000 люмен.
• Срок работы может доходить до 10000 часов.

Все необходимые параметры обозначаются на корпусе ртутной лампы в виде маркировки. Стандартная маркировка состоит из букв, обозначающих тип лампочки, и цифр, обозначающих её мощность.

Благодаря таким характеристикам лампочки этого типа успешно используются для освещения больших закрытых и открытых пространств, где особую важность имеет интенсивность освещения (стоянки, улицы и т. д. ). Однако для достижения максимальной интенсивности свечения прибору требуется около 5−7 минут. При работе лампа ДРЛ мерцает и постоянно издаёт негромкий треск.

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

Устройство лампы ДРЛ

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

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

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

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

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

Принцип работы лампы ДРЛ

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

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

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

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

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

Лампы ДРВ и ДРЛ отличия

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

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

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

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

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

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

Срок службы лампы ДРЛ

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

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

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

vi-pole.ru

характеристики, устройство, отличительные особенности и преимущества

Существуют десятки разновидностей электрических ламп. Для освещения открытых территорий или больших помещений вроде складов и ангаров часто применяются лампы дуговые ртутные люминесцентные (ДРЛ).

О том, как они устроены и на что способны, поговорим в данной статье, тема которой — лампы ДРЛ: характеристики.

Описание

1. Лампы, работающие за счет образования электрической дуги в газовой среде, называются газоразрядными. В отечественной терминологии их принято обозначать буквосочетанием РЛ (разрядная лампа).
2. Все разрядные лампы делятся на три типа: низкого (РЛНД), высокого (РЛВД) и сверхвысокого давления (РЛСВД).
3. Те из РЛ, в которых главным переносчиком заряда выступают пары ртути, называются ртутными.

В установившемся режиме парциальное давление паров ртути составляет:

• у ртутных ламп, относящихся к категории РЛНД: менее 100 Па;
• относящихся к категории РЛВД: 100 кПа;
• относящихся к категории РЛСВД: 1 МПа и выше.

Лампы ДРЛ относятся к категории РЛВД. Источником света в ней является горелка — трубка из кварцевого стекла или светопропускающей керамики, заполненная аргоном в строго определенном количестве с добавкой небольшой капли ртути или ртутного соединения, которое в холодном состоянии имеет вид шарика или налета на колбе.

Лампа ДРЛ 1000w

Раньше в подобных лампах устанавливали два электрода. Но при таком исполнении для пробоя газовой среды с целью создания дуги требовалось слишком высокое напряжение. Из-за этого приходилось применять газовый разрядник, который имел гораздо меньший срок службы, чем сама лампа.

Впоследствии стали применять схему с 4-мя электродами: в разных концах лампы устанавливаются один основной и один зажигательный электроды. Напряжение подается одновременно и на основные электроды, и на каждую пару «основной-зажигательный». Газовый промежуток между основным и зажигательным электродами пробивается небольшим напряжением, поскольку он является коротким.

Возникший тлеющий разряд ионизирует газ, в результате чего быстро увеличивается количество частиц, способных переносить заряд. Их присутствие облегчает пробой большого промежутка между основными электродами: здесь также возникает тлеющий разряд, который тут же превращается в дуговой.

Лампа ДРЛ 250 Е40 ртутная высокого давления

Переход на такую систему зажигания позволил вместо недолговечного газового разрядника применять пускорегулирующий дроссель, срок службы которого равен или превосходит срок службы лампы.

Сегодня некоторые импортные лампы выпускаются в 3-электродном исполнении, то есть зажигающий электрод у них всего один. На функциональности светильника это никак не отражается, отказ от 4-го электрода имеет целью только снизить себестоимость.

Электрическая дуга в среде ртутных паров производит ультрафиолетовый свет и видимый зеленовато-белый. Чтобы сбалансировать цветовое содержание света, горелку помещают в колбу, покрытую изнутри особым веществом — люминофором. Под действием ультрафиолетового излучения оно начинает светиться видимым красным светом, который в сочетании с зеленым дает близкое к белому свечение.

Попутно колба обеспечивает теплоизоляцию горелки, вследствие чего та быстрее разгорается.

Особенности ламп ДРЛ

Светильники этого типа обладают рядом положительных качеств:

1. Имеют высокий порог мощности, при этом она может быть и достаточно низкой.
2. Отличаются компактными размерами.
3. Отличаются высокой светоотдачей.
4. Имеют значительный ресурс.
5. Способны функционировать при низких температурах, что делает возможным применение их на улице.
6. Позволяют ощутимо снизить затраты на эксплуатацию и техобслуживание уличных фонарей.
7. Такая разновидность ДРЛ ламп, как ртутно-вольфрамовые, способна включаться без пускового устройства.

При этом осветительные приборы работают с некоторыми особенностями:

1. Разгораются постепенно, выходя на полную светимость за 7 – 15 мин. Объясняется это тем, что в холодной лампе ртуть конденсируется. Указанное время требуется для ее разогрева и полного превращения в пар.
2. Требовательны к качеству электроснабжения: при низком напряжении (80% от номинального или менее) включить ДРЛ лампу невозможно; если же она уже была включена, то при снижении напряжения потухнет. При уменьшении напряжения на 10% – 15% лампа продолжает гореть, но ее яркость сокращается на 25% – 30%.
3. Во время работы сильно греются. Из-за этого к проводам и контактам предъявляются высокие требования как по термостойкости, так и по качеству.
4. После выключения не включаются, пока полностью не остынут (требуется 10 – 15 мин). Дело в том, что в нагретом состоянии давление газа в колбе сильно повышается, вследствие чего значительно возрастает и напряжение пробоя газового промежутка. Напряжения сети для этой цели не хватает, пока лампа не остынет и давление в ней не снизится. Данная особенность ДРЛ ламп в сочетании с требовательностью к качеству электроснабжения представляет серьезный недостаток: при проседании напряжения, которое в электросетях время от времени случается, светильник тухнет и после этого включается только через четверть часа.
5. При работе издают жужжащий звук.

ДРЛ генерируют свет хотя и яркий, но низкого качества как по цветопередаче (преобладают холодные тона), так и по коэффициенту мерцания. Именно поэтому область применения ДРЛ ламп ограничивается освещением на улице и в больших помещениях вроде складов или цехов, где свет высокого качества не требуется.

Характеристики

Выше свойства ламп ДРЛ были описаны в общих чертах, теперь же приведем точные их параметры:

1. КПД. У разных ламп меняется от 45% до 70%.
2. Мощность. Минимальная — 80 Вт, максимальная — 1000 Вт. Отметим, что для ртутных ламп это далеко не предел. Так, некоторые разновидности дуговых ртутных ламп могут иметь мощность 2 кВт, а ртутно-кварцевые светильники (ДРТ, ПРК) — 2,5 кВт.
3. Вес. Зависит от мощности светильника. Лампа ДРЛ-250 весит 183,3 г.
4. Показатель тактовой нагрузки сети. Максимальное значение, характерное для самых мощных ламп, составляет 8 А.
5. Световой поток. В зависимости от мощности варьируется в пределах от 40 до 59 лм/Вт. Так, осветительный прибор ДРЛ мощностью 80 Вт излучает свет силой 3,2 тыс. лм, светильник мощностью 1000 Вт — силой 59 тыс. лм.
6. Использование пускового механизма. В лампах ДРЛ пусковое устройство (дроссель) является обязательным. В нем не нуждаются только ртутно-вольфрамовые лампы, в которых имеется вольфрамовая нить накаливания.
7. Цоколь. ДРЛ лампы оснащаются цоколями двух типов: при мощности менее 250 Вт используется цоколь типа Е27, при мощности 250 Вт или большей — Е40.
8. Период эксплуатации. Полный ресурс лампы типа ДРЛ составляет 10 тыс. часов. Но нужно учитывать, что яркость лампы в течение всего этого срока не остается стабильной. В результате износа люминофора она постепенно снижается и к концу срока службы может упасть на 30% – 50%. Поэтому обычно лампы ДРЛ утилизируют раньше, чем они перестанут работать.

Сегодня в продаже часто встречаются лампы, производители которых заявляют ресурс в 15 и даже 20 тыс. часов. Чем более мощной является лампа, тем дольше она обычно служит.

Полезно знать: у зарубежных производителей ртутные лампы обозначаются различными аббревиатурами:

• Philips: HPL;
• Osram: HQL;
• General Electric: MBF;
• Radium: HRL;
• Sylvania: HSL и HSB.

В международной же системе обозначений (ILCOS) лампы этого типа принято обозначать буквосочетанием QE.

Дуговые ртутные лампы используются для наружного освещения

Необходимо отметить, что ртутно-вольфрамовые лампы, которые включаются без пускового устройства и загораются сразу, во многом уступают лампам ДРЛ:

• имеют низкий КПД;
• дорого стоят;
• не обладают достаточной износостойкостью;
• имеют ресурс 7,5 тыс. часов.

Малый срок службы и низкий КПД объясняются присутствием нити накаливания. Но зато она улучшает цветопередачу, что позволяет применять такие лампы в бытовых помещениях.

Сегодня лампы ДРЛ успешно вытесняются металлогалогенными лампами (обозначаются буквосочетанием ДРИ), которые отличаются наличием в газовой смеси так называемых излучающих добавок. ДРИ так и расшифровывается — дуговая ртутная с излучающими добавками.

В этом качестве используются галогениды различных металлов — таллия, индия, натрия и некоторых других. Их присутствие способствует увеличению светоотдачи до 70 – 90 лм/Вт и даже выше. Намного лучше становится и цветность. Ресурс у ДРИ ламп такой же, как у ДРЛ — от 8 до 10 тыс. часов.

Выпускаются ДРИ лампы, колба которых частично покрыта изнутри зеркальным составом (ДРИЗ). Такой светильник весь производимый им свет подает в одном направлении, за счет чего его светоотдача с этой стороны значительно возрастает.

Техника безопасности

ДРЛ лампу нельзя просто выбросить, как обычную лампочку накаливания.

Присутствие в колбе ртути обуславливает необходимость специальных мер по утилизации.

Заниматься этим может только предприятие, имеющее соответствующую лицензию.

Компания, использующая ДРЛ или другие ртутные лампы, заключает с таким предприятием договор и собирает отслужившие свое приборы в специальном контейнере, за которым периодически приезжают утилизаторы.

Если выбрасывать ртутные лампы обычным способом, ртуть со временем отравит почву, а затем и воду.

Также из-за присутствия этого металла обращаться со ртутными лампами следует крайне осторожно: при разгерметизации колбы ртуть попадет в помещение и вызовет серьезные осложнения здоровья у находящихся там людей вплоть до летального исхода.

proprovoda.ru

Замена газоразрядных ламп ДРЛ 400 и ДРЛ 250 на светодиодные аналоги с цоколем E40

Газоразрядные ртутные лампы широко используются для освещения придомовых территорий, складских помещений и других объектов. Они обладают рядом достоинств: низкая стоимость изделия, недорогой блок розжига, высокая яркость. Тем не менее часто в качестве альтернативы РДЛ рассматривается покупка светодиодного аналога (LED).

Сравнительные характеристики ДРЛ 400, 250 и светодиодной лампы E40

Стоимость ДРЛ значительно ниже ее конкурентов. Цена газоразрядной лампы – около 4 долларов, аналогичной по яркости светодиодной – 40 долларов.

Сравнительный обзор светодиодных и газоразрядных ламп

Что лучше выбрать?

Преимущества LED светильников достаточно очевидны.

Высокий КПД светоотдачи. Световой поток светодиодов около 100-120 лм/Вт. Для сравнения у ДРЛ этот показатель лишь 30-35 лм/Вт.

Срок эксплуатации LED источников света около 50000 часов, что в 5-6 раз выше их конкурента.

В ртутных лампах содержится ртуть, что требует особых условий для их утилизации. На сегодняшний день производство светильников, содержащих тяжёлые металлы постоянно сокращается. К 2020 планируется полностью прекратить выпуск подобных устройств.

LED светильники вообще не требуют технического обслуживания.

Если при проектировании объекта изначально заложить LED освещение, можно ощутимо сэкономить на проводке, поскольку требования к мощности питающих кабелей значительно ниже.

Мощность светового потока. По паспортным данным у ртутных ламп световой поток несколько выше, но более высокая цветовая температура у светодиодов визуально устраняет эти различия.

Изменение светового потока в процессе эксплуатации. У всех газоразрядных ламп со временем яркость снижается. Примерно через три месяца световой поток ДРЛ уменьшается на 30%. У из конкурента яркость на протяжении всего срока эксплуатации практически не изменяется.

Как подобрать светодиодный аналог для газоразрядной лампы

Паспортные параметры по световому потоку ДРЛ актуальны только для нового изделия. Уже через три месяца яркость снижается на 15%, а через год на 30%. На этот показатель и ориентируются при подборе замены.

Падение яркости ДРЛ после года эксплуатации

Например, для ДРЛ на 250Вт с паспортными данными 9000-10000 люмен эквивалентной заменой станет светодиодный светильник мощностью 60Вт со световым потоком 6400 люмен. Кроме того, у вторых цветовая температуры выше, поэтому визуально они светят ярче.

При мощности ртутного источника до 500Вт замену на LED вариант возможно произвести без изменения конструкции светильника. Для этого используют светильники с цоколем Е40.

Для замены более мощных газоразрядных светильников потребуется либо новый светильник, либо увеличить количество источников света.

Экономическое обоснование замены светильника

Давайте посчитаем затраты на эксплуатацию:

Сравним ДРЛ 400 и светодиодную лампу Е40 на 100Вт. При ежедневной эксплуатации в течении 12 часов LED отработает около одиннадцати лет. За 50000 часов работы энергопотребление составит 5000кВт/ч.

Затраты на электроэнергию – 5000кВт/ч х 0,3у.е = 1500у.е

На аналогичный период эксплуатации ртутного источника потребуется 5-6 замен лампочки. Энергопотребление соответственно составит 20000кВт.

Затраты на электроэнергию – 20000кВт/ч х 0,3 у.е = 6000 у.е

Реальные цифры будут даже выше, поскольку запуск ртутного источника света осуществляется через пускорегулирующее устройство, которое само по себе является энергопотребителем, затраты на электроэнергию будут выше на 10-15%.

Только при замене одной ртутной лампочки на светодиодную до конца срока эксплуатации она сэкономит более четырёх тысяч долларов.

На промышленных объектах таких светильников может быть десятки, а иногда и сотни.

Несмотря на значительно более высокую стоимость LED источников, они обладают крайне низким энергопотреблением, что окупает первоначальные затраты буквально в течении первого полугодия эксплуатации.

В заключение обратите внимание на этого свето-монстра, который потребляет чуть более 0,5 кВт.

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

svetodiodinfo.ru

No related posts.