Сегодняшний рынок осветительного оборудования изобилует приборами различных типов. Вы можете выбрать устройство различных цены и качества. Однако популярнее всего два вида оснащения — светодиодный светильник и ДРЛ (дуговая ртутная лампа).
Принцип работы последних отличается некоторыми особенностями. Это и есть причина их распространённости в XXI веке. Главные задачи хозяина дома — правильно выбрать оснащение и самостоятельно его монтировать. Вы можете выбрать не только светильники ДРЛ (400 или 250), но и ДНаТ — более мощный вариант, по сравнению с дуговыми осветителями на ртути.
Дуговые ртутные лампы — это источники света, которые функционируют на оптическом излучении, создаваемом ртутными парами (их газовыми разрядами). В сегодняшнем мире подобная технология очень распространена. Сферы её применения различны, например:
Объекты промышленного назначения. У таких светильников отличный поток света. К тому же они устойчивы к неблагоприятным условиям. Поэтому они популярны в промышленности
Наружное освещение. Установка такого светильника уместна на придорожных столбах, в скверах и парковых зонах. Также подобные осветители будут прекрасно освещать пространство вдоль тротуаров и проезжих частей. Уличные лампы ДРЛ прекрасно выдерживают любые температурные колебания и изменения климата. Обычная «кобра» хорошо сочетается с дуговыми лампами на ртути.
Общественные места. Театры, рестораны и т. д. Здесь подобное оснащение также создаст подходящее освещение.
Дом. В жилых зданиях также можно устанавливать такие осветители. Под лампу ДРЛ хороша даже обычная люстра.
Однако чаще всего дуговые ртутные лампы применяются на улицах. По вечерам они обеспечивают комфорт и безопасность прохожих. Особой популярностью пользуется модель ДРЛ 250, хотя встречаются и ДРЛ 125, и ДРЛ 400.
Строение лампы
Форма ртутных дуговых лампочек обычно вытянутая. Внешне их можно даже спутать с лампами накаливания. Однако они отличаются друг от друга по конструкции. Основные составные части лампочки ДРЛ:
Баллон из стекла. Присущ всем типам лампочек. Защищает внутренние детали от повреждений.
Металлический резьбовой цоколь. С его помощью лампу вкручивают в плафон осветительного прибора. Общая для всех световых источников деталь.
Трубка с ртутными парами. Эта деталь находится внутри баллона. Для её изготовления обычно применяют кварцевое стекло. Ртутные пары внутри трубки испытывают определённое давление. Обычно в процессе производства её наполняют не просто ртутью, а аргоном и небольшим количеством ртути.
Если лампа четырёхэлектродная, она оснащена дополнительными электродами и основными катодами. Благодаря электродам лампа легче зажигается и работает намного стабильнее.
Дополнительный угольный резистор, с помощью которого электроды и катоды подключаются друг к другу.
Такова стандартная схема устройства ртутной лампочки. Однако каждая деталь требует более полного описания. Это поможет понять принцип работы всего приспособления. Остановимся подробнее на некоторых конструктивных элементах:
Контактный цоколь. Его конструкция довольно проста. Он принимает электрическую энергию от сети путём контакта токонесущих составляющих лампочки ДРЛ. Т. е. он проводит ток через её резьбовую и точечную части. Энергия поступает на электроды трубки (кварцевой горелки).
Кварцевая горелка. Главная деталь всей конструкции. Это и есть кварцевая колба с четырьмя электродами (по два справа и слева). Половина электродов выполняет основную функцию, а половина — дополнительная деталь.
Стеклянная колба. Внешний элемент лампочки ДРЛ. Внутри неё расположена горелка из кварцевого стекла. К трубке от цоколя подведены электропроводники. Из колбы при изготовлении оборудования откачивают воздух и закачивают азот. Также внутри колбы имеются ограничители сопротивления (нужно обратить внимание на цепь добавочных электродов). Также во внутренней части колбы расположен люминофор.
Первые ртутные лампочки оснащались всего двумя электродами. Поэтому их трудно было зажигать, а пуск осуществлялся при помощи добавочного устройства — высоковольтного импульсного пробоя промежутка горелки. Подобные конструкции в наши дни не применяются. Их полностью вытеснили модели с четырьмя электродами. Им нужен исключительно дроссель.
Принцип работы
Сначала происходит подача напряжения питания. Цоколь передаёт его на электроды (добавочные и основные), между которыми возникает тлеющий разряд. Внутри колбы появляются свободные электроны и ионы с положительным зарядом. Когда носителей заряда становится много, тлеющий заряд сменяется дуговым. Между включением и возникновением стабильного заряда дугового типа проходит около 60 секунд.
Однако эти устройства выходят на рабочие показатели по свету и электричеству спустя ещё от 7 до 10 мин. Дело в том, что испарение ртутной капли также занимает некоторое время. После этого дуговой разряд становится ярче. Также нужно знать, что длительность выхода лампы в рабочий режим обратно пропорциональна температуре воздуха. Т. е. чем меньше температура, тем дольше лампа будет загораться.
Типы устройств
Существуют различные типы светильников, которые работают подобным образом. Причём все они используются в современном мире. Рассмотрим их:
ДРЛ – люминесцентная лампа дугового типа на ртути. Описание и принцип действия даны выше. Работает на парах ртути.
ДРВ — приспособления, работающие на высоком давлении. У них есть вольфрамовая нить накаливания, служащая световым источником. Также она ограничивает напряжение электрического тока. Подобные устройства не нуждаются в аппаратуре, регулирующей пуск. Это бездроссельные электролампочки.
ДРЛФ. Лампы, усиливающие фотосинтез у различных видов растений. Применяются в условиях теплиц. Полезны для фермеров и цветоводов.
ДРУФЗ и ДРУФ — длинноволновые ультрафиолетовые лампы.
ДРТ — трубчатые осветители ультрафиолетового типа.
ДНаТ — лампочки трубчатого типа. Они содержат не только ртуть, но и натриевые пары. Цвет излучения колеблется от золотисто-белого до жёлто-оранжевого. Запускаются при помощи специализированного оснащения.
Технические свойства ламп различного типа
Перед приобретением светильника и лампы к нему нужно разобраться в особенностях устройств. Под лампу ДРЛ подходит большинство конструкций, однако неправильный выбор размеров цоколя или энергопотребления приведёт к плохому освещению комнаты. Приведём технические характеристики различных лампочек в таблице:
| Тип | Модель лампочки | Активная потребляемая мощность | Длительность горения | Световой поток | Начальный световой поток (тысяч Люмен) | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Дуговые ртутные лампы | ДРЛ 125 | 125 Вт | 140 часов | 12 тыс. Лм | 6 | |
| 250 | 0,25 киловатт | 280 ч | 12 тыс. Лм | 13 | ||
| 400 | 0,4 кВт | 450 часов | 15 тысяч Люмен | 24 | ||
| ДНаТ | ДНаТ 100 | 0,1 киловатт | 115 ч | 6тысяч Люмен | 9,4 | |
| ДНаТ 150 | 0,15 кВт | 170 ч | 10 тыс. Лм | 14 | ||
| ДНаТ 250 | 0,25 киловатт | 290 часов | 15 тысяч Люмен | 24 | ||
| ДНаТ 400 | 0,4 кВт | 460 ч | 15 тысяч Люмен | 47,5 | ||
| Светодиодные светильники | аналог ДРЛ 125 | 40 Ватт | 40 часов | до 100 тыс. Лм | 2,5 | |
| аналог ДРЛ 250 | 80 Ватт | 80 часов | до 100 тысяч Люмен | 5 | ||
| аналог ДРЛ 400 | 120 Ватт | 120 часов | До 100 тыс. Лм | 10 |
Как видим, многие лампы взаимозаменяемы. У ДРЛ 125 и 400, а также у любой другой модели есть светодиодный аналог, потребляющий меньше энергии. Под лампу ДРЛ нужно специальное пусковое оборудование, однако она дольше служит.
Наряду с очевидными преимуществами современной светодиодной технологии: высокая контрастность, низкое энергопотребление, максимальная цветовая передача и др.; светодиодные светильник LUKOZA обладают и рядом уникальных характеристик: высокий коэффициент мощности 0.99, широкий диапазон рабочих температур до +70С(серия PRO), равномерное освещение, высокая надежность и устойчивость к механическим воздействиям. Уникальной производственный комплекс LUKOZA не имеет аналогов в России: современнейшее высокотехнологичное оборудование, автоматизированная сборка, собственные технологии – всё это делает нас лидерами на рынке светодиодной продукции.
Лампы ртутные дуговые () - это газоразрядные ртутные лампы высокого давления, которые применяются для уличного освещения и освещения больших производственных площадей. Цифра 400 в обозначении означает потребляемую мощность лампы, без учета потерь на ПРА.
Основные элементы лампы ДРЛ изображены на Рис. 1.
Рис. 1. Лампа ДРЛ
- Основные электроды
- Поджигающие электроды
- Вводы электродов
- Буферный газ (Аргон - служит для начальной ионизации и получения дугового разряда)
- Позисторы (служат для ограничения тока тлеющего разряда на поджигающих электродах)
- Ртуть (служит для изменения градиента потенциала в разряде)
Первые лампы ДРЛ-400 изготовлялись с двумя электродами. Для зажигания требовался источник высоковольтных импульсов. Одним из таких источников было устройство ПУРЛ-220 (Пусковое Устройство Ртутных Ламп напряжением 220 В). Уровень развития электроники в то время не позволял создать достаточно надёжных зажигающих устройств, а в состав ПУРЛ входил разрядник газовый, со сроком службы меньшем, чем у самой лампы. В 1970-х гг. промышленность постепенно прекратила выпуск двухэлектродных ламп , за их полной несостоятельностью. На смену им пришли четырёхэлектродные (см. Рис. 1), не требующие внешних зажигающих устройств. Для согласования электрических параметров лампы и источника электропитания практически все виды , имеющие падающую внешнюю вольт-амперную характеристику, нуждаются в использовании пускорегулирующего аппарата(ПРА, в качестве которого в большинстве случаев используется дроссель, включенный последовательно с лампой(см. Рис. 2).
Рис. 2. ПРА для ДРЛ
В настоящее время, является атавизмом светотехники, т.к. уже давно не отвечает требованиям современных пользователей. Основные недостатки этой лампы:
- Низкая световая отдача: до 50 Лм/Вт
- Долгое время входа в рабочее состояние (15 мин при положительной температуре)
- Затруднен запуск при отрицательных температурах
- Короткий срок службы (до 15 тыс. часов)
- Низкая цветопередача (Индекс цветопередачи <45Ra)
- Высокое энергопотребление (до 600Вт с ПРА)
- Низкая контрастность освещение
- Стробоскопический эффект
- Критичность к колебаниям напряжения сети
- Резкое падение светового потока через короткое время эксплуатации (см. Рис. 3)
- Наличие в составе ртути несет потенциальную опасность зарожения и требует специальной утилизации (демеркуризации)
- Низкая устойчивость к механическим воздействиям
- Световой поток не направленный, что ведет к дополнительным потерям
Рис. 3. Падение светового потока на лампе ДРЛ-400
После 2-3 месяцев эксплуатации световой поток лампы падает на 50% от заявленного. Это огромный недостаток ламп . На этом потери светового потока ДРЛ не ограничиваются: 30% света теряется на корпусе (см. Рис. 4.)
Рис. 4. Потери светового потока в светильники с лампой ДРЛ.
Основные потери в светильники с ДРЛ обусловленны конструктивными особенностями лампы: свет излучается практически во все стороны: в результате он теряется на отражателе корпуса светильника, т.к. на самой лампе, уходит туда, где освещение не требуется (освещаются потолки, небо, и т.п.).
Таким образом, от заявленных в лампе 24 000Лм, после прохождения корпуса светильника остается, максимум, 16 800 Лм. И это только в первые часы эксплуатации. А через 2-3 месяца (в зависимости от интенсивности использования) на самой лампе световой поток упадет вдвое. Т.е. результирующий световой поток светильника составит 8400 Лм (!).
В настоящее время на смену светильникам с лампами ДРЛ-400 пришли современные энергоэффективные светильники на светодиодах. Led-светильники выгодно превалируют перед ДРЛ, практически, по всем показателям.
К примеру, у светодиодных светильников LUKOZA:
- Высокая световоя отдача (используются диоды 200Лм/Вт)
- Моментальный вход в рабочее состояние
- Нет затруднений с запуском на морозе (т.к. излучающий элемент - полупроводник)
- Долгий срок службы: 100 тыс. часов
- Высокая цветопередача (Индекс цветопередачи 85Ra)
- Низкое энергопотребление
- Не требуют эксплуатационных расходов
- Высокая контрастность освещение (в 400 раз выше, чем у ДРЛ )
- Стробоскопический эффект отсутствует (<1%)
- Широкий диапозон рабочих напряжений
- Экологически безопасны (утилизируются по стандартной схеме утилизации бытовых отходов)
- Высокая устойчивость к механическим воздействиям (в составе нет стеклянных колб и нитий накаливания)
- Световой поток направленный (свет там, где он нужен)
- Равномерное распределение света (под светильником нет ярких световых пятен, см. Рис. 5.)
Рис. 5. Изолинии светодиодного светильники.
На Рис. 5. приведен пример использования свтеодиодных аналогов для освещения помещения. Видно, что свет ложится равномерно.
Для замены свтильников в помещении мы можем предложить светильники: Lukoza LED-700(
Лампы ДРЛ - применение
Дуговая Ртутная Лампа (Лампа ДРЛ) — является дуговой ртутной люминофорной лампой высокого давления. Широко применяются для общего освещения объёмных территорий (улицы, заводские цеха, площадки и так далее), где нет жестких требований к цветопередаче, но при этом требуется большая светоотдача. Лампы ДРЛ обладают мощностью от 50 и до 2000 Вт. Они рассчитаны на работу в электросетях с переменным током и напряжением электропитания 220 Вольт (стандартная частота 50 Герц). Лампа ДРЛ нуждается в пускорегулирующим устройстве (дроссель).
Лампы ДРЛ - принцип действия
На данную лампу подается переменное сетевое напряжение. Оно направляется основному и дополнительному электродам, которые расположены с одного бока горелки и на такую же пару электродов, расположенных на другом боку кварцевой горелки. Следующим местом (промежутком), где сосредотачивается электрическое напряжение, это промежуток между основными электродами горелки, которые располагаются на противоположных её боках.
Само расстояние между главными и дополнительными электродами мало. Это даёт возможность легко ионизировать этот промежуток газа, подав на него определённую величину напряжения. Ток, который возникает после пробоя на данном участке, ограничивается электрическим сопротивлением. Оно находится в электрической цепи дополнительных электродов стоящее перед входом проводников в саму горелку. Как только на концах горелки началась ионизация, разряд постепенно переходит на участок между основными электродами кварцевой горелки. Это даёт дальнейшее горение лампы ДРЛ.
Лампы ДРЛ - особенности
На максимальный режим своего горения лампа ДРЛ выходит после 7 минут. Это происходит из-за того, что в не разогретом состоянии ртуть (в кварцевой горелке) находится в виде капельки либо налёта на стенках стеклянной колбы. После пуска, под действием температуры, ртуть испаряется, и постепенно улучшается разряд между рабочими электродами. Как только вся имеющаяся ртуть перейдет в газообразное состояние, лампа ДРЛ выходит на свой номинальный режим работы.
Повторное включение лампы ДРЛ не произойдёт до тех пор, пока она полностью не остынет.
Лампа ДРЛ весьма чувствительна к температуре. Поэтому она нуждается во внешней стеклянной колбе. Данная колба имеет две функции: служит преградой между внешней средой и горелкой, тем самым препятствуя остыванию горелки, а также, поскольку при внутреннем разряде испускается не весь видимый спектр (только зелёный цвет и ультрафиолет), то люминофор, находящийся на внутренней стороне внешней колбы, преобразует ультрафиолет в спектр красного свечения. Это позволяет объединить цвета в белое свечение лампы ДРЛ.
Лампы ДРЛ - устройство
Дуговая ртутная лампа (ДРЛ) состоит из трёх основных функциональных частей: цоколь, кварцевая горелка и стеклянная колба.
» Цоколь предназначен для приема электроэнергии из сети, по средствам соединения контактов лампы (один из которых резьбовой, а второй — точечный) с контактами патрона, после чего происходит передача переменного электричества непосредственно на электроды самой горелки ДРЛ лампы.
» Кварцевая горелка является основной функциональной частью лампы ДРЛ. Она представляет собой кварцевую колбу, у которой по бокам располагаются по 2 электрода. Два из них основных и два - дополнительные. Пространство горелки заполнено инертным газом «аргона» (для изоляции теплообмена между горелкой и средой) и капелькой ртути.
» Стеклянная колба — это внешнюю часть лампы. Внутри неё помещена кварцевая горелка, к которой от контактного цоколя подходят проводники. Из колбы выкачивают воздух и закачивают в ней азот. И ещё один немаловажный элемент, что находится в стеклянной колбе, это 2 ограничивающих сопротивления (подсоединенные к дополнительным электродам). Внешняя стеклянная колба с внутренней стороны покрыта люминофором.
Основные характеристики ламп ДРЛ:
|
Наименование |
Напря-жение на лампе, В |
Мощ-ность, Вт |
Длина, мм (L) |
Диаметр, мм (D) |
Тип цоколя |
Световой поток, Лм |
Подключение к электросети четырех электродной лампы осуществляется через дроссель. Дроссель подбирается в соответствии с мощностью ДРЛ лампы. Роль дросселя — ограничивать ток, питающий лампу. Если включить лампу без дросселя, то она моментально сгорит, поскольку через неё пройдёт слишком большой электроток. В схему подключения желательно добавить конденсатор (не электролитический). Он будет влиять на реактивную мощность, а это сэкономит электроэнергию в два раза.
Дроссель ДРЛ-125 (1.15А) = конденсатор 12 мкф. (не меньше 250 В.)
Дроссель ДРЛ-250 (2.13А) = конденсатор 25 мкф. (не меньше 250 В.)
Дроссель ДРЛ-400 (3.25А) = конденсатор 32 мкф. (не меньше 250 В.)
P.S. Лампа ДРЛ содержит внутри капельки ртути, если разобьется кварцевая колба, то пары ртути развеются в помещении на 25 м.кв. Обращайтесь с лампой ДРЛ осторожно.