На европейском рынке производства и сбыта осветительной продукции выделяются два основных бренда: Osram и Philips. Обе компании имеют за плечами многолетний опыт работы, превышающий сто лет, широкий ассортимент продукции и прекрасно развитыю сеть дистрибуции.
Дуговая ртутная лампа электрическая
статья на тему
Лампа ДРЛ (Дуговая Ртутная Лампа) представляет собой дуговую ртутную люминофорную лампу высокого давления. Она является одной из разновидностей электрических ламп, широко применяемых для общего освещения обширных территорий, таких как заводские цеха, уличные пространства, площадки и так далее. Эти лампы особенно полезны в местах, где предъявляются нестрогие требования к цветопередаче, однако важна высокая светоотдача.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| 70.75 КБ |
Предварительный просмотр:
Дуговая ртутная лампа электрическая
Сильченко Ольга Викторовна,
преподаватель ОГАПОУ Белгородский
индустриальный колледж, г. Белгород
Лампа ДРЛ (Дуговая Ртутная Лампа) — это дуговая ртутная люминофорная лампа высокого давления, предназначенная для общепромышленного освещения, включая освещение заводских цехов, улиц и площадок, где не ставят строгие требования к качеству цветопередачи. Лампы ДРЛ имеют диапазон мощности от 50 до 2000 Вт и изначально предназначены для работы в системах переменного тока с напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Для их функционирования необходимо пускорегулирующее устройство, представляющее собой индуктивный дроссель.
Структура лампы ДРЛ состоит из трех ключевых компонентов: цоколя, кварцевой горелки и стеклянной колбы.
Цоколь служит для приема электроэнергии от сети посредством соединения контактов лампы (один контакт — резьбовой, другой — точечный) с контактами патрона. Отсюда происходит передача переменного электричества на электроды кварцевой горелки, которая является основным источником света в дуговой ртутной лампе.
Кварцевая горелка — это ключевая функциональная часть лампы ДРЛ. Она представляет собой кварцевую колбу, где расположены два основных и два дополнительных электрода. Программное пространство горелки заполнено инертным газом аргона для изоляции теплообмена между горелкой и окружающей средой, а также каплей ртути, что необходимо для производства света.
Стеклянная колба образует внешнюю оболочку лампы. Внутри нее размещена кварцевая горелка, к которой подведены проводники от контактного цоколя. Воздух выкачивается из колбы, затем ее заполняют азотом. Внутренняя поверхность колбы покрыта люминофором, который способствует более эффективному преобразованию света. Колба также содержит два ограничивающих сопротивления, подключенных к дополнительным электродам.
Первые модели ламп ДРЛ имели всего два электрода, что требовало дополнительного устройства для их запуска, способного осуществлять высоковольтный импульсный пробой в газовом промежутке кварцевой горелки. Эти лампы были впоследствии заменены на модели с четырьмя электродами, для работы которых нужен исключительно дроссель.
Ключевые характеристики ламп ДРЛ таковы:
В процессе работы на лампу ДРЛ подают сетевое напряжение, которое подводится к промежутку между основным и дополнительным электродом, расположенными с одной стороны кварцевой горелки, и аналогичной паре на другой стороне. Вторым промежутком, в котором сосредотачивается сетевое напряжение, служит расстояние между основными электродами, находящимися на противоположных сторонах горелки.
Расстояние между основным и дополнительным электродом незначительное, что позволяет при подаче напряжения эффективно ионизировать данный промежуток газа. Ток на этом участке ограничивается сопротивлением, которое установлено в цепи дополнительных электродов перед входом проводников в кварцевую горелку. После того как ионизация произошла на обоих концах горелки, она переносится на промежуток между основными электродами, что обеспечивает дальнейшее горение лампы ДРЛ.
Максимальное свечение лампы ДРЛ достигается примерно через 7 минут. Это связано с тем, что в ее холодном состоянии ртуть находится в форме капли или тонкого налета на стенках колбы. После запуска ртуть постепенно испаряется под воздействием повышенной температуры, что улучшает разряд между основными электродами. Как только вся ртуть превращается в пары (газ), лампа ДРЛ переходит в режим максимальной мощности и светоотдачи. Важно отметить, что при отключении лампы ДРЛ повторное включение невозможно, пока она полностью не остынет. Это является весомым недостатком данной лампы, так как она зависит от качества электроснабжения.
Устройство ртутной лампы
Светильники типа ДРЛ относятся к газоразрядным приборам высокого давления. Основная сфера использования — освещение улиц, промышленных объектов, гаражей и цехов. ДРЛ лампы применяют в местах, где требуются мощные световые потоки, без строгих требований к качеству цветопередачи.
Основные компоненты конструкции:
- Колба. Внешняя оболочка прибора изготовлена из жаропрочного стекла. Внутри нее установлена кварцевая горелка, к которой подведены проводники. Соединение электродов с катодами осуществляется через угольный резистор. Внутри колбы выкачан воздух, а закачан инертный газ — азот. Внутренняя поверхность колбы покрыта люминофором.
- Цоколь. Элемент, который отвечает за прием электроэнергии из сети посредством контакта с резьбовыми и точечными соединениями патрона.
- Кварцевая горелка. Это ключевой функциональный компонент лампы, представляющий собой кварцевую колбу с двумя парами электродов: два основных и два дополнительных для зажигания.
Пространство колбы наполняется под давлением инертным газом, что обеспечивает теплоизоляцию для горелки. Туда также вводится капля ртути, которая в холодном состоянии может выглядеть как налет по стенкам или как шарик.
Чтобы понять принцип работы ртутно-дуговой лампы, нужно заранее ознакомиться с ее устройством и ролью отдельных компонентов.
Принцип работы: суть переходных процессов
Работа дуговой ртутной лампы основана на электрическом разряде, который протекает в газообразной среде внутри колбы под высоким давлением. Это создает источник свечения, аналогичный спирали накаливания. Однако вместо вольфрамовой нити используется светящийся поток ртутных паров, натянутый между электродами.
Устойчивое свечение лампы ДРЛ начинается примерно через 8-10 минут после подачи электричества. В этот период ток, проходящий через осветительный прибор, превышает норму, что ограничивается только пускорегулирующей аппаратурой.
Длительность запуска напрямую зависит от температуры окружающей среды: чем ниже температура, тем более длительным будет процесс нагревания лампы. При включении ртуть начинает испаряться, что постепенно усиливает разряд между рабочими электродами.
Когда ртутные пары полностью переходят в газообразную форму и давление внутри колбы увеличивается, лампа достигает своей максимальной светоотдачи.
Когда лампе подают электричество, между основным и дополнительным электродом возникает тлеющий разряд. По мере накопления ионизированных частиц электрический разряд становится более мощным, работая до возникновения дугового излучения.
Возникающая вольтовая дуга в ртутных парах создает свечение с ограниченной цветопередачей, доминируя сине-зелеными оттенками. Люминофор преобразует УФ-излучение в красные тона света. Смешение этих оттенков дает белое холодное свечение лампы ДРЛ.
Особенности и принципы работы различных типов ламп
Выбор источника света часто зависит не только от его освещающих свойств, но и от понимания работы каждого типа лампы и их классификации. К числу газоразрядных ламп относятся ДРЛ (дуговые ртутные лампы высокого давления), ЭСЛ (энергосберегающие лампы) и КЛЛ (компактные люминесцентные лампы). Они функционируют на основе ионизации паров ртути. Их конструкция предусматривает колбу, внутренний слой которой покрыт белым люминофором для преобразования УФ-излучения в видимый свет, а также пускорегулирующую аппаратуру (ЭПРА), которая необходима для зажигания и поддержания горения ионизированной дуги. Основное отличие между ними заключается в размещении ЭПРА: в энергосберегающих лампах она встроена в корпус, тогда как для ламп ДРЛ требуется внешний блок рядом с самой лампой.
ДНаТ (дуговые натриевые лампы высокого давления) и ДНаС (дуговая натриевая лампа высокого давления с добавлением стронция) используют горелку с парами натрия в окружении колбы с инертными газами для генерации света. По своей конструкции и принципу работы они напоминают ртутные лампы, но отличаются требуемой пускорегулирующей аппаратурой. Несмотря на меньшую долговечность натриевых ламп по сравнению с ртутными, они более эффективны в преобразовании электроэнергии в свет, причем их свет значительно насыщен оранжевыми оттенками, что воспринимается глазами гораздо приятнее.
Светодиоды, или LED (светоизлучающие диоды), работают на принципе электролюминесценции полупроводников. Данные источники света чувствительны к условиям эксплуатации, особенно реагируют на перегрев и колебания напряжения. Главные преимущества светодиодов заключаются в их низком потреблении энергии и длительном сроке службы, что делает их идеальным выбором для современного освещения, способствуя эффективному и экономичному использованию электроэнергии.
Практичность и эргономика различных типов освещения
При выборе источника света белорус важное значение имеет не только его световой поток, но и требования к дополнительному электрооборудованию. Энергосберегающие лампы и светодиодные устройства выигрывают за счет интеграции вспомогательных средств прямо в корпус лампы или фонаря, что делает их более компактными и эстетически привлекательными при установке.
В противовес этому, ртутные и натриевые лампы требуют наличия внешних дросселей и пускателей, которые обычно конструктивно располагаются в техническом отсеке outdoor установок. Хотя схема подключения остается относительно простой, установка и обслуживание таких устройств требуют определенных努力 и технических навыков.
Наличие специальной комплектации также играет ключевую роль. Установка газоразрядных ламп требует наличия специализированных конструкций корпусов и усиленных кронштейнов для надежного крепления. С другой стороны, светодиодные прожекторы более универсальны, так как могут устанавливаться на различные поверхности благодаря своей легкости и компактности.
Светодиодное освещение также выигрывает в плане энергоэффективности. Оно требует намного меньше электроэнергии, что сокращает затраты на электроснабжение и позволяет интегрировать автономные источники, такие как солнечные панели. В большинстве случаев достаточно лишь нескольких фотоэлементов для обеспечения потребностей в освещении на протяжении всего дня.
Принцип работы
Когда источник света подключается к электрической сети, напряжение подается на токоведущие части лампы, находящиеся в цоколе. По электрической цепи электрический ток поступает на электроды, установленные в горелке, создавая между ними тлеющий разряд. Это происходит благодаря образованию дополнительных свободных электронов и ионов на их поверхности.
По мере накопления ионов и электронов нагревается внутреннее пространство газоразрядной трубки, а ртуть начинает испаряться. Это и обеспечивает режим разряда между электродами, переходя из тлеющего состояния в дуговое.
С увеличением количества паров ртути возрастает яркость дугового разряда.
При нормальных эксплуатационных условиях время, необходимое для выхода источника света на паспортные показатели, составляет 4-5 минут.
Чем выше температура окружающего воздуха, тем меньше времени потребуется лампам данного типа для выхода на режим максимального светового излучения.
к содержанию ↑
Типы устройств
В промышленности производятся ртутные лампы серии ДРЛ в нескольких модификациях, отличающихся по техническим характеристикам и условиям эксплуатации:
- ДРЛ – стандартная модификация, обладающая рядом недостатков, включая: значительное нагревание во время работы, чувствительность к перепадам напряжения в электрической сети и длительный период выхода на оптимальный режим работы.
- ДРВ (ДРВЭД) – дуговая ртутная вольфрамовая и эритемная вольфрамовая лампа. Их отличает возможность запуска без использования дросселя и улучшенные показатели светового излучения.
- ДРЛФ – усовершенствованная модель стандартной лампы высокого давления, в которой внутренняя поверхность колбы покрыта отражающим материалом, что улучшает ее технические характеристики по сравнению с первоначальной моделью.
к содержанию ↑
Преимущества и недостатки
На данный момент для уличного освещения используется множество источников света, которые существенно различаются по принципу работы и характеристикам. Обычно используются следующие типы ламп:
- классические лампы накаливания;
- лампы ДРЛ;
- лампы ДРИ;
- лампы конструкции ДНАТ;
- светодиодные источники света.
В наше время лампы накаливания используются все реже и реже, так как их световая эффективность оставляет желать лучшего: при одинаковых номинальных значениях мощность светового потока у них значительно ниже, чем у ДРЛ-светильников. Например, лампа мощностью 200 Вт дает около 2300 лм. Исследования показали, что для освещения площади в 120 м² требуется световой поток в диапазоне 12000-15000 лм. Кроме того, такие лампы имеют короткий срок службы, не превышающий 1000 часов.
ДРИ (дуговые ртутные с излучающими веществами) имеют конструкцию, аналогичную лампам ДРЛ, но с добавлением в газ кварцевой колбы дополнительных соединений галогенов с металлами, такими как натрий или индий. Это позволяет увеличивать световой поток и варьировать цветовую температуру в определенных пределах. Поток света в таких устройствах достигает 95 лм/Вт.
Некоторые производители применяют керамические горелки, которые не теряют яркость по мере износа. Геометрия дуговой колбы зачастую является шарообразной, что способствует увеличению угла падения света. Срок службы ламп ДРИ составляет около 10000 часов.
Уличные светильники типа ДРЛ требуют источника высокого напряжения для запуска дуги, что делает их светильники отличными от тех, которые предназначены для источников ДРЛ.
Лампы конструкции ДНаТ могут служить альтернативой ртутным лампам ДРЛ для освещения улиц и магистралей. Принцип их работы основан на горении дуги в натриевых парах, что позволяет увеличить световой поток по сравнению с логикой ДРЛ примерно в два раза. В среднем, лампы ДНаТ создают поток около 150 лм/Вт. Этот факт позволяет значительно снизить потребление электроэнергии, поскольку для достижения заданных показателей освещения можно использовать источники ДНаТ с мощностью, в два раза меньшей, чем у ДРЛ. Характерная особенность натриевых ламп — цветовая температура около 2000 К с ярко выраженным желтым свечением, порой смещающимся в красный спектр. Поэтому использование таких источников света целесообразно только на улицах и магистралях, где требования к цветовой температуре не столь строги. Для освещения производственных помещений (цехов, строительных площадок) их применение нежелательно, так как это может искажать цветопередачу. Стоимость натриевых ламп выше, чем у ламп ДРЛ, но они чувствительны к перепадам напряжения, при этом диапазон температур для эксплуатации таких ламп ограничен значениями от -20°C до +30°C.
Натриевая лампа уличного освещения
Светодиодные источники света для уличного освещения в сравнении с лампами ДРЛ выгодно отличаются высокой экономичностью и долговечностью, срок службы которых может достигать 100000 часов. Подробные характеристики светодиодов можно найти в другой статье. Для светодиодов потребление энергии на создание аналогичного светового потока в среднем в два раза меньше. Цветовая температура таких источников света наиболее приближена к комфортной и составляет 6500 К. Данные светильники не предъявляют требований к высоким пусковым токам и крупным сечением питающих кабелей, устойчивы к механическим воздействиям и могут работать в широком диапазоне температур. Единственный недостаток — цена, которая в десятки раз превышает стоимость ламп ДРЛ, но эта проблема легко компенсируется их долговечностью и экономией на электроэнергии. О том, как выбрать светодиодный фонарь для уличного освещения, можно ознакомиться в соответствующей статье.
Обзор производителей ламп ДРЛ для уличного освещения
Современный рынок предлагает широкий выбор светильников ДРЛ для уличного освещения, произведенных различными фирмами. Наилучшие характеристики и длительность эксплуатации демонстрируют фирмы Phillips и Osram.
Приблизительная стоимость уличных ламп ДРЛ мощностью 250 Вт колеблется в пределах 170–240 рублей.
Продукция, произведенная в России, также отличается высоким качеством. Кроме этого, представлена множеством производителей, таких как Саранский электроламповый завод и Московский электроламповый завод. Цена на отечественные лампы ДРЛ мощностью 250 Вт варьируется от 110 до 200 рублей.
Из ближнего зарубежья предложениями располагает Полтавский завод газоразрядных ламп, который также производит конкурентоспособные источники света. Стоимость их продукции вполне сопоставима с ценами российской продукции.
Недавно стоит отметить и производителей из Китая, особенно компанию Delux, предлагающую лампы ДРЛ с удовлетворительным качеством. Однако при закупке освещения из Китая необходимо проявлять особую осторожность. Цены на продукцию мощностью 250 Вт могут начинаться от 70 рублей.
В заключение необходимо уточнить, что лампы ДРЛ по-прежнему остаются востребованными на рынке уличного освещения, что объясняется хорошим соотношением между ценой, сроком службы, мощностью и световым потоком. В определенных ситуациях целесообразно приобретать такие лампы, избегая лишних инвестиций в переоснащение пускорегулирующей техники, необходимой для натриевых ламп или источников ДРИ. В некоторых случаях альтернативы для ламп ДРЛ не существует, особенно в трудных климатических условиях, где требуется работа при низких температурах.
