Лампа дри: назначение и применение

Достоинства и недостатки ДНаТ

Достоинства этого типа ламп видны из приведенной выше таблицы. В первую очередь, она обладает большей энергетической эффективностью. Значительно выше и рабочий ресурс. За счет своей компактности может устанавливаться в светильники меньшего размера. Цветовая температура соответствует естественному солнечному свету. При такой частоте спектра на световой поток не влияют хлопья снега, капли дождя, туман или пыль.

Имеются и свои недостатки. Время выхода на полный световой поток очень велико – в сильный мороз ДНаТ 250 может разгореться на полную мощность лишь через 15 минут (время зависит от мощности источника света). Из-за низкого индекса цветопередачи предметы интерьера при освещении могут иметь совершенно иной вид. В процессе эксплуатации от промышленной сети частотой 50 Гц появляется мерцание, оказывающее негативное действие на зрительный аппарат. При таком свете долго работать не получится.

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.

Лампочка ДНаТ — натриевая газоразрядная лампа высокого давления

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

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;

Лампочки делятся в зависимости от мощности и размеров

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.

Светильник ДНаЗ отличается зеркальной поверхностью

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.

Схемы подключения

Для подключения ДНаТ к сети используется пускорегулирующая аппаратура, состоящая из балластного дросселя и источника высоковольтных импульсов (ИЗУ). Первый элемент включается последовательно, а второй – параллельно лампе. Ток, проходя через дросcель и ИЗУ, производит пуск лампы.

Мощность дросселя обязательно должна соответствовать мощности источника света. И включается он именно в фазную линию, которую можно определить, используя простейшую индикаторную отвертку. Для компенсации реактивной составляющей тока и снижения энергопотребления параллельно лампе включается гасящий конденсатор. Для ДНаТ-250 можно использовать модель емкостью 35 мкФ. Это необязательный элемент схемы.

Относительно использования ИЗУ у электротехников нет единого мнения. Дело в том, что он бывает двух типов:

• с двумя точками подключения;
• с тремя точками подключения.

Двухточечный ИЗУ

Схема генератора автоколебаний строится на двух динисторах. Включается параллельно лампе, поэтому устройство при возрастании пускового тока не оказывает балансирующего влияния на электросхему. Из-за этого дроссель может быть пробит. После запуска лампы ИЗУ продолжает работать, увеличивая энергопотребление.

Трехточечный ИЗУ

Особенностью устройства является то, что фазная линия проходит через него и по этой цепи оно оказывается включенным последовательно лампе. Поэтому при запуске его дроссель оказывает дополнительное компенсационное воздействие и лучше стабилизирует систему. Схема строится на полупроводниках последнего поколения, имеющих лучшие эксплуатационные характеристики. По этим причинам предпочтительнее использовать именно его.

Принцип работы

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

Принцип подключения показан на схеме

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.

Конструкция

При рассмотрении конструкции лампы ДНаТ мы видим следующие элементы:

• стеклянная колба;
• цилиндрическая трубка с алюминиевым держателем.

Полость трубки заполнена парами ртути (как у люминесцентных источников) и натрия, образующими амальгаму натрия. Но это не все газообразные вещества: для пуска изделия применяется ксенон.

ДНаТ бывают и высокого, и низкого давления. Данный параметр, по сути, связан с температурой цвета: в первом случае лампа имеет светло-желтый оттенок, во втором – приглушенный желтый (как у галогенок и ламп накаливания).

Ксенон находится внутри горелки, обеспечивающей плавный пуск оборудования. Для повышения срока эксплуатации могут использоваться одновременно две горелки.

Горелка

Та самая цилиндрическая трубка, о которой сказано выше. Изготавливается из прозрачной керамики, устойчивой к воздействию высоких температур и химически активных веществ. Впервые была изготовлена компанией General Electric в 1960 году и запатентована под названием «лукалос» (у нас известна как «поликор»). В основу ее создания заложена технология спекания окиси алюминия при высоких температурах. К двум концам трубки припаяны вольфрамовые электроды.

Внутри нее находится смесь инертных газов и натриевой амальгамы под давлением 100 и выше кПа, которое обеспечивает легкость возникновения электрического разряда за счет большей плотности среды, а также расширяет область видимого спектра.

Цоколь

Для подключения к линиям электропитания используется резьбовой цоколь Эдисона типа Е. Для ламп ДНаТ мощностью 50, 70 и 100 ватт используется типоразмер Е27, для более энергоемких моделей 150, 250 и 400 ватт – Е40. Цифра указывает диаметр патрона в миллиметрах.

Схемы подключения

Посмотреть схему подключения осветительного прибора можно на схеме ниже. Если ее разобрать детальнее, то ИЗУ служит устройством для пускового высоковольтного импульса. После того, как по ней пройдет ток, необходимо его ограничение электромагнитным или электронным балластом, а именно дросселем, катушкой, имеющей незамкнутый магнитопровод. Дроссель подключается рядом с лампочкой, а ИЗУ включается параллельно.

Важно! Балласт всегда должен подключаться в разрыв фазы. Лучше, чтобы в схеме обязательно был конденсатор

На схеме он показан буквой С. Он подавит помехи и снизит пусковой ток. В результате будет продлен срок эксплуатации. Главное — чтобы он имел оптимальную электроемкость. Для ДНАТ 250 ватт будет достаточно 35 мкф

Лучше, чтобы в схеме обязательно был конденсатор. На схеме он показан буквой С. Он подавит помехи и снизит пусковой ток. В результате будет продлен срок эксплуатации. Главное — чтобы он имел оптимальную электроемкость. Для ДНАТ 250 ватт будет достаточно 35 мкф.

Общая простая схема подключения

Двухточечный ИЗУ

Подключить ИЗУ с двумя выводами можно параллельным образом к светоисточнику. После дроссельной установки фазный провод нужно подсоединить к клемме зажигающего устройства, а во второй выход ввести нулевую жилу. Двухконтактный ИЗУ не рекомендуется ставить на ДНАТ 250 ватт, поскольку напряжение в течение работы идет не только на лампочку, но и на горелку. В результате может быть повреждена изоляция и, как следствие, может произойти сбой работы.

Схема подключения двухточечного ИЗУ

Трехточечный ИЗУ

Для подключения трехточечного ИЗУ нужно отыскать несколько проводков, имеющих отрицательный заряд на щитке. Один следует подвести к лампочке, а другой подсоединить к горелке. Балласт стоит поставить на разрыв фазы, но не нулевой. Далее нужно расключить фазный провод. Для этого одну щитовую жилу вставить в балластный контакт, а выходящий кабель из контакта подсоединить к кабелю В. В конце следует вставить провод в отделение среднего вывода ИЗУ и провести к лампочке.

Важно! Конденсатор при этом подключается параллельным образом электроцепи. Для этого одна жила вводится в щитовую фазу, а вторая подсоединяется к нулю на патроне

Схема подключения трехточечного ИЗУ

Типы ламп

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

Натриевой лампочке требуется несколько минут на «разогрев»

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.

Если Ваша конструкция не работает ?

По мере старения натриевые лампы приобретают мерзкую привычку «мигать» т.е. лампа включается, разогревается как обычно, потом вдруг гаснет и через минуту все повторяется. Если вы заметили за ней такое поведение – попробуйте поменять лампу. В случае если смена лампы не помогает – померяйте напряжение в сети, возможно оно ниже обычного… Если мигание происходит нерегулярно – возможно виноват плохой контакт или скачки напряжения в сети. Самая неприятная возможность – это замыкание между витками обмотки в балласте, тогда придется его менять. Иногда «мигают» и новые лампы, но у них это через несколько часов проходит. 

Бывает, что после включения светильника слышно как трещит ИЗУ (т.е. напряжение есть), но лампа даже не пытается зажечься. Чаще всего это случается из-за пробоя с проводе, идущем от ИЗУ к лампе или говорит о полностью выгоревшей лампе, реже бывает виноват обрыв провода между балластом и фонарем или подгоревшее ИЗУ. Попробуйте сменить провод между ИЗУ и лампой

Обратите внимание на состояние контактов ИЗУ. Если не поможет – попробуйте поменять лампу

Если не помогает – отключите ИЗУ (иначе своими импульсами оно может сжечь вольтметр!) и померяйте напряжение на патроне лампы – у ДНаТ оно должно соответствовать сетевому. Если напряжение на патроне есть – меняйте ИЗУ. 

Если же светильник вообще не подает признаков жизни: ИЗУ не жужжит, лампа не светится – скорее всего или выбило предохранитель или нарушен контакт в сетевом шнуре. Возможно виновато сгоревшее ИЗУ или обрыв обмотки в балласте – проверьте балласт как описано ниже, если он целый – меняйте ИЗУ. 

Балласт проверяется обычным Ом метром. В норме сопротивление у них порядка 1–2 Ом. Если сопротивление значительно больше – значит или обрыв в обмотке или нарушен контакт между выводами обмотки и соединительной колодкой (попробуйте подтянуть винты). При меж витковом замыкании все сложнее – на сопротивление постоянному току оно влияет очень мало из-за чего трудно обнаруживается, при этом мощность на лампу поступает гораздо большая чем надо. Когда на лампе передоз по мощности – она быстро перегревается и гаснет, в результате наблюдается все то же «мигание». 

Не спешите выкидывать убитую (по вашему мнению) запчасть, может проблема и не в ней.

Сферы применения

В первую очередь, используются натриевые лампы для уличного освещения, на фонарных столбах автострад и других объектов, где взвеси в воздухе могут негативно сказаться на безопасности. Свет дугово-натриевых ламп способен пробиться сквозь густой туман, ливень и снег, чего не скажешь об экономных светодиодных светильниках.

Благодаря большому содержанию ультрафиолета и инфракрасных волн оборудование используется в теплицах. Оно благотворно влияет на развитие и плодоношение растения, прогревая воздух и ускоряя фотосинтез.

Строго запрещено эксплуатировать ДНаТ на рабочих объектах, где требуется точное распознание цветов.

Эффективность ламп ДНаТ на разном расстоянии

Применение ламп ДНаТ

Мощность является важнейшей технической характеристикой лампы ДНаТ — выбор ламп определенной мощности должен обязательно соответствовать сфере ее применения. Известно, например, что лампа ДНаТ 70, 150, 250, 400 Вт является очень эффективной в случае искусственного освещения теплиц, цветников, питомников для растений. Для выращивания растений оптимальным вариантом является лампа для растений -ДНаТ 400, или же 600 Вт. В большинстве случаев для этих целей подойдет также лампа ДНаТ 1000 Вт (но такие лампы ни в коем случае нельзя помещать ближе, чем в 30 см от растений). Более мощные лампы опасно устанавливать в теплицах и цветниках — они могут просто сжечь растения.

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;

Светильники хорошо работают даже в туман и дождь

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

Меры безопасности

Во время своей работы лампочка, рассчитанная на 250 ватт, способна чрезмерно нагреваться. По этой причине необходимо соблюдение некоторых правил при использовании светоисточника. Нельзя трогать корпусную часть в течение 20 минут, после того, как будет отключен светильник. Кроме того, прикасаться оголенными руками к колбе нельзя из-за оставления жира. В результате нагревания кожный жир превратится в копоть и повредит корпус осветительного оборудования

Помимо этого, важно сделать для светоисточника и балласта вентиляционную систему, поскольку это два элемента, которые должны время от времени охлаждаться. Ставить их следует вдалеке от легковоспламеняющихся устройств

Важно! Обязательно следует беречь прибор от физических ударов. Во время взрыва осколки натриевой лампочки могут разлететься на большую площадь

При этом в ней содержится опасная ртуть, в результате попадания которой на производстве понадобиться срочная эвакуация людей и обеззараживания помещения.

В целом, ламп ДНАТ 250 — модель, благодаря которой можно достичь качественного и эффективного освещения в любом производственном освещении. Отличается конструктивно от других светильников, подключается в двухточечном и трехточечном ИЗУ.

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%;

Светильник дает сильный желтый свет

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;

В лампочке есть ртуть, что делает ее опасной

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.

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.

ДНаТ имеет несложное устройство

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.

Лампочка состоит из 2 колб — одна помещена в другую

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