Опубликовано

Лампа днат

Содержание

Электрооборудование, свет, освещение

82 votes + Голос за! — Голос против!

Натриевые лампы по сравнению с прочими источниками искусственного освещения, демонстрируют самый высокий КПД — близко 30%. Для экономии денежных средств рекомендуется покупать лампочки высокого давления. Свет, излучаемый натриевыми лампами высокого давления, позволяет практически во всем диапазоне различать цвета, исключая только коротковолновый, цвет в котором несколько тускнеет. Поговорим сегодня о возникновении, применении и подключении натриевых ламп своими руками.

Историческая справка

Самый большой вклад внесли в уличное освещение натриевые разрядные лампы высокого давления, которые являются основной помехой для астрономических наблюдений. Давайте углубимся в историю, чтобы понять, что они собой представляют. Трубчатые лампы, которые демонстрируют низкое давление ртути, были изобретены еще в предвоенный период.

Подобные люминесцентные лампы широкое распространение получили быстро. Но в парах натрия получить разряд не удавалось долгое время, это объяснялось низким парциальным давлением натрия при небольшой температуре. После комплекса технологических ухищрений были созданы натриевые лампы, которые работали при низком давлении. Но из-за сложной конструкции они не получили широкого распространения.

А вот судьба натриевых ламп, которые работают при высоком давлении, сложилась более удачно. Первоначальные заканчивались неудачей все попытки создания ламп в оболочке из кварцевого стекла. При высокой температуре повышается химическая активность натрия и как следствие — подвижность его атомов. Поэтому натрий в кварцевых горелках через кварц проникал быстро, разрушая оболочку.

Возникновение натриевых ламп

Ситуация кардинально измелилась в начале шестидесятых годов, когда компания “General Electric” запатентовала ранее не известный керамический материал, что способен работать в парах натрия при высокой температуре. Он получил наименование “лукалос”. В нашей стране эта керамика известна обитателям как “поликор”.

Данная керамика производится посредством высокотемпературного спекания окиси алюминия. Для светотехнических целей пригодной считается только одна модификация его кристаллической решетки – альфа-форма окиси, которая имеет в кристалле самую плотную упаковку атомов.

Процесс спекания такой керамики очень капризный, потому что она должна быть химически стойкой к парам натрия и должна иметь высокую прозрачность, чтобы в стенках разрядной трубки не терялась большая часть света. Пары натрия, которые служат газоразрядной средой в натриевых лампах, дают при свечении ярко-оранжевый свет. От присутствия в лампе натрия в обиход вошла аббревиатура ДНАТ, что означает дуговые натриевые лампы.

Достоинства и недостатки натриевых ламп

Натриевые лампы в два раза эффективнее светят, чем обыкновенные лампы дневного света аналогичной мощности – это можно объяснить маленькими размерами излучателя, световые лучи от которого намного легче направляются в нужную сторону и другими особенностями конструкции.

Кроме того с помощью натриевых дуговых ламп вы сможете воссоздать намного большую освещенность. Её потолок для приборов дневного света достигает 50 ватт на квадратный фут, а при помощи натриевых лам можно добиться без особых проблем в 3 раза большей!

С экономической точки зрения натриевые лампы выгоднее – менять их нужно только раз в полгода, а 1 лампа ДНаТ-400 сможет успешно заменить 20 ЛДС по 40 В. Также гораздо удобнее работать со средним балластом, чем с 15 маленькими. Так как электроэнергия используется натриевыми лампами вдвое эффективнее, то при их применении определенный результат достигается при вдвое меньших ее затратах.

Эффективность натриевых лампочек находится в прямой зависимости от температуры внешней среды, а это в свою очередь немного ограничивает их использование, потому что они хуже светят в холодную погоду. Также не совсем однозначен и тот факт, что они являются более экологичными, чем ртутные лампы, так как в большинстве натриевых светильников в качестве наполнителя применяется соединение натрия и ртути — амальгама натрия.

Использование натриевых ламп

Типичные объекты, где используются натриевые лампы: скоростные магистрали, улицы, площади, протяжные туннели, аэродромы, транспортные пересечения, спортивные сооружения, строительные площадки, аэропорты, вокзалы, архитектурные сооружения, складские и производственные помещения, пешеходные зоны и дороги, а также дополнительные источники освещения.

Если вы хотите свой приусадебный участок как-то украсить, то можно купить натриевые лампы, что нашли и в ландшафтном дизайне свое применение. Благодаря характеристикам натриевых ламп, теплому и яркому оранжевому свету их используют во вспомогательных целях для своеобразного декоративного эффекта, который имитирует открытое пламя или закат солнца.

Приобретение натриевых ламп нелишне, если хозяин выращивает рассаду, имеет зимний сад, теплицу или оранжерею. Безусловно, натриевые светильники естественного освещения и света солнца не заменят, но ваши растения никак от изменений погодных условий и пасмурных дней не будут зависеть при условии освещения цветов такими лампами.

Принцип работы натриевой лампы

Внутри внешнего баллона ДНаТ’а расположена «горелка» – трубка, что выполнена из алюминиевой керамики и заполнена разреженным газом, в котором создается между двух электродов электрическая дуга. В горелку вводится натрий и ртуть, а с целью ограничения тока используется индуктивный балласт или балласт электронный.

Для зажигания холодной натриевой лампы недостаточно напряжения сети, поэтому принцип работы натриевой лампы состоит в использовании специального ИЗУ — импульсного зажигающего устройства. Оно непосредственно после включения генерирует импульсы напряжением, которое составляет несколько тысяч вольт, что гарантированно создают дугу. Основной поток излучения генерируют ионы натрия, поэтому их свет отличается характерной желтой окраской.

Горелка разогревается при работе до 1300 градусов по Цельсию, поэтому откачан воздух из внешнего баллона для содержания ее в целости. У всех без исключения натриевых ламп при функционировании температура баллона превышает 100 градусов по Цельсию. Лампа светит слабо после возникновения дуги, вся энергия расходуется на нагрев горелки. Яркость растет по мере прогрева и через десять минут достигает нормального уровня.

Виды натриевых ламп

Если для вас более важной является экономичная работа света на протяжении долгого времени, то лучше всего приобрести натриевые светильники низкого давления, которые отличаются высокими показателями надежности в эксплуатации, светоотдачи в течение долгого времени и эффективности потребления энергии.

Натриевые лампы идеально подходят для организации освещения улиц, потому что способны излучать привычный для людей монохромный желтый цвет, но при этом не обладают достаточной передачей спектра света.

Для прочих целей использование лампочек низкого давления считается затруднительным, потому что цвета предметов, которые освещены такой лампой, невозможно различать. Цветовосприятие предметов в закрытом помещении искажается (к примеру, зеленый цвет преобразуется в темно-синий или черный), и теряется дизайнерский облик помещений.

Для экономии денежных средств рекомендуется покупать натриевые светильники высокого давления. Подключение натриевых ламп высокого давления подходит больше всего для спортивных залов, производственных и коммерческих комплексов. Свет, излучаемый натриевыми лампами высокого давления, позволяет цвета различать практически во всем диапазоне, кроме коротковолнового, в котором цвета могут несколько тускнеть.

Установка натриевых ламп

Натриевые лампы получили сегодня достаточно широкое применение в различных отраслях хозяйства, однако из-за недостаточной передачи спектра цвета, используются чаще всего в качестве уличного освещения. Натриевым лампочкам, в отличие от металл-галидных, без разницы, в каком положении функционировать.

Однако на основании многолетней практики считается, что более эффективно горизонтальное положение лампы, потому что она основной поток света излучает в стороны. Чтобы подключить любую газоразрядную лампу, требуется балласт. Натриевые лампы в этом смысле не являются исключением, балласт требуется для их «разогрева» и нормальной работы.

Пускорегулирующий аппарат

Для натриевых ламп балласт – это пускорегулирующий аппарат, электронный ПРА и импульсное зажигающее устройство. Несомненно, самыми лучшими ПРА считаются по праву электронные, которые имеют ряд преимуществ перед ПРА индуктивными, проигрывая последним по стоимости: в настоящее время их цена достаточно высока.

Самыми распространенными ПРА выступают балластные индуктивные дроссели, которые необходимы для ограничения и стабилизации тока. Необходимый балласт, который скоммутирован с лампой нужным образом, уже имеется в них, поэтому схема подключения натриевых ламп сводится исключительно к подаче на клеммы светильника питающего напряжения.

На сегодняшний день двухобмотчные дроссели являются устаревшими, поэтому стоит отдать предпочтение однообмоточным. Обычный дроссель отечественного производства можно купить на фирме приблизительно за 10 долларов, а на рынке – вдвое дешевле.

Он обязательно должен предназначаться именно для ДНаТ и иметь такую же мощность, как и лампа. Ставить необходимо «родной» дроссель, иначе у лампы может сократиться в несколько раз срок службы, или светоотдача катастрофически упадет. Также возможно «мигание», когда натриевая лампа гаснет непосредственно после прогрева, затем остывает, и все происходит сначала.

Импульсное зажигающее устройство

ИЗУ требуются, как было написано выше, для зажигания лампы. Производители ИЗУ выпускают устройства с 2 и 3 выводами, поэтому может несколько отличаться схема включения натриевой лампы. Но обычно она изображается на каждом корпусе ИЗУ. Из отечественных ИЗУ самым удобным является «УИЗУ», оно подходит для лампы любой мощности и способно работать со всеми балластами.

При этом можно расположить УИЗУ рядом с балластом и возле лампочки, подключив к ее контактам. Полярность при подключении УИЗУ не играет особой роли, но рекомендуется, чтобы «горячий» красный провод соединялся с балластом.

Помехоподавляющий конденсатор

Дуговые натриевые лампы являются потребителями реактивной мощности, поэтому есть смысл в некоторых случаях (при отсутствии фазокомпенсации) включить в схему натриевой лампы помехоподавляющий конденсатор С, который существенно снижает пусковой ток и предотвращает неприятные ситуации. Для дросселей ДНаТ-250 (3А) емкость конденсатора должна составлять 35 мкф, для дросселей ДНаТ-400 (4.4А) – достигать 45 мкф. Следует использовать конденсаторы сухого типа, номинальное напряжение которых 250 В.

Соединения принято выполнять толстым многожильным проводом большого сечения, сетевой кабель также должен рассчитывать на большой ток. Пайки делайте надежными. Винты затягивайте плотно, но без чрезмерного усилия – чтобы колодку не сломать.

При самостоятельном подключении натриевых ламп стоит учитывать такую рекомендацию — нельзя допускать превышения длины проводов, которые соединяют балласт с натриевой лампой больше одного метра.

Вопросы безопасности

Если вы светильник собирали сами – убедитесь, что схема его подключения абсолютна правильна. Если схема подключения не нарисована на вашем балласте, или у балласта/ИЗУ количество ножек не совпадает со схемой – стоит проконсультироваться с продавцом этих деталей или опытным электриком. Последствия такой ошибки – катастрофические: выгорание одного из 3 элементов схемы, выбивание пробок, взрыв лампы и пожар.

Если на баллоне натриевой лампы имеется жир или грязь, то она может лопнуть из-за неравномерного нагрева сразу после прогрева. Поэтому не прикасайтесь к лампе руками и протирайте спиртом на всякий случай после установки в патрон. Если на включенную лампу попали капли воды или другие жидкости, то это провоцирует взрыв со 100% вероятностью!

Используя вентилятор, стоит проверить, что он дует и вращается, куда надо. Подвешивать светильник необходимо надежно с целью избегания падения – натриевая лампа тяжелая и может что-то сломать при падении. При ремонте лампы некоторые измерения следует проводить на включенном устройстве – не делайте этого самостоятельно, если вы не имеете достаточного опыта работы с аппаратами высокого напряжения.

В процессе работы натриевой лампы раз в месяц стирайте пыль со светильника и рефлектора и проверяйте состояние вентилятора. Натриевые лампы менять рекомендуется раз в 4–6 месяцев, так как к концу срока полезной службы у них значительно падает светоотдача.

Неисправности натриевых ламп

Натриевые лампы по мере старения приобретают привычку «мигать»: светильник включается, как обычно разогревается, потом гаснет неожиданно, и все повторяется через некоторое время. Если вы заметили за своей лампой такое поведение – стоит попробовать поменять лампочку. Если смена лампы не помогла – нужно измерить напряжение в сети, может, оно несколько ниже обычного.

Если мигание натриевой лампы происходит нерегулярно – причина кроется в плохом контакте или скачках напряжения в сети. Наиболее неприятной ситуацией является замыкание в балласте между витками обмотки, тогда его необходимо поменять. Иногда могут мигать и новые лампы, однако это проходит через несколько часов.

Зачастую слышно, как трещит ИЗУ после включения светильника (признак работы), но лампа зажечься даже не пытается. Это случается чаще всего из-за пробоев в проводе, который идет к лампе от ИЗУ, или говорит о выгоревшей лампе. Может быть виноватым обрыв провода между фонарем и балластом или подгоревшее ИЗУ.

Можете попробовать сменить провод между лампой и ИЗУ. Также стоит обратить внимание на контакты ИЗУ и их состояние. Если не поможет – поменяйте лампу. Если и это не поможет – отключите ИЗУ, потому что оно способно сжечь вольтметр своими импульсами, и померяйте на патроне лампы напряжение – оно должно у ДНаТ соответствовать сетевому. Если на патроне есть напряжение – меняйте ИЗУ.

Если же натриевая лампа признаков жизни вообще не подает: ИЗУ не жужжит, светильник не светится – скорее всего в сетевом шнуре нарушен контакт или выбило предохранитель. Может, сгорело ИЗУ, или произошел в балласте обрыв обмотки – проверьте балласт, если он целый – стоит поменять ИЗУ.

Балласт можно проверить обычным Ом-метром. У них нормальное сопротивление составляет 1–2 Ом. Если показатель значительно больше – значит, был обрыв в обмотке или нарушился контакт между соединительной колодкой и выводами обмотки (подтяните винты).

Все сложнее при межвитковом замыкании – оно влияет на сопротивление постоянному току очень мало, поэтому обнаруживается трудно, при этом на лампу поступает мощность больше, чем нужно. Когда на натриевой лампе передоз по мощности, то светильник перегревается быстро и гаснет, в итоге также может наблюдаться «мигание».

Теперь вы знаете, как подключить натриевую лампу! В заключение стоит отметить, что дуговые натриевые лампы представляют из себя одну из наиболее эффективных категорий источников видимого излучения, потому что характеризуются самой высокой отдачей света среди всех известных человечеству газоразрядных ламп и незначительным уменьшением светового потока при большом сроке полезной службы.

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

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

Преимущества и недостатки натриевых ламп

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

Принцип работы

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

Устройство ПРА

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

Схемы подключения ламп ДНаТ

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

Схема подключения натриевой лампы

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

Меры предосторожности

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

Начало применения дуговых натриевых ламп

Они начали применяться в первой половине XX века для городского освещения и автомобильных магистралей. Пары натрия, которые находятся внутри стеклянной колбы, при больших температурах разрушали ее. По этой причине необходимо было использовать термостойкое стекло, себестоимость которого была очень высокая. Тем самым натриевые лампы ДНаТ не нашли в это время широкого применения. Только после второй мировой войны с началом восстановления экономики и технического прогресса было обнаружено, что при меньших температурах и небольшой силе тока можно добиться свечения паров ртути. Для этого ученые решили проблему защиту колбы, как от паров ртути, так и от большой температуры.

Сравнение мощности светового потока ДНаТ

Как видно из таблицы, световой поток дуговых натриевых ламп почти в два раза превосходит ДРЛ. А эти источники света занимают основное место при освещении улиц, автомобильных магистралей, садово-паркового освещения. По этой причине во многих регионах по программе «энергосбережения» проводится программа замены ДРЛ на натриевые лампы ДНаТ. На сегодняшний день они являются одним из самых экономичных видов освещения.

Область применения ДНаТ

Стандартная линейка электрической мощности ДНаТ составляет 70, 150, 250, 400. Хоть по световому потоку данные лампы превосходят свои аналоги, но вот по цветопередачи они существенно уступают ДРЛ, ЛЛ (люминесцентным низкого давления). По этой причине их не устанавливают в помещениях, где предъявляются особые требования к цветопередаче. Их не применяют для освещения производственных цехов, учебных и жилых помещений.

Зато в уличном и наружном освещении они нашли широкое применение. Так же ДНаТ широко применяются для искусственного освещения питомников для растений, теплиц. В них рекомендуется применять дуговые натриевые лампы мощностью 150 или 250 Вт.

В целях экономии электроэнергии и увеличения мощности светового потока много где заменяют ДРЛ на ДНаС. К примеру, ДРЛ мощностью 250 Вт, заменяют на ДНаС 210. Для прямой замены, ДНаС сделана с похожими техническими характеристиками с ДРЛ. Это необходимо для зажигания электродуги (для этого ее наполняют специальной смесью из неона и аргона). Несмотря на уменьшение мощности, все равно ДНаС превосходит ДРЛ по световому потоку.

Натриевые лампы – это электрические осветительные приборы, излучающие красную зону светового спектра (жёлто-оранжевый свет). Свет, практически имитирующий природный, получается благодаря газовому разряду, находящемуся в парах натрия. Из-за преобладающего резонансного излучения натрия и выходит такой цвет.
Различают два типа НЛ – это лампы низкого (НЛНД) и высокого давления (НЛВД).

Натриевые лампы

НЛВД – это лампы высокого давления, являющиеся одним из типов натриевых ламп. Этот электрический источник света относится к газоразрядным лампам.

Главные компоненты устройства:

1 — Резьбовой цоколь
2 — Геттер
3 — Вакуум
4 — Цилиндрическая колба
5 — Изолирующая пробка
6 — Электрод
7 — Керамическая дуговая лампа
8 — Спай дуговой лампы

  • Цилиндрическая колба. Внешняя колба выполнена из термостекла. Далее её обрабатывают путём вакуумирования и после чего дегазируют. Благодаря такой тщательной обработке, колба поддерживает стабильную температуру при работе разрядной трубки и защищает токовые вводы от влияния атмосферных газов. Новинки среди НЛ могут иметь колбу другой формы, а также не одну, а две горелки.
  • Горелка. Для производства разрядной трубки с токоотводами используют оксид алюминия АI203. Трубка наполняется буферными газами и сплавом с ртутью (амальгамой натрия). Для улучшения цветового диапазона, в горелку нередко добавляют ксенон. Некоторые горелки НЛ ртутью не наполняются. Горелку помещают внутри огнестойкой колбы.

Много специалистов разных производств работают над улучшением показателей цветопередачи в натриевых лампах.

Для этого применяются разные методы:

  • Повышение компрессии паров натрия.
  • Увеличение диаметра горелки.
  • Введение излучающих добавок.
  • Питание НЛ импульсным током с высокой частотностью.
  • Нанесение на колбу интерференционного покрытия и люминофоров.

Ныне ведущие фирмы выпускают качественные НЛ с усовершенствованными цветопередающими свойствами.

Принцип работы НЛ

Принцип действия НЛ основан на дуговых разрядах, которые создают излучение. Пары натрия формируют газоразрядную среду в лампе и светятся цветами красного спектра (жёлтый, оранжевый, красный).

Запуск лампы и регулировка в нём тока, требует пускорегулирующую аппаратуру (ПРА), подключаемую к сети переменного тока с напряжением 220 В и частотой 50 Гц. При обычном аппарате не обойтись без импульсного зажигающего устройства (ИЗУ). Сейчас существуют лампы, которые используют пускорегулирующий аппарат электронный (ЭПРА), который не нуждается в ИЗУ. ЭПРА помимо того, что он не требует ИЗУ, обладает и другими достоинствами.

Плюсы, которые даёт ЭПРА:

  • Снижает на 30% эелектропотребление.
  • Стабилизирует мощность.
  • Исключает наличие эффекта мерцания.
  • Увеличивает светоотдачу.
  • Повышает частоту тока.
  • Увеличивает срок эксплуатации НЛВД.

Разгораются натриевые лампы около 3-5 минут. В начале эксплуатации НЛ излучают желтоватый или оранжевый цвет, но когда срок службы лампы подходит к концу, цвет освещения начинает варьироваться от тёмных оттенков оранжевого до красного.

Применение НЛ

Как и все натриевые лампы обеспечивают монохромное излучение. Подобное их специфическое свойство сужает сферу применения натриевых источников света высокого давления. Они имеют неудовлетворительную цветопередачу, но довольно высокую светоотдачу, поэтому их чаще используют для уличного, утилитарного и декоративного освещения. Т.е. в тех местах, где важны больше экономические показатели, чем достоверное воспроизведение цвета.

Чаще НЛ используют в освещении дорог, парков, скверов, торговых центров и т.п. Реже эти лампы применяют для подсветки архитектурных композиций.


НЛ часто эксплуатируют в растениеводстве в качестве освещения для растений. Золотисто-оранжевое излучение ускоряет процесс развития цветков и завязей. Использование этих ламп в теплицах сулит высокий урожай. Только их рекомендовано применять исключительно на последних этапах роста растений. Если же использовать раннее, то вместе с металлогалогенными лампами, имеющими синее свечение.

Виды НЛ и их маркировка

НЛВД отличаются мощностью и конструкцией. Они бывают низкой и высокой мощности, также их производят в 4-х разных вариантах, ещё выпускают натриевые безртутные лампы.

Варианты исполнения НЛ:

  • Лампа, имеющая стеклянную или кварцевую колбу в форме цилиндра и два цоколя.
  • Лампа с прозрачной цилиндрической колбой и винтовым цоколем (резьбовым).
  • НЛВД с матовой или прозрачной колбой эллипсовидной формы и винтовым цоколем.
  • С вмонтированным отражателем, колба которой имеет специфическую форму.

Таким образом, выделяют следующие типы натриевых источников света:

  • ДНаТ. Дуговые натриевые трубчатые лампы выполнены в цилиндрической колбе. У ламп типа ДНаТ наибольший КПД, их можно отнести к наиболее экономичным источникам света. Выпускаются они разной мощности и обеспечивают контрастную видимость различных объектов при любых погодных условиях.

Какие объекты освещают лампами ДНаТ:

• туннели;
• промышленные зоны;
• аэродромы и вокзалы;
• улицы и транспортные магистрали;
• теплицы;
• клумбы и т.п.

  • ДНаЗ. Эти лампы производятся в колбе эллипсоидной формы с внутренним зеркальным покрытием.

Особенности ДНаЗ:

• зеркальная алюминиевая плёнка, используемая в качестве внутреннего покрытия колбы, герметично изолированная от окружающей среды;
• вращающийся цоколь;
• КПД не ниже 95%;
• долговечность отражающих свойств;
• не нуждается в чистке;
• повышенная освещённость.
Срок службы и высокая производительность ДНаЗ обеспечены зеркальным слоем, так как благодаря этому, излучаемый свет в рабочем режиме прибора, не попадает на горелку.
Натриевые зеркальные лампы бывают разных модификаций. Они обеспечивают отменный рост растений, поэтому их широко эксплуатируют при выращивании декоративных и овощных растений.

  • ДНаС. Натриевые спектральные лампы со светорассеивающей колбой эллиптической формы. В качестве внутреннего покрытия использован слой светорассеивающего пигмента, благодаря этому их можно применять в осветительных приборах, предназначенных для ламп ДРЛ (газоразрядных ртутных ламп). Для облегчённого зажигания, разрядные трубки ДНаС заполнены вместо ксенона смесью Пеннинга.

Применяется в следующих отраслях:

• химии;
• лабораторной и медицинской технике;
• спектроскопии;
• поляриметрии и т.п.

  • ДНаМТ. Это дуговые натриевые лампы, выпущенные в матовой колбе.

Натриевая лампа с высокой мощностью (от 100 Вт) оборудованы цоколем Е40. Цоколем лампочек с мощностью ниже 70 ВТ – Е27.
НЛВД, выпущенные иностранными производителями, имеют разную маркировку. Каждая фирма маркирует лампы по-своему. Отечественные производители стараются придерживаться единства в маркировке этих лампочек.
Выделяют 4 вида натриевых ламп, которые принято обозначать: ДНаТ, ДНаС, ДНаЗ, ДНаМТ, — при этом первые три буквы «ДНа» значат, что лампа дуговая натриевая, Т- трубчатая, С – спектральная, З – зеркальная, МТ – матовая колба. После букв могут стоять разные цифры, указывающие на мощность и конструктивные особенности.

Достоинства и недостатки НЛ

Достоинства НЛВД:

  • Высокая светоотдача.
  • Наличие теплового излучения.
  • Долговечность.
  • Световой поток практически не изменяется на протяжении всей службы лампы.
  • Высокий КПД.
  • Температурная рабочая среда -60 …+40°С.
  • Экономичность.

Недостатки НЛВД:

  • По окончании службы лампы, её цветовой диапазон сменивается.
  • Ртутные НЛВД нельзя назвать безопасными лампами.
  • Их нельзя применять в сетях, в которых напряжение отличается от номинального на 5-10% или происходят постоянные скачки.
  • Эффективность свечения снижается в мороз.
  • Зажигание лампы и стабилизация её свечения занимает до 7 минут.

Учитывая особенности НЛ, оптимальным вариантом для их эксплуатации являются случаи, требующие экономичный и мощный источник света и не нуждающиеся в безошибочной цветопередаче.

Использование натриевых ламп и их подключение

Зачем они нужны ?

По сообщению Ed Rosenthal (автор “Marijuana Grower’s Handbook”, если кто не знает) дуговые лампы (по-английски – HID) светят в два раза эффективнее, чем лампы дневного света той же мощности – это объясняется маленькими размерами излучателя, свет от которого гораздо легче направляется в нужную сторону и прочими особенностями конструкции. Поскольку ЛДС излучает по всей поверхности, сконструировать для них достаточно эффективный отражатель сложнее, размер же и расход материала будут гораздо больше. Кроме того с помощью дуговых ламп можно создать значительно большую освещенность. Потолок ее для ламп дневного света составляет 40–50 ватт на кв. фут, а с помощью HID можно без особых проблем добиться в 2–3 раза большей!Для растений (в частности, конопли) подходят две разновидности ламп класса HID – натриевые высокого давления (HPS или ДНаТ) и металл-галидные (MH, отечественный представитель – ДРИ, ртутно-иодная). С точки зрения человека натриевые лампы на 10% эффективнее металл-галидных, но с точки зрения растений – наоборот, поскольку людям и растениям нужны совершенно разные участки спектра. Вопрос этот вообще-то немного спорный, и каждый второй источник утверждает по-своему. Поскольку натриевые лампы применяются (у нас по крайней мере) гораздо шире металл-галидных, то основное внимание будет уделяться именно им. Общие рекомендации одинаково справедливы для обоих типов ламп, отличаются только электрическая часть и методы устранения неполадок.

С экономической точки зрения они также гораздо выгоднее – менять лампы рекомендуется раз в полгода, а одна ДНаТ-400 успешно заменяет 15..20 ЛДС по 40 ватт. Кроме того стoит вспомнить о балластах – гораздо удобнее работать с одним среднего размера чем с пятнадцатью маленькими. Поскольку как уже говорилось электроэнергия используется дуговыми лампами вдвое эффективнее чем ЛДС, то при их использовании тот же результат получается при вдвое меньшем ее расходе. Эти лампы можно использовать даже для очень маленьких плантаций – самая маломощная ДНаТ на 70 ватт как раз подойдет для площади 1–2 кв. фута. На Рис. 3 изображена конструкция одного западного товарища, использующего метод ScrOG. Для освещения применена лампа HPS на 150 ватт, рефлектор закрыт стеклом для задержания лишних тепловых лучей. Площадь сетки с шишками – 3 кв. фута, возраст клонов – 30 (!) дней, сорт C99. Как видите, даже с далеко не идеальным рефлектором результаты просто поражают воображение!

Как они работают ?

Внутри внешнего стеклянного баллона ДНаТ’а находится «горелка» – трубка из алюминиевой керамики заполненная разреженным газом, в котором между двух электродов создается электрический разряд (дуга). В горелку также вводится ртуть и натрий (в ДРИ вместо натрия применяются галиды различных металлов, и горелка делается из кварцевого стекла) Для ограничения тока дуги используется специальный индуктивный (дроссель) или электронный балласт. Для зажигания холодной лампы напряжения сети недостаточно, поэтому необходимо использовать специальное импульсное зажигающее устройство – ИЗУ. Сразу же после включения оно генерирует импульсы напряжением несколько тысяч вольт, которые гарантированно пробивают лампу и создают дугу. «Натриевыми» лампы ДНаТ называют за то, что основной поток излучения генерируется ионами натрия, поэтому их свет имеет характерную желтую окраску. При работе «горелка» разогревается до 1300 °C, поэтому для сохранения ее в целости из внешнего баллона откачан воздух. Внимание: у всех без исключения дуговых ламп температура баллона при работе превышает 100 °С! Без принудительного охлаждения температура рефлектора будет ненамного меньше. Сразу после возникновения дуги лампа светит очень слабо, вся энергия расходуется на прогрев горелки. По мере прогрева яркость растет и достигает нормального уровня через 5–10 минут.

Как их устанавливать ?

Натриевым лампам, в отличие от металл-галидных абсолютно все равно в каком положении работать. На основании многолетнего опыта западные садоводы утверждают, что горизонтальное положение лампы является более эффективным чем вертикальное, поскольку основной поток света лампа излучает в стороны. По этой же причине лампа должна располагаться посреди плантации, причем ее ось должна быть направлена поперек (перпендикулярно длинной стороне) – таким образом обеспечивается наиболее равномерная освещенность всех растений. Поскольку балласт представляет собой достаточно тяжелую железяку, его лучше вынести в отдельный блок, тогда регулировать высоту лампы будет легче. Высота подвешивания выбирается экспериментальным путем, но будьте осторожны – если вы слишком опустите лампу она может сжечь верхушки растений!

Про ИЗУ и балласты

Самыми лучшими балластами для ДНаТ являются электронные, но из-за совершенно диких цен применяют их очень редко. Обычный дроссель украинского производства можно приобрести на фирме примерно за $10, если найти на базаре у алкашей – вдвое дешевле. В бывшем совке выпускается множество их модификаций и применять можно все – лишь бы дроссель был именно для ДНаТ и такой же мощности как и лампа. Ставить «родной» дроссель обязательно, в противном случае у лампы может в несколько раз сократится срок службы или катастрофически упасть светоотдача! Возможно также «мигание», когда лампа гаснет сразу же после прогрева, потом остывает и все начинается сначала…

Из отечественных ИЗУ самое удобное т.н. «УИЗУ», оно подходит для любой мощности лампы и работает со всеми балластами.

Кроме того подключение двумя проводами вместо обычных трех упрощает электрическую часть. При этом вы можете разместить УИЗУ как рядом с балластом, так и возле лампы, подключив непосредственно к ее контактам (см. схему ниже). При подключении УИЗУ полярность особой роли не играет, но рекомендуется чтобы красный («горячий») провод соединялся с балластом.

Соединения выполняются многожильным проводом достаточно большого сечения, сетевой шнур также должен быть рассчитан на большой ток. Настоятельно рекомендую ввести в эту схему предохранитель, в случае пробоя балласта он поможет предотвратить неприятные последствия – от выбивания пробок до пожара или взрыва лампы!

БЕЗОПАСНОСТЬ

Если вы собирали светильник сами – трижды убедитесь что схема абсолютна правильна! Если на вашем балласте не нарисована схема подключения, или количество ножек у балласта/ИЗУ не совпадает со схемой – проконсультируйтесь с продавцом этого барахла или опытным электриком. Последствия ошибки могут быть катастрофическими, начиная с выгорания любого из трех элементов схемы и заканчивая взрывом лампы (а стекло там толстое, да и осколки горелки с температурой больше тысячи градусов штука неприятная). Все электрические соединения выполняются толстым многожильным проводом, пайки должны быть надежными и без «соплей». Винты в соединительных колодках затягиваются плотно, но без чрезмерных усилий – чтоб не сломать колодку. Если на баллоне лампы имеется грязь, жир или что-то подобное то из-за неравномерного нагрева лампа может лопнуть (взорваться) сразу же после прогрева! Поэтому избегайте прикасаться к лампе руками и после установки ее в патрон на всякий случай протрите спиртом. Попадание капель воды или других жидкостей на включенную лампу вызывает взрыв со 100% вероятностью! При использовании вентилятора убедитесь что он вращается и дует воздух куда надо. Подвешивайте светильник надежно, чтобы избежать падения – он тяжелый и несколько растений сломает точно, еще и загореться, сука, может!

Несколько слов про электробезопасность… Исключите возможность попадания на балласт воды, уберите его подальше и подвесьте повыше! Провода должны иметь абсолютно целую изоляцию, лучше применить специальный провод для суровых условий. Помните, что в момент зажигания лампы ИЗУ вырабатывает импульсы очень высоко напряжения – может и не убъет но запомнится на всю жизнь Ж:0 Это кроме «обычных» 220 вольт, которые присутствуют по всей схеме. При ремонте (см. следующий раздел) некоторые измерения проводятся на включенном устройстве – ни в коем случае не делайте этого сами если у вас нет достаточного опыта работы с высоким напряжением!! Лучше раскошелится на поллитру для ближайшего электрика чем самому стать органическим удобрением

В процессе работы светильника хотя бы раз в месяц нужно стирать пыль с лампы и рефлектора и проверять состояние вентилятора. Лампы рекомендуется менять раз в 4–6 месяцев, поскольку к концу срока службы у них сильно падает светоотдача. И не опускайте лампу слишком низко, проверьте рукой температуру на уровне верхушек – сильного тепла быть не должно!

Если оно 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.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *