Лампы ДРЛ, активно применяющиеся и в наши дни, относятся к газоразрядным осветительным приборам. Их отличительная черта — насыщенный световой поток и долговечность.
Благодаря содержанию ртути, при помощи этих изделий организуют искусственное освещение улиц и промышленных территорий. Но, определенные технико-эксплуатационные нюансы не позволяют пользоваться ими в бытовых условиях.
В статье рассмотрим, что такое газоразрядная лампа ДРЛ, как она устроена, принцип ее работы и где применяется.
Что это такое
В названиях ламп обычно закладывается тип источника света. Специалист, разбирающийся в маркировке, быстро определит параметры и принцип действия прибора.
Расшифровка ДРЛ следующая:
- Д — электрическая дуга, образуемая при подаче напряжения на контакты, приводит к зажиганию лампы. В конструкции задействован дроссель, задача которого — ограничить рабочие токи в заложенных пределах;
- Р — устройство работает за счет паров ртути;
- Л — принцип действия источника света. Люминофор, обеспечивающий процесс люминесценции, преобразует ультрафиолетовое свечение в видимый спектр излучения.
Так выглядит изделие
Дополнительная информация! Когда внешняя энергия воздействует на материал, излучаемый свет, начинается процесс свечения, называемый люминесценцией.
Ближайшая к ДРЛ разновидность — ДРВ (ртутно-вольфрамовая). Конструкцией и принципом действия они схожи. Только помимо ртутной разрядной горелки устанавливается и вольфрамовая спираль, задача которой — ограничить силу тока, поступающего на горелку. Соответственно, такие лампы не нуждаются в дополнительной пускорегулирующей аппаратуре.
В отличие от ДРЛ, ДРВ лампы:
- расходуют больше электроэнергии;
- работают в течение приблизительно 3000 часов;
- загораются не дольше одной минуты.
Другие «приближенные» виды — лампочки ДРИ и ДНаТ.
Размер зависит от мощностных характеристик
Достоинства и недостатки
Дуговые ртутные люминесцентные источники света, в том числе и лампы, имеют следующие преимущества:
- высокая степень светового потока;
- долго служат;
- применимы для освещения при отрицательной температуре;
- благодаря встроенным электродам не требуют дополнительного устройства для поджога;
- доступная пускорегулирующая аппаратура.
Есть и ряд недостатков, некоторые из которых накладывают ограничения на сферы применения:
- как гласит ГОСТ, ртуть и люминофор, содержащийся в этих лампах, должны утилизироваться по особой технологии;
- малая цветопередача (порядка 45%);
- для полноценной работы требуется стабильное напряжение. Если оно понизится до 15%, светильник стакой лампочкой перестанет светить;
- при слишком низких температурах (более −20 градусов по Цельсию), источник света может не зажечься. К тому же, такие условия эксплуатации в разы снижают срок службы лампы;
- для повторного включения светильника необходимо выждать от 10 до 15 минут;
- снижение светового потока спустя примерно 2000 часов службы.
Как правило, производитель указывает ряд правил, которых следует придерживаться при эксплуатации этих источников света. Это позволит им дольше прослужить. Даже если лампа установлена в неправильном положении, это отражается на ее сроке службы.
Свечение ртутной лампочки
Характеристики
Расшифровка аббревиатуры не отображает параметры ламп ДРЛ. Но, эти сведения необходимо знать, что позволит подобрать подходящее изделие. Основным параметром источника света является мощность, выражаемая в цифрах. Показатели, определяющие условия эксплуатации:
- световой поток. От этого зависит, сколько понадобится ламп, чтобы создать требуемую освещенность участка;
- срок службы. Для каждой модели свой период гарантированной службы;
- типоразмер цоколя и габариты. Влияют на выбор светильника, для которого подходит лампа.
Сравнение светильников
Мощность ДРЛ колеблется от 50 до 2000 Вт. Наиболее распространенный вид — ДРЛ 250, со следующими параметрами:
- мощность — 250 Вт;
- напряжение — 130 В;
- световой поток — 13500 лм;
- светоотдача — 54 лм/Вт;
- цоколь — Е40;
- диаметр — 91 мм;
- высота — 228 мм;
- срок службы — больше 12000 часов.
В течении первых 10-15 минут работы лампа «разогревается», потребляя мощность выше номинального значения.
Модели и их параметры
Сфера применения
Лампы ДРЛ применяют как источник искусственного освещения. Газоразрядными устройствами освещают следующие объекты:
- автомобильные дороги и улицы;
- скверы и площади;
- производственные цеха, склады, автостоянки;
- теплицы, оранжереи и аналогичные места, где выращивают овощи.
Такими изделиями освещают производственные объекты
ДРЛ характерны мощным световым потоком. В то же время, в них «хромает» цветопередача, поэтому для освещения жилых помещений их не используют.
Эксплуатация
Конструкция
В конструкцию входят следующие элементы:
- стеклянный баллон;
- резьбовой цоколь;
- ртутно-кварцевая горелка, заполненная аргоном. Дополнительно добавляется капля ртути;
- главные катоды;
- дополнительные электроды;
- добавочный угольный резистор.
Полезная информация! Задача дополнительных электродов — облегчить зажигание лампы. Также они отвечают за стабильную работу.
Ниже рассмотрены элементы подробнее:
- цоколь. Он принимает электроэнергию от сети в результате контакта токоведущих частей лампы с контактами патрона светильника. Как итог — электроэнергия передается к электродам горелки;
- кварцевая горелка. Имеет вид колбы с двумя электродами с каждой из сторон (два — основные, два — дополнительные). Горелка заполняется аргоном и каплей ртути;
- стеклянная колба. Это внешняя часть лампочки. Внутри — горелка с подведенными электрическими проводниками, идущими от контактного цоколя. Чтобы закачать в колбу азот, из нее сперва выкачивают весь воздух.
В первых моделях ДРЛ ламп предусматривалось только два электрода. Такие лампы сложнее разжигались — требовалось дополнительное пусковое устройство. Современный, дроссельный вариант, снабжен четырьмя электродами.
Устройство
Принцип работы лампы ДРЛ
Горелка изделия изготавливается из прозрачного, химически стойкого тугоплавкого материала — кварцевого стекла или специальной керамики. Ее заполняют точно отмеренной дозой инертного газа и каплей металлической ртути. Светящимся телом в конструкции выступает столб дугового электроразряда.
Принцип действия, присущий лампе ДРЛ, выглядит так. Когда на изделие подается электроэнергия, между основным и зажигающим электродом образуется тлеющий разряд. Элементы расположены так близко друг к другу, что обеспечивают более низкое напряжение для пробоя. Тлеющий разряд практически моментально становится дуговым.
Электрические и световые качества лампы становятся устойчивыми спустя 10 — 15 минут после подачи энергии. В этот период ток превышает номинальные значения (для ограничения задействуется пускорегулирующий аппарат). Пусковой режим во многом зависит от окружающей температуры — на морозе лампочка дольше «запускается».
Именно в горелке происходят все действия
В результате электрического разряда в горелке становятся видимыми голубое и фиолетовое излучения, включая УФ (ультрафиолет). Они провоцируют свечение люминофора, расположенного на внутренних стенках колбы. Горелка светит бело-зеленым светом, люминофор — красноватым. Оттенки смешиваются и получается яркий, близкий к белому цвет.
Если в электросети напряжение колеблется, это отражается на световом потоке. Допустимые отклонения напряжения — от 10 до 15% (при этом световой поток будет колебаться на 25 — 30%). Если питающее напряжение снижается до 80% от нормы, то изделие попросту не загорится. Если до этого она горела — то погаснет.
ДРЛ сильно греются в ходе работы. Из-за этой особенности необходимо тщательно продумывать конструкцию: применяют термостойкие провода и качественные контакты на патронах. В процессе разогрева лампы в ее горелке повышается давление, а вместе с ним и напряжение пробоя.
То есть напряжения сети может не хватить для повторного включения. Чтобы повторно запустить изделие, ему необходимо время на остывание. В этом и кроется основной недостаток ДРЛ — перепады электропитания попросту гасят их, а повторное включение требует выждать паузу.
Дополнительная информация! Если окружающий воздух теплый, то изделие быстрее выйдет в режим максимального светового излучения.
Как правильно подключить
ДРЛ подключается к сети также, как и традиционная лампочка накаливания. Единственное, для работы газоразрядного изделия требуется пускорегулирующий аппарат, а именно — дроссель. Именно он регулирует значения рабочего тока. Этот элемент также предотвращает перегорание светильника.
Дополнительная информация! Дроссель не только «разжигает» лампу, но и корректирует ее работу. Его функциональная задача — стабилизация напряжения, подаваемого на контакты газоразрядной трубки.
Сами дроссели бывают независимыми и встраиваемыми. От этого зависит выбор подходящего светильника.
Ниже представлена схема подключения со следующими обозначениями:
- EL1 — ДРЛ;
- C — неэлектролитический конденсатор, рассчитанный на работу с напряжением не ниже 250 В. Он уменьшает реактивную мощность и, как следствие, снижает потребление электроэнергии;
- L1 — дроссель. Подбирается в зависимости от мощностных характеристик лампы;
- F1 — предохранитель.
Если попытаться запустить лампочку без дросселя, она моментально перегорит, так как пропустит через себя большой ток. Обращаться с ДРЛ изделиями следует аккуратно, так как в них содержится пусть всего капля, но ртути, которая развеивается по помещению 25 м2.
Схема подключения
Срок службы
Гореть такой источник света, по заверениям производителей, способен, как минимум, 12000 часов. Здесь все зависит от такой характеристики как мощность — чем мощнее лампа, тем дольше она служит.
Популярные модели и на сколько часов службы они рассчитаны:
- ДРЛ 125 — 12000часов;
- 250 — 12000часов;
- 400 — 15000часов;
- 700 — 20000часов.
Обратите внимание! На практике могут быть иные цифры. Дело в том, что электроды, как и люминофор, способны быстрее выйти из строя.
Как правило, лампочки не ремонтируются, их проще заменить, так как износившееся изделие светит на 50% хуже.
Рассчитаны изделия, как минимум, на 12000 часов работы
Бывает несколько разновидностей ДРЛ (расшифровка — дуговая ртутная лампа), которые применимы как в быту, так и в производственных условиях. Классифицируются изделия по мощности, где наиболее популярны модели на 250 и 500 Вт.
Пользуясь ими, до сих пор создают системы уличного освещения. Ртутные приборы хороши за счет доступности и мощного светового потока. Тем не менее, появляются более инновационные образцы, безопасные и с лучшим качеством свечения.
Лампы ДРЛ — конструкция и принцип работы газоразрядной лампочки
Лампа ДРЛ — недорогой источник света, принцип действия которого основан на преобразовании капель ртути в пары. В основном используется в осветительных системах для улиц, промышленных объектов и иных комплексов, где не требуется высокое качество цветопередачи.
Разновидности ДРЛ
Существует несколько основных типов ДРЛ-лампы:
Характеристики ламп ДРИ
Как и любая лампа, ДРИ имеет свой диапазон мощности. Минимальной характеристикой является 250 Вт, а максимальной – около 3 500 Вт. Кроме того, стоит обратить внимание на напряжение. Многое можно уточнить, выяснив показатели тока, образуемого в лампе. Есть еще пара характеристик:
- цветовой код либо температура;
- индекс цветопередачи;
- поток света;
- световая отдача.
Для любого вида лампы ДРИ существуют собственные характеристики, которые указываются на упаковке компании.
Схема подключения
Конструкция
Как и прочие типы газоразрядных ламп, источники света серии ДРЛ состоят из трех основных конструктивных элементов:
- стеклянная колба, выполненная из жаропрочного стекла;
- цоколь – элемент, оснащенный резьбовым соединением, которое обеспечивает крепление лампы в патроне светильника и контакт токоведущих частей лампы с внешней электрической сетью;
- горелка, выполненная в виде трубки. Она изготовлена из кварцевого стекла, внутри нее размещены основной и дополнительный электроды, а также ограничительный резистор.
Читайте также: Моющие пылесосы zelmer: рейтинг топ-6 лучших моделей + общий обзор бренда
К сведению! Наличие дополнительного электрода обеспечивает надежный запуск лампы, а также стабилизирует ее работу в этот период.
Из колбы прибора откачан воздух и закачан азот, а на внутреннюю поверхность нанесен слой люминофора.
Во внутреннее пространство горелки, являющейся разрядной трубкой, закачан инертный газ (аргон) и помещена ртуть в виде капельки или нанесенного на ее стенки и (или) электроды налета. В зависимости от электрической мощности лампы данной серии выпускаются с цоколем Е27 и Е40, что определяет возможности их использования с тем или иным светильником.
Типы устройств
В промышленности выпускаются ртутные лампы серии ДРЛ в нескольких модификациях, различающиеся по техническим характеристикам и условиям эксплуатации:
Вывод из эксплуатации после 2020 года
г, Россия подписала Минаматскую конвенцию по ртути. Согласно данной конвенции, с 2020 г. будет запрещено производство, импорт или экспорт продукта, содержащего ртуть. Под запрещение Минаматской конвенции попадают лампы общего освещения ртутные высокого давления паросветные (РВДП), в частности лампы ДРЛ и ДРИ.
Срок службы лампы ДРЛ
Данные лампы получили широкое распространение для уличного и промышленного освещения. В случае необходимости они могут использоваться и для внутреннего освещения помещений.
Такая популярность стала возможной, благодаря таким эргономическим показателям, как соответствие излучения солнечному свету, коэффициент пульсаций светового потока и другим.
Немаловажное значение имеет и тот факт, что ламп ДРЛ варьируется в очень широком диапазоне, значительно расширяя сферу их использования.
Особое внимание следует обратить на сроки службы, заявленные производителями. Как показывает практика, ртутные лампы ДРЛ после 2-3 месяцев эксплуатации в зависимости от интенсивности использования, теряют значительную часть светового потока.
Вместе с тем, расход электрической энергии остается на том же уровне. Кроме того, было достоверно установлено, что эти лампы обладают так называемым эффектом старения.
То есть, через 400 часов работы их световой поток снизится примерно на 20%, а к концу срока эксплуатации данный показатель составит уже 50%.
Данные недостатки полностью перекрываются простотой и технологичностью, доступностью и низкой стоимостью ртутных газоразрядных лампочек. Их использование становится экономически выгодным при отсутствии жестких требований к освещению на конкретном объекте или участке.
Технико-эксплуатационные характеристики
В процессе нагрева стеклянной колбы разбросанная по ее поверхности ртуть (в форме капель) начинает испаряться. Чем сильнее процесс испарения, тем прочнее разряд между электродами и катодами. Номинальный режим лампы ДРЛ — момент, когда все капли ртути преобразуются в пар.
Важно! После отключения питания от лампы ее можно будет повторно включить только после полного остывания.
Изделие характеризуется повышенной чувствительностью к скачкам температуры, поэтому его функциональность без колбы невозможна (исходя из физических законов).
Колба отвечает за две важные функции:
Скачки напряжения сильно влияют на работу лампы ДРЛ. Отклонение от номинального значения на 10–15 % считается допустимым, но если эта величина будет равна 25–30 %, то свечение станет неравномерным. При еще большем уменьшении лампа либо не загорится, либо погаснет (если до этого была в работе).
- Расшифровка маркировки изделий очень проста — число указывает на модель лампы, которая совпадает с номинальной мощностью.
- В таблице ниже представлены параметры конкретных моделей ДРЛ:
- Модель Номинальное напряжение, В Мощность, Вт Длина, мм Диаметр, мм Цоколь Световой поток, лм Долговечность, ч
| ДРЛ-125 | 125 | 125 | 177 | 77 | E27 | 6000 | 12 000 |
| ДРЛ-250 | 130 | 250 | 227 | 90 | E40 | 13 500 | 15 000 |
| ДРЛ-400 | 135 | 400 | 290 | 121 | E40 | 25 000 | 18 000 |
| ДРЛ-700 | 140 | 700 | 356 | 151 | E40 | 40 000 | 20 000 |
| ДРЛ-1000 | 145 | 1000 | 412 | 168 | E40 | 60 000 | 18 000 |
Технические характеристики ДРЛ и её аналогов
Основная техническая характеристика источника света — его мощность — отражена в маркировке ламп ДРЛ. С остальными показателями, определяющими условия эксплуатации, необходимо ознакомиться дополнительно. Для этого следует изучить сопроводительные документы.
К прочим показателям относятся следующие технические характеристики:
- световой поток – от него зависит потребность в определенном количестве источников света для создания требуемой освещенности на единице площади;
- срок службы – определяет гарантированный период эксплуатации конкретной модели;
- типоразмер цоколя – задает параметры светильников, с которыми возможно использование конкретной лампы;
- габариты – также определяют возможность использования ламп с тем или иным светильником.
Основные технические характеристики ламп серии ДРЛ приведены в нижеследующей таблице:
| Модель | Электрическая мощность, Вт |
Световой поток, Лм |
Срок эксплуатации, часов |
Габариты, мм (длина × диаметр) |
Тип цоколя |
| ДРЛ-50 | 50 | 1900 | 10000 | 130 × 56 | Е27 |
| ДРЛ-80 | 80 | 3600 | 12000 | 166 × 71 | Е27 |
| ДРЛ-125 | 125 | 6300 | 12000 | 178 × 76 | Е27 |
| ДРЛ-250 | 250 | 13000 | 12000 | 228 × 91 | Е40 |
| ДРЛ-400 | 400 | 24000 | 15000 | 292 × 122 | Е40 |
| ДРЛ-700 | 700 | 40000 | 18000 | 357 × 152 | Е40 |
| ДРЛ-1000 | 1000 | 55000 | 10000 | 411 × 157 | Е40 |
| ДРВ-160 | 160 | 2500 | 3000 | 178 × 76 | Е27 |
| ДРВ-250 | 250 | 4600 | 3000 | 228 × 91 | Е40 |
| ДРВ-500 | 500 | 12250 | 3000 | 292 × 122 | Е40 |
| ДРВ-750 | 750 | 22000 | 3000 | 372 × 152 | Е40 |
Подключение
Лампы типа ДРВ подключаются непосредственно к электрической сети, как и обычная лампа накаливания.
Для включения в работу ламп типа ДРЛ необходимо наличие ПРА (пускорегулирующего аппарата) — дросселя, обеспечивающего регулировку значений рабочего тока в заданных значениях. Он необходим, чтобы исключить перегорание светотехнического прибора, а также для создания режима его зажигания.
Схема подключения лампы ДРЛ приведена на нижеследующем рисунке:
К сведению! Дроссель во время работы не только обеспечивает разжигание источника света, но и осуществляет корректировку его работы. Он стабилизирует напряжение, подаваемое на контакты газоразрядной трубки.
Дроссели, используемые с газоразрядными лампами данного типа, выпускаются в двух исполнениях: независимого и встраиваемого включения. Это зависит от конструкции светильника и места размещения в нем ПРА.
Основные технические характеристики, являющиеся критериями выбора модели ПРА на соответствие условиям использования с конкретной газоразрядной лампой:
- электрическая мощность;
- рабочий ток;
- температура обмотки в нормальном режиме работы;
- допустимо возможный перегрев обмотки;
- максимально допустимая потеря мощности при использовании;
- коэффициент мощности.
Выход из строя ПРА является основной причиной незажигания светильников, оснащенных газоразрядными лампами, во время их эксплуатации. В связи с этим вопрос о том, как проверить дроссель для ДРЛ, является актуальным для многих обладателей подобных светотехнических устройств.
Самый простой способ проверки — воспользоваться мультиметром и проверить целостность обмоток, а также наличие межвиткового замыкания.
В случае отсутствия измерительного инструмента можно воспользоваться лампочкой накаливания мощностью, аналогичной мощности дросселя, и включить ее последовательно в цепь питания ПРА.
При исправно работающем дросселе лампа накаливания будет гореть в половину накала или мерцать. Отсутствие свечения говорит о том, что обмотка прибора повреждена, наличие яркого свечения – в обмотке имеется межвитковое короткое замыкание.
Использование газоразрядных ламп при освещении цехов промышленных предприятий позволяет снизить затраты на оплату счетов за использованную электрическую энергию
Проверяем работоспособность
Для проверки работоспособности ДРЛ используются тестеры (омметры), что необходимо в том случае, если лампа отказывается работать или функционирует неверно. Подключите устройство к каждому витку на обмотке, проверяя их на разрыв и ток короткого замыкания:
Если омметр так и не показал каких-либо отклонений, то искать проблему следует в осветительном приборе или электросети. Возможно необходим ремонт светильника.
Как работает лампа ДРЛ
Содержание:
В ночное время в уличных светильниках широко используются дуговые ртутные люминофорные (ДРЛ) лампы высокого давления.
Они применяются в производственных помещениях и на других объектах, не требующих качественной цветопередачи.
Принцип работы ДРЛ лампы достаточно сложен, однако это позволяет придать осветительным приборам необходимые характеристики. Чтобы понять, как работает такая лампочка, нужно хорошо знать ее конструкцию.
Устройство лампы ДРЛ
Стандартная лампа ДРЛ состоит из стеклянной колбы, у которой снизу установлен цоколь с резьбой. Освещение происходит с помощью ртутно-кварцевой горелки, выполненной в виде трубки. Внутренняя часть трубки заполнена аргоном и небольшим количеством ртути.
У каждой лампы ДРЛ расшифровка аббревиатуры соответствует полному названию дуговых ртутных ламп. В более ранних конструкциях символ Д означал дроссель или лампу, где используется дроссель. В настоящее время используются бездроссельные лампы ДРЛ, доступные многим потребителям. Поэтому в связи с изменениями функциональности, в маркировке лампы ДРЛ расшифровка буквы Д была изменена.
Самые первые лампочки этого типа были оборудованы лишь двумя электродами. В связи с этим для их запуска требовалось дополнительное крупногабаритное устройство поджога, работающего за счет высоковольтного импульсного пробоя газового промежутка горелки. Эти лампочки были постепенно сняты с производства и заменены четырехэлектродными конструкциями, запускающимися только с помощью дросселя.
В четырехэлектродной лампочке имеются основные и дополнительные электроды. Соединение электродов с главными катодами осуществляется путем соединения противоположных полярностей добавочным угольным резистором. Применение дополнительных электродов позволяет стабилизировать работу лампы и значительно упростить ее зажигание.
Основная функция цоколя заключается в приеме электрической энергии из сети через точечный и резьбовой элемент от контактов патрона, установленного в светильнике.
Затем, происходит подача электроэнергии к электродам. В кварцевой колбе имеются ограничивающие сопротивления в количестве двух штук, находящиеся в одной цепи с дополнительными электродами.
Читайте также: Гидробурение скважин на воду своими руками: обзор технологии работ
На внутреннюю поверхность колбы наносится люминофор.
Принцип работы лампы ДРЛ
Каждая горелка изготавливается из прозрачного тугоплавкого материала, устойчивого к химическим воздействиям. Для этого используются керамические материалы или кварцевое стекло. Инертный газ, закачиваемый внутрь, имеет точную дозировку. Окончательный дуговой электрический разряд создается путем добавления металлической ртути, обеспечивая нормальное свечение лампы.
Запуск выполняется с помощью зажигающих электродов.
Когда к лампочке подается питающая электрическая энергия, происходит создание тлеющего разряда между зажигающим и основным электродом, которые расположены очень близко относительно друг друга.
В результате, происходит накопление носителей зарядов, достаточных для появления пробоя на расстоянии между первым и вторым основным электродом. Тлеющий разряд в самые короткие сроки принимает дуговую форму.
Устойчивый свет и работа лампы типа ДРЛ начинается примерно через 10-15 минут, после подачи электроэнергии.
В течение этого времени ток, протекающий в лампочке, значительно выше номинального значения и ограничивается сопротивлением, находящимся в пускорегулирующей аппаратуре.
Продолжительность пуска напрямую зависит от температуры наружной среды. При низких температурах пусковой режим становится более продолжительным.
В процессе горения, излучение электрического разряда становится голубым или фиолетовым, благодаря свечению люминофора. Происходит смешивание зеленовато-белого света горелки и красноватого люминофорного свечения.
Получается яркий цвет, приближающийся к белому. Следует учитывать наличие колебаний напряжения электросети, оказывающих влияние на световой поток.
При низком напряжении лампочка ДРЛ может попросту не запуститься, а та, которая горит – может погаснуть.
Рассматривая принцип работы ртутных газоразрядных ламп (ДРЛ), следует учитывать ее сильный нагрев во время работы.
Поэтому конструкция приборов освещения с такими лампами предусматривает использование термостойких проводов и качественных контактов, устанавливаемых в патроне.
В процессе нагревания происходит рост давления внутри горелки с одновременным ростом пробойного напряжения. Из-за этого нагретая лампа может не включиться. Прежде чем производить повторное включение, нужно дать ей остыть.
Лампы ДРВ и ДРЛ отличия
Оба типа светильников являются газоразрядными ртутными лампами, а точнее их разновидностями. Они широко используются во внешнем и внутреннем освещении. Нередко возникает вопрос, как отличить лампу ДРЛ от ДРВ, поскольку внешне они абсолютно одинаковы. Тем не менее, каждая из них обладает индивидуальными особенностями, собственными техническими характеристики и принципами работы.
В обеих лампах для горелок использовано кварцевое стекло или специальный керамический состав. В каждую горелку помещены точные дозы инертных газов с небольшим количеством ртути. Напряжение поступает к ртутным лампам в область пары электродов, расположенных по бокам горелки.
За счет маленького расстояния газ между электродами быстро ионизируется, после чего в этом месте возникает тлеющий разряд.
Он постепенно переходит в зону между основными электродами, мгновенно превращается в дуговой разряд, после чего светильники с лампами ДРЛ начинают гореть в штатном режиме.
Полностью нормативные световые качества набираются лампами примерно через 10 минут после включения.
Для ограничения номинального тока в лампах ДРЛ используется пускорегулирующий прибор с установленным сопротивлением.
После того как амплитуда переходит значение сетевого напряжения, вся энергия, накопленная индуктивностью, уходит в нагрузку. В кварцевой горелке происходит некоторая задержка напряжения.
В лампах типа ДРВ (дуговых ртутных вольфрамовых) такая подкачка энергии не требуется поскольку в них отсутствует индуктивный балласт.
Функции ограничения тока выполняются самой вольфрамовой спиралью, с заранее установленным сопротивлением и мощностью, соответствующим пусковым режимам горелки.
Напряжение горелки будет нарастать по мере ее разогрева, и постепенно уменьшаться на спирали. В результате внутренняя колба ламп ДРВ будет светиться на 30% меньше, чем лампы уличного освещения ДРЛ.
Основным отличием этих двух ламп является невозможность использования ДРЛ без пускорегулирующего устройства, в качестве которого используется дроссель.
Он служит ограничителем тока, питающего лампу и должен обязательно соответствовать ее мощности. Если включение производится без дросселя, такая лампочка моментально сгорит под действием высокого тока, проходящего через нее.
Повторное включение лампы ДРЛ можно выполнять лишь после ее полного остывания.
Оба типа ламп обладают повышенной чувствительностью к перепадам температур. Поэтому вся конструкция защищена наружной колбой. Кроме того, ее внутренняя сторона покрыта люминофором, с помощью которого ультрафиолетовое свечение преобразуется в часть спектра красного цвета.
Срок службы лампы ДРЛ
Данные лампы получили широкое распространение для уличного и промышленного освещения. В случае необходимости они могут использоваться и для внутреннего освещения помещений.
Такая популярность стала возможной, благодаря таким эргономическим показателям, как соответствие излучения солнечному свету, коэффициент пульсаций светового потока и другим.
Немаловажное значение имеет и тот факт, что ламп ДРЛ варьируется в очень широком диапазоне, значительно расширяя сферу их использования.
Особое внимание следует обратить на сроки службы, заявленные производителями. Как показывает практика, ртутные лампы ДРЛ после 2-3 месяцев эксплуатации в зависимости от интенсивности использования, теряют значительную часть светового потока.
Вместе с тем, расход электрической энергии остается на том же уровне. Кроме того, было достоверно установлено, что эти лампы обладают так называемым эффектом старения.
То есть, через 400 часов работы их световой поток снизится примерно на 20%, а к концу срока эксплуатации данный показатель составит уже 50%.
Данные недостатки полностью перекрываются простотой и технологичностью, доступностью и низкой стоимостью ртутных газоразрядных лампочек. Их использование становится экономически выгодным при отсутствии жестких требований к освещению на конкретном объекте или участке.
14 Конструкция ,принцип действия газоразрядных ламп дрл. Дри днат дрв дкст
Ртутные
лампы высокого давления представляют
собой трубку из кварцевого стекла. В
торцы трубки впаяны активированные
самокалящиеся вольфрамовые электроды
(рис. 4.1).
Внутрь трубки после тщательного
удаления воздуха вводится строго
дозированное количество ртути и аргон
при давлении 1,5…3,0 кПа.
Аргон служит для
облегчения зажигания разряда и
защиты электродов от распыления в
начальной стадии разгорания лампы, так
как при комнатной температуре давление
паров ртути очень низкое (около 1 Па). В
некоторых типах ламп кварцевая трубка
помещается в стеклянную колбу.
1 –
внешняя стеклянная колба; 2 –
слой люминофора; 3 –
разрядная трубка из прозрачного
кварцевого стекла; 4 –
рабочий
электрод; 5 –
зажигающий электрод; 6 –
ограничительные резисторы
в цепи зажигающих электродов; 7—
экран..
После
зажигания
дугового разряда происходит нагревание
разрядной трубки и испарение ртути.
Давление паров ртути повышается,
вместе с тем изменяются все характеристики
разряда: растут напряжение на лампе,
мощность, поток излучения и КПД.
Этот
процесс продолжается в течение 5…7 минут
до тех пор, пока не испарится вся ртуть,
после чего все характеристики
стабилизируются.
Лампы
типа ДРЛ
(Д – дуговая, Р – ртутная, Л — люминесцентная).
Они представляют собой ртутную горелку
в виде трубки из прозрачного кварцевого
стекла, смонтированную в колбе из
тугоплавкого стекла (рис. 4.1).
Внутренняя
поверхность стеклянной колбы покрыта
тонким слоем порошкообразного люминофора.
В качестве люминофора применяют главным
образом фосфат-ванадат иттрия,
активированный европием.
Колба
лампы снабжена резьбовым цоколем.
Лампы
типа ДРЛ выпускаются с горелками,
имеющими кроме двух основных электродов
еще два зажигающих электрода, служащих
для облегчения зажигания разряда. Лампы
включаются в электрическую сеть через
дроссель.
Лампы
ДРЛ характеризуется высокой светоотдачей
и сроком службы в среднем 10000 ч. Световая
отдача ламп ДРЛ составляет примерно
для ДРЛ 250 — 54, ДРЛ400 – 60, ДРЛ700 – 58,
ДРЛ1000 — 59 лм/Вт.
Спектр
видимого излучения смещен в сторону
ультрафиолетового излучения и поэтому
эти лампы непригодны для освещения тех
помещений, где работа связана с высокими
требованиями по цветопередаче.
Устройство
и принцип действия
металлогалогенных
ламп
основан на том, что галогениды многих
металлов испаряются легче, чем сами
металлы, и не разрушают кварцевое стекло.
Поэтому внутрь колб металлогалогенных
ламп кроме ртути и аргона дополнительно
вводятся различные химические элементы
в виде их галоидных соединений, например,
йод, бром, хлор.
После зажигания
разряда, когда достигается рабочая
температура колбы, галогениды металлов
частично переходят в парообразное
состояние. Попадая в центральную зону
разряда с температурой несколько тысяч
градусов Кельвина, молекулы галогенидов
диссоциируют на галоген и металл. Атомы
металла возбуждаются и излучают
характерные для них спектры.
Диффундируя
за пределы разрядного канала и попадая
в зону с более низкой температурой
вблизи стенок колбы, они воссоединяются
в галогениды, которые вновь испаряются.
Такой замкнутый цикл обеспечивает
некоторые преимущества перед лампами
ДРЛ: во-первых в разряде создается
концентрация атомов металлов, дающих
требуемый спектр излучения , так как
при рабочей температуре кварцевой колбы
800…900°С давление паров галогенидов
многих металлов значительно выше, чем
самих металлов, таких как таллий, индий,
скандий, диспрозий и др.
и во-вторых
появляется возможность вводить в разряд
щелочные металлы натрий, литий, цезий
и другие агрессивные металы (например,
кадмий, цинк), которые в чистом виде
вызывают быстрое разрушение кварцевого
стекла, а в виде галогенидов не вызывают
такого разрушения.
Для
общего освещения в настоящее время
наиболее широкое распространение
получили металлогалогенные лампы со
следующими составами металлогалогенных
добавок (кроме ртути и зажигающего
газа): 1) иодиды натрия, таллия и индия;
2) иодиды натрия, скандия и тория.
а)
– лампа 400 Вт в эллипсоидальной прозрачной
колбе;
б)
– в цилиндрической прозрачной колбе
Металлогалогенные
лампы для общего освещения типа ДРИ:
Д
– дуговая, Р – ртутная, И – с излучающими
добавками. Лампы типа ДРИ по конструкции
подобны лампам типа ДРЛ.
В качестве
внешней колбы обычно применяется
стандартная внешняя колба ламп типа
ДРЛ, но без люминофорного покрытия или
специальная колба цилиндрической формы
(рис. 4.2 а, б).
У
ламп ДРИ Световая отдача и цветопередача
дугового разряда ртути и световой спектр
значительно улучшаются. Световая отдача
и более высокий индекс цветопередачи
чем ламп ДРЛ, но срок службы ниже.
Принцип
действия натриевых ламп
основан на использовании резонансного
излучения D-линий натрия (589 и 589,6 нм). Эти
лампы обладают самой высокой световой
отдачей сроком службы среди разрядных
ламп.
Недостатком натриевых ламп является
низкое качество цветопередачи и
применяются в основном для освещения
площадей, парков, уличного освещения.
В
зависимости от рабочего давления паров
натрия выделяют два типа ламп – натриевые
лампы низкого давления (НЛНД) и натриевые
лампы высокого давления (НЛВД).
Натриевые
лампы низкого давления представляют
собой разрядные трубки диаметром 15…25
мм и изготавливаются из специальных
сортов стекла, устойчивых к воздействию
разряда в парах натрия.
Применяются
натриевые лампы низкого давления для
освещения автострад, туннелей, складов,
а также как архитектурное и декоративное
освещение.
Натриевы
лампы ДНаТ
– дуговая натриевая трубчатая наиболее
эффективные современные источники
света. Световая отдача их достигает
100…130 лм/Вт (рекорд среди источников
света). Продолжительность работы – до
15000 ч.
Обладая
высоким световым потоком..
Читайте также: Гидроизоляция канализационных колодцев: средства и способы
Натриевые
лампы типа ДНаТ для внутреннего освещения
применяются редко ввиду больших пульсаций
излучаемого светового потока и
значительного ультрафиолетового
излучения.
Их допускается использовать
только с разрешения органов санитарного
надзора при условии, что освещенность
в зоне пребывания людей не превышает
150 лк. Эти лампы широко применяются для
освещения улиц, площадей, парков.
Натриевые лампы высокого давления типа
ДНаТ имеют цилиндрическую разрядную
трубку, смонтированную в вакуумированной
внешней колбе (рис. 4.3 а) и содержат смесь
паров натрия и ртути при высоком давлении
и зажигающий газ – ксенон.
а)
– в прозрачной колбе (типа ДНаТ); б)
– в светорассеивающей колбе (типа
ДНаТМт); в)
– в софитном исполнении (типа
ДНаТСф); 1 –разрядная
трубка; 2 –
стеклянная внешняя колба; 3 –
теплоотражающий экран; 4 –
светорассеивающее покрытие;
5 –бариевый
газопоглотитель; 6 –
цоколь резьбовой; 7 –
кварцевая внешняя колба; 8 –
цоколь специальный
Зажигание
ламп осуществляется специальным
устройством, подающим на лампу
высокочастотный импульс с амплитудой
2…4 кВ. Время разгорания лампы 5…7 мин и
определяется скоростью нагрева лампы
и испарения натрия и ртути.
По мере
разгорания спектр излучения меняется
от монохроматического желтого до
нормального уширенного, соответствующего
установившимся рабочим параметрам.
Время повторного зажигания выключенной
лампы определяется временем охлаждения
разрядной трубки до температуры, при
которой подаваемые импульсы напряжения
достаточны для повторного зажигания
разряда и составляет 2…3 мин.
- Устройства,
содержащие элементы зажигания и
стабилизации тока лампы, называют
пускорегулирующими аппаратами (ПРА). - В
обозначении ПРА для ламп ДРЛ, ДРИ, ДНаТ
указывается: количество ламп; исполнение
балластного сопротивления (И –
индуктивное);мощность лампы;
номинальное
напряжение;
исполнение
лампы. - Например,
1И–250ДРЛ/220–В. - Для
включения ламп высокого давления ДРИ
и ДНаТ в комплект ПРА включаются
импульсные зажигающие устройства (ИЗУ),
работающие в совокупности с ПРА
определенного типа ламп.
Дрл и дрв лампы. устройство и работа. применение и особенности
ДРЛ и ДРВ лампы – это распространенная разновидность газоразрядных ртутных ламп. Они применяются для уличного и внутреннего освещения. Оба типа внешне почти не отличаются, особенно в выключенном состоянии. Это весьма эффективные в плане экономии энергии источники света, у которых наблюдается показатель свечения в пределах 30 лм/Вт. Это довольно много, но более современные разновидности лампочек могут иметь отдачу в 50 лм/Вт. Такое осветительное оборудование выпускают многие бренды имеющие мировое имя. При этом нужно отметить, что по причине содержания в лампах ртути, они запрещены во многих странах, поэтому постепенно количество ДРЛ и ДРВ уменьшается.
Как устроены ДРЛ и ДРВ лампы
При беглом взгляде на эти осветительные устройства можно найти некоторые сходства с обыкновенными лампами накаливания с цоколем Е27. Однако газоразрядные лампы имеют окрашенное в белый цвет стекло, с прозрачным участком непосредственно перед цоколем. Именно по причине непрозрачности нельзя увидеть, что внутри такие приборы имеют специфическое строение.
Устройство и принцип горения ДРЛ ламп
Дрл (дуговая ртутная люминофорная) лампа. ее конструкция предусматривает:
1 — Резьбовой цоколь 2 — Резистор 3 — Молибденовая фольга 4 — Зажигатель (вспомогательный) 5 — Несущая рамка 6 — Внешняя колба 7 — Сжатый спай 8 — Ртутная кварцевая лампа дугового разряда 9 — Азотный заполнитель 10 — Вольфрамовый электрод (основной)
11 — Свинцовые проволоки
Цоколь имеет стандартную конструкцию, как у подавляющего большинства бытовых лампочек применяемых в люстрах и фонарях. Он занимается приемом электроэнергии, передаваемой на его поверхность. В нем имеется две точки для приема. Один электрод располагается в центре, а боковая часть цоколя служит вторым электродом. Цоколь по резьбе вкручивается в патрон светильника.
Основным рабочим элементом лампы является кварцевая горелка. По ее сторонам располагается пара электродов. Один основной, а второй вспомогательный. Они расположены во внутренней кварцевой колбе, заполненной аргоном и парами ртути.
Стеклянная колба располагается поверх кварцевой. Для заполнения пространства в нее закачивается газ азот. Изнутри колба окрашена белым люминофором, поэтому она и не прозрачная.
Принцип работы таких ламп более сложный, чем у лампочек накаливания. При подаче электроэнергии на располагающиеся рядом электроды происходит создание тлеющего разряда. Это вызывает пробой энергии между ними. В результате тлеющий разряд перерастает в дуговой.
Он создает в лампе голубое или фиолетовое излучение. Оно провоцирует яркое свечение люминофора, которым окрашивается изнутри стеклянная колба. Сам люминофор издает красноватый свет.
В результате смешивания оттенков красного, голубого, фиолетового и создается яркий практически белый цвет.
Изначально лампа выдает небольшое количество света, и постепенно увеличивает свою эффективность. Спустя 10-15 минут с момента включения достигается максимальная яркость, скорость зависит от внешней температуры
Колебания тока очень влияют на эффективность свечения ДРЛ. Даже при скачках электрического напряжения в пределах до 15% падения яркости могут составлять 30%. Если напряжение снизится до отметки 80%, то лампа погаснет.
Большим недостатком таких лампочек является их сильный нагрев. В результате возможно перегорание изоляции на проводе.
Поэтому с этим при подключении нужно использовать только специализированный термостойкие патроны и кабель. В самой лампочке при работе сильно возрастает давление.
В связи с этим после ее отключения нужно подождать, пока колба полностью остынет. Если включать повторно горячую лампочку, то она просто не зажжется.
Использование лампы ДРЛ подразумевает обязательное применение пускорегулирующей аппаратуры. В качестве нее обычно используется дроссель. Он ограничивает ток, который подается для питания лампы.
Дроссель соответствует мощности осветительного прибора и направляет на него оптимальный объем энергии, чтобы минимизировать перегрев и предотвратить некомфортное освещение.
Если при включении лампы не применять пускорегулирующий аппарат, то лампа почти мгновенно выйдет из строя.
Пускорегулирующий аппарат может встраиваться в лампу или быть подключенным снаружи. Первый вариант является более удобным, поскольку не требует осуществлять модернизацию электрической проводки.
Устройство ДРВ
Дрв (дуговая ртутно-вольфрамовая) лампа:
Она является гибридом между лампами накаливания и ДРЛ. В ней имеется вольфрамовая спираль. Она располагается вместе с горелкой в кварцевой колбе с аргоновой средой. При этом если ДРЛ лампа нуждается в индукционном пускорегулирующем аппарате, то ДРВ устройства в нем не нуждаются. Его функции берет на себя вольфрамовая нить.
Вольфрамовые нити выступают ограничителем, которые способны пропускать только определенное количество тока. Их потенциал рассчитан под особенности лампы. Вольфрамовая нить имеет высокое сопротивление, поэтому сжигает энергию, что снижает эффективность таких лампочек. Этот элемент является слабым звеном, именно поэтому срок свечения ДРВ редко превышает 1200 часов.
Нить находится в аргоне, инертном газе, который и вызывает быстрый износ накала. К примеру, в лампочках накаливания в колбах поддерживается вакуум, поэтому даже более тонкие вольфрамовые спирали служат намного дольше.
Область применения
ДРЛ и ДРВ лампы можно встретить довольно часто
Что обычно освещают лампами ДРЛ:
- Дороги и улицы.
- Площади, скверы.
- Автостоянки и автозаправочные станции.
- Складские помещения и промышленные цеха.
Что освещают чаще лампами ДРВ:
- Городские кварталы.
- Бульвары, парки и скверы.
- Складские помещения и промышленные цеха.
- Автомобильные стоянки и гаражи.
- Строительные площадки.
- Растения в теплицах (только ДРВ 250).
Такие лампы производятся с мощностью от 150 до 1000 Вт. Очень редко можно встретить ДРЛ лампочки на 80 и 125 Вт.
Самая мощная лампа может создавать свечение на 50 тыс. люмен. При этом цветовая температура достигает 4000 кельвинов. Маломощные лампочки производятся с патроном Е27. Благодаря этому их вполне можно вкручивать в стандартные люстры в городских квартирах и плафоны в подъездах. Более крупные ДРЛ и ДРВ делаются с цоколем Е40.
Сегодня их можно встретить на фонарных столбах.
Маркировка ламп
ДРЛ и ДРВ имеют цифровое дополнение после буквенной аббревиатуры. Размер цифр отображает количество ватт. К примеру, ДРЛ-400 обозначает, что это дуговая ртутная люминофорная лампа с мощностью 400 Вт. ДРВ 250 – это дуговая ртутно-вольфрамовая лампа, имеющая мощность 250 Вт.
Преимущества и недостатки
ДРЛ и ДРВ отличаются между собой конструктивно, что естественно влияет и на эффективность их работы. В частности ДРВ имеют свечение внутренней колбы на 30% меньше, чем ДРЛ.
Положительными моментами выбора для использования ДРЛ ламп является:
- Один из лучших показателей светоотдачи в своем ценовом классе.
- Компактные размеры как для продемонстрированной эффективности.
- Продолжительный срок службы при отсутствии скачков напряжения.
Что касается недостатков, то они есть:
- Видимая пульсация светового потока.
- Вероятность поломки при сильных скачках напряжения.
- Невозможность быстрого повторного включения до момента полного остывания колбы.
Описывая ДРВ лампы можно назвать несколько положительных моментов:
- Отсутствие необходимости в подключении дросселя.
- Приятный спектр света для человеческого глаза.
Не лишены такие конструкции и недостатков. В первую очередь подобные осветительные приборы имеют очень скромный эксплуатационный ресурс. Кроме того у них намного меньший коэффициент полезного действия, чем у стандартных ртутных ламп.
ДРЛ и ДРВ являются довольно неплохим источником света, как для оборудования данного ценового сегмента. Выбирая такое оснащение можно улучшить работу старых светильников, при этом уменьшить энергопотребление.
Огромным недостатком таких лампочек является их опасное для человека внутреннее наполнение. В связи с этим такое оборудование лучше не применять в зданиях, особенно в квартирах и домах.
Хотя в лампочке используется очень мало ртути, но если колбу разбить, то испарение распространится по всему помещению
Государственная политика многих стран нацелена на уменьшение применения ртутьсодержащего оборудования. По той причине много где такие источники света запрещены.
В России уже сейчас коммунальные хозяйства больше почти не используют ДРЛ и ДРВ лампы при обслуживании систем освещения, что стало следствием соответствующего приказа правительства. В скором времени производство и продажа таких лампочек будет полностью прекращена.
Фактически останутся только содержащие ртуть медицинские приборы, у которых нет более безопасного аналога.
Проблемы утилизации
Лампы данного класса содержат ртуть, поэтому они относятся к первому классу опасности. В связи с этим их утилизация должна проводить с применением специального оборудования. Их нельзя сбрасывать в мусорные баки общего предназначения.
Во многих магазинах, которые занимаются продажей осветительного оборудования, имеются особые урны, в которые можно бесплатно выбросить перегоревшие лампы ДРЛ и ДРВ. В дальнейшем они передаются на переработку. Перегоревшие источники света поддаются различным способам обработки.
Это может быть сильный нагрев с обжигом или применения химических реагентов. Продуктами окончания переработки являются сулема и сорбент.
