Принцип работы лампы дрл

Принцип работы лампы дрл

ДРЛ – дуговая ртутная люминесцентная лампа высокого давления, одна из самых распространенных в настоящее время в сфере освещения улиц и промышленных помещений. Ее популярность обусловлена сравнительно невысокой стоимостью при достаточно большом сроке службы и коэффициенте полезного действия. Хотя в последние годы в осветительной технике появились более экономичные и мощные разработки, лампы ДРЛ не собираются сдавать позиции.

Конструкция и принцип действия

Ртутная газоразрядная лампа, как следует из ее названия, представляет собой электрический источник света, использующий для генерации излучения оптического диапазона газовый разряд в парах ртути. Однако в том же названии фигурирует прилагательное «люминесцентная». Это связано с тем, что для коррекции цветности потока лампа ДРЛ, помимо света от самого газового разряда, использует излучение светящегося под его воздействием люминофора, которым покрыта внутренняя поверхность колбы лампы. Это делает спектр более равномерным и широким и, как следствие, улучшает цветопередачу.

Известно, что для возникновения разряда в газе между двумя электродами необходимо приложить высокое напряжение, гораздо большее, чем стандартные 220 В. Когда же разряд уже существует, поддерживать его можно и при напряжении сети. Впрочем, чем меньше расстояние между электродами, тем меньшее напряжение требуется для поджига разряда. Однако небольшой светящийся участок не будет давать достаточную мощность излучения.

Поэтому в первых лампах ДРЛ разряд создавался с помощью внешнего источника импульсов высокого напряжения, которые пробивали рабочее пространство между электродами при включении лампы в сеть, а затем генератор отключался. Сегодня к такой схеме вернулись в натриевых и металлогалогенных газоразрядных лампах. Однако во времена появления ртутных источников света (1960-70 гг.) подобные электронные устройства были недостаточно надежными, поэтому инженерам пришлось искать другое решение. Здесь и вспомнили о возможности розжига разряда сетевым напряжением при малом расстоянии между электродами.

С 1970-х годов в конструкцию ртутных ламп ввели два дополнительных поджигающих электрода, которые расположены совсем рядом с основными и через токоограничительные резисторы подключены к противоположным основным электродам. Таким образом, при включении лампы в сеть вначале возникают два маленьких тлеющих разряда у каждого из концов горелки, которые постепенно прогревают весь объем газа и разжигают основную дугу разряда (вначале этот разряд тоже тлеющий, но быстро переходит в дуговой). Именно поэтому лапы ДРЛ начинают ярко светиться не сразу и первые несколько минут еле заметно «тлеют». При этом длительность пускового режима сильно зависит от температуры окружающей среды – чем она ниже, тем, соответственно, дольше будет прогреваться лампа. Установившийся дуговой разряд между основными электродами вызывает протекание через лампу рабочего тока, и малые разряды уже не участвуют в процессе горения лампы.

Конструктивно горелка с четырьмя электродами оформлена в виде внутренней колбы из кварцевого стекла или особой прозрачной керамики, заполненной инертным газом аргоном с добавлением металлической ртути. Когда лампа выключена и не разогрета, ртуть находится внутри горелки в виде отдельного небольшого шарика, либо оседает на стенках колбы и электродах в виде налета. Материал колбы горелки очень тугоплавок и химически стоек, поэтому выдерживает условия, необходимые для возникновения разряда. Горелка помещена внутрь внешней большой колбы из обычного стекла. Здесь же расположены проводники из толстой никелевой проволоки и приваренные к ним ограничительные сопротивления.

Электрический разряд в парах ртути создает излучение с очень неровным, прерывистым спектром. В нем наблюдается семь спектральных линий, три из которых, и при этом – самые интенсивные, лежат в ультрафиолетовом диапазоне. Именно под их воздействием светится люминофор, нанесенный на внутренние стенки большой колбы. Видимый свет разряда имеет сине-зеленый оттенок, а люминофор светится более теплым, красноватым светом. Излучение от обоих излучающих объектов, смешиваясь, дает яркий и ровный свет, достаточно близко приближающийся к белому.

Схема включения

Включение ламп ДРЛ в сеть 220 В напрямую невозможно, поскольку ее электрические параметры рассогласованы с источником питания. Другими словами, вольт-амперная характеристика дугового разряда имеет падающий участок, то есть лампа обладает отрицательным дифференциальным сопротивлением. После зажигания дуги ток через лампу возрастает во много раз, и, если его ничем не ограничить, лампа выйдет из строя, предварительно вызвав перегрузку сети.

Чтобы согласовать лампу с сетью, необходим так называемый пускорегулирующий аппарат, которым в большинстве случаев служит дроссель (катушка на массивном магнитопроводе), включенный последовательно с лампой. На переменном токе дроссель служит реактивной нагрузкой, гася на себе определенную часть напряжения сети и ограничивая протекающий ток. А это, как мы помним, и необходимо для нормальной работы ртутных ламп.

Недостатком «классического» дросселя является его высокая материалоемкость – сердечник катушки изготавливается из специальной электротехнической стали и имеет большую массу (тем большую, чем больше мощность питаемой через него лампы), а, следовательно, достаточно высокую стоимость. Если на лампы ДРЛ цена в настоящее время находится в пределах одной-двух сотен рублей, то стоимость дросселя на порядок выше.

Существуют и другие серьезные недостатки электромагнитного балласта ртутных ламп. Так, он испускает низкочастотный гул и вызывает раздражающее глаз мерцание лампы, а также приводит к повышенному потреблению электроэнергии. Помимо большой массы, дроссель имеет и внушительные габариты. Наконец, по дроссельной схеме практически невозможно зажечь горячую лампу – при кратковременном исчезновении напряжения сети разогретая лампа не загорится вновь, потребуется время, чтобы она остыла. Этот эффект связан с тем, что в процессе горения дуги давление в горелке многократно возрастает, а поэтому растет и напряжение, требуемое для ее повторного пробоя. Сеть уже не может обеспечить лампу таким напряжением.

Все эти факторы привели к тому, что в последнее время светильники с лампами ДРЛ начинают комплектовать современными пускорегулирующими аппаратами (ПРА) на электронных компонентах. Они вырабатывают высокочастотное напряжение, период изменения которого находится за пределами восприятия глаза и уха человека. Поэтому лампы горят ровно и без мерцаний, и из светильника не слышен гул. Помимо этого, в электронных ПРА имеется возможность формировать начальный импульс высокого напряжения, который гарантированно пробивает межэлектродное пространство даже в разогретой лампе и обеспечивает ее стабильный и быстрый запуск при любых условиях. Правда, вследствие высоких мощностей питаемых ламп для цепей управления ПРА требуются достаточно дорогостоящие мощные транзисторы, и стоимость электронных балластов пока остается довольно высокой.

В любом случае, их внедрение в светильниках, применяемых на производстве, более чем оправдано. Дело в том, что мерцание света лампы с удвоенной частотой сети (при использовании дросселей) не просто утомляет глаза, но может привести к случаям травматизма. Освещая вращающиеся детали, мерцающий свет может вызвать стробоскопический эффект – деталь будет казаться неподвижной. А это уже угрожает не только здоровью, но и жизни человека.

Светильники ДРЛ широко применяются для следующих целей:

— освещение открытых территорий на производстве, строительных площадок;

— уличное освещение стандартных масштабов – дворы, переулки, улицы, площади, парки, скверы;

— освещение производственных цехов, складских и сельскохозяйственных помещений;

— круглосуточное обеспечение светом подземных пешеходных переходов и транспортных тоннелей;

— освещение автостоянок, перронов, железнодорожных платформ;

— в сочетании с другими источниками света – архитектурное и декоративное освещение.

Лампы ДРЛ приобретают облавтодоры, предприятия городского коммунального хозяйства, железные дороги, крупные производственные комплексы, металлургические, машиностроительные и другие заводы, общественные организации и частные фирмы.

Конкурентоспособная замена

Современная Россия уверенно стала на путь энергосбережения, в связи с чем все большее внимание сегодня уделяется вопросам внедрения в уличное и внутреннее освещение светодиодных ламп. Многие фирмы, в том числе и российские, освоили выпуск аналогов ламп накаливания и газоразрядных ламп на светодиодах.

Светодиодные лампы ДРЛ не имеют ничего общего с «классическими» ни по конструкции, ни по принципу действия. Более того, даже аббревиатура здесь не соответствует рассмотренному ранее смыслу, а представляет собой аллитерацию английского сокращения DRL от Daytime Running Light, «лампы дневного света».

Однако применение светодиодных светильников в освещении улиц дает ощутимый экономический эффект уже на третий год их эксплуатации, и это с учетом средств, потраченных на переоснащение уличных фонарей. Светодиодные лампы не расходуют энергию на нагрев и поэтому имеют предельно высокий КПД, недостижимый ни в одном другом источнике света (до 95%). Кроме того, светодиоды дают направленный световой пучок без применения дополнительных технических приемов и имеют срок службы не менее ста тысяч часов. Столь высокие эксплуатационные характеристики позволяют думать, что светодиодные аналоги привычных для нас ламп ждет прекрасное будущее.

Схемы включения газоразрядных ламп

Искусственные источники освещения, использующие для выработки световых волн электрический разряд газовой среды в парах ртути, называют газоразрядными ртутными лампами.

Газ, закачанный в баллон, может находиться под низким, средним или высоким давлением. Низкое давление применяется в конструкциях ламп:

Высокое давление используется в лампах:

дуговой ртутной люминофорной (ДРЛ);

металлогенной ртутной с излучающими добавками (ДРИ) галогенидов металлов;

дуговой натриевой трубчатой (ДНаТ);

дуговой натриевой зеркальной (ДНаЗ).

Их устанавливают в тех местах, где необходимо освещать большие территории с малыми затратами электроэнергии.

Устройство лампы, использующей четыре электрода, схематично показано на картинке.

Ее цоколь, как и у обычных моделей, служит для подключения к контактам при вкручивании в патрон. Стеклянная колба герметично защищает все внутренние элементы от внешних воздействий. В ней закачан азот и размещены:

электрические проводники от контактов цоколя;

два токоограничивающих сопротивления, вмонтированные в цепь дополнительных электродов

Горелка выполнена в форме герметичной трубки из кварцевого стекла с закачанным аргоном, в которую помещены:

две пары электродов — основной и дополнительный, расположенные на противоположных концах колбы;

небольшая капелька ртути.

Источником света ДРЛ является разряд электрической дуги в среде аргона, протекающий между электродами в кварцевой трубке. Он возникает под действием приложенного к лампе напряжения в два этапа:

1. первоначально между близкорасположенными основным и зажигающим электродами начинается тлеющий разряд за счет движения свободных электронов и положительно заряженных ионов;

2. образование внутри полости горелки большого количества носителей зарядов приводит к быстрому пробою среды азота и образованию дуги через основные электроды.

Стабилизация пускового режима (электрического тока дуги и света) требует времени порядка 10-15 минут. В этот промежуток ДРЛ создает нагрузки, значительно превышающие токи номинального режима. Для их ограничения применяется пускорегулирующее устройство — дроссель.

Излучение дуги в парах ртути имеет голубой и фиолетовый оттенок и сопровождается мощным ультрафиолетовым излучением. Оно проходит через люминофор, смешивается с образуемым им спектром и создает яркий свет, приближенный к белому оттенку.

ДРЛ чувствительна к качеству питающего напряжения, а при его снижении до 180 вольт тухнет и не зажигается.

Во время дугового разряда создается высокая температура, передающаяся всей конструкции. Она влияет на качество контактов в патроне и вызывает нагрев подключенных проводов, которые из-за этого используют только с термостойкой изоляцией.

При работе лампы давление газов в горелке сильно увеличивается и осложняет условия для пробоя среды, что требует повышения приложенного напряжения. Если питание отключить и подать, то сразу лампа не запустится: ей надо остыть.

Схема подключения лампы типа ДРЛ

Четырехэлектродная ртутная лампа включается в работу через дроссель и предохранитель.

Плавкая вставка защищает схему от возможных коротких замыканий, а дроссель ограничивает ток, проходящий через среду кварцевой трубки. Индуктивное сопротивление дросселя подбирается по мощности светильника. Включение лампы под напряжение без дросселя приводит к ее быстрому перегоранию.

Конденсатор, включенный в схему, компенсирует реактивную составляющую, вносимую индуктивностью.

Внутреннее устройство лампы ДРИ очень похоже на то, которое используется У ДРЛ.

Но в ее горелке введена определенная доза добавок из гапогенидов металлов индия, натрия, таллия или некоторых других. Они позволяют увеличить выделение света до 70-95 лм/Вт и более с хорошей цветностью.

Колба выполняется в форме цилиндра или эллипса, показанного на рисунке ниже.

Материалом горелки может быть кварцевое стекло или керамика, которая обладает лучшими эксплуатационными свойствами: меньшее затемнение и больший срок службы.

Форма горелки в виде шара, используемая в современных конструкциях, повышает светоотдачу и яркость источника.

Основные процессы, происходящие при выработке света ламп ДРИ и ДРЛ совпадают. Отличие состоит в схеме зажигания. ДРИ не может запуститься в работу от приложенного напряжения сети. Ей этой величины недостаточно.

Для создания дугового разряда внутри горелки необходимо к межэлектродному пространству приложить высоковольтный импульс. Его образование возложено на ИЗУ — импульсное зажигающее устройство.

Как работает ИЗУ

Принцип действия устройства создания высоковольтного импульса условно можно представить упрощенной принципиальной схемой.

Рабочее напряжения питания подводится на вход схемы. В цепочке диода D, резистора R и конденсатора C создается зарядный ток емкости. По окончании заряда через конденсатор выдается импульс тока сквозь открывшийся тиристорный ключ в обмотку подключенного трансформатора Т.

В повышающей напряжение выходной обмотке трансформатора создается высоковольтный импульс величиной до 2-5 кВ. Он поступает на контакты лампы и создает дуговой разряд газовой среды, обеспечивающий свечение.

Схемы подключения лампы типа ДРИ

Устройства ИЗУ выпускаются для газоразрядных ламп двух модификаций: с двумя или тремя выводами. Для каждого из них создается своя схема подключения. Она приводится прямо на корпусе блока.

При использовании двухконтактного устройства фаза сети через дроссель подключается к центральному контакту цоколя лампы и одновременно на соответствующий вывод ИЗУ.

Нулевой провод подводится на боковой контакт цоколя и свой вывод ИЗУ.

У трехконтактного устройства схема подключения нуля остается такой же, а подвод фазы после дросселя изменяется. Она подключается через два оставшихся вывода на ИЗУ, как показано на картинке ниже: вход на устройство осуществляется через клемму «В», а вывод на центральный контакт цоколя через — «Lp».

Таким образом, в состав пускорегулирующей аппаратуры (ПРА) для ртутных ламп с излучающими добавками входят в обязательном порядке:

импульсное зарядное устройство.

Компенсирующий величину реактивной мощности конденсатор может входить в состав ПРА. Его включение определяет общее снижение потребления энергии осветительным устройством и продление срока эксплуатации лампы при правильно подобранной величине емкости.

Ориентировочно ее значение в 35 мкФ соответствует лампам с мощностью 250 Вт, а 45 — 400 Вт. При завышенной емкости возникает резонанс в схеме, который проявляется «миганием» света лампы.

Наличие в работающей лампе импульсов высокого напряжения определяет использование в схеме подключения исключительно высоковольтных проводов минимальной длины между ПРА и лампой, не более 1-1,5 м.

Это разновидность описанной выше лампы ДРИ, внутри колбы которой частично нанесено зеркальное покрытие для отражения света, которое формирует направленный поток лучей. Он позволяет фокусировать излучение на освещаемый объект и снижать световые потери, возникающие из-за переотражений.

Внутри колбы этой газоразрядной лампы вместо ртути используются пары натрия, расположенные в среде инертных газов: неона, ксенона или других, либо их смесей. По этой причине их называют «натриевыми».

За счет такой модификации устройства конструкторам удалось придать им наибольшую эффективность работы, которая доходит до 150 лм/Вт.

Принцип действия ДНаТ и ДРИ один и тот же. Поэтому схемы подключения их одинаковы и при соответствии характеристик ПРА параметрам ламп их можно использовать для зажигания дуги в обеих конструкциях.

Однако производители металл галогенных и натриевых ламп выпускают пускорегулирующие устройства под конкретные виды своих изделий и поставляют их в едином корпусе. Эти ПРА полностью налажены и готовы к работе.

Схемы подключения ламп типа ДНаТ

В отдельных случаях конструкции ПРА для ДНаТ могут иметь отличия от представленных выше схем запуска ДРИ и выполняться по одной из трех нижеприведенных схем.

В первом случае ИЗУ включено параллельно контактам лампы. После зажигания дуги внутри горелки рабочий ток не течет через лампу (см принципиальную схему ИЗУ), что экономит потребление электричества. При этом дроссель испытывает воздействие высоковольтных импульсов. Поэтому он создается с усиленной изоляцией для защиты от зажигающих импульсов.

Из-за этого схема параллельного включения используется с лампами маленькой мощности и импульсом зажигания до двух киловольт.

Во второй схеме применяется ИЗУ, работающее без импульсного трансформатора, а высоковольтные импульсы вырабатывает дроссель специальной конструкции, имеющий отвод для подключения к контакту лампы. Изоляция обмоток этого дросселя также усиливается: она подвергается воздействию высоковольтного напряжения.

В третьем случае используется метод последовательного подключения дросселя, ИЗУ и контакта лампы. Здесь высоковольтный импульс от ИЗУ не поступает на дроссель, а изоляция его обмоток не требует усиления.

Недостаток этой схемы в том, что ИЗУ потребляет повышенный ток, за счет чего происходит его дополнительный нагрев. Это обуславливает необходимость увеличения габаритов конструкции, которые превышают размеры предшествующих схем.

Этот третий вариант конструкции наиболее часто используется для работы ламп ДНаТ.

Во всех схемах может быть использована компенсация реактивной мощности подключением конденсатора так, как показано в схемах подключения ламп ДРИ.

Перечисленные схемы включения ламп высокого давления, использующих газовый разряд для свечения, обладают рядом недостатков:

заниженный ресурс свечения;

зависимость от качества питающего напряжения;

шум работающего дросселя и ПРА;

повышенное потребление электричества.

Большая часть этих недостатков устраняется применением электронных пусковых аппаратов (ЭПРА).

Они позволяют не только экономить до 30% электроэнергии, но и обладают возможностью плавного регулирования освещенности. Однако, стоимость таких устройств пока еще довольно высокая.

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.

Особенности, схемы подключения и преимущества ламп ДРЛ

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:

1. Стандартная дуговая ртутная люминесцентная — характеризуется слабой цветопередачей, а во время свечения выделяется большое количество тепла. Для выхода на рабочий режим требуется около пяти минут с момента включения в сеть. Крайне неустойчивы к перепадам напряжения, поэтому эксплуатация допустима в цепях с постоянным источником питания. В конструкциях, в которых используются данные лампы, обязательно должны быть термостойкие провода.
2. Дуговая ртутная эритемная вольфрамовая (ДРВЭД) — лампа, функционирующая без дросселя. Подключается через активный балласт так же, как и стандартные лампочки накаливания. За счет наличия йодидов металлов повышается светопередача и уменьшается потребление электроэнергии. Для большей яркости используется увиолевое стекло. Лучше всего подходят для комнат с недостатком естественного освещения.
3. ДРЛФ — усовершенствованная ДРЛ, используемая для ускорения фотосинтеза растений. Изнутри колба покрывается отражающим материалом, благодаря чему лампочка и получила свое второе название — рефлекторная. Идеально подходит для подключения к сети переменного тока. Применяется в парниках и теплицах, где требуется дополнительный источник света.
4. Дуговая ртутная вольфрамовая — повышенная световая отдача, большая продолжительность эксплуатации без пускорегулирующего аппарата. Отличный вариант для освещения улиц, паркингов, открытых площадок и т. п.

Устройство

Форма изделия продолговатая, напоминающая обычные лампочки накаливания. Но есть определенные конструктивные различия между ними.

В состав ДРЛ входят следующие элементы:

• стеклянная колба — то, что есть практически у всех источников света. Используется для защиты внутренних деталей;
• металлический цоколь — используется для вкручивания в плафон электрического прибора;
• трубка, заполненная парами ртути. Помещается внутрь стеклянной колбы и изготавливается из кварцевого стекла. Обычно ртуть разбавляется аргоном;
• лампы могут оснащаться второстепенными электродами и катодами. Это ускоряет зажигание изделия, выход на рабочий режим и повышает стабильность;
• угольный резистор необходим для соединения электродов и катодов.

Принцип работы

После включения электротехнического элемента в сеть напряжение по цоколю поступает на все электроды, благодаря чему формируется тлеющий разряд. Внутри колбы появляются положительные ионы и свободные электроны. После достижения заданного уровня по количеству зарядов вместо тлеющего разряда образуется дуговой. В большинстве случаев на все это уходит не более одной минуты.

Для того чтобы лампа ДРЛ работала на максимуме своих световых параметров, потребуется около пяти минут. Связано это со временем, необходимым для испарения капель ртути, помещенных в газоразрядной камере. Так улучшается яркость дугового разряда.

На точное время выхода на рабочие параметры влияет температура окружающей среды — чем выше, тем быстрее.

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:

1. Барьер между газоразрядной камерой с парами ртути и окружающей средой.
2. Ускорение процесса преобразования ультрафиолетовых лучей в спектр красного свечения, что возможно благодаря наличию на стенках люминофора. К красному свечению добавляется зеленое, формируемое внутренним разрядом, что приводит к возникновению белого света.

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:

к содержанию ↑

Схемы подключения

Лампа, состоящая из четырех электродов, подключается последовательно с дросселем. После соединения дросселя и ДРЛ к ним подается напряжение сети. При использовании дросселя не имеет значения полярность, поскольку его основное предназначение — стабилизация работы осветительного прибора. Дроссель должен соответствовать заданной мощности лампы. При добавлении в схему конденсатора достигается экономия электричества и становится возможной регулировка реактивной мощности.

Схема подключения через дроссель

Функция дросселя — уменьшение значения тока, необходимого для работы источника света. При отсутствии дросселя лампа перегорает из-за большого напряжения. Элементы соединяются последовательно.

Схема подключения без дросселя

Существует отдельная технология, применяемая для подключения ДРЛ без дросселя. Идеальным вариантом станет приобретение заводской ДРЛ, для которой не нужен дроссель. Изделие дополнено спиралью, работающей как обычный стабилизатор и разбавляющей световой поток.

Также к схеме может быть подключена обычная лампочка накаливания, мощность которой сопоставима с ДРЛ. Она выполняет функцию резистора, на выходе понижающего напряжение.

К схеме можно добавить один, два и более конденсаторов. Это актуально при соблюдении важного условия: следует с высокой точностью подсчитать ток, который они выдадут на выходе.

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:

1. При обнаружении разрыва прибор покажет огромное сопротивление, поэтому придется заменить обмотку.
2. При отсутствии разрыва и регистрации потери изоляции (благодаря чему появляется короткое замыкание) разница в сопротивлении будет менее значительной.
3. При наличии короткого замыкания на обмотке дросселя повышение сопротивления может не наблюдаться и технические характеристики останутся прежними. С другой стороны, данный факт никак не влияет на работоспособность самой лампы.

Если омметр так и не показал каких-либо отклонений, то искать проблему следует в осветительном приборе или электросети. Возможно необходим ремонт светильника.

Область применения

За счет дешевизны, долговечности, устойчивости к перепадам напряжения и средних (но иногда минимальных) показателей светоотдачи лампа ДРЛ используется для освещения:

• улиц;
• открытых территорий;
• промышленных объектов;
• складских помещений.

Достоинства и недостатки

Из преимуществ изделий отметим следующее:

1. Достаточная световая отдача на фоне низкой стоимости.
2. Независимость от наличия атмосферных осадков.
3. Продолжительный эксплуатационный срок — от 20 000 часов и выше.
4. Практически полное совпадение спектра излучения с естественным освещением.
5. Малые габариты.

Недостатки хоть и незначительные, но их намного больше:

1. Существенная разница в цене по сравнению с более качественными разновидностями ДРЛ.
2. В процессе эксплуатации формируется озон.
3. Лампы с вольфрамовыми нитями значительно дешевле и компактнее.
4. Со временем люминофор устаревает, что приводит к ухудшению излучаемого спектра.
5. Из-за использования ртути требуется специальная утилизация.
6. Задержка при включении.
7. Требуется несколько минут до выхода на номинальный режим.
8. Низкое качество испускаемого света.
9. Дополнительное мерцание при работе.
10. Рекомендуется устанавливать на потолке на высоте не ниже 4 м.
11. Функционируют исключительно от переменного тока.

Осветительные приборы на основе дуговых ртутных люминесцентных ламп — одно из самых экономичных решений для освещения промышленных объектов, открытых территорий (паркингов), складских помещений и внутреннего двора загородного дома. Отдельные модели в составе столбовых фонарей сочетают высокую мощность и декоративный внешний вид.

Лампы типа ДРЛ: общая информация

Для освещения больших по площади территорий часто используется несколько устаревшая, но довольно эффективная лампа ДРЛ. Ее можно увидеть на улицах городов и поселков, в цехах предприятий и некоторых других местах. Аббревиатура ДРЛ может расшифровываться как устройство дуговое, ртутное, люминофорное.

1. Что представляет собой устройство ДРЛ?
2. Общие сведения о лампах
3. Заключение по теме

Что представляет собой устройство ДРЛ?

Лампы типа ДРЛ состоят из:

• стеклянного баллона;
• резьбового цоколя;
• ртутно-кварцевой горелки;
• главных и дополнительных электродов;
• угольного резистора.

Лампы ДРЛ

Горелка, которую еще называют трубкой, заполнена аргоном и капелькой ртути. Дополнительные электроды установлены в четырехэлектродных изделиях. Они значительно облегчают процесс зажигания прибора. Само горение ее тоже становится более стабильным.

Цоколь – это конструкция для приема от сети электрической энергии. Он имеет резьбовую и точечную токоведущие части, которые в патроне светильника соединяются с соответствующими контактами и передают энергию на электроды.

Кварцевая горелка – основная часть изделия. Это трубка с электродами. Они бывают основными (2 шт.) и дополнительными (тоже 2 шт.).

Колба из стекла – это внешняя оболочка прибора. Внутри нее вставлена кварцевая горелка с проводниками, идущими от контактов цоколя. Практически все используемые для освещения дуговые ртутные люминесцентные лампы имеют колбу, из которой откачивается воздух и вместо него закачивается азот. В цепь дополнительных электродов включены ограничивающие сопротивления. Внутренняя сторона колбы покрыта слоем люминофора.

Первое устройство этого типа имело 2 электрода. Оно требовало дополнительного пускового устройства. В скором времени его сняли с производства. Для современной четырехэлектродной лампы нужен только дроссель. Процесс ее зажигания выглядит так:

• подается напряжение на близко расположенные электроды;
• между ними возникает тлеющий разряд;
• этот разряд пробивает расстояние, отделяющее основные электроды, между которыми появляется дуговой разряд;
• через 10–15 минут лампа начинает гореть в нормальном режиме.

Время, в течение которого ртутные лампы переходят в нормальный режим горения, зависит от температуры воздуха. При более низких температурах это время увеличивается. Ртутные лампы излучают видимый голубой цвет и довольно мощное излучение в ультрафиолетовом диапазоне. Ультрафиолетовое излучение вызывает свечение люминофора на внутренних стенках колбы. В результате ртутные лампы светятся ярким белым цветом. Цвет может слегка меняться в зависимости от падения или увеличения сетевого напряжения.

Лампочки во время работы нагреваются до высоких температур. Это требует высокого качества патронов и цоколя изделия. В этом заключается недостаток изделий. Недостатком таких светильников является и то, что газоразрядный прибор обязательно должен хорошо остыть перед новым включением.

Общие сведения о лампах

Устройство лампы ДРЛ рассмотрено. Теперь нужно познакомиться с общими сведениями, которые могут пригодиться. К ним можно отнести некоторые технические характеристики:

• светильники и сами лампы наделены большой устойчивостью к различным атмосферным влияниям и обладают высокой светоотдачей;
• мощность ДРЛ колеблется от 80 до 1 000 Вт;
• срок их службы составляет 10 000 часов.

Недостатком изделий является образование избыточного количества озона в процессе работы. Поэтому в помещении должна присутствовать качественная система вентиляции, способная удалять избыток этого газа.

В маркировке лампы присутствуют сведения о ее мощности. Они обозначаются цифрой, которая стоит после букв. Маркировка бывает следующая:

• ДРЛ 80;
• ДРЛ 125;
• ДРЛ 400;
• ДРЛ 500;
• ДРЛ 700;
• ДРЛ 1 000.

Каждая из них имеет свои собственные характеристики. Например, лампа ДРЛ 250 применяется очень часто. Ее характеристики:

• мощность ее составляет 250 Вт;
• потребляемый ток – 4,5 А;
• цоколь – Е 40;
• световой поток – 13 000 Lm;
• светоотдача – 52 Lm/W;
• цветовая температура – 3 800 К;
• срок горения – 10 000 часов.

Подобные характеристики есть у каждой лампы. На базе ДРЛ в наши дни выпускаются особые изделия, которые имеют название металлогалоидных ламп. В них входят йодиды разных металлов, изменяющие цвет видимого излучения. Они же повышают экономичность работы устройств.

Заключение по теме

Ртутные лампы различного типа давно применяются на производстве и в быту. Они бывают разной мощности, могут излучать видимые лучи различного цвета. Срок службы их очень длительный, достигает 10 тысяч часов. В светильники разного типа вставляется определенная дуговая ртутная лампа с разными цоколями. Ремонт изделий чаще всего ограничивается их заменой, так как износившиеся лампы теряют до 50% излучаемого света. При работе лампы издают жужжащие звуки.

Вешать их рекомендуется на высоте от пола не менее 4 м. Наиболее распространенные устройства – приборы в 250 Вт. ДРЛ в 500 Вт тоже применяются довольно часто.

Газоразрядная лампа имеет свои разновидности. ДРВ отличается наличием вольфрамовой нити, которая является одновременно источником света и ограничителем напряжения. Включается она как обыкновенная лампочка, без пусковой аппаратуры. ДРУФ испускают лучи в ультрафиолетовом спектре. ДНаТ 250 – трубчатое изделие с парами натрия. Для запуска необходимо применять специальное оборудование. Используют эти изделия в светильниках, расположенных на улицах, в производственных помещениях, прожекторах.

Лампы ДРЛ. Технические характеристики

Лампы ДРЛ − источник света, в котором оптическое излучение генерируется газовым разрядом ртутных паров. Это распространенный вид светильников, имеющих широкое применение для организации как уличного освещения, так и обеспечения светом производственных цехов. Они имеют вытянутую форму, напоминающую лампу накаливания, образуются из стеклянной колбы и трубки, наполненной парами ртути под давлением.

Данный вид светильников делится на следующие типы:

• ДРЛ (или дуговые ртутные люминесцентные);
• ДРВЭД (дуговые ртутные эритемные вольфрамовые);
• ДРЛФ (дуговые ртутные люминесцентные для фотосинтеза растений);
• ДРВ (дуговые ртутные вольфрамовые).

Дуговые ртутные люминесцентные лампы характеризуются невысоким индексом цветопередачи и выделением большого количества тепла в процессе работы, что создает необходимость оснащать все связанные с ними приборы термостойкими приводами. Также отличаются достаточно долгим (до 2 минут) временем выхода на рабочий световой поток, и нестойкостью к перепадам напряжения в сети, что создаёт необходимость использования постоянного стабильного источника электроэнергии, лишенного вероятности перепадов напряжения.

Дуговые ртутные эритемные вольфрамовые лампы имеют возможность эксплуатации без использования ПРА (пускорегулирующих аппаратов). Они активируются посредством активного балласта, как привычные нам лампы накаливания, которых читайте тут. При их изготовлении используются йодиды металлов, с помощью которых добиваются желаемой цветности и увеличивают экономичность ламп, и специальное увиолевое стекло, хорошо пропускающее эритемное (ультрафиолетовое) излучение.

Позволяют получить дополнительное ультрафиолетовое излучение, что делает их применение незаменимым в местах с выраженной ультрафиолетовой недостаточностью.

Ртутные лампы используются для фотосинтеза и отличаются наличием отражающего покрытия на внутренней поверхности колбы, из-за чего называются рефлекторными. Их характеризует высокая степень излучения в красной зоне спектра и возможность эффективной эксплуатации в сетях с переменным током. Светильники этого типа используются в приборах фотобиологического назначения, а также ими облучают зеленые побеги в парниках и теплицах. Об освещении теплиц рассказывается в этой статье.

Лампы ДРЛ в освещении теплиц

Дуговые ртутные вольфрамовые лампы применимы без использования ПРА и других специальных устройств зажигания. Отличаются повышенной светоотдачей и долгим сроком службы. Это делает их незаменимыми в случаях, когда нужно заменить лампы с высокой мощностью, но дорогими в энергетическом плане.

Устройство ламп ДРЛ

Данная лампа состоит из металлического цоколя, который передает напряжение, трубки для ртути из кварцевого стекла и вытянутой по форме колбы. Стальное основание рассчитано под прием электричества из сети через соединение точечного и резьбового контакта с патроном. Отдельным видом считаются четырехэлектродные лампы, имеющие пару дополнительных электродов, соединенных с газозарядным устройством.

Кварцевая горелка делается из специфичной керамики или тугоплавкого стекла, располагается на основании лампы в середине колбы и наполнена инертным аргоном с добавление ртути. Газоразрядная трубка крепится на оси внешней колбы. Проводники внутри стеклянного сосуда изготовлены из тонкой никелевой проволоки.

Устройство ртутной лампы высокого давления

Внутренняя часть внешней колбы покрывается люминофором, затем из нее полностью выкачивается воздух и закачивается азот. Ещё одним обязательным элементом, расположенным под стеклом являются 2 внутренних сопротивления. Они подсоединяются ко второй паре электродов.

Первые модели дуговых ртутных ламп имели только два основных электрода, требующих присутствия дополнительного пускового устройства, часто выходившего из строя раньше, чем другие элементы лампы.

На сегодняшний день преимущественно используются более долговечные четырехэлектронные модели, не требующие дополнительного пускового устройства. Для их работы понадобится только индуктивный дроссель для ламп дрл.

Принцип действия

Для включения лампы на ее контактные элементы сообщается сетевое напряжение, которое одновременно подводится в промежутке между парами электродов, основным и дополнительным, с обеих сторон лампы. В результате между ними возникает так называемый «тлеющий» разряд. После этого в полости колбы возникает большое количество свободных электронов и положительных ионов, являющихся носителями заряда. При увеличении их количества через 30-60 секунд тлеющий заряд превращается в стабильный дуговой. В этом заключается принцип работы лампы дрл.

Ещё через 7-10 минут происходит постепенное установление рабочих световых и электрических показателей лампы, и светильник переходит в фазу максимального горения. Такой долгой промежуток времени между включением лампы и установлением рабочего состояния обусловлен тем, что капля ртути в газоразрядном устройстве или на поверхности колбы постепенно испаряется при нагревании, улучшая качество разряда. Время нагревания также зависит от внешней температуры, чем ниже температура в помещении, тем этот срок дольше.

Подключение лампы к дрл к сети обеих пар электродов осуществляется посредством дросселя, который выбирается в зависимости от мощности светильника. Дроссель служит предохранителем, ограничивающим силу тока в лампе. Иногда вместе с предохранителем используют неэлектролитические конденсаторы, влияющие на реактивную мощность лампы. Это позволяет увеличить срок эксплуатации и значительно уменьшить энергопотребление лампы.

Принципиальная схема питания двухэлектродной лампы ДРЛ

Поскольку дуговые лампы чувствительны к перепадам температуры, их конструкция предусматривает обязательное использование внешней колбы, выполняющей сразу несколько функций. Это защита газоразрядной трубки от воздействия среды и предотвращение быстрого остывания механизма. К тому же люминофор, нанесённый на внутреннюю поверхность лампы, способствует преобразованию возникающего во время нагревания неполного цветового спектра, содержащего только ультрафиолетовые и зелёные лучи, в видимый для человеческого глаза белый свет.

Ещё одна характерная особенность ртутных ламп высокого давления, на которую стоит особенно отметить, это её значительное нагревание.

Все приборы, контактирующие с этими светильниками, должны иметь в своей конструкции провода с термостойкой обмоткой. Также обязательно нужно обращать внимание на конструкцию контактов в патроне лампы. Поэтому будьте внимательны перед тем, как подключить лампу дрл.

Сферы применения

Светильники с лампами дрл широко используются в сельском хозяйстве для освещения теплиц и помещений, в которых находятся животные. При этом лампы ДРЛФ и ДРВ специально предназначены именно для освещения теплиц, поскольку способствуют усилению фотосинтеза растений и их повышенному росту.

Светильники под лампу дрл высокого давления часто используются для освещения производственных помещений и складов, открытых площадок. Также могут использоваться для архитектурной подсветки фасадов зданий, театрального освещения, освещения стадионов и спортивных площадок.

Лампы ДРЛ очень популярны в уличном освещении

Основные технические характеристики

Мощность ламп дрл составляет от 50 до 2000 Вт, рассчитаны на применение в сети с переменным током при напряжении 220 V, при частоте 50 Гц. Частота пускового тока в лампе около 4,5 А. постоянного – 2, 5 А. Цветовая температура составляет 3800 К, индекс цветопередачи – 42 Ra. Дуговые ртутные лампы обладают повышенной степенью светоотдачи, около 52 Lw/M. Световой поток ламп дрл от 6000 до 24000 Лм.

Тип цоколя и вес лампы зависит от конкретной модели. Дуговые ртутные лампы способны эффективно работать при температуре воздуха от +40 до –40, но стоит учитывать, что при +10 и ниже время включения ламп может быть затруднительным и уменьшаться степень светоотдачи.

Преимущества:

• высокая степень светоотдачи;
• повышенная компактность по сравнению с другими моделями ламп;
• высокая степень единичной мощности;
• срок службы ламп дрл достаточно длительный (более 15 000 часов);
• возможность использования при минусовой температуре воздуха.

Существенным недостатком дуговых ртутных ламп считается их неустойчивость к перепадам напряжения в сети, из-за чего их нельзя использовать без дополнительного стабилизатора напряжения.

Также они обладают высокой степенью колебания светового потока и низкой цветопередачей. О норме индекса цветопередачи читайте здесь.

Основные производители ламп ДРЛ

Наибольшей популярностью в мире пользуются дуговые ртутные лампы таких производителей, как:

• Philips (Нидерланды);
• Osram, (Германия);
• General Electric (США);
• Sylvania (Германия);
• Pelsan (Турция);
• Vossloh-Schwabe(Германия);
• ROSA (Польша);
• Awex (Польша);
• Elkamet (Германия).

Лампы этих производителей пользуются заслуженным спросом ввиду своей высокой производительности и долго срока службы.

Как работает лампа ДРЛ

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.

1. Устройство лампы ДРЛ
2. Принцип работы лампы ДРЛ
3. Лампы ДРВ и ДРЛ отличия
4. Срок службы лампы ДРЛ

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. 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.

Натриевые лампы: принцип действия

Принцип работы люминесцентной лампы

Схема подключения лампы ДРЛ

Схема люминесцентной лампы

Схема светодиодной лампы

Устройство и принцип работы светодиодной лампы