Принцип работы лампы 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.

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.

Для освещения в доме или в любом другом помещении можно использовать самые разнообразные осветительные приборы. В сегодняшней статье речь пойдет о таком типе осветительных приборов, как лампы ДРЛ.

Такие светильники имеют особенный принцип работы, из-за чего он и стали столь популярными в современном мире. Но для того чтобы создать требуемый уровень освещения, необходимо правильно подобрать светильник, а также его установить своими руками. Всем наиболее важным вопросам, касательно осветительных приборов типа ДРЛ (250 и 400) и ДНаТ будет посвящена наша статья.

Сведения об изделии

Лампы ДРЛ (дуговая ртутная лампа) представляет собой источник света, работающий на принципе оптического излучения, которое генерируется газовым разрядом из ртутных паров. Сегодня это довольно распространенный светильник, который приобрел широкое применение в самых различных сферах.
На сегодняшний день такие лампы используются для создания освещения:

• на промышленных объектах. Это отличные промышленные светильники, создающие хороший световой поток и способные работать в различных условиях;
• для наружного освещения. Такие светильники помещают на столбы, размещенные вдоль дорог, пешеходных дорожек в парках и скверах. Уличный тип ламп может выдержать различные климатические условия и даже резкие перепады температуры;
• создание необходимого уровня освещенности в помещениях общественного назначения;
• для дома и т.д.

Обратите внимание! Наибольшее распространение светильники типа ДРЛ (чаще используются лампы 250, чем 400), как и ДНаТ получили, используясь для уличного освещения.

Лампа уличного типа

Лампы ДРЛ обладают вытянутой формой, благодаря чему они очень похожи на обычные лампочки накаливания. Изделие состоит из следующих компонентов:

• металлический цоколь;
• стеклянная колба;
• трубка, в которой содержаться пары ртути. В трубке пары ртути всегда находятся под давлением. Трубка изготавливается из кварцевого стекла.

Такое строение обуславливает особый принцип работы подобного рода устройств.

Устройство лампы

Светильники типа ДРЛ имеют особенное устройство, которое позволяет им создавать качественный световой поток. Для этого внешняя часть колбы у ламп покрыта специальным люминофором. Внутрь трубки, после того как из нее был полностью выкачен весь воздух, вводят под давлением пары ртути.
Кроме этого данный тип осветительного прибора не обойдется без двух элементов, выступающих в роли внутреннего сопротивления. Эти элементы размещаются под стеклом и подсоединяются ко второй паре электродов. Если в более ранних версиях использовались два электрода, то в современных моделях таких ламп применяются уже более долговечные четырехэлектронные устройства. Для ламп ДРЛ здесь потребуется только индуктивный дроссель.
Принцип работы осветительных приборов заключается в следующем. Проходя через контактные элементы, сетевое напряжение одномоментно проводится в промежутках между парными электродами с обеих сторон прибора. В результате этого происходит возникновение «тлеющего» разряда. После формирования этого разряда образуется большое число свободных электронов, а также положительно заряженных ионов. Когда их количество станет больше, через 0,5-1 минуту этот тлеющий заряд преобразуется в стабильный дуговой.

Через 7-10 минут наблюдается постепенное установление электрических и световых рабочих показателей лампы. На этом этапе светильник переходит в фазу своего максимального горения.
Особенностью данного типа осветительных приборов заключается именно в таком длительном «разогреве». Это связано с тем, что на поверхности колбы или в газоразрядном устройстве капля ртути будет испаряться постепенно в результате нагревания изделия. В результате постепенного нагрева и испарения ртути наблюдается улучшение качества заряда. Необходимо помнить, что скорость нагревания светильника ДРЛ определяется внешней температурой помещения.

Какие виды бывают

Лампы внутреннего типа

На сегодняшний день светильники типа ДРЛ имеют достаточно широкое разнообразие. Они могут быть:

• внутренние. Такие приборы предназначены для функционирования внутри помещений. Уличные модели, по сравнению с ними более устойчивы к негативным влияниям окружающей среды, но и модели для помещений также могут эффективно противостоять загрязнению и воздействию влаги. В противном случае их бы не устанавливали на промышленных объектах;
• уличные. Светильник уличный типа ДРЛ специально разработан для работы вне помещений. Его корпус укреплен и герметизирован, что позволяет прибору выдерживать сильный ветер и продолжительный дождь без ощутимого вреда внутреннему содержимому светильника.

Помимо этого светильники могут иметь следующее деление:

Уличный тип лампы

• ДРЛ или дуговые ртутные люминесцентные. Для этих изделий характерен небольшой индекс цветопередачи. Помимо этого они выделяют много тепла в ходе своей работы. Такие светильники нуждаются в 2-х минутном выходе на требуемый уровень светового потока. Также данный тип лам менее устойчив к перепадам напряжения, которые иногда наблюдаются в сети. Поэтому они нуждаются в стабильном источнике энергии;

Обратите внимание! В связи со спецификой работы ламп типа ДРЛ, для их установки необходимо использовать термостойкие приводы.

• ДРЛФ или дуговые ртутные люминесцентные. Предназначены для стимулирования фотосинтеза у растений;

Обратите внимание! ДРВЭД могут использовать для стимуляции фотосинтеза у растений. Поэтому часто применяются в фотобиологических приборах, а также в теплицах и парниках.

• ДРВ или дуговые ртутные вольфрамовые. Также используется без подключения к ПРА. Для них характерен повышенный индекс светоотдачи и довольно продолжительный срок эксплуатации.

Кроме этого, светильники типа ПРЛ или ДНаТ могут различаться по мощности. Выделяют лапы следующей мощности:

Обратите внимание! Цифра, которая идет после аббревиатуры ДРЛ означает мощность лампы. Из приведенного выше перечня самыми востребованными на сегодняшний день являются светильники с мощностью 250 и 400 Вт. Именно ДРЛ 250 или 400 зачастую используются для освещения промышленных объектов со средними требованиями норм освещенности.

Как видим, выбор здесь велик. Но если знать особенности каждого вида, то сделать его будет не сложно.

Еще одна разновидность

Еще одной разновидностью такой продукции являются лампы ДНаТ. Аббревиатура ДНаТ расшифровывается как дуговая натриевая трубчатая лампа. Принцип работы светильника ДНаТ почти аналогичен лампам ДРЛ.

Данный вид осветительного прибора имеет в своем составе стеклянный баллон. В нем имеется специальная «горелка», имеющая вид цилиндрической разрядной трубки. Эта труба в лампах ДНаТ изготавливается из специального материала (чистая окись алюминия). Внутри труба заполнена парами натрия, который находится здесь под высоким давлением.
Как и при работе ДРЛ, в ДНаТ с помощью прохождения электрического тока через пары натрия формируется дуга. По мощности ДНаТ несколько отличается от ДРЛ.
Светильники ДНаТ бывают таких мощностей:

• 70 Вт;
• 150 Вт;
• 250 Вт;
• 400 Вт.

При этом самыми популярными и широко применяемыми на сегодняшний день являются лампы с мощностью 250 и 400 Вт.

Стоит отметить, что светильники ДНаТ обладают специфическим свечением и создают излучение оранжево-желтого или золотисто-белого оттенков. В целом для освещения данные осветительные приборы используются также часто, как и лампы ДРЛ. При этом считается, что именно светильники ДНаТ являются самыми экономичными источники света. Этим фактом и объясняется довольно обширное распространение данного типа осветительных приборов для создания освещения в самых разнообразных помещениях, а также подсветки улиц. Для создания уличного освещения чаще используют лампы с мощностью в 250 Вт, особенно для подсветки в ночное время магистралей, аэродромов, вокзалов и туннелей. При этом изделия с мощностью 400 Вт для этих целей применяются крайне редко.

Установка

Для создания качественного освещения с помощью ламп ДРЛ (мощности 250 или 400 Вт) необходимо правильно установить это изделие. Ведь даже качественная продукция не послужит долго при неправильном монтаже. Особенно если лампа была установлена на улице.
Подключение в сеть превалирующего числа видов ламп ДРЛ происходит через ПРА.

При установке светильников типа ДРЛ (мощности 250 или 400 Вт) следует соблюдать следующие правила:

• перед монтажом нужно обесточить ту часть дома, в которой будет проводиться установка такой лампы;
• монтаж электропроводки осуществляется в открытом исполнении. Провода крепятся на изоляторах, шинопроводах или проводами АРТ;
• для установки лампы нужно использовать комплектные монтажные элементы, которые продаются вместе с изделием;
• обязательно следует придерживаться рекомендаций, которые приведены в инструкции производителем. В противном случае после монтажа осветительный прибор типа ДРЛ может начать работать некорректно;
• подсоединение проводов, идущих от лампы к электросети, следует делать строго по схеме;

По всем остальным параметрам установка светильников типа ДРЛ не отличается от монтажа других видов осветительных приборов. Соблюдайте рекомендации производителя и все у вас получится.
Опираясь на сведения, приведенные в этой статье, вы сможете без особых проблем подобрать лампу с нужными техническими характеристиками и правильно ее подключить.

Главное меню

Последние новости

Самые читаемые

Опрос

Лампа ДРЛ (дуговая ртутная лампа) — дуговая ртутная люминофорная лампа высокого давления. Это одна из разновидностей электрических ламп, что широко используется для общего освещения объёмных территорий таких как заводские цеха, улицы, площадки и т.д. (где не предъявляется особые требования к цветопередаче ламп, но требуется от них высокой светоотдачи). Лампы ДРЛ имеют мощность 50 — 2000 Вт и изначально рассчитаны на работу в электрических сетях переменного тока с напряжением питания 220 В. (частота 50 Гц.). Для согласования электрических параметров лампы и источника электропитания практически все виды ртутных ламп, имеющие падающую внешнюю вольт-амперную характеристику, нуждаются в использовании пускорегулирующего аппарата (ПРА), в качестве которого в большинстве случаев используется дроссель, включенный последовательно с лампой.

Устройство

1. Основные электроды.
2. Поджигающие электроды.
3. Вводы электродов.
4. Буферный газ (Аргон — служит для начальной ионизации и получения дугового разряда).
5. Позисторы (служат для ограничения тока тлеющего разряда на поджигающих электродах).
6. Ртуть (служит для изменения градиента потенциала в разряде).

Первые лампы ДРЛ изготовлялись двухэлектродными. Для зажигания таких ламп требовался источник высоковольтных импульсов. В качестве него применялось устройство ПУРЛ-220 (Пусковое Устройство Ртутных Ламп на напряжение 220 В). Электроника тех времен не позволяла создать достаточно надёжных зажигающих устройств, а в состав ПУРЛ входил газовый разрядник, имевший срок службы меньший, чем у самой лампы. Поэтому в 1970-х гг. промышленность постепенно прекратила выпуск двухэлектродных ламп. На смену им пришли четырёхэлектродные, не требующие внешних зажигающих устройств.

Теперь, что касается устройства лампы ДРЛ. Дуговая ртутная лампа (ДРЛ) состоит из трёх основных функциональных частей:

• цоколь;
• кварцевая горелка ;
• стеклянная колба.

Цоколь предназначен для приема электроэнергии из сети, по средствам соединения контактов лампы (один из которых резьбовой, а второй — точечный) с контактами патрона, после чего происходит передача переменного электричества непосредственно на электроды самой горелки ДРЛ лампы.

Кварцевая горелка является основной функциональной частью лампы ДРЛ. Она представляет собой кварцевую колбу, у которой по бокам располагаются по 2 электрода. Два из них основных и два — дополнительные. Пространство горелки заполнено инертным газом «аргона» (для изоляции теплообмена между горелкой и средой) и капелькой ртути.

Стеклянная колба — это внешнюю часть лампы. Внутри неё помещена кварцевая горелка, к которой от контактного цоколя подходят проводники. Из колбы выкачивают воздух и закачивают в ней азот. И ещё один немаловажный элемент, что находится в стеклянной колбе, это 2 ограничивающих сопротивления (подсоединенные к дополнительным электродам). Внешняя стеклянная колба с внутренней стороны покрыта люминофором.

Принцип действия

Горелка (РТ) лампы изготавливается из тугоплавкого и химически стойкого прозрачного материала (кварцевого стекла или специальной керамики), и наполняется строго дозированными порциями инертных газов. Кроме того, в горелку вводится металлическая ртуть, которая в холодной лампе имеет вид компактного шарика, или оседает в виде налёта на стенках колбы и (или) электродах. Светящимся телом РЛВД является столб дугового электрического разряда.

Процесс зажигания лампы, оснащённой зажигающими электродами, выглядит следующим образом.

На лампу подаётся сетевое напряжение, оно подводится к промежутку между основным и дополнительным электродом, что расположены с одной стороны кварцевой горелки и на такую же пару, расположенную на другой стороне горелки. Вторым промежутком, между которых сосредотачивается сетевое напряжение, это расстояние между основными электродами кварцевой горелки, находящихся на противоположных её сторонах.

Расстояние между основным и дополнительным электродом невелико, это позволяет при подаче напряжения легко ионизировать данный промежуток газа. Ток на данном участке обязательно ограничивается сопротивлениями, стоящие в цепи дополнительных электродов перед входом проволочных проводников в кварцевую горелку. После того как на обоих концах кварцевой горелки произошла ионизация, она постепенно перебрасывается на промежуток между основными электродами, тем самым обеспечивая дальнейшее горение лампы ДРЛ.

Максимальное горение лампы ДРЛ наступает спустя около 7 минут. Это обусловлено тем, что в холодном состоянии ртуть, находящаяся в кварцевой горелки находится в виде капельки или налёта на стенках колбы. После запуска, ртуть под воздействием температуры медленно испаряется, постепенно улучшая качество разряда между основными электродами. После того как вся ртуть перейдёт в пары (газ), лампа ДРЛ выйдет на номинальный режим работы и максимальную светоотдачу. Также ещё следует добавить, что при выключении лампы ДРЛ повторное включение невозможно, пока лампа полностью не остынет. Это является одним из недостатков ламы, поскольку появляется зависимость от качества электроснабжения.

ДРЛ лампа довольно чувствительна к температуре и поэтому в её конструкции предусмотрена внешняя стеклянная колба. Она выполняет две функции:

• во-первых, служит барьером между внешней средой и кварцевой горелкой, предотвращая остывание горелки (находящийся внутри колбы азот препятствует теплообмену);
• во-вторых, поскольку при внутреннем разряде излучается не весь видимый спектр (только ультрафиолет и зелёный цвет), то люминофор, лежащий тонким слоем на внутренней стороне стеклянной колбы, преобразует ультрафиолет в спектр красного свечения.

В результате объединения синего, зелёного и красного излучения образуется белое свечение лампы ДРЛ.

Подключение к электросети четырех электродной лампы осуществляется через дроссель. Дроссель подбирается в соответствии с мощностью ДРЛ лампы. Роль дросселя — ограничивать ток, питающий лампу. Если включить лампу без дросселя, то она моментально сгорит, поскольку через неё пройдёт слишком большой электроток. В схему подключения желательно добавить конденсатор (не электролитический). Он будет влиять на реактивную мощность, а это сэкономит электроэнергию в два раза.

Дроссель ДРЛ-125 (1.15А) = конденсатор 12 мкф. (не меньше 250 В.)
Дроссель ДРЛ-250 (2.13А) = конденсатор 25 мкф. (не меньше 250 В.)
Дроссель ДРЛ-400 (3.25А) = конденсатор 32 мкф. (не меньше 250 В.)

Преимущества:

• высокая световая отдача (до 60 лм/Вт)
• компактность, при высокой еденичной мощности
• способность работать при отрицательной температуре
• длительный срок службы (около 15 тыс. часов)

Недостатки:

• низкая цветопередача
• пульсация светового потока
• критичность к колебаниям напряжения сети

Лампа ДРЛ содержит внутри капельки ртути, если разобьется кварцевая колба, то пары ртути развеются в помещении на 25 м.кв. Обращайтесь с лампой ДРЛ осторожно.