Особенности натриевых ламп высокого и низкого давления (ДНаТ)

Лампа натриевая (ДНаТ) особенности и характеристики

Лампы ДНаТ

Среди источников света есть лампы ДНаТ – Дуговая Натриевая Трубчатая лампа. Сейчас осветительные приборы на этом типе ламп постепенно приобретают статус «пенсионеров». Но отправляться им на покой пока еще рано. Этот тип источника света прост, и надежен. Тот факт, что он до сих пор не снят с производства также говорит о его востребованности. Конечно, есть и недостатки, но без них никуда.

Натриевые лампы низкого давления были сконструированы в тридцатые годы. С 1960 года они практически полностью сняты с производства металлогалогеновыми. Развитие этих газоразрядных источников света протекало практически одинаково и в СССР, и в Европе.

Основная функция – освещение улиц, освещение агрокультур (научно — досветка). Но они также применяются и для освещения спортивных залов, иногда ими освещают подземные переходы.

Они получили мировое признание и были осветителем номер один для улиц и автомобильных трасс и дорог. Сейчас у них появился очень сильный конкурент в лице светодиодов. До сих пор, бывалые проектировщики до сих пор применяют именно эту технологию. Этому есть логичное объяснение:

  • ДНаТ дешевле. Диодное освещение реально дороже.
  • Светодиоды, конечно, более энергоэффективны, но не сильно выигрывают у газоразрядных ламп.
  • Качество светодиодных светильников неизвестных фирм сомнительно.
  • Лампа натриевая имеет больший срок полезной эксплуатации. Многие производители (можно насчитать не один десяток) для повышения яркости дают светодиодам предельный ток, тем самым сокращая срок полезной эксплуатации.
  • Разработаны лампы мощностью до 4 кВт при светоотдаче до 160 лм/Вт.

Частно ДНаТ можно встретить на производственных предприятиях. Но, чаще применяется освещение комбинированного типа в связке с металлогалогенными лампами (МГЛ). Это добавляет свету «теплоты». Если посмотреть терминологию, то более верно их называть НЛВД – натриевая лампа высокого давления, либо High-Pressure Sodium Lamp. В постсоветском пространстве устоялась аббревиатура ДНаТ. Во времена СССР ДНаТ выпускались многими заводами.

Классификация натриевых ламп

Натриевые источники света имеют два подтипа:

  • Низкого давления (НЛНД).
  • Высокого давления (НЛВД).

Лампы низкого давления не обрели популярности и сейчас уже не применяются, хотя они характеризуются лучшими показателями энергоэффективности. Самый большой их недостаток – очень плоха цветопередача, вплоть до того, что невозможно идентифицировать настоящий цвет освещаемого предмета. Не исключено неправильное восприятие формы объекта.

Лампы высокого давления, напротив, несмотря на свой длительный стаж в освещении еще востребованы. На них имеется спрос. Они классифицируются на три типа:

  • ДНат (обычная дуговая натриевая лампа).
  • ДНаЗ – тот же ДНаТ, но меньшей мощности и с напылением зеркального слоя на внутренней поверхности стенки колбы. Это отражатель для увеличения светоотдачи.
  • ДРИЗ, ДРИ — Дуговая Ртутная с Излучающими добавками и Дуговая Ртутная с Излучающими добавками и Зеркальным слоем.

Область применения

Обычно, этот тип газоразрядных ламп используется в случаях, когда более важны именно экономические показатели, а не точная цветопередача. Это является общепринятым мнением. По этой причине ДНаТ не подходят для освещения жилых помещений и производственных цехов. Такое освещение является опасным, так как существенно растет риск травматизма.

Довольно часто эти источники света находят применение не только для уличного и тепличного освещения, но и для подсветки архитектурных комплексов и памятников. В Москве их применение – традиционно. Обратите, на желтовато-оранжевую подсветку в центре мегаполиса. Сейчас некоторые производители совершенствуют эти лампы, уже удалось достичь приемлемых показателей цветопередачи (индекс Ra). Максимальный спрос приходится на мощности в 250 и 400 Вт.

Не так давно появилось новое поколение маломощных натриевых ламп с Ra=80. Это весьма близко к спектру ламп накаливания, т.е. ее вполне можно использовать для световой декорации в местах общественного пользования.

Многие садоводы рекомендую применять НЛВД именно на последних фазах роста саженцев. В модификациях, предназначенных под тепличное использования в спектре свечения, появились добавки для синей части спектрального состава света. На ранних сроках такое освещение способствует тому, что побеги начинают усиленно расти, стебли быстро и удлиняются. При применении ДНаТ-ламп в аграрном хозяйстве следует обращаться с ними чрезвычайно бережно, так как разбитая либо взорвавшаяся колба поставит крест на урожае.

Применяются они и при ландшафтном дизайне. Их свечением можно имитировать открытый огонь или цвет солнца во время заката.

Устройство натриевых ламп

Внешне эти лампы имеют сходство с ДРЛ. Внешний корпус — баллон цилиндрической формы из стекла, но бывает и в форме эллипса. В нем расположена «горелка» — трубка, внутри которой происходит дуговой разряд. Электроды расположены с ее торцов. Они соединены с цоколем. Натрий не применяется при изготовлении «горелки», так как его пары довольно сильно воздействуют на стеклянный корпус. Кроме того, внешняя колба играет еще и роль «термоса» — изолирует горелку от внешней окружающей среды.

На рисунке упоминается геттер. Он редко упоминается в справочной документации. Геттер – это газопоглотитель, адсорбер. Он способен улавливать и удерживать газ за исключением инертных. Он находит свое применение не только в газоразрядных лампах, но и в радиоэлектронике – электровакуумных приборах. Его основная функция– увеличение срока службы. Отсутствие посторонних веществ снижает «отравление» электродов.

Сама горелка изготовлена из поликора – поликристаллической окиси алюминия. Ее получают путем спекания. Причем только альфа-форма кристаллической решетки приемлема для изготовления корпуса разрядной трубки. Она характеризуется максимальной плотностью «упаковки атомов». Это разработка фирмы General Electric. Разработчик назвал этот материал «лукалос». Он устойчив к парам натрия и пропускает около 90 процентов видимого излучения. К примеру, днат 400 имеет трубку длиной 8 сантиметров, диаметром 7.5 миллиметров. С увеличение мощности увеличивается размер «горелки». Электроды изготовлены из молибдена. Кроме натрия в парообразной форме, закачан инертный газ – аргон. Он требуется для облегчения образования разряда. Для улучшения светоотдачи вводят ртуть и ксенон. При работе лампы температура в горелке достигает 1200-1300 кельвинов. Около 1300 0 по шкале Цельсия. Для предотвращения повреждении из колбы выкачивается воздух. Вакуум достаточно сложно поддерживать, так как при температурном расширении могут появляться микроскопические щели и отверстия. Через них может заходить воздух. Для устранения этого используются специальные прокладки. Колба разогревается не так сильно, как горелка. Обычная температура – 100 0 С. В свечении выражены оранжевый, желтый, золотистый цвета.

Читайте также:
Преимущества с использованием метода ГНБ

Ранее лампы имели только круглый резьбовой цоколь, как у бытовых ламп накаливания. Однако, недавно появился новый тип цоколя – Double Ended.

Вне зависимости от конструкции спектра будет примерно одинаков.

В основном, этот тип ламп используется агропредприятиями. Они, как правило, тоньше в два раза, чем стандартное исполнение натриевой лампы. Колба изготовлена из кварца. Внутри колбы находится азот. Горелка имеет два электрода для подачи импульса и последующего питающего напряжения для поддержания разряда. Выводы расположены с торцов лампы, это более совершенное решение, позволяющее избежать термической деформации колбы.

Разработаны ДНаТ-лампы и с двумя горелками.

Разновидность, представленная на фото, как правило, используется для тепличного размещения (в целях досветки). Вторая горелка – это металлогалогеновая лампа. По сути, эта модель представляет собой гибрид ДНаТ и МГЛ в едином корпусе.

Но существуют и модели, в которых находится пара идентичных горелок. Они находятся в общем баллоне и соединены параллельно. Делается это для поочерёдного использования каждой из газоразрядных трубок. Во время работы только одна излучает свет. Зажигается именно та, где будут более подходящие условия. Такое решение позволяет снизить общие эксплуатационные расходы. В остальном варианты с одной или двумя трубками не имеют никаких принципиальных различий, параметры мощности и светового потока будут одни и те же. Принципиальные схемы не изменяются.

Принцип действия и схема подключения лампы ДНаТ

Внутри горелки поддерживается дуговой разряд. Для его появления применяется ИЗУ. Расшифровывается эта аббревиатура — импульсное зажигающее устройство. При включении схемы лампа получает импульс от 2 до 5 кВ. Он нужен для запуска лампы – электрического пробоя горелки и формирования дугового разряда. Напряжение зажигания существенно выше напряжения горения. Обычно от трех до пяти минут энергия уходит на разогрев горелки. В этот момент яркость еще мала. Выход на штатный режим работы занимает не более 10-12 минут, при этом яркость возрастает и нормализуется. На схеме L – фаза (линия, line), N – ноль.

В схеме имеется ИЗУ и катушка индуктивности в качестве балластного элемента. Обычно схема подключения присутствует на корпусе дросселя иили импульсного зажигающего устройства.

Иногда в схему может добавляться неполярный конденсатор. Обычно используется емкость 18-40 мкФ. Он не обязателен, от его добавления лампа не будет светить ярче. Его задача – компенсация фаз. Дело в том, что схема потребляет активную и реактивную мощность, так как присутствует дроссель. От реактивной составляющей нет никакой пользы, а вред налицо – помехи в сети питания и снижение энергоэффективности. Однако добавление емкости в электрическую схему не вызовет повышение энергоэффективности. Добавление конденсатора несколько снизит пусковые токи и предотвратить необратимую деградацию электродов.

Используемая емкость конденсатора выбирается исходя из мощности лампы. Рекомендации представлены в таблице.

Лампы ДНаТ

Мощность лампы, Вт

Параллельно включенный конденсатор 250 В, мкФ

Виды ламп ДНаТ и их технические характеристики

Еще десяток лет назад натриевые лампы использовались для освещения дорог и улиц практически повсеместно. С появлением светодиодных источников света их стали применять несколько реже, но тем не менее сдавать свои позиции лампы ДНаТ не спешат. Что это за лампы и почему они уже не одно десятилетие держат первенство среди уличных осветителей? Сегодня мы постараемся это выяснить.

Даже сегодня старые добрые ДНаТ служат нам верой и правдой

Что такое ДНаТ и виды таких ламп

Лампы ДНаТ – это одна из разновидностей натриевых ламп высокого давления – НЛВД (англ. HPS Lamp – High-Pressure Sodium Lamp). ДНаТ – аббревиатура, расшифровка которой означает «Дуговая Натриевая Трубчатая». Существует еще несколько разновидностей приборов этого типа: ДНаМТ, ДнаЗ и ДНаС. Посмотрим, как они устроены и чем отличаются друг от друга.

Конструкция натриевой лампы

Конструктивно прибор представляет собой колбу, выполненную из специального изготовленного из оксида алюминия Al2O3 стекла. В процессе работы колба разогревается до 1200 градусов Цельсия. Такое стекло не только выдерживает высокие температуры, но и способно противостоять разрушающему действию паров натрия.

В края колбы, которая называется горелкой, впаиваются два электрода. Сама она заполняется смесью буферных (инертных) газов с добавлением натриевой амальгамы: сплава натрия со ртутью. Дополнительно в буферные газы подмешивают ксенон, он обеспечивает более легкий старт лампочки. Горелка, в свою очередь, помещается в еще одну внешнюю колбу, выполненную из обычного термостойкого стекла. Обычно это тугоплавкое боросиликатное стекло. В колбе создается глубокий вакуум, а сама она снабжается цоколем того или иного типа для подключения к питающей сети.

Благодаря вакууму внешняя колба играет роль термоса, обеспечивающего нормальный пуск и работу натриевой горелки при низких температурах окружающей среды. Одновременно она уменьшает теплопотери, увеличивая КПД и ресурс прибора.

Устройство лампы ДНаТ

Самый распространенный цоколь, устанавливаемый на лампочки ДНаТ – резьбовой цоколь Эдисона. Для приборов небольшой мощности применяется Е27, для мощных осветителей – Е40. Тем не менее встречаются лампочки и с другими типами цоколей, а также двухцокольные.

Читайте также:
Нужен ли стеклохолст под шпаклевку и как его использовать

ДНаТ с цоколем Е40 (слева) и двухцокольный софитный вариант

Иногда в одну внешнюю колбу устанавливаются две горелки. Это повышает мощность прибора без существенного увеличения его габаритов, а также несколько увеличивает КПД и срок службы устройства за счет меньших теплопотерь.

Лампочка ДНаТ с двумя горелками

Как я отмечал выше, кроме ДНаТ, существуют еще несколько разновидностей натриевых осветительных приборов:

  • ДнаЗ – с напыленным на часть внешней колбы зеркальным рефлектором, направляющим свет горелки в определенный сектор;

ДНаЗ имеет собственный рефлектор

  • ДНаС – светорассеивающие. В этом приборе роль светорассеивателя исполняет специальный пигмент, нанесенный на внутреннюю поверхность внешней колбы. Спектр ламп ДНаС похож на дневной;

И внешне, и по излучаемому спектру ДНаС напоминает ртутный осветитель ДРЛ

  • ДНаМТ – с матированной колбой. По сути, это аналог ДНаС, которая в настоящее время снята с производства. Предназначена для прямой замены ламп ДРЛ без ухудшения качества освещения.

Лампа ДНаМТ

Принцип действия

При подаче на электроды горелки питающего напряжения и одновременно высоковольтного импульса в колбе возникает тлеющий разряд, который начинает разогревать амальгаму натрия. По мере разогрева амальгама переходит в парообразное состояние, сопротивление газового промежутка в колбе уменьшается, и постепенно разряд переходит в дуговой – лампа разгорается.

Обычное время разогрева ДНаТ – 10-15 мин. При этом температура самой горелки достигает 1200, а внешней колбы – 250-300 градусов Цельсия. Чтобы разряд не перешел в неуправляемый дуговой, последовательно с лампой включается балласт. Под воздействием электрической дуги пары натрия начинают излучать видимый свет в желто-оранжевом спектре (резонансный спектр натрия). При этом светоотдача прибора составляет 150–200 лм/Вт в зависимости от мощности и типа прибора.

Спектр лампочки ДНаТ к содержанию ↑

Как запустить лампу ДНаТ

Как правильно подключить натриевую лампу ДНаТ к сети? Как видно из вышесказанного, на прибор недостаточно подать питающее напряжение: холодная горелка имеет большое сопротивление и просто не запустится. Для создания пускового высоковольтного импульса служит специальный узел – импульсное зажигающее устройство (ИЗУ).

После пуска лампочки ток через нее необходимо ограничивать. Этим занимается балласт: электромагнитный или электронный. Первый (ЭмПРА – электромагнитный пускорегулирующий аппарат) представляет собой дроссель – катушку с незамкнутым магнитопроводом. Второй (ЭПРА – электронный пускорегулирующий аппарат) является электронной схемой – ограничителем тока.

ЭмПРА (слева) и ЭПРА для осветительных приборов ДНаТ

Дроссель включается последовательно с лампочкой, ИЗУ – параллельно. Существует 2 типа ИЗУ – двухвыводной и трехвыводной. Первый более прост в подключении и меньше стоит, второй делает работу схемы более корректной. При использовании трехвыводного ИЗУ в момент пуска высоковольтный разряд подается только на лампу, а не на лампу + балласт, как в случае с двухвыводным устройством. Схема подключения осветителя с использованием обоих типов ИЗУ приведена ниже.

Схемы подключения лампы ДНаТ с использованием двух- и трехвыводного ИЗУ

Обрати внимание, что на схемах обозначены ноль и фаза. Балласт всегда включается в разрыв фазного провода. На ИЗУ тоже есть соответствующие обозначения, не забывай их соблюдать.

На зажигающих устройствах даже есть схема их подключения

Теперь по поводу конденсатора С, который обозначен на схеме штрихпунктиром. Он не является обязательным, но не будет лишним его поставить. Служит этот конденсатор для компенсации реактивной мощности и некоторого увеличения КПД схемы. Конденсатор должен быть неполярным бумажным и рассчитанным на напряжение не ниже 400 В. Его электрическая емкость зависит от мощности осветительного прибора. Для ДНаТ 250 Вт хватит 35 мкФ, для ДНаТ 400 Вт емкость нужно увеличить до 45 мкФ.

И еще один совет. Устанавливай лампочку ДНаТ только в хлопчатобумажных перчатках или при помощи чистой тканевой салфетки. Дело в том, что колба прибора нагревается до 300 градусов. Оставленные тобой на колбе отпечатки пальцев сгорят, и образуется плохо проводящий тепло слой нагара. В результате произойдет локальный перегрев, и стекло лопнет. Если же ты или кто-то другой уже «захватали» лампочку, то протри ее салфеткой, смоченной спиртом.

Прибор можно выбросить из-за трещины, появившейся в результате локального перегрева грязного стекла

Условия утилизации

Горелка лампы ДНаТ содержит ксенон и сплав натрия со ртутью, поэтому выбрасывать прибор, как бытовые отходы, нельзя! Сгоревшие лампочки необходимо сдавать на специализированные пункты приемки. Кроме того, материалы горелки и колбы хоть и выглядят, как обычное стекло, имеют абсолютно другой химический состав. Попав в переработку с обычным стеклом, кварц и оксид алюминия просто испортят всю плавку.

Существует множество мест утилизации ртутьсодержащих приборов, но мы обычно не обращаем на них внимание

Согласно действующему законодательству (Постановление Правительства РФ от 06.05.2011 № 354) обязанность по сбору перегоревших энергосберегающих ламп возложена также на управляющие компании, ТСЖ, ЖСК и т. п. То есть на организации, которые занимаются обслуживанием жилого фонда. Причем при неисполнении обязанностей коммунальщикам грозит штраф от ста тысяч рублей и выше.

Технические характеристики и сравнение с аналогами

Я уже говорил, что лампочки типа ДНаТ упорно держат свои позиции и все еще широко используются, несмотря на появление новых типов источников освещения. Чем же они завоевали такую популярность? Сравним их основные характеристики со светодиодными и дуговыми ртутными лампами ДРЛ, которые ты наверняка видел в уличных фонарях.

Основные характеристики осветительных приборов ДНаТ, ДРЛ и светодиодных аналогов

Из таблички хорошо видно, что, потребляя 150 Вт, натриевая лампочка обеспечивает такой же световой поток, что и ДРЛ мощностью 250 Вт. Единственным серьезным конкурентом натриевой лампы по экономичности является светодиодный светильник.

Читайте также:
Прозрачный стеклянный фартук для кухни (15 фото): идеи оформления фартука стеклом, красивые примеры в интерьере

Но, во-первых, мощные светодиоды стоят в десятки раз дороже упомянутой лампы. А, во-вторых, технология сверхъярких диодов не так отработана, как технология изготовления ДНаТ, насчитывающая почти сотню лет.

Если добавить сюда огромное количество производителей светодиодной продукции, то окажется, что поиск гарантированно качественного полупроводникового оборудования становится весьма проблематичным. Что касается хваленой долговечности светодиодов, то при такой большой мощности кристаллы быстро деградируют (теряют яркость). При этом ресурс диодного фонаря нередко становится даже меньше, чем ресурс фонаря с лампой ДНаТ.

Сфера применения

Своеобразный световой спектр лампочек ДНаТ, как оказалось, идеально подходит для освещения улиц и автодорог. Именно из-за своего спектра уличные осветители с ДНаТ еще десяток лет назад использовались во всем мире повсеместно.

Обладая противотуманным эффектом, желто-оранжевый свет обеспечивает хорошую видимость на дороге и не слепит водителя. Если учесть, что натриевые лампы самые экономичные среди газоразрядных приборов и тем более лампочек накаливания, нет ничего странного в том, что почти 100% автодорог освещалось именно ДНаТами.

Использование ламп ДНаТ для освещения улиц и автодорог

В последние годы светильники ДНаТ частично вытесняются светодиодными, но в уличном освещении происходит это куда медленнее и неохотнее, чем в быту.

Понравился спектр излучения ламп ДНаТ и растениям. Это определило еще одну область применения натриевых приборов: для подсветки растений в теплицах и местах, где солнечного освещения недостаточно. Ты наверняка видел теплицы, освещенные мягким желто-оранжевым светом, – это лампы ДНаТ.

Использование ламп ДНаТ в теплицах для освещения растений

Преимущества и недостатки

Как и любые другие осветительные приборы, светильники с лампами ДНаТ имеют свои преимущества и недостатки. К преимуществам можно отнести:

  1. Высокая светоотдача. По этому параметру лампы ДНаТ занимают лидирующую позицию среди газоразрядных осветительных приборов, хотя и уступают светодиодным лампам.
  2. Длительный срок службы. Наработка на отказ у ламп ДНаТ достигает 15 000 часов. Мощный светодиодный светильник с заявленной яркостью проработает столько же или ненамного больше.
  3. Относительно низкая стоимость. Технология производства ламп не особо сложна и давно отлажена (лампе ДНаТ почти 100 лет!), а сам прибор не содержит дорогостоящих материалов. В этом плане светодиодные осветительные устройства катастрофически отстают от натриевых – они дороже в десятки раз.
  4. Противотуманный эффект. Желто-оранжевый спектр, излучаемый лампами ДНаТ, плохо поглощается водой. Даже при дожде и сильном тумане качество освещения сохраняется на довольно высоком уровне.

Ты наверняка видел на автомобилях фары с желтым стеклом – это противотуманки. Они используют тот же принцип, но желто-оранжевый спектр создается не лампой, а светофильтром.

Что касается недостатков, то они весьма существенные:

  1. Низкий индекс цветопередачи. Лампа ДНаТ излучает свет в узком желто-оранжевом спектре. Цвет практически всех предметов в таком свете сильно искажается. Именно из-за низкого качества света натриевые лампы абсолютно не подходят для использования в жилых и производственных помещениях.
  2. Высокий коэффициент пульсаций. При использовании электромагнитного балласта (дросселя) свет лампы ДНаТ пульсирует с удвоенной частотой сети. При этом коэффициент пульсаций может достигать 15-20%. При длительном нахождении под таким светом глаза у человека быстро устают. Проблема полностью решается использованием электронных балластов, но стоимость их нередко выше, чем стоимость самой лампы.
  3. Высокая рабочая температура. В процессе работы температура лампы ДНаТ достигает 300 градусов, а пускорегулирующие элементы (в частности, дроссель) нагреваются до 100 градусов. Это не только грозит серьезными ожогами при случайном прикосновении, но и требует принятия специальных мер по пожаробезопасности.
  4. Затрудненный пуск при низких температурах. Из-за конструктивных особенностей лампы ДНаТ тяжело запускаются при низких температурах окружающей среды. Эта проблема частично решается использованием наружной колбы с вакуумом, но тем не менее при сильном морозе лампа может не запуститься. По этой причине использование ламп ДНаТ в районах крайнего севера не рекомендуется.
  5. Большое время розжига. После включения лампа едва светит и лишь постепенно по мере разогрева горелки разгорается. Для выхода на рабочий режим лампам ДНаТ нужно 10-15 мин. Не сразу запустится и только что выключенная горячая лампа: сначала колбе нужно остыть, а потом снова запуститься и разгореться.

Вот, пожалуй, и вся информация о натриевых лампах высокого давления. Теперь ты знаешь, как устроен этот прибор, чем он хорош и какие имеет недостатки. А если ты решил самостоятельно организовать освещение при помощи ламп ДНаТ, то, прочтя эту статью, сможешь без посторонней помощи выбрать пускорегулирующую аппаратуру и подключить к ней лампу.

Лампа ДНаТ: что это, какие бывают натриевые лампы высокого и низкого давления, схема подключения, использование для растений

Лампы ДНаТ уже много лет используются для организации системы освещения улиц. Несмотря на то, что рынок заполняется новыми осветительными устройствами, натриевые лампочки продолжают держать свои позиции.

Их популярность объясняется тем, что они обладают самой высокой светоотдачей по сравнению с другими газоразрядными лампами. Кроме того, они потрeбляют мало электричества и способны работать при низкой температуре. Однако эти устройства имеют и недостатки.

Чтобы правильно выбрать лампу ДНаТ, нужно знать, какие виды устройств существуют, какими хаpaктеристиками они обладают, и где их можно применять. Кроме того, данный осветительный элемент имеет свои особенности подключения.

Лампа ДНаТ: что это такое и как расшифровывается

Лампа ДНаТ – это источник света, наполненный парами натрия и ртути. На вид это лампочка в виде трубки с резьбовым цоколем. Корпус осветительного прибора изготовлен из термически стойкого стекла.

Читайте также:
Сальпиглоссис: описание, посадка и уход

При запуске устройства образуется дуговой разряд внутри трубки. После этого они излучают яркий световой поток оранжевого оттенка.

Важно! Для подключения ДНаТ необходимо приобрести специальное зажигающее устройство и дроссель. Дополнить комплект можно конденсатором. Без первых двух приборов запустить лампу не удастся.

Натриевые лампы ДНаТ бывают разных мощностей – от 70 до 400 Вт. Этот параметр нужно учитывать при выборе светильника и комплекта для подключения осветительного элемента.

Расшифровка ДНАТ – лампа дуговая натриевая трубчатая.

Принцип работы

Внутри корпуса лампы размещена горелка из оксида алюминия. Она заполнена смесью газов (амальгама натрия, ксенон). Именно в этой колбе происходит весь цикл работы источника света.

Натриевые лампы ДНаТ имеют простую конструкцию, поэтому их принцип работы тоже несложный. Как уже упоминалось, для функционирования им необходимо ИЗУ (зажигающее устройство) и электронный балласт (дроссель). После включения лампы зажигающий прибор генерирует импульсы с напряжением в лампочку. Тогда в парах натрия образуется электронный заряд в виде дуги. После этого источник света излучает желто-оранжевый свет. Однако сразу после запуска лампа работает слабо, так как горелке нужно время на разогрев. Примерно через 5 – 10 минут свет становится ярким.

Для бесперебойной работы ДНаТ нужен электронный балласт. Этот прибор поддерживает стабильное напряжение.

Современные производители выпускают ДНаТ, конструкция которых немного отличается. В новые лампы уже встроен зажигающий прибор.

Устройство

Конструктивно лампа натриевая ДНаТ очень похожа на другие устройства газоразрядного типа. На вид это стеклянная колба в форме цилиндра с цоколем.

  1. Наружный корпус из термостойкого прочного стекла.
  2. Разрядная трубка, в которой образуется дуга.
  3. Электроды.
  4. Керамическая заглушка.
  5. Штенгель из ниобия, который сообщается с внутренней полостью горелки.
  6. Бариевый штенгель, который поглощает газ.
  7. Винтовой цоколь.

Внутри колбы размещена горелка, по краям которой находятся электродные элементы. Окись алюминия, из которого выполнена разрядная трубка, делает ее устойчивой к парам натрия. Она пропускает около 90% света.

Внутри корпуса размещены прокладки, которые не пропускают воздух в нее. Температура в горелке может достигать около 1300°, если в нее попадет кислород, то лампочка может треснуть или взорваться. Именно от этого защищают ее прокладки, сохраняя вакуум внутри колбы.

Сфера применения

Так как цветопередача ДНаТ достаточно низкая, то их не применяют для освещения жилых помещений, рабочих мест. Чаще всего натриевые источники света используются на улицах, они излучают яркий контрастный свет, повышая видимость на дорогах даже при тумане и снегопаде.

Сферы применения ламп ДНаТ:

  1. Системы освещения для больших территорий, широких улиц, шоссе, автомобильных магистралей.
  2. Фоновое освещение в туннелях, спортивных комплексах, аэропортах, железнодорожных вокзалах.
  3. Подсветка памятников и других архитектурных сооружений.
  4. Освещение цехов, складов, где уровень цветопередачи неважен.
  5. Искусственное освещение в питомниках для растений, теплицах, цветниках.

Системы освещения с использованием натриевых источников света показывают качественную работу, устойчивость к погодным условиям и высокую энергоэффективность.

При выборе осветительного элемента, нужно четко понимать, какую функцию он будет выполнять. Ведь нужно подобрать устройство с подходящей мощностью.

Для теплиц и оранжерей можно использовать лампы от 70 до 400Вт. В идеале натриевая лампа для растений должна иметь мощность 150 – 250Вт. Искусственное освещение повышает темпы роста и урожайность овощей, ягод, цветов и т. д.

С определенным ограничением для растений можно использовать лампочки на 400Вт. В таком случае осветительную аппаратуру нужно размещать на расстоянии 50 см от объекта. Использовать устройства с более высокой мощность запрещено, так как они просто сожгут растение.

В уличные фонари обычно устанавливают ДНаТ на 70 – 150Вт. При этом для осветительных устройств нужно подбирать элементы с такой же мощностью. Например, для светильников 150Вт подойдет лампочка с таким же значением.

Внимание! При использовании ДНаТ на улице, выбирайте лампу с защитой корпуса от повышенной влажности с маркировкой IP65.

В домашние светильники не рекомендуется устанавливать натриевые лампы даже с малой мощностью. Они плохо влияют на зрительный аппарат человека.

Особенности подключения

Если вы не знаете, как подключить ДНаТ, то можете обратиться к специалисту или попытаться разобраться самостоятельно.

В первую очередь нужно подготовить комплект, в который входит сама лампочка, дроссель, ИЗУ и желательно конденсатор. Схема подключения натриевой лампы обычно изображена на корпусе балласта или зажигающего устройства.

Для подключения лампочки используют двух- или трехконтактный зажигающий прибор. На фото выше показана схема подключения лампы ДНаТ с ИЗУ, которое имеет 3 вывода.

На картинке выше показано, как подключить лампу ДНаТ с применением зажигающего устройства с двумя выводами и с конденсатором.

Конденсаторное устройство в комплекте уменьшает нагрузку на проводку. То есть, кабеля будут греться меньше.

Подключается ДНаТ с трехконтактным ИЗУ по такому плану:

  1. Сначала с помощью мультиметра проверяется изоляция балласта и конденсатора. Перед прозвонкой прибор нужно переключить на максимальное сопротивление. Это необходимо, чтобы проверить, не проходит ли ток на корпус.
  2. Собирается комплект в компактном двухфазном щитке. Для лампочки на 400Вт подойдет автомат мощностью 5А. Он позволяет включать/выключать светильник и защищает детали от повреждения.
  3. Из щитка выведите 2 провода с отрицательным зарядом: один подсоедините к лампе, а второй – клемме «N» на ИЗУ. Балласт устанавливают в разрыв фазной, а не нулевой жилы, которая идет к лампе.
  4. Расключите фазный кабель. Одну жилу с автомата вставьте во входящий контакт балласта. А кабель из выходящего контакта подключите к зажиму «В» на зажигающем устройстве.
  5. Средний провод «LP» от ИЗУ проведите к патрону лампочки.

После подключения можно проверить лампочки на работоспособность.

Читайте также:
Самый лучший рейсмусовый станок

Если у вас зажигающее устройство с 2-мя выводами, то подключайте их параллельно ДНаТ. Для этого после дросселя заведите в ИЗУ фазную жилу, а ко второй клемме подключите нейтральную. Ее можно протянуть даже от патрона.

Двухконтактные зажигающие приборы не рекомендуется применять для мощных ДНаТ, так как во время запуска напряжение поступает не только на лампочку, но и на балласт. Из-за этого изоляция дросселя может повредиться. ИЗУ безопасно при подключении маломощных источников света, для запуска которых нужно не больше 2 киловольт.

Конденсаторное устройство подключается параллельно всей цепи. Для этого одну жилу заводят на фазный выход автомата, а второй на нулевой. Потом протяните провод и расключить его на патроне.

Достоинства и недостатки

Если вы не можете определиться: ДНаТ или led лампы приобрести, то нужно рассмотреть плюсы и минусы натриевых устройств. Тогда вы сможете взвесить все за и против, чтобы сделать правильный выбор.

К положительным свойствам натриевых источников света относят их высокую светоотдачу, длительный срок службы, малое потрeбление энергии. Кроме того, они имеют высокий коэффициент полезного действия и устойчивы к перепадам температуры.

Однако ДНаТ требуют времени для запуска (5 – 10 минут), они имеют слабую цветопередачу, искажают цвета, чего не скажешь про светодиод. К минусам осветительного элемента можно отнести частое мерцание лампы, которое приводит к переутомлению глаз.

Подробнее о достоинствах и недостатках ламп ДНаТ будет рассказано далее.

Плюсы

Специалисты выделяют следующие положительные хаpaктеристики ламп ДНаТ:

  1. Натриевые источники света излучают мощный световой поток (до 160Лм/Вт для ламп с высоким давлением, примерно 200 Лм/Вт для модулей с низким давлением). Эти показатели выше, чем у других видов натриевых устройств и лед-ламп.
  2. Длительный ресурс эксплуатации – от 10000 до 30000 часов. При этом качество освещения не снижается.
  3. ДНаТ потрeбляют минимальное количество электроэнергии, чему не могут не радоваться потребители. По этому показателю ДНаТ опережают ДРЛ.
  4. Источники света корректно работают при температуре от -60 до +40. Светильник запускается даже при низкой температуре.
  5. КПД лампы ДНаТ достигает 30%.

В зависимости от уровня внутреннего давления насыщенных паров натрия выделяют ДНаТ с высоким и низким давлением. Первые демонстрируют более высокие показатели, а вторые – низкие.

Натриевая лампа низкого давления (НЛНД) обладает всеми вышеописанными преимуществами. Ее применяют только для фонового освещения улиц, так как она выделяет едкий оранжевый цвет.

Натриевая лампа высокого давления (НЛВД) имеют более качественную цветопередачу, что позволяет устанавливать ее в спортивных залах, производственных помещениях. Кроме того, осветительный элемент обладает высокой светоотдачей при минимальном напряжении и длительным сроком эксплуатации. Запускаются натриевые лампы высокого давления быстрее, чем НЛНД.

Минусы

Кроме положительных хаpaктеристик лампы ДНаТ обладают негативными свойствами:

  1. Низкая цветопередача, особенно у модулей низкого давления. Они искажают цвета, что не позволяет их использовать в жилых помещениях.
  2. Температурное ограничение. Несмотря на заявленные производителем хаpaктеристики, рабочая температура ДНаТ находится в пределах от -20 до +30°. При нарушении этого условия прибор быстрее выйдет из строя и уменьшится светоотдача.
  3. Чувствительность к перепадам электричества. Такие лампочки рекомендуется применять в сетях со стабильным напряжением. Хотя исправить этот недостаток может качественный дроссель.
  4. Длительное время включения. После запуска лампочка горит слабо, максимальная светоотдача наблюдается через 5 – 10 минут.
  5. Сильные пульсации тока (до 50Гц). По этой причине устройство не рекомендуется использовать для освещения домов и производственных помещений. Частое мерцание утомляет глаза.

Лампы ДНаТ содержат токсичную ртуть, поэтому утилизировать их нужно особым способом. Вышедший из строя прибор нужно отнести в специальные организации, которые занимаются опасными отходами.

Другие виды натриевых газоразрядных ламп

Существуют и другие газоразрядные осветительные элементы, которые отличаются хаpaктеристиками:

  1. ДНаЗ (дуговые натриевые зеркальные). Изнутри прибор покрыт зеркальной алюминиевой пленкой, которая отражает свет и защищает горелку от перегрева. Колба имеет эллиптическую форму, оснащена резьбовым цоколем. Такие устройства широко применяются в сельском хозяйстве. Их применяют для освещения растений в теплицах.
  2. ДНаС (дуговая натриевая спектральная). Изнутри лампа имеет светорассеивающее покрытие. Этим источником света заменяют токсичные газоразрядные ртутные лампы. Их часто устанавливают в светильники в лабораториях, медицинских учреждениях и т. д.
  3. ДНаМТ (дуговая натриевая матовое стекло). Эти источники света имеют эллиптическую форму, матовое покрытие на корпусе, чтобы создать мягкий рассеянный свет. Остальные хаpaктеристики такие же, как у ДНаТ.

Размер цоколя зависит от мощности натриевых устройств. Для лампочек около 70Вт используют держатель Е27, а для изделий от 100Вт – Е40.

Основные выводы

Лампы ДНаТ – это экономные, долговечные источники света, которые обладают высокой светоотдачей.

Однако из-за сильной пульсации света и слабой цветопередачи их не рекомендуется применять для освещения жилых или производственных помещений. Зато ДНаТ с успехом используются на улице, в теплицах, спортивных комплексах и т. д.

Для подключения устройства нужно приобрести ИЗУ, дроссель и конденсатор.

Эти приборы запускают лампочку, стабилизируют ток, снимают нагрузку с проводов.

При выборе ДНаТ нужно четко определить его задачи, изучить хаpaктеристики, чтобы подобрать наиболее подходящий осветительный прибор.

Особенности натриевых ламп высокого и низкого давления (ДНаТ)

Садоводы для выращивания рассады в домашних условиях нередко применяют искусственное освещение. Отличными свойствами обладают натриевые лампы ДНаТ. Их уже давно используют в тепличных хозяйствах для повышения урожайности овощей и других культур. Кроме бытовой сферы такие приборы находят применение в промышленности и других областях.

  • Общее описание
  • Принцип работы
  • Преимущества и недостатки
  • Область применения
  • Особенности ДНаТ

Общее описание

Лампы ДНаТ отличаются широкой сферой применения. Аббревиатура названия расшифровывается как «дуговая натриевая трубчатая». Такие лампочки используются повсюду. Существует возможность выбирать изделия с мощностью от 70 до 400 Ватт. Основой для источника освещения служит горение дуги в области разного уровня давления, зависящего от паров натрия в лампочках. Из-за этого приборы могут быть высокого и низкого давления. Последний вариант считается более экономичным, эффективным и надежным.

Читайте также:
Противопожарная дверь — защита от пожара

Весь цикл работы лампочки происходит в специальной внешней трубке (горелке) в форме цилиндра, выполненной из чистой окиси алюминия. Внутри колба заполнена парами:

  • амальгамы натрия (ртутного сплава);
  • газа ксенона.

Инертный ксенон и выполняет функцию зажигания. Горелка (трубка) лампы ДНаТ размещена в стеклянном баллоне с резьбовым цоколем. Показатели мощности могут быть Е-27 либо Е-40.

Принцип работы

По своей конструкции натриевые лампочки довольно простые, поэтому принцип их работы не считается сложным. Они мало чем отличаются от функционирования другого вида газоразрядных лампочек. Им необходимы импульсное зажигающее устройство (ИЗУ) и дроссель. Как только включается ИЗУ, оно начинает подавать импульсы в лампочку с напряжением в несколько киловольт. В итоге происходит разряд в газоразрядной цилиндрической трубке, и возникает дуга. Чтобы поддерживать нормальную работу и стабильное напряжение, должен включиться в схему работы дроссель.

Современным фирмам удалось запустить в производство светильники ДНаТ новой конструкции. Они не нуждаются в ИЗУ, поскольку оснащены электроникой (ЭПРА). Она даёт возможность регулирования мощности потребления электроэнергии, что продлевает сроки эксплуатации лампочки.

В процессе работы лампы ДНаТ излучают золотисто-белый либо ярко-оранжевый свет за счет паров натрия. Максимальный нагрев может доходить до 300 о С, поэтому патрон в изделии выполнен из керамики. Необходимый источник питания — напряжение 220 В.

Преимущества и недостатки

Со дня изобретения лампа ДНаТ по-прежнему остается одной из самых энергоэффективных и недорогих. Чем выше ее мощность, тем лучше светоотдача. Такие устройства обладают многими положительными характеристиками:

  • даже при длительной эксплуатации поступает мощный световой поток;
  • большой срок службы, превышающий в 2 раза альтернативные источники света (он составляет около 20000 часов);
  • маленькие пусковые и рабочие токи, обеспечивающие хорошую экономию электроэнергии;
  • применение в регионах с любым климатом;
  • даже при низких температурах происходит 100% зажигание;
  • КПД изделия довольно высокий и составляет порядка 30%.

Несмотря на перечисленные положительные характеристики, лампочки имеют свои минусы. Одним из них является длительный промежуток времени, необходимый для выхода на нормальный рабочий режим. Он составляет около 7 минут. Другой недостаток — слабая цветопередача. Поскольку горит в лампе ярко-оранжевый свет, то при этом все другие цвета искажаются и освещаются недостаточно хорошо. Все эти минусы приводят к ограничению использования натриевого устройства.

Область применения

Натриевые лампочки находят широкое применение в самых разных сферах. Это объясняется хорошей выгодой и эффективностью источника освещения. Их часто используют для создания наружного света в зоне:

  • улиц с пешеходными переходами;
  • скверов и парков;
  • автодорог;
  • строительных площадок;
  • аэропортов и тоннелей.

Благодаря таким лампам глаза у водителей меньше устают в темное время, создаётся лучшая видимость при плохих погодных условиях. В тумане осветительные приборы устраняют негативные явления благодаря мощности светового потока. Он создает повышенную контрастность всех освещаемых объектов. Натриевые лампы высокого давления хорошо подходят для помещений больших размеров, например, спортивных залов, производственных и торговых комплексов. Лампочки излучают свет, позволяющий лучше различать цвета в более полном диапазоне. Исключение составляют только коротковолновые устройства, имеющие свойство тускнеть.

Многие тепличные хозяйства и оранжереи стали применять натриевые лампы в качестве дополнительного источника света. С этой целью производители освоили выпуск ДНаТ со специальным спектром светового излучения, который приносит пользу растениям. Специальные светильники выполняют сразу две важные функции: служат защитой от прямого проникновения загрязнений и брызг и обеспечивают подачу воздуха для охлаждения лампочки.

Особенности ДНаТ

Одной из отличительных особенностей натриевых лампочек является специфический едко-желтый цвет излучения. Оно монохромотичное и обладает высоким коэффициентом пульсации, что нарушает цветопередачу. По этой причине такие светильники не применяют в жилых домах, а также в офисных, производственных и учебных помещениях.

Высокий уровень светоотдачи — один из главных качественных показателей света. Особенность зажигания лампы делает ее непригодной для использования в системах освещения с частыми циклами выключения и включения. Перед следующим включением ДНаТ должна «отдохнуть» в течение 3—6 часов.

Что означает аббревиатура ДНаТ

Натриевые лампы – вид энергосберегающих осветительных элементов, внутри колбы которого находится натрий. Конструкция старая и замещается более технологичными источниками света. Однако все еще востребована, так что имеет смысл рассмотреть ее подробно.

Что такое натриевая лампа

Под натриевой лампой понимают осветительный прибор с обозначением ДНаТ и расшифровкой «дуговая натриевая трубчатая» лампа. Элемент отличается надежностью, простотой и доступностью. Многие компании и сейчас производят их, что свидетельствует о наличии спроса.

Впервые приборы появились в тридцатые годы, однако их быстро вытеснили металлогалогеновые источники. Элементы применяют для уличного освещения, подсветки агрокультур, в спортивных залах и подземных переходах.

Долгое время натриевые элементы устанавливались в уличные фонари и системы подсветки трасс. Сейчас устройства заменяют на светодиоды. Тем не менее, большое количество проектировщиков предпочитает натриевые источники в силу их доступности, большого срока эксплуатации, высокой мощности и светоотдачи.

Нередко ДНаТ устанавливаются на предприятиях вместе с металлогалогенными лампами. Натриевое освещение дает теплые оттенки и более комфортно для работы.

Разновидности

Все натриевые лампы делятся на элементы высокого и низкого давления. Главное различие в уровне давления в колбе и разнице с атмосферным показателем. Это обуславливает специфику работы оборудования и применение в конкретных ситуациях.

Читайте также:
Сиккативы: свойства и применение

Высокого давления

Элементы высокого давления бывают трех типов:

  • ДНаТ – наиболее распространенная дуговая натриевая лампа высокого давления, которую можно встретить в уличных фонарях.
  • ДНаЗ – разновидность ДНаТ, которая имеет зеркальное напыление на внутренней стенке колбы. Элемент характеризуется меньшей мощностью, но повышенными показателями светоотдачи.
  • ДРИ (ДРИЗ) – устройство с излучающими добавками. Может иметь зеркальный слой на колбе. Сравнительно неплохая цветопередача, однако некоторые цвета смотрятся тускло.

Низкого

Натриевые лампы низкого давления с самого начала не имели популярности у пользователей и сейчас не применяются. Даже повышенная энергоэффективность не стала поводом для использования. Причина – плохая цветопередача, при которой сложно идентифицировать цвет, а иногда и форму объекта.

В то же время надежны, потребляют мало энергии, отлично отдают свет. Подойдут в редких случаях исключительно для освещения улиц.

Технические характеристики

К основным относят световой поток, светоотдачу и время эксплуатации. Между мощностью элемента и ресурсом есть прямая зависимость – модели большой мощности работают дольше.

Ниже представлены технические характеристики востребованных источников ДНаТ мощностью 150, 250 и 400 Вт. Все они подключаются к светильнику при помощи цоколя типа E40 при напряжении в 120 В.

ДНаТ 150

Технические характеристики лампы ДНаТ 150

Мощность, Вт Поток, Лм Светоотдача, лм/Вт Длина, мм Диаметр, мм Ресурс, ч
150 14 500 100 211 48 6 000

ДНаТ 250

Технические характеристики лампы ДНаТ 250

Мощность, Вт Поток, Лм Светоотдача, лм/Вт Длина, мм Диаметр, мм Ресурс, ч
250 25 000 100 250 48 10 000

ДНаТ 400

Технические характеристики лампы ДНаТ 400

Мощность, Вт Поток, Лм Светоотдача, лм/Вт Длина, мм Диаметр, мм Ресурс, ч
400 47 000 125 278 48 15 000

Особенности конструкции

Все натриевые лампы представляют собой колбу из высокопрочного оксида алюминия, соединенную с двумя электродами. Материал элемента выдерживает высокие температуры, устойчив к парам натрия. Колба заполнена смесью инертных газов, ртути, натрия и ксенона. Наличие аргона в газовой смеси облегчает образование заряда, а ртуть и ксенон служат для улучшения светоотдачи.

Конструкция выглядит как колба в колбе. Горелка устанавливается в колбу меньшего размера, в ней создается вакуум. Подключается к сети через цоколь. Внешний элемент выполняет функцию термоса, защищая внутренние части от негативного воздействия низких температур внешней среды и снижая теплопотери.

Горелка

Горелка это важнейший элемент любой лампы ДНаТ. Она представляет собой тонкий стеклянный цилиндр, максимально устойчивый к перепадам температуры и химическим воздействиям. С обеих сторон в колбу вставлены электроды.

При производстве горелки особенное внимание уделяется ее полной вакуумизации. Цоколь во время работы оборудования разогревается до 1300 градусов и попадание даже незначительного количества кислорода в эту область может привести к взрыву.

Видео: Лампа ДНаТ 250 с разгерметизированной колбой.

Горелка изготавливается из поликристаллической окиси алюминия (поликора). Материал обладает высокой плотностью, устойчивостью к парам натрия и пропускает около 90% всего видимого излучения. Электроды делают из молибдена. Увеличение мощности элемента требует увеличения размеров горелки.

Вакуум в колбе сложно поддерживать, поскольку при температурном расширении неизбежно появляются микроскопические щели, через которые проходит воздух. Чтобы предотвратить это, используют прокладки.

Цоколь

Через цоколь светильник подключается к электросети. Чаще всего используется винтовое соединение Эдисона с маркировкой E. Для ДНаТ мощностью 70 и 100 Вт применяют цоколи E27, для 150, 250 и 400 Вт – E40. Цифра рядом с буквенным обозначением указывает на диаметр соединения.

Долгое время натриевые лампы оснащались только винтовыми цоколями, однако не так давно появилось новое соединение Double Ended, предусматривающее контакты с двух сторон цилиндрической колбы.

Принцип действия

Внутри колбы натриевой лампы нужно поддерживать дуговой разряд. Для генерации используется импульсное зажигающее устройство (ИЗУ). Во время включения импульс может достигать мощности 2-5 кВт.

Под действием напряжения возникает пробой с формированием разряда. Около десяти минут уходит на разогрев горелки и выход устройства на номинальную мощность. В это время возрастает и нормализуется яркость.

В современных элементах можно встретить встроенный дроссель, который ограничивает силу тока дуги и гарантирует стабильную подачу энергии без пульсаций и иных нежелательных моментов.

Сферы применения

Натриевые лампы применяют, когда экономические соображения важнее показателей цветопередачи. Они не годятся для жилых помещений, общественных зданий и производственных цехов. Помимо плохой цветопередачи лампа опасна при неисправности.

ДНаТ используют для организации уличного или тепличного освещения, подсветки архитектурных памятников и зданий. Особенно часто встречаются в крупных городах. Их можно распознать по желтовато-золотистому оттенку. Больше всего распространены элементы мощностью 250 и 400 Вт.

Относительно недавно на рынке появились маломощные натриевые лампы с индексом цветопередачи 80. Этот показатель значительно выше, чем у других аналогичных моделей. Поэтому такие лампы эффективны для световой декорации в общественных местах.

Натриевые источники света используют на последних этапах роста саженцев в теплицах, где нередко присутствуют оттенки синего. Излучение значительной доли ультрафиолетового спектра способствует росту растений. С элементами важно обращаться бережно, т.к. разрушение колбы может загубить весь урожай и испортить почву.

Нередко натриевыми элементами пользуются дизайнеры для имитации огня или света солнца.

Схемы подключения

В зависимости от ИЗУ схемы различаются. ИЗУ бывает двухконтактным и трехконтактным. Ниже представлены схемы для обоих случаев.

В схемах подключения натриевых ламп дроссель всегда подключается последовательно, тогда как зажигающее устройство включается параллельно.

Реактивность мощности во время запуска требует включения в цепь конденсатора, снижающего помехи и силу пускового тока. Обычно используют элемент емкостью 18-40 мкФ. Подключение конденсатора осуществляется параллельно источнику питания. Конденсатор стабилизирует напряжение и замедляет деградацию электродов.

Читайте также:
Настольные светильники в интерьере спальни

Меры предосторожности

При использовании газоразрядных натриевых ламп важно помнить:

  • Недопустимо отключать питание элемента срезу же после его включения. Нужно подождать хотя бы 1-2 минуты. Пренебрежение рекомендацией может привести к полному отказу запуска.
  • В помещении с элементом освещения должна быть система вентиляции. Это обусловлено повышенной теплоотдачей прибора и наличием в нем вредных веществ.
  • Не трогать лампу и отражатель во время работы голыми руками, это гарантировано вызовет серьезный ожог.
  • Во время установки колбы желательно пользоваться перчатками. Жировой налет при нагревании может привести к взрыву колбы. Попадание воды на открытые элементы запрещено.
  • Используемый вместе с лампочкой балласт может разогреваться до температур около 150 градусов. Рекомендуется убирать его под огнеупорный кожух, чтобы защитить от попадания влаги и мусора.
  • Нельзя браться голыми руками за токопроводящие элементы или допускать попадание на них влаги. Также рекомендуется периодически проводить проверку проводки на наличие повреждений, прожогов или коротких замыканий. Провода в данном случае должны быть особые, рассчитанные на работу с экстремально высокими напряжениями.

Утилизация

Натрий – летучее вещество, которое легко воспламеняется при контакте с воздухом. К тому же в элементах присутствует ртуть – опасный радиоактивный элемент, способный вызывать тяжелые отравления. По этой причине просто выбрасывать натриевые источники освещения недопустимо. Их нужно утилизировать как потенциально опасные отходы вместе с другими энергосберегающими лампами.

В крупных городах для утилизации предусмотрены баки. Если это невозможно, обратитесь в ближайшую светотехническую мастерскую, производственное предприятие или вызовите службу сбора опасных отходов.

Достоинства и недостатки

У натриевой лампы имеются как достоинства, так и недостатки. Учитывая их, вы избежите неприятных сюрпризов.

  • Высокий показатель светоотдачи по сравнению с другими осветительными приборами. Для НЛВД показатель может достигать 150 лм/Вт, а для НЛНД даже 200 лм/Вт.
  • Большая часть представленных моделей способна работать очень долго, а максимальный ресурс составляет 28 000 часов.
  • В период эксплуатации параметры эффективности остаются на одном уровне.
  • Устройства испускают очень комфортный для глаз свет.
  • Натриевые лампы способны стабильно функционировать при температурах от –60 °С до +40 °С.

Не обошлось и без недостатков, к которым относят следующие:

  • С момента запуска до выхода на номинальную мощность может пройти около 10 минут.
  • Во многих элементах внутри колбы присутствует вредная ртуть.
  • Взрывоопасность, связанная с вероятностью контакта натрия с воздухом и быстрым возгоранием.
  • Иногда сложно подключить пускорегулирующую аппаратуру.
  • При работе наблюдаются значительные потери мощности (до 60%).
  • Цветопередача низкая.
  • При подключении к сети 50 Гц наблюдаются значительные пульсации.
  • Для зажигания требуется большое напряжение.

Недостатки весомые, однако для организации высокомощного уличного освещения натриевые источники представляются удобным вариантом.

Натриевые лампы высокого и низкого давления

Натриевая лампа (НЛ) – это источник света, в котором рабочим веществом, генерирующим свет, являются пары натрия (Na), щелочного металла, вещества с атомным номером 11 в таблице Д. И. Менделеева. Излучение возникает в результате газового разряда, который получают, применяя высокое напряжение к электродам. При достижении напряжения пробоя возникает поток электронов, передающих энергию атомам натрия. Полученная энергия генерирует переходы между спектральными уровнями атома, которые излучают кванты в видимой части спектра (оранжево-желтого цвета, D-линии с длинами волн 589 нм и 589,6 нм). Получаемое излучение можно считать почти монохроматическим.

Основное отличие этого класса газоразрядных ламп от люминесцентных, также использующих пары металла (ртути), состоит в том, что источником света являются непосредственно атомы металла, а не опосредованный механизм возбуждения переходов в атомах люминофора за счет люминесценции. Натриевые светильники имеют ряд неоспоримых достоинств, позволяющих им конкурировать на рынке светотехники.

  1. Типы натриевых ламп
  2. Пускорегулирующая аппаратура (ПРА) для НЛВД
  3. Преимущества и недостатки натриевых газоразрядных ламп
  4. Сферы применения

Типы натриевых ламп

В зависимости от рабочего значения давления паров натрия, выпускаются лампы двух видов источников света: натриевые лампы низкого давления (НЛНД) и натриевые лампы высокого давления (НЛВД). Первоначально был освоен выпуск НЛНД. В 30-х годах прошлого столетия эти лампы стали широко применяться в Европе.

Излучение этой лампы считается самым комфортным по воздействию на зрение человека, поскольку свечение наиболее близко к натуральному освещению. Рабочее давление в НЛНД составляет 0,2 Па и достигается при температуре жидкой фазы натрия 270–300 °С. При этих значениях генерируется излучение с длиной волны 589 нм (первый максимум D-линии). Внутренняя колба лампы изготавливается из боросиликатного стекла, устойчивого к агрессивному воздействию паров натрия.

Натриевая лампа низкого давления

Максимальная светоотдача получается при давлении паров натрия порядка 10 кПа и температурах 650–750 °С. Такие значения обеспечивают работу лампы высокого давления (НЛВД). При этом основной вклад в световой поток дает D-линия с длиной волны 589,6 нм. Помимо натрия добавляются пары ртути (амальгама натрия) и инертный газ ксенон (Xe), что позволяет снизить напряжение розжига до 2–4 кВ. Производятся также НЛВД без добавления ртути, обеспечивающие требования экологической безопасности.

Несмотря на то, что принцип работы лампы был понятен, производство НЛВД началось гораздо позже, в 60-х годах 20-го века. Только после разработки технологии получения специального светопропускающего материала для газоразрядной трубки, способного сохранять работоспособность при воздействии паров натрия и 1 300–1 400 °С, удалось наладить широкомасштабный выпуск НЛВД. В качестве материала, имеющего вышеуказанные свойства, послужила поликристаллическая окись алюминия Al2O3.

Конструкция натриевой лампы высокого давления, где:

  • 1 – внешняя колба;
  • 2 – цоколь;
  • 3 – металлические контактные пластины;
  • 4 – горелка;
  • 5 – электроды;
  • 6 – инертный газ (Ar, Xe);
  • 7 – амальгама натрия;
  • 8 – ниобиевый ввод;
  • 9 – соединительные провода;
  • 10 – пластины из молибдена;
  • 11 – геттеры (газопоглотители).
Читайте также:
Отделка пола на балконе: выравнивание поверхности, укладка утеплителя и обрешетки

Трубка из окиси алюминия с размещенными внутри нее токовводами располагается внутри дополнительной, защитной колбы из стекла с повышенной термостойкостью. Внутренность защитной колбы откачивается (вакуумируется) и подвергается отжигу (дегазируется) для удаления ненужных примесей. Эта процедура обеспечивает рабочий температурный режим лампы и защищает токовые вводы из ниобия от воздействия посторонних примесей. В горелке НЛВД находятся инертный газ или смесь (Ne, Ar) и амальгама натрия (сплав натрия и ртути). Лампы дают оранжевый или желтый свет. Цветопередача этих ламп лучше, чем у НЛНД при меньшей светоотдаче (до 150 лм/Вт).

Пускорегулирующая аппаратура (ПРА) для НЛВД

Для запуска натриевых ламп применяются специальные ПРА, позволяющие зажечь разряд (дугу) в лампе и ограничить лавинообразное нарастание тока, которое может привести к выходу работающей лампы из строя. По аналогии с люминесцентными лампами применяются ПРА двух видов: электромагнитные (ЭмПРА) и электронные (ЭПРА). Кроме этого иногда требуется применение импульсного зажигающего устройства (ИЗУ). Время запуска составляет 3–5 минут, а выход на полную мощность достигается в течение 10 минут. ПРА состоит из:

  • индуктивного дросселя, который служит для ограничения тока электрической дуги;
  • ИЗУ, необходимость которого обусловлена созданием в момент включения напряжения в несколько киловольт для поджига. Это устройство аналогично стартеру в люминесцентных лампах;
  • фазокомпенсирующего конденсатора, позволяющего снизить нагрузку и уменьшить риски перегорания проводки.

Подключение натриевой лампы

Преимущества и недостатки натриевых газоразрядных ламп

  • высокая светоотдача: для НЛВД – 150 лм/Вт, для НЛНД – 200 лм/Вт. Такие значения позволяют этим лампам оставаться лидером по показателю эффективности среди электрических источников света;
  • большой срок службы – до 28 000 часов;
  • устойчивость параметров эффективности во время всего срока эксплуатации;
  • комфортный для человеческих глаз цвет излучения;
  • широкий диапазон рабочих температур – от –60 °С до +40 °С.
  • инерционность при включении может достигать 10 мин;
  • наличие ртути;
  • взрывоопасность, т. к. при контакте натрия с воздухом возможно возгорание;
  • сложность подключения и обслуживания ПРА, который характеризуется большими габаритами и потерями (до 60% от потребляемой мощности);
  • плохие цветопередающие свойства (коэффициент порядка 25);
  • повышенная пульсация светового потока с частотой сети 50 Гц;
  • большое напряжение зажигания и еще большее – при перезапуске;
  • постепенный рост потребляемой мощности в течение эксплуатации – до 40% относительно первоначального значения.

Сферы применения

  • внешняя подсветка больших открытых пространств, улиц, загородных магистралей;
  • освещение туннелей, спортивных сооружений, строительных, контейнерных площадок;
  • освещение вокзалов и аэропортов, где пребывание людей кратковременно;
  • подсветка архитектурных сооружений;
  • освещение складских и производственных помещений, для которых нет необходимости обеспечения высоких показателей по цветопередаче;
  • использование в автомобильных фарах для улучшения видимости в тумане и при снегопаде;
  • НЛВД применяются в растениеводстве для круглогодичного освещения растений, что значительно повышает темпы роста и урожайность.

Уличное освещение натриевыми лампами

Применение натриевых ламп в растениеводстве. Для освещения растений в теплицах, цветниках и оранжереях чаще всего применяются натриевые лампы. Спектральный состав света, создаваемого газовым разрядом в парах натрия, оптимально подходит для выращивания плодоносящих растений. Лучшим выбором является версия натриевой лампы высокого давления марки ДНаТ (дуговая натриевая лампа). Многочисленные исследования показали, что для продуктивного роста растений необходима освещенность с длинами волн 470–670 нм. В спектральном составе НЛВД имеются такие пики.

Спектральный состав лампы ДНаТ 400

Лампы ДНаТ имеют очень высокую светоотдачу: при мощности ламп 400–600 Вт светоотдача достигает значений в 140 лм/Вт.

В продаже имеются лампы мощностью от 75 до 1 000 Вт. Для растениеводства достаточно ламп от 75 до 400 Вт. При большей мощности будет происходить перегрев листьев. Конструкция светильников для ламп ДНаТ должна обеспечивать защиту от загрязнения и попадания воды. Для предотвращения перегрева лампы необходимо предусмотреть возможность свободной циркуляция воздуха для отвода тепла. Следует отметить, что на эффективность системы освещения влияет правильно подобранный рефлектор (отражатель). Наилучшие показатели КПД по отражению у светильников, отражающая поверхность которых имеет форму параболы.

Выпуску дуговых ламп для целей растениеводства уделяют серьезное внимание компании-гиганты светотехнического рынка: Osram, Sylvania, Philips. Их изделия адаптированы для растениеводческих целей, они обеспечивают оптимальные спектральные характеристики и повышенный (по сравнению с обычными ДНаТ) на 7–10% световой поток.

Применение НЛВД особенно эффективно при выращивании таких светолюбивых растений, как томаты и перцы. Достаточно просто подключить лампу ДНаТ, чтобы убедиться в быстром увеличении объема лиственной массы, активном цветении и образовании большого количества плодов и цветов.

Применение натриевых ламп в теплицах Пример использования натриевых ламп в теплицах

Дуговые натриевые трубчатые лампы (ДНаТ)

Мы с вами в блоге много раз обсуждали лампы — люминесцентные, светодиодные , металлогалогенные и галогенные. Помимо этих ламп существует ещё много разных источников света, которые в современном мире также широко используются. Даже при условии, что их все можно так или иначе заменить на светодиодный аналог, они до сих пор популярны. Сегодня мы с вами поговорим про ДНаТ. Это те самые лампы, которые освещают улицы и магистрали. Да, в московской области большинство магистралей уже освещено светодиодными светильниками. Но есть одно «но», Москва — не вся Россия. В большинстве случаев, более чем в 50 км от Москвы стоят не светодиодные лампы, а ДНаТ или ДРЛ. Про последние, мы поговорим в следующий раз, а к первым, предлагаю переходить немедленно.

Особенности

ДНаТ — это натриевая газоразрядная лампа. Светящимся телом такой лампы, является ни что иное, как газовый разряд в парах натрия. Такая лампа имеет ярко оранжевый спектр свечения благодаря резонансному излучению паров натрия. Для того, чтобы загоралась натриевая лампа, специальное пускорегулирующее устройство в два раза повышает частоту разрядов тока. В связи с этим, лампа имеет достаточно высокий коэффициент пульсации. Из-за того, что лампа обладает высоким коэффициентом пульсации и достаточно необычным цветом светового потока, в основном её используют для освещения улиц и магистралей, так как в этих местах нет особых требований к пульсации и цветопередаче, зато нужен высокий световой поток. И тут натриевая лампа высокого давления не имеет равных, её светоотдача около 150 люмен на ватт. Получается, если рассматривать её с точки зрения светового потока, то она в полтора раза круче светодиодной. Но помимо светового потока есть ещё и коэффициент цветопередачи. А он очень важен, при освещении большинства помещений. Если вы рисуете или работаете с фотографией, то для вас это определенно важно. Ведь если ваша работа будет происходить при искаженном свете, вряд ли результат будет удовлетворительным. Однако при наружном освещении этот показатель не столь значителен.

Читайте также:
Подушка ортопедическая: основные виды, назначение и преимущества

Конструкция лампы ДНаТ

Вообще все натриевые лампы делятся на два основных типа — низкого и высокого давления. Зависит это от парциального давления паров натрия в лампе. Мы с вами сегодня говорим только о натриевых лампах высокого давления, которые в России называются ДНаТ. Давайте подробнее разберёмся в их конструкции, и сделаны они по принципу термоса, да-да, это тот, что в походах не даёт остывать чаю. Это сделано для того, чтобы пары натрия не остывали, так как количество выделяемого освещения прямо пропорционально температуре. Эффект термоса достигается помещением одной колбы в другую. Внешняя колба делается из теплоустойчивого стекла и отделена от внутренней прослойкой воздуха. Материалы изготовления внутренней колбы гораздо интереснее. Она изготовлена из стекла с большим количеством оксида алюминия. Такие материалы позволяют добиться высокого качества стекла и наличия двух очень важных свойств — способность выдерживать коллоидальные температуры и устойчивость к электричеству. С первым мы уже разбирались, поговорим про второе свойство. Так как в этой лампе телом начала служит газовый разряд в парах натрия, там обязательно должна быть электрическая дуга. А она — это открытый источник электричества, и если колба под её действием разрушится, то не миновать беды. Если резюмировать всю конструкцию, то мы получаем лампу, состоящую из горелки и внешней колбы. В горелке проскакивает электрическая дуга, которая создаёт газовый разряд и заставляет лампу светить. Внешняя колба не даёт горелке остывать. Кстати, именно поэтому уличные фонари при включении медленно разгораются. Все те, кто живут в городах, наверняка обращали на это внимание.

Преимущества

Теперь поговорим о преимуществах таких ламп. Самое главное преимущество — срок службы. Такие лампы имеют заявленный срок службы около 12 000 часов. Также, у натриевых ламп высокого давления огромный световой поток, от 125 до 160 люмен на ватт. У хороших производителей, которые делают подобные лампы, ввиду использования качественных комплектующих, происходит минимальное количество отказов. Только хорошие производители применяют к конструкции своих ламп газопоглотители. Эти устройства позволяют контролировать световой поток и помогают поддерживать его на оптимальном уровне.

Выбор

Нам с вами нужно разобраться как выбирать натриевые лампы высокого давления. Основных критериев несколько — мощность и цоколь. Мощность такой лампы может быть от 70 до 1000 и более ватт. Вопрос только в том куда и зачем, вы будете её устанавливать. Как только вы определились с местом установки лампы, можно переходить к цоколю. Он зависит от мощности лампы. Для ламп мощностью до 150 ватт можно найти цоколь Е27, для всех более высоко мощных ламп только Е40. И, казалось бы, на этом все, но я вам сейчас напомню ещё кое о чем. Обратите внимание на маркировки индекса цветопередачи и светового потока. Индекс цветопередачи, как мы с вами выяснили, у таких ламп не очень, но чем он выше, тем он лучше. Такая же история и со световым потоком, возможно вы найдёте лампу, со светоотдачей даже больше чем 150 люмен на ватт. Ведь прогресс не стоит на месте, и лампы постоянно совершенствуются.

Резюме

Вывод. На сегодняшний день, натриевые лампы высокого давления — это незаменимые источники света для освещения улицы. Это происходит из-за прекрасного сочетания невысокой цены и огромного количества плюсов. Помните, на подобных лампах не стоит экономить, и дело тут не в натрии. Натрий вообще не вреден, есть такое химическое соединение с этим металлом, которое является усилителем вкуса и называется он пищевая соль. Но его не вредность, не доказывает, что некачественная лампа не может быстрее выйти из строя. А чем чаще они выходят из строя, тем чаще их нужно менять. И главная проблема заключается в том, что такие лампы, как правило установлены в светильниках на шестиметровых опорах. А это значит, что их очень сложно поменять. Замена таких ламп недешёвое дело, так как требует специальной техники. Так что стоит задумываться над качеством покупаемой продукции. До новых встреч!

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: