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.
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.
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 Al 2 O 3 .
- 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).
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.
Преимущества и недостатки натриевых газоразрядных ламп
Преимущества:
- 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.
Недостатки:
- 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 , что значительно повышает темпы роста и урожайность.
Применение натриевых ламп в растениеводстве. Для , 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.
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.
Они характеризуются высокой передачей света и незначительным снижением световых потоков при длительной работе.
Часто натриевые лампы применяют для экономного освещения внешних объектов - улиц и строительных площадок, транспортных магистралей и тоннелей, архитектурных сооружений, вокзалов и аэропортов, других объектов, требующих контрастной видимости при любых погодных условиях. Кроме того, такие лампы находят широкое применение для освещения цветников и теплиц с растениями.
Дуговая натриевая трубчатая представляет собой стеклянный баллон, содержащий специальную «горелку» - цилиндрическую трубку с чистой закисью алюминия. Данная трубка заполнена парами натрия и ртути. Кроме того, эти лампы содержат пусковой газ - ксенон.
Различают их два вида - натриевые лампы высокого давления, которые позволяют получать монохромное излучение светло-оранжевого цвета, а также низкого давления, которые обеспечивают примерно 200лм/Вт, но характеризуются теплым цветным диапазоном.
Следует отметить, что натриевые лампы подключаются по-особому - с помощью специального пускорегулирующего аппарата и импульсно-воспалительного устройства, хотя некоторые производители выпускают такие лампы с пусковой антенной, которая имеет вид проволоки, что обвивается вокруг «горелки».
Если говорить о преимуществах натриевых ламп, то следует отметить следующие характеристики:
Высокая светоотдача;
Длительный период эксплуатации (до 32 тысяч часов);
Незначительное изменение при работе;
Экономичность применения;
Диапазон рабочих температур, который составляет -60 - +40 ° С.
Несмотря на перечисленные достоинства, натриевые лампы имеют определенные недостатки:
Могут применяться только тогда, когда не предъявляются высокие требования относительно хорошей цветопередачи. Кроме того, при длительной работе они меняют свой цветовой диапазон;
Эффективность данных ламп зависит от температуры окружающей среды - в холодную погоду они светят хуже;
Не являются экологическими, так как содержат соединения натрия с ртутью;
При эксплуатации проходит утечка атомов натрия, что требует использования монокристаллической разрядной трубки;
Для полного запуска данного вида ламп и установления стабильных световых характеристик должно пройти не менее 7 минут.
Учитывая такие особенности натриевых ламп, их лучше применять в случаях, когда требуется мощный и экономичный источник света, а правильная цветопередача не очень важна.
Стоит отметить, что мощность данных ламп должна подбираться в соответствии с их использованием. Так, для цветников, теплиц или питомников для растений лучше всего применять лампы на 150 или 250 Вт. Натриевые с мощностью более 400 Вт не применяются, так как они способны сжечь листки. При правильном применении данного источника света можно улучшить рост растений и интенсивно их выращивать в течение всего года.
Одним из популярных вариантов подсветки улицы является использование натриевых лампочек. Именно эти источники света сегодня вносят ощутимый вклад в уличное освещение.
Натриевая лампа для уличной подсветки
Несмотря на то, что сегодня многие области освещения активно захватывают светодиодные лампочки, натриевые источники света до сих пор пользуются огромной популярностью в системе наружной подсветки. Данная статья расскажет вам о том, что собой представляют такие лампочки, каков принцип ее работы и многие другие нюансы использования их в системе уличного освещения.
Особенности строения
Натриевые газоразрядные лампы, используемые часто для наружного типа подсветки, приставляют собой современный источник света, который появился в результате попытки модернизации ламп накаливания. В качестве светящегося тела здесь используются пары натрия. Такие лампы еще имеют аббревиатуру ДНАТ, что расшифровывается как «Дуговая Натриевая Трубчатая Лампа».
Строение ДНАТ
Из-за того, что натриевые газоразрядные лампы для создания газового разряда используют пары натрия, то светильники, в которые они вкручиваются, светят ярко-оранжевым оттенком. Этот свет отлично смотрится в качестве уличного типа освещения. Поэтому в светильники наружного освещения улиц и дворов все чаще вставляют именно такие лампы, заменяя ими устаревшие ртутные газоразрядные источники света.
ДНАТ представляет собой эффективную разновидность источников света, поскольку в их характеристики входит высокая световая отдача. Натриевые лампы среди всех газоразрядных моделей характеризуются максимальными показателями светоотдачи, при этом качество светового потока со временем падает незначительно.
Натриевые лампы работают так:
- внутри лампы имеют трубку — «горелку». Она изготовлена из алюминиевой керамики. Эта трубка заполняется разреженным газом (пары натрия, смешанные с ртутью);
Обратите внимание! Из горелки откачан весь воздух, что обеспечивает сохранность целостности лампочки во время своей работы.
- данная схема содержит пары ртути для того, чтобы ограничивать ток и используются как индуктивный балласт (электронный балласт);
- при прохождении электрического тока по лампочке, ее электрическая схема активируется и наблюдается создание электродуги между двух электродов. Между этими электродами в парообразном состоянии находится натрий.
Для зажигания холодной лампы ДНАТ напряжения сети будет недостаточно. В связи с этим натриевые лампочки принцип имеют определенный способ подключения. Для их подключения сегодня используют специальное импульсное зажигающее устройство (ИЗУ). Схема подключения будет рассмотрена ниже. ИЗУ, после подключения начинает генерировать импульсы напряжением. Эти импульсы могут достигать несколько тысяч вольт. При таком напряжении гарантированно возникнет электрическая дуга.
Свечение ДНАТ
Поскольку основной поток светового излучения генерируют ионы натрия, то натриевые лампы будут создавать световой поток характерного желтого цвета. Такой свет считается наиболее приемлемым для людей, так как он приближен к показателям естественного освещения.
Сразу же после возникновения и стабилизации дуги, такие лампы будут светить слабо, так как энергия станет расходоваться на нагревание горелки. По этой причине включенные светильники уличного типа вначале будут давать слабый свет, яркость которого будет нарастать по мере прогрева горелки. Примерно через 10 минут с начала работа осветительного прибора, яркость у натриевой лампы достигнет своего нормального уровня.
Виды ДНАТ
На сегодняшний день натриевые лампочки делятся на два принципиально различных подтипа:
- лампы низкого давления или НЛНД. В характеристики данного вида этой продукции входят такие параметры, как высокий показатель надёжности, отличная светоотдача, эффективности потребления энергии. Поэтому уличные светильники очень часто оснащают именно НЛНД;
Обратите внимание! Использовать ламп НЛНД для освещения помещений не рекомендуется, так как при создаваемом ими световом потоке сложно различать цвета окружающих предметов.
Внешний вид НЛНД
- лампы высокого давления или НЛВД. Такая продукция стоит не дорого, но вот они редко используются как источник света для уличного типа освещения. Их наиболее часто применяют для подключения в светильники, предназначенные для подсветки спортивных сооружений, а также коммерческих или производственных помещений. Здесь обычно используются консольные светильники.
Обратите внимание! НЛВД, после подключения в светильники внутреннего типа, дают возможность хорошо различать практически любой цветовой диапазон. Исключение составляет только коротковолновой диапазон, в котором возможен эффект потускнения цветов.
Внешний вид НЛВД
НЛВД имеют самый высокий КПД (примерно 30%). При этом они уступают НЛНД такие характеристики, как световая отдача срок службы.
Таким образом, для организации уличного вида освещения вполне можно использовать натриевые лампочки низкого давления.
Технические параметры
Сегодня натриевые лампы часто используются для организации уличного типа освещения. Причем они могут вкручиваться как в обычные светильники, так и в консольные установки или фонари. Наиболее широкое применение они нашли именно в системе наружной подсветки.
К положительным моментам использования ДНАТ можно отнести:
- стабильное и яркое свечение, которое наблюдается на протяжении всего срока эксплуатации лампочки;
- возможность установки в различные светильники (например, консольные, фонари и т.д.);
Светильники уличного назначения с ДНАТ
- цвет излучения может быть как желтым, так и нейтрально-белого. Для изменения цвета свечения используют различные газовые смеси;
- снижение эксплуатационных затрат;
- такие изделия имеют достаточно продолжительный период службы, особенно если сравнивать их с лампами накаливания и галогеновыми источниками света;
- защита от УФ излучения;
- компактные размеры лампы, которые сочетаются с возможностью создания пучков высокой интенсивности.
Помимо этого следует знать, что натриевые лампы должны вкручиваться в те светильники, которые оснащены защитным стеклом, т.е. закрытого типа.
Для подсветки дома и помещений общественного назначения, такие лампочки практически не применяются по следующим негативным моментам, которые имеются в их работе:
- шум, который издают пускорегулирующая аппаратура;
- возможность появления эффекта мерцания;
- отсутствие возможности быстрого повторного включения. Для того, чтобы натриевая лампочка зажглась необходимо дождаться ее полного остывания;
- необходимость использования при подключении зажигающего устройства и балластов. Также здесь понадобятся токовые предохранители типа IEC1167.
Как видим, такие характеристики не приемлемы для системы домашнего освещения, но вполне сгоняться для уличной подсветки.
Где можно встретить
Поскольку технические характеристики натриевых лампочек не очень подходят для работы в условиях дома, то максимальное применение они нашли в системе уличного освещения. Для их подключения используется специальная схема, позволяющая использование таких источников света в наружной подсветке. Они применяются для освещения:
- городских улиц и придомовых территорий;
- площадей, парков и скверов;
- автомагистралей, транспортных пересечений, а также пешеходных переходов и зон;
Подсветка ДНАТ автомагистрали
- туннелей, вокзалов, аэропортов, спортивных сооружений;
- архитектурных зданий и строительных площадок;
- складских и производственных помещений.
С помощью натриевых лампочек можно создать следующие типы освещений:
- общее;
- рабочее;
- художественное;
- акцентирующее;
- дополнительное.
Несмотря на некоторые недостатки в своей работе, натриевые источники света заняли достаточно внушительную нишу уличного освещения и не намерены уступать ее другим лампочкам.
Особенности установки
Натриевые лампы, из-за специфики своей организации и принципа работы имеют определенные требования к своему подключению в осветительные приборы. При этом ДНАТ все равно, в отличие от металлогалоидных источников света, в каком положении им предстоит работать. Несмотря на это утверждение многие года практики показали, что наиболее предпочтительнее схема подключения, при которой лампочка занимает горизонтальное положение. Это связано с тем, что в таком положении такой источник света будет испускать световой поток в сторону.
Подключение ДНАТ
Для подключение ДНАТ всегда необходим балласт. Он необходим для того, чтобы осуществить разогрев лампочки при ее включении, а также для ее дальнейшей нормальной работы.
В качестве балласта для натриевых ламп используют пускорегулирующий аппарат (ПРА). Также на его роль подходит и электронный ПРА (ЭПРА) или импульсное зажигающее устройство (ИЗУ).
Обратите внимание! Наиболее часто в роли балласта для натриевых ламп применяют именно ПРА. В их роли выступают индуктивные балластные дроссели. С их помощью происходит стабилизация и ограничение тока.
ИЗУ применяются для разогрева лампочки. Внешне данное устройство имеет вид отдельного небольшого блока (показано на фотографии). Он на электроды лампочки подает мощный импульс, имеющий высокое напряжение. В результате этого и происходит пробой в газовой смеси, помещенной внутрь колбы источника света.
Поскольку уличные светильники часто используют в качестве источника света именно натриевые лампочки, то такие осветительные приборы часто уже содержат в своей конструкции необходимые устройства для подключения к ним ДНАТ. Это так называемые консольные светильники, имеющие марку ЖКУ. Поэтому в такой ситуации схема подключения будет выглядеть довольно просто, так как здесь всего то и нужно, что подключить клеммы светильника к питающему напряжению.
Вариант схемы сборки
Эта схема позволит осуществить подключение натриевой лампы своими руками. Как видим, на ней указаны все компоненты, перечисленные выше.
Обратите внимание! Сегодня двухобмоточные дроссели считаются устаревшими. Поэтому для подключения ДНАТ следует использовать однообмоточный дроссель.
Поскольку производители на данный момент выпускают различные модели ИЗУ (с двумя и тремя выводами), указанная выше схема может претерпевать некоторые изменения, связанные с особенностями данного устройства.
Ориентируясь по схеме, вы сможете без особых проблем подключить своими руками натриевую лампочку.
Заключение
Натриевые лампочки на сегодняшний день довольно широко используются для уличного освещения самых разнообразных сооружений инфраструктуры населенных пунктов. Они создают качественное освещение улиц и дорог, но для этого их нужно обязательно правильно подключить, с чем мы и разобрались в нашей статье.
Лампа натриевая. Многие из вас уже слышали про натриевые лампы высокого давления. Они пришли на смену небезопасным ртутным лампам. В настоящее время в качестве уличного освещения используются три типа ламп: дуговые ртутные лампы, дуговые натриевые лампы и светодиодные прожектора. Эти виды прожекторов отличаются по спектру светового излучения.
Так, например, лампы ДРЛ светят только белым светом. Светодиодные прожектора также работают только в «холодном белом» оттенке. В отличие от них, натриевые лампы излучают желтое свечение.
Первоначально, натриевые лампы производились низкого давления. Но определенные сложности в производстве и низкая цветопередача привели к тому, что этот вид ламп не нашел широкого применения. После продолжительного существования ДРЛ, появились натриевые лампы высокого давления.
Главным преимуществом данного типа ламп является их длительный срок эксплуатации, который значительно превышает срок службы других видов ламп накаливания, кроме светодиодных. К преимуществам натриевых ламп можно отнести минимальную потерю светоотдачи, высокий КПД, значительно большая светоотдача и др.
Использование ламп для тепла.
Естественно, теплое и ласковое солнышко, нам ничего не сможет заменить. Но если только рассматривать вариант в качестве подсветки, и учитывая оптимальное соотношение цены и качества данной продукции, то натриевые лампы высокого давления являются самым оптимальным вариантом. Конкурентов такого уровня найдется не так уж и много.
Однако и натриевые лампы имеют некоторые недостатки. Так, например, для роста комнатных и парниковых растений наиболее востребованными являются два цветовых спектра.
Каждый из них необходимым в определенный период вегетации. Во время интенсивного роста растениям нужен синий спектр цвета, а для плодов – требуется красный спектр.
Натриевые лампы как раз излучают красный спектр цвета. Исходя из этого общеизвестного факта, мы понимаем, что в начальной фазе развития растения натриевые лампы не рекомендуется использовать, так как неокрепшее растение будет сильно вытягиваться, и в результате мы получим хилое и слабое растение.
Натриевые лампы принесут большую пользу, когда растение будет полностью подготовлено к цветению и плодоношению. Но, как правило, садоводы по этому поводу сильно не задумываются, и размещают в теплицах или натриевые лампы, или лампы с зеркальным слоем.
Натриевые лампы с зеркальным слоем отличаются более долгим сроком эксплуатации и высоким коэффициентом полезного действия. Эти лампы в основном применяются для выращивания растений и имеют соответствующую маркировку. По своим характеристикам они не сильно отличаются от обычных натриевых ламп высокого давления, но ценовая категория этого вида товара значительно выше. Приобретая данную продукцию, будьте особо внимательны, так как очень часты случаи подмены дорогого товара более дешевым.
Мощность и другие характеристики натриевых ламп.
Значение данного показателя находится в пределах от 50 ватт до 1000 ватт. Но это не является основным показателем. Не меньшая по значимости величина – это световой поток. Некоторые производители выпускают натриевые лампы, которые характеризуются световым потоком 3700 люменов, а компания Philips производит лампы 4400 люменов. Такие показатели говорят о значительном КПД лампы. Соответственно, подбирая необходимые показатели лампы, обращайте свое внимание и на величину светового потока.
Не менее важными характеристиками являются напряжение. В промышленности натриевые лампы выпускаются с напряжением 220 вольт.
Виды натриевых ламп.
Натриевые лампы подразделяются на трубчатые, лампы в светорассеивающей колбе, натриевые матированные лампы и зеркальные лампы. Необходимо заметить, что натриевые трубчатые лампы можно зажечь только высоким напряжением, находящимся в пределах 6000 вольт.
А вот лампы ДРЛ зажигаются от привычного нам сетевого напряжения. Вот почему для ДНаТ применяют ИЗУ. Кроме этого, необходимо, чтобы был балласт с отметкой, разрешающий использование, для натриевых ламп. Аналогичные балласты используют и для других видов ламп: ртутных, ртутных и натриевых и др.
Некоторые из них являются совместимыми с другими видами ламп, другие – нет. Собирая схему самостоятельно, необходимо проявлять осторожность, так как существует вероятность поражения высоким напряжением, исходящим от ИЗУ. Длина проводов от балласта до лампы должна быть не менее 10 метров.
Длина питающего провода должна составлять 1 метр. До того, как натриевая лампа выйдет в рабочий режим, пройдет около 10 минут. В связи с такой особенностью процесса запуска, натриевые лампы нельзя часто включать и выключать. Особенностью натриевых ламп является их повышенная чувствительность к напряжению сети. Если напряжение в сети ниже нормы, то лампа может погаснуть. Повышенное напряжение в сети существенно сокращается срок службы.
Натриевые лампы – это электрические осветительные приборы, излучающие красную зону светового спектра (жёлто-оранжевый свет). Свет, практически имитирующий природный, получается благодаря газовому разряду, находящемуся в парах натрия. Из-за преобладающего резонансного излучения натрия и выходит такой цвет.
Различают два типа НЛ
– это лампы низкого (НЛНД)
и высокого давления (НЛВД)
.
Натриевые лампы
НЛВД – это лампы высокого давления, являющиеся одним из типов натриевых ламп. Этот электрический источник света относится к газоразрядным лампам.
1 — Резьбовой цоколь
2 — Геттер
3 — Вакуум
4 — Цилиндрическая колба
5 — Изолирующая пробка
6 — Электрод
7 — Керамическая дуговая лампа
8 — Спай дуговой лампы
Главные компоненты устройства:
- Цилиндрическая колба . Внешняя колба выполнена из термостекла. Далее её обрабатывают путём вакуумирования и после чего дегазируют. Благодаря такой тщательной обработке, колба поддерживает стабильную температуру при работе разрядной трубки и защищает токовые вводы от влияния атмосферных газов. Новинки среди НЛ могут иметь колбу другой формы, а также не одну, а две горелки.
- Горелка . Для производства разрядной трубки с токоотводами используют оксид алюминия АI203. Трубка наполняется буферными газами и сплавом с ртутью (амальгамой натрия). Для улучшения цветового диапазона, в горелку нередко добавляют ксенон. Некоторые горелки НЛ ртутью не наполняются. Горелку помещают внутри огнестойкой колбы.
Много специалистов разных производств работают над улучшением показателей цветопередачи в натриевых лампах.
Для этого применяются разные методы:
- Повышение компрессии паров натрия.
- Увеличение диаметра горелки.
- Введение излучающих добавок.
- Питание НЛ импульсным током с высокой частотностью.
- Нанесение на колбу интерференционного покрытия и люминофоров.
Ныне ведущие фирмы выпускают качественные НЛ с усовершенствованными цветопередающими свойствами.
Принцип работы НЛ
Принцип действия НЛ основан на дуговых разрядах, которые создают излучение. Пары натрия формируют газоразрядную среду в лампе и светятся цветами красного спектра (жёлтый, оранжевый, красный).
Запуск лампы и регулировка в нём тока, требует пускорегулирующую аппаратуру (ПРА), подключаемую к сети переменного тока с напряжением 220 В и частотой 50 Гц. При обычном аппарате не обойтись без импульсного зажигающего устройства (ИЗУ). Сейчас существуют лампы, которые используют пускорегулирующий аппарат электронный (ЭПРА), который не нуждается в ИЗУ. ЭПРА помимо того, что он не требует ИЗУ, обладает и другими достоинствами.
Плюсы, которые даёт ЭПРА:
- Снижает на 30% эелектропотребление.
- Стабилизирует мощность.
- Исключает наличие эффекта мерцания.
- Увеличивает светоотдачу.
- Повышает частоту тока.
- Увеличивает срок эксплуатации НЛВД.
Разгораются натриевые лампы около 3-5 минут. В начале эксплуатации НЛ излучают желтоватый или оранжевый цвет, но когда срок службы лампы подходит к концу, цвет освещения начинает варьироваться от тёмных оттенков оранжевого до красного.
Применение НЛ
Как и все натриевые лампы обеспечивают монохромное излучение. Подобное их специфическое свойство сужает сферу применения натриевых источников света высокого давления. Они имеют неудовлетворительную цветопередачу, но довольно высокую светоотдачу, поэтому их чаще используют для уличного, утилитарного и декоративного освещения. Т.е. в тех местах, где важны больше экономические показатели, чем достоверное воспроизведение цвета.
Чаще НЛ используют в освещении дорог, парков, скверов, торговых центров и т.п. Реже эти лампы применяют для подсветки архитектурных композиций.
НЛ часто эксплуатируют в растениеводстве в качестве освещения для растений. Золотисто-оранжевое излучение ускоряет процесс развития цветков и завязей. Использование этих ламп в теплицах сулит высокий урожай. Только их рекомендовано применять исключительно на последних этапах роста растений. Если же использовать раннее, то вместе с металлогалогенными лампами, имеющими синее свечение.
Виды НЛ и их маркировка
НЛВД отличаются мощностью и конструкцией. Они бывают низкой и высокой мощности, также их производят в 4-х разных вариантах, ещё выпускают натриевые безртутные лампы.
Варианты исполнения НЛ:
- Лампа, имеющая стеклянную или кварцевую колбу в форме цилиндра и два цоколя.
- Лампа с прозрачной цилиндрической колбой и винтовым цоколем (резьбовым).
- НЛВД с матовой или прозрачной колбой эллипсовидной формы и винтовым цоколем.
- С вмонтированным отражателем, колба которой имеет специфическую форму.
Таким образом, выделяют следующие типы натриевых источников света:
- ДНаТ . Дуговые натриевые трубчатые лампы выполнены в цилиндрической колбе. У ламп типа ДНаТ наибольший КПД, их можно отнести к наиболее экономичным источникам света. Выпускаются они разной мощности и обеспечивают контрастную видимость различных объектов при любых погодных условиях.
Какие объекты освещают лампами ДНаТ:
— туннели;
— промышленные зоны;
— аэродромы и вокзалы;
— улицы и транспортные магистрали;
— теплицы;
— клумбы и т.п.
- ДНаЗ . Эти лампы производятся в колбе эллипсоидной формы с внутренним зеркальным покрытием.
Особенности ДНаЗ:
— зеркальная алюминиевая плёнка, используемая в качестве внутреннего покрытия колбы, герметично изолированная от окружающей среды;
— вращающийся цоколь;
— КПД не ниже 95%;
— долговечность отражающих свойств;
— не нуждается в чистке;
— повышенная освещённость.
Срок службы и высокая производительность ДНаЗ обеспечены зеркальным слоем, так как благодаря этому, излучаемый свет в рабочем режиме прибора, не попадает на горелку.
Натриевые зеркальные лампы бывают разных модификаций. Они обеспечивают отменный рост растений, поэтому их широко эксплуатируют при выращивании декоративных и овощных растений.
- ДНаС . Натриевые спектральные лампы со светорассеивающей колбой эллиптической формы. В качестве внутреннего покрытия использован слой светорассеивающего пигмента, благодаря этому их можно применять в осветительных приборах, предназначенных для ламп ДРЛ (газоразрядных ртутных ламп). Для облегчённого зажигания, разрядные трубки ДНаС заполнены вместо ксенона смесью Пеннинга.
Применяется в следующих отраслях:
— химии;
— лабораторной и медицинской технике;
— спектроскопии;
— поляриметрии и т.п.
- ДНаМТ . Это дуговые натриевые лампы, выпущенные в матовой колбе.
Натриевая лампа с высокой мощностью (от 100 Вт) оборудованы цоколем Е40. Цоколем лампочек с мощностью ниже 70 ВТ – Е27.
НЛВД, выпущенные иностранными производителями, имеют разную маркировку. Каждая фирма маркирует лампы по-своему. Отечественные производители стараются придерживаться единства в маркировке этих лампочек.
Выделяют 4 вида натриевых ламп, которые принято обозначать: ДНаТ, ДНаС, ДНаЗ, ДНаМТ, — при этом первые три буквы «ДНа» значат, что лампа дуговая натриевая, Т- трубчатая, С – спектральная, З – зеркальная, МТ – матовая колба. После букв могут стоять разные цифры, указывающие на мощность и конструктивные особенности.
Достоинства и недостатки НЛ
Достоинства НЛВД:
- Высокая светоотдача.
- Наличие теплового излучения.
- Долговечность.
- Световой поток практически не изменяется на протяжении всей службы лампы.
- Высокий КПД.
- Температурная рабочая среда -60 …+40°С.
- Экономичность.
Недостатки НЛВД:
- По окончании службы лампы, её цветовой диапазон сменивается.
- Ртутные НЛВД нельзя назвать безопасными лампами.
- Их нельзя применять в сетях, в которых напряжение отличается от номинального на 5-10% или происходят постоянные скачки.
- Эффективность свечения снижается в мороз.
- Зажигание лампы и стабилизация её свечения занимает до 7 минут.
Учитывая особенности НЛ, оптимальным вариантом для их эксплуатации являются случаи, требующие экономичный и мощный источник света и не нуждающиеся в безошибочной цветопередаче.