Схема подключения лампы днат через дроссель дрл. Для запуска каких ламп используется изу. Как подключить натриевую лампу. Конструкция натриевой лампы

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта «Заметки электрика».

Чтобы добраться до клеммника, необходимо отвернуть 2 болта с пластиковыми головками (барашки) и наклонить светильник.

Жилы питающего кабеля подключаются на клеммник светильника следующим образом:

Как видите, . Фазу (L) необходимо подключить на клемму с двумя отходящими белыми проводами, ноль (N) — с синим отходящим проводом, а защитный проводник (РЕ) — по центру.

А сейчас рассмотрим внутреннюю схему светильника ЖКУ.

Схема подключения светильника для натриевых ламп

Из-за особенностей конструкции и принципа действия натриевых ламп, при их подключении необходимы:

пуско-регулирующий аппарат (ПРА), еще его называют дросселем или балластом

• импульсно-зажигающее устройство (ИЗУ)
• компенсирующий конденсатор

Существует две схемы подключения ламп ДНаТ:

В моем случае используется вторая схема:

Я специально на схеме выделил провода соответствующим цветом, которые Вы увидите на фотографиях ниже.

Элементы схемы

Рассмотрим все элементы, которые входят в данную схему:

1. ПРА (дроссель)

Вообще существует два вида ПРА (дросселей):

• электромагнитные или индуктивные (ЭМПРА)
• электронные (ЭПРА)

У каждого ПРА имеются свои, как достоинства, так и недостатки. Об этом я расскажу Вам в следующих своих статьях (чтобы не пропустить новые статьи — подписывайтесь на рассылку).

В рассматриваемом светильнике используется отечественный встраиваемый электромагнитный однообмоточный ПРА (дроссель) «Galad» 1И70ДНаТ46Н-666 УХЛ2. Он включается последовательно с лампой, тем самым ограничивая и стабилизируя ток ее потребления. Кстати, весит он 1,3 (кг) и его розничная цена составляет порядка 350-390 рублей.

Это я к тому, чтобы Вы ориентировались по ценам, вдруг придется менять его, ведь они частенько выходят из строя. Причин может быть несколько: межвитковое замыкание в обмотке, либо ее обрыв.

На корпусе дросселя изображена схема его подключения и некоторые характеристики.

• мощность 70 (Вт)
• напряжение 220 (В)
• рабочий ток лампы 1 (А)
• пусковой ток лампы не более 1,6 (А)
• коэффициент мощности 0,38
• ток, потребляемый из сети 0,54 (А)
• максимальная допустимая температура обмотки в рабочем режиме 130°С

2. Импульсно-зажигающее устройство (ИЗУ)

ИЗУ бывают двух видов:

• с тремя выводами
• с двумя выводами

В нашем примере используется отечественное компактное ИЗУ-1М 35/70-3 от ООО «Ремар» с тремя выводами. Розничная цена составляет порядка 120-150 рублей.

ИЗУ необходимо для «пуска» лампы ДНаТ. При включении светильника в сеть, оно подает кратковременный высоковольтный импульс 1,8-2,5 (кВ), который обеспечивает пробой газового промежутка в колбе лампы.

Для ламп ДРЛ ИЗУ не требуется.

Схему подключения и некоторые характеристики можно увидеть на его корпусе.

• напряжение 220 (В)
• напряжение срабатывания 170-195 (В)
• мощность лампы ДНаТ 35-70 (Вт)
• параллельный тип подключения
• амплитуда импульса 1,8-2,5 (кВ)
• длительность импульса не менее 1,62 (мкс)

3. Конденсатор

Для повышения коэффициента мощности (косинуса «фи») светильника используют конденсатор. В моем случае это пленочный полипропиленовый конденсатор К78-99емкостью 10±10% (мкФ) напряжением 250 (В), который подключается параллельно питающей сети (прямо на клеммник).

До компенсации косинус светильника был равен 0,38, после компенсации — 0,85.

Для каждого типа дросселя необходима определенная емкость конденсаторов. Ее можно рассчитать по формулам самостоятельно, а можно воспользоваться специальными таблицами от производителей.

Обслуживание светильников с ДНаТ лампами

Если своевременно проводить техническое обслуживание светильников, то срок их службы будет соответствовать заявленному в паспорте. Необходимо всего лишь периодически выполнять следующие действия:

проверять надежность контактных соединений в клеммнике, дросселя и ИЗУ

очищать светильник от пыли и грязи

если лампа ДНаТ сгорела, то на ее место устанавливать лампу аналогичной мощности, а не больше или меньше

P.S. На этом, пожалуй, все. Если есть вопросы по теме статьи, то готов ответить на них. Спасибо за внимание.

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

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

линейных люминесцентных;

компактных энергосберегающих:

бактерицидных;

кварцевых.

Высокое давление используется в лампах:

дуговой ртутной люминофорной (ДРЛ);

металлогенной ртутной с излучающими добавками (ДРИ) галогенидов металлов;

дуговой натриевой трубчатой (ДНаТ);

дуговой натриевой зеркальной (ДНаЗ).

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

Лампа ДРЛ

Особенности конструкции

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

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

кварцевая горелка;

электрические проводники от контактов цоколя;

два токоограничивающих сопротивления, вмонтированные в цепь дополнительных электродов

слой люминофора.

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

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

небольшая капелька ртути.

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

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

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

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

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

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

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

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

Схема подключения лампы типа ДРЛ

Четырехэлектродная ртутная лампа включается в работу через дроссель и .

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

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

Лампа ДРИ

Особенности конструкции

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

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

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

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

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

Принцип действия

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

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

Как работает ИЗУ

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

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

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

Схемы подключения лампы типа ДРИ

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

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

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

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

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

дроссель;

импульсное зарядное устройство.

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

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

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

Лампа ДРИЗ

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

Лампа ДНаТ

Особенности конструкции

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

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

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

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

Схемы подключения ламп типа ДНаТ

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

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

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

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

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

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

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

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

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

заниженный ресурс свечения;

зависимость от качества питающего напряжения;

стробоскопический эффект;

шум работающего дросселя и ПРА;

повышенное потребление электричества.

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

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

Назначение устройства

Устройство предназначено для использования совместно с газоразрядными лампами, взамен балластных дросселей.

Традиционное использование дросселей, в качестве ограничителей тока, приводит к возникновению значительной величины реактивной и полной потребляемой от сети мощности. Так, при использовании дросселей для ламп ДРЛ-125 коэффициент реактивной мощности =0,55. Электронные балласты повышают коэффициент мощности более чем до 0,92 с учётом потерь на переходах полупроводниковых приборов и токоограничительных элементах схемы. Один из известных недостатков газоразрядных ламп высокого давления – это невозможность быстрого повторного включения. Часто, при кратковременных “скачках” напряжения сети лампы гаснут и приходится ожидать несколько минут для повторного включения ламп. Это происходит при работе электроинструмента, сварочного оборудования в одной сети с лампами. Использование электронного балласта устраняет этот недостаток, лампы продолжают работать при “просадках” напряжения. Если же лампа погасла, то повторное включение происходит несколько раньше, чем при работе с дросселем.

Лампы ДРЛ, ДНАТ, в отличие от газоразрядных ламп комнатного освещения, не теряют интенсивности свечения при низких температурах воздуха. Лично я использую указанные выше лампы для освещения гаража, они являются основным источником света зимой, когда лампы ЛБ, ЛД едва светятся.

Для меня использование электронного балласта стало особенно актуальным при непрерывном росте стоимости электроэнергии.

Принципиальная схема и детали

Поиск готовых схемных решений электронных балластов привёл меня в уныние и негодование. Несмотря на активное использование энергосберегающих ламп, схем простых балластов для ламп ДРЛ я не смог найти.

Статья описывает достоинства использования МОП – транзисторов в полумостовых преобразователях. Именно по такой схеме построен балласт, как и большинство используемых сейчас балластов в энергосберегающих лампах. Основной сложностью создания балласта является отсутствие информации о типах и размерах магнитопроводов для трансформатора и балластного дросселя. Указанный в статье тип сердечника не дает возможности определить магнитную проницаемость, форму и размеры, необходимую информацию найти не удалось. Моя статья поможет вам определиться в выборе материалов и использовать доступные детали. В балласте изменена схема запуска, так как в наличии не оказалось двуханодных динисторов на момент испытаний. Уменьшено количество элементов, отсутствует управление включением ламп при наступлении сумерек. Таким образом, схема максимально упрощена. Дальнейшее описание будет предполагать нумерацию элементов указанную на схеме:

Известно, что полумостовые преобразователи с индуктивной обратной связью работают в режиме насыщения трансформатора Т1, таким образом, частота переключения транзисторов будет зависима от совокупности сразу нескольких факторов: тока протекающего в цепи лампы, тока в цепях L1, R6, VD2, L2, R7, VD3. Ток в цепи лампы непосредственно зависит и от частоты работы преобразователи и от индуктивности обмотки L4 трансформатора Т2. Таким образом, при создании первого экземпляра устройства, однозначно определить необходимое количество витков трансформаторов сложно. Первые экземпляры балластов намерено были изготовлены с магнитопроводом трансформатора Т2 избыточного сечения, чтоб исключить его насыщение. После успешного запуска и испытаний были уточнены размеры трансформаторов, количество витков, величина немагнитного зазора.

Таким образом, для использования с лампами ДРЛ 125, в качестве Т2, подойдёт ферритовый броневой магнитопровод из двух чашек M2000НМ, диаметром 30мм. В качестве трансформатора Т1 применено кольцо М2000НМ 17х10х5. Обмотка L3 содержит – 2,5 витка монтажного провода поверх обмоток L1, L2 в которых по 20 витков провода ПЭВ 0,35. Обмотки L1, L2 наматываются одновременно в два провода. При этом обмотка L4 содержит 52 витка, L5 – 3 витка провода ПЭВ 0,62 Немагнитный зазор трансформатора Т2 около 0,6мм.

При использовании указанных материалов, частота работы преобразователя около 38кГц в начале “разгона” лампы, и около 67 кГц после выхода лампы в рабочий режим.

Так как балласты изготавливались из материалов, которые были в наличии, то следующий экземпляр отличался размером магнитопровода Т1. На этот раз использовалось кольцо вовсе неизвестной магнитной проницаемости с размерами 14х8х4,5. В качестве Т2, тот же магнитопровод из двух чашек 30мм.

Изменяя количество витков обмоток L1, L2 можно в значительной степени изменять частоту работы преобразователя, но при этом придется корректировать количество витков обмотки L4 трансформатора T2. Так второй экземпляр устройства настроен на частоту преобразования 50-75 кГц, при этом L1, L2 содержат по 10 витков, L3 – 1,5, а L4 всего 39 витков, того же провода, что и в первом балласте. Частоту преобразователя так же можно изменить используя стабилитроны VD2, VD3 на различные напряжения и резисторы R6, R7 разного сопротивления. Речь идет об изменении тока в указанных цепях, просто различными способами, наиболее удобными для конкретного случая. Не стоит забывать, что рабочий диапазон частот для материалов М2000НМ до 100кГц.

В качестве VD2, VD3 использованы импортные стабилитроны в стеклянном корпусе 12В, мощностью 1,2Вт, парами соединённые катодами. В качестве теплоотводов использованы радиаторы выходных транзисторов кадровой развёртки телевизоров 3УСЦТ.

На схеме в скобках указаны элементы, используемые в балластах для ламп ДНАТ 250, ДНАТ 400. В схеме можно использовать транзисторы, указанные в статье, файл которой прилагается. В моём случае использовались транзисторы от старых блоков питания компьютеров: 2SK1024 и 2SK2828 - для ламп ДРЛ125. Для ламп ДНАТ 250, ДНАТ 400, пришлось приобрести IRFP460.

В балластах для ламп ДНАТ кроме более мощных транзисторов необходимо применить теплоотвод большей площади. Вполне подходит радиатор охлаждения процессоров ПК размером 90х65х35. В схеме для ламп ДНАТ в качество стабилитронов VD2, VD3 используется по одному стабилитрону Д815Е без теплоотвода. Трасформатор Т1 намотан на кольце 30х20х6,5 мм. L1, L2 по 20 витков ПЭВ 0,35, L3 - 1,5 витка монтажного провода. Трансформатор Т2 выполнен на броневом магнитопроводе М2000НМ из двух чашек диаметром 50мм, с немагнитным зазором около 1мм. L4 cодержит 34 витка провода ПЭТВ 0,95, L5 – один виток того же провода (для ДНАТ 250). Частота работы при этом 14-20 кГц. Как уже было сказано выше, частоту преобразователя можно изменить различными способами, в том числе используя магнитопроводы разного размера для Т1. В данном случае столь крупное кольцо применено лишь по причине отсутствия в наличие другого подходящего по размерам. Необходимо заметить, что при применении колец меньшего размера следует контролировать температуру магнитопровода, в случае значительного нагрева изменить режим работы балласта, либо применить кольцо большего размера. При монтаже трансформатора Т1, подключать обмотки необходимо согласно рисунка.

Обмотки L1, L2 на рисунке изображены намотанными отдельно друг от друга лишь для более понятного считывания правила подключения обмоток. Под указанные элементы рассчитаны печатные платы на рисунке. Не крепить трансформатор Т2 к плате металлическими деталями через центральное отверстие!!! Мы делаем балласт, а не индукционную печь!

Настройка устройства

Настройка устройства заключается в подборе количества витков обмотки L4, для получения необходимого значения напряжения на лампе, после её прогрева. Так, для ламп ДРЛ 125, рабочим напряжением считается величина действующего напряжения 125В.

Большинство простых мультиметров не даст возможности измерить напряжение на лампе на частотах работы преобразователя. Для настройки лучше воспользоваться осциллографом. Современные осциллографы способны измерять действующее значение напряжения, в том числе с учётом формы сигнала. Если ваш осциллограф не имеет этой функции достаточно определить амплитудное значение напряжения. Так как напряжение на лампе близко по форме к синусоидальному, вычислить действующее (оно же эффективное или среднеквадратичное) значение напряжение можно умножив амплитудное значение на 0,7.

При настройке устройства было замечено, что лампы разных производителей требуют индивидуальной настройки балласта. Так, если балласт настроен для ламп ДРЛ 125 (8) «Лисма», то при использовании ламп ДРЛ 125 (6), напряжение на лампах после прогрева достигает лишь 80В вместо 125. В данном случае необходима настройка под указанный тип лампы. При настройке балластов под лампы ДНАТ 250 – 400 следует помнить, что их рабочее напряжение, после прогрева около 15мин, - 100В.

Убедитесь в работоспособности цепей защиты (VD5, R8, C3, VD6, R9, VT4), подачей переменного напряжения от внешнего источника. При достижении напряжения немногим более 32В балласт должен отключиться. В случае неисправности цепей защиты, при включении устройства без лампы или при выходе её из строя, возможен выход из строя конденсатора С4, так как на нем возникает значительное напряжение. Так конденсатор на 1кВ выходит из строя в течение пары секунд, это результат работы последовательно колебательного контура L4C4. Такая схемотехника позволяет использовать балласт для ламп ДНАТ без специального пускового устройства.

P.S. Со времени публикации статьи пришлось ответить на большое количество вопросов. Основная проблема при повторении конструкции это нагрев ключевых транзисторов и выход их из строя при использовании с лампами ДНАТ 250 - 400. Это происходит в случае, когда по причине использования различных ферромагнитных материалов рабочая частота устройства оказывается слишком низкой. Это приводит к насыщению L4, увеличению токов, перегрев транзисторов и выход их из строя. Чтоб гарантированно избежать указанных проблем необходимо контролировать частоту работы устройства. Предлагаю в устройствах с лампами более 200Вт повысить рабочую частоту путем установки не одного стабилитрона Д815Е, а двух включенных встречно в каждом плече преобразователя. Далее, уменьшить количество витков обмоток L1, L2 трансформатора Т1 до 16-18 витков. Желательно так же несколько увеличить сечение проводов этих обмоток, насколько позволит размер вашего кольца. При этом частота работы устройства повысится до 35кГц в начале "разгона" ламы до 50-55 кГц (для ДНАТ250) после выхода на рабочий режим. Соответственно придётся подобрать и количество витков L4. Для ДНАТ400 повышайте частоту до 50-80кГц (но не более 100кГц), или используйте для трансформатора Т2 два указанных магнитопровода. Не лишним будет и использование принудительного охлаждения радиатора с помощью небольшого кулера от РС, подключенного к сети, например по схеме в файле "Охлаждение.jpg"

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
VT1	Биполярный транзистор	КТ315Г	1			В блокнот
VT2, VT3	MOSFET-транзистор	IRFP460	2	2SK2828		В блокнот
VT3	MOSFET-транзистор	IRF630	1			В блокнот
VD1	Выпрямительный диод	GBL08	4	Или 4x1N5408		В блокнот
VD2, VD3	Стабилитрон	Д815Е	2			В блокнот
VD4, VD5	Выпрямительный диод	RGP10D	2			В блокнот
VD6	Динистор		1			В блокнот
С1		100 мкФ 400в	1	330 мкФ 400в		В блокнот
С2	Конденсатор	0.15 мкФ 250в	1			В блокнот
С3	Электролитический конденсатор	10 мкФ 50в	1			В блокнот
С4	Конденсатор	0.01 мкФ 1600в	1			В блокнот
C5	Конденсатор	0.22 мкФ 400в	1	1 мкФ 400в		В блокнот
R1	Термистор	NTC 5D9	1

(322 votes, average: 4,83 out of 5)

Лампы ДНаТ: источник света, который слишком рано списали на пенсию.

Как мы и обещали, наконец созрела статья про лампы ДНаТ (Дуговая Натриевая Трубчатая высокого давления). Все, кто работал или работает в области светотехники, слышали об этом монстре. Но если кто не слышал, объясним на пальцах: лампы ДНаТ - это как автомат Калашникова для освещения улиц и досветки растений - проверенный временем и надежный, но не лишенный недостатков источник света.

Собственно, эта статья про лампы ДНаТ скорее для начинающих; материал, изложенный грамотно, но доступным языком: без принципиальных схем подключения и полной разблюдовки основ поддержания столба разряда в горелке лампы ДНаТ. Но и специалистам, мы уверены, набросок понравится.

Почти 100% автодорог мира (никто, конечно, не подсчитывал) до недавнего времени освещали лампы ДНаТ, пока их не начали выпиливать с опор в пользу светодиодных светильников . Однако, даже сейчас, бывалые проектировщики предпочитают от греха подальше впихнуть в проект натриевый светильник, ибо светодиодка 1. реально дороже, 2. не на столько уж энергоэффективней и 3. до сих пор непредсказуема, т.к. количество просто зашкаливает. Но об этом позже.

Лампы ДНаТ бывают разных мощностей - от 50 до 1000 Вт (редко, но встречаются мощностью 2000 и 4000 Вт), что как бы намекает на их «промышленное» применение, нежели «бытовое». В основном лампы ДНаТ используют в светильниках для освещения улиц и дорог, реже - на производствах в купе с источниками света белого света (например со светильниками на МГЛ для достижения более теплого света и большей энергоэффективности). В самых извращенных случаях их ставят на производство в чистом виде. И то - до первой травмы или звонка «куда следует».

Но самое незаменимое применение - освещение теплиц, или досветка растений (что, собственно, одно и то же, но второе - по-научному).

Терминология

Вот за что мы не любим Википедию, так за то, что там пишут либо поверхностно, и не понятно, либо занудно и со всеми подробностями - что для для непосвященных тоже не понятно. Самое обидное, что суть названия лампы ДНаТ в ней дают лишь в качестве расшифровки аббревиатуры, однако тут все намного интереснее.

Лампы ДНаТ во всем мире (кроме России) называют так, как они и должны называться - HPS Lamp (High-Pressure Sodium Lamp), то есть натриевые лампы высокого давления (НЛВД). Они у нас тоже так называются, но этот термин никто не использует. В Советском Союзе, когда только появились НЛВД, их стали производить различные заводы. Модификации и мощности были разные и их нужно было как-то отличать.

Различий действительно было много: форма (эллипсоидные/трубчатые) и прозрачность (матовые/прозрачные) колбы, мощность лампы (75/150/250/400/600/1000), наличие или отсутствие зеркального напыления в одной из полусфер. Так что и названий у НЛВД советского производства было много. Самыми распространенными стали лампы ДНаТ с различными приставками в виде мощности (150, 250 и т.д.).

Это было что-то вроде брендирования. Например сейчас в России существуют лампы ДНаТ-250 (с припиской, «такого-то производства»), а в Германии (да и во всем мире благодаря экспорту, маркетингу и качеству) существует лампа, например, VIALOX NAV-T 250 W SUPER 4Y производства Osram.

Так что по большому счету, лампы ДНаТ- это всего лишь разновидности модели лампы, а не тип источника света . А вот тип источника света - НЛВД, к которому относятся и лампы ДНаТ, и ДНаЗ (с зеркальным напылением) и даже ДНаС (со светорассеивающей колбой, чтоб меньше слепила). И, кроме специалистов, это мало кто знает. Вот так-то.

Кстати, если кому интересно, можно заглянуть в музей ламп (сайт на английском, но с кучей картинок) - здесь собрано бесчисленное количество различных ламп , в т.ч. и натриевых, за всю историю эпохи электрического освещения . Очень познавательно.

Устройство лампы ДНаТ

В принципе, лампы ДНаТ устроены не сложнее, чем любая газоразрядная лампа. Снаружи колба из термостройкого стекла и цоколь, внутри держатель горелки и сама горелка. Все.

Вот, собственно, и все устройство.

Подключение лампы ДНаТ

Подключение также примитивно до безобразия, как и устройство лампы. Так что мы не будем на этом долго останавливаться и лишь приведем одну из наиболее типовых схем подключения лампы ДНаТ.

Хотя тут стоит оговориться, что в действительности вариантов подключения лампы ДНаТ огромное множество. Обязательным компонентом подключения является также компенсирующий конденсатор. Как правило, схемы подключения указаны на блоках ИЗУ. Но на картинке выше приведен самый простой схематический вариант подключения.

Плюсы лампы ДНаТ

1. Энергоэффективность лампы ДНаТ

Этот источник света до сих пор считается одними из самых дешевых и энергоэффективных (2016 год). Да, да, не стоит делать такие глаза. Они вполне себе конкурируют со светодиодами, в т.ч. и по параметру лм/Вт. Так, с лучших представителей отрасли мощностью 250 Вт вполне можно снять до 130 лм/Вт (пруф). А со светильника - до 90…110 лм/Вт в зависимости от производителя, рассеивателя, отражателя, ПРА и качества питающей сети.

Интересно, что чем выше мощность и световой поток лампы ДНаТ, тем выше их светоотдача. К примеру, 50-ваттных ламп выше 80 лм/Вт почти не бывает. А вот с ДНаТ 1000 можно смело получить и 150 лм/Вт - жмяк. Еще раз - всего два года назад такие параметры светодиодам в массовом производстве и не снились.

Говорить просто о лампе без светильника не совсем корректно, т.к. только в нем можно увидеть все плюсы и минусы лампы ДНаТ. Энергоэффективность светильников с натриевыми лампами доходчиво иллюстрируют характеристики, заявленные производителями светильников на их же сайтах (редко когда врут). Но у нас есть и собственные, измеренные данные, полученные из лаборатории во время испытаний светильников для рейтинга:
- - 84 лм/Вт,
- с лампой GE - 81 лм/Вт,
- - 87 лм/Вт.
А вот теперь самое интересное. Если говорить о прямой замене, т.е. когда сняли старый натриевый светильник и на его место повесили новый светодиодный, - надо понимать, что светильник с лампой ДНаТ 150 Вт никогда не заменишь 50 или 70-ваттным светодиодным. То же самое касается 250 Вт натриевых светильников - их невозможно заменить светодиодкой 100 и даже 150 Вт (речь про рядовые светильники, а не про собранные на заказ с идеальными характеристикой и световой отдачей 150 лм/Вт со светового прибора) .

2. Цена лампы ДНаТ

Стоимость лампы ДНаТ варьируется от 300 до 10 000 рублей в зависимости от мощности, производителя, продавца и некоторых других переменных. Среднестатистическая лампочка мощностью 250 Вт стоит в районе 1000 рублей (±700). Но о цене абстрактной лампы ДНаТ тоже не совсем интересно говорить. Интересно говорить о стоимости лампы в составе светильника с ПРА (пуско-регулирующей аппаратурой), цоколем, защитным стеклом и т.д.

Вообще, лампа ДНаЗ, вместе с ее изобретателем, заслуживают отдельной статьи. И мы ее обязательно напишем. Нет. Серьезно. Кроме собственного сайта компании, об этой лампе почти не найдешь информации. Так что будем это исправлять.

Для подключения любых газоразрядных ламп необходим балласт. Не являются исключением, в этом смысле и натриевые лампы; для «разогрева» ламп при включении и нормальной их работы обязательно потребуется балласт. Балласт для натриевых ламп – это ПРА (пускорегулирующий аппарат) или ЭПРА (электронный ПРА) и ИЗУ (импульсное зажигающее устройство).

Наиболее распространенными ПРА для натриевых ламп являются балластные индуктивные дроссели, необходимые для стабилизации и ограничения тока. ИЗУ необходимо, как написано выше для «разогрева» – зажигания лампы. При включении натриевой лампы это устройство, представляющее собой небольшой блок, подает на ее электроды мощный импульс высокого напряжения, обеспечивающий пробой в газовой смеси колбы.

Cхемы подключения . Хотя, натриевые лампы сегодня получили довольно широкое применение в самых разных отраслях хозяйства, из-за недостаточной передачи цветового спектра, чаще всего используются в качестве уличного освещения.

Это «уличные» лампы, приходящие на смену ДРЛ , для которых выпускаются консольные светильники марки ЖКУ . Необходимый балласт, скоммутированный нужным образом с лампой в них уже имеется, поэтому, при использовании таких светильников, подключение сводится к лишь подаче питающего напряжения на клеммы светильника.

Чтобы самостоятельно собрать схему подключения натриевых ламп, потребуется, как написано выше балласт – дроссель и ИЗУ. Двухобмотчные дроссели, на сегодняшний день считаются устаревшими, поэтому, при выборе предпочтение стоит отдать однообмоточным.

Производителями ИЗУ выпускаются устройства с двумя и тремя выводами, поэтому, схема подключения может несколько отличаться – она, собственно, бывает изображена практически на каждом корпусе ИЗУ.

Натриевые лампы – потребители реактивной мощности, поэтому, в некоторых случаях, есть смысл при отсутствии фазокомпенсации в схему включить помехоподавляющий конденсатор С, существенно снижающий пусковой ток (см. фото выше).

Для дросселя ДНаТ-250 (3А) оптимальная емкость конденсатора – 35 мкф, для ДНаТ-400 (4.4А) – 45 мкф. Использовать следует конденсаторы сухого типа, с номинальное напряжением от 250 В. В этом случае схема подключения будет иметь следующий вид:

При самостоятельном подключении ламп, стоит учесть рекомендацию не допускать превышение длины проводов, соединяющих балласт с лампой более одного метра.

Напоследок, по поводу балласта. Несомненно, лучшими ПРА по праву считаются электронные, имеющие ряд преимуществ перед индуктивными ПРА, проигрывая, однако, последним по цене; их стоимость, в настоящее время достаточно высока.

В 2012 ООО «Новазавод» приступил к серийному выпуску ИЗУ для ламп ДнаТ и ДРИ (МГЛ). Линейка производимых ИЗУ покрывает все типы ламп, как по мощности: от 35Вт до 2000 Вт, так и по типу цоколя: Е27 и Е40.Так же выпускается специальная серия ИЗУ-Agro , предназначенные для запуска ламп ДнаЗ 400/600 Вт, широко используемых в тепличных хозяйствах и имеющих специфику «тугого розжига».

Соответствие ГОСТ Р МЭК 926-98, ГОСТ Р МЭК 927-98

Преимущества ИЗУ «Новазавод» по сравнению с производимыми аналогами:

• использование компонентов ведущего мирового производителя NXP (Philips);
• автоматический монтаж компонентов на плату на оборудовании MYDATA MY-9 (Швеция);
• использование индуктивных компонентов, являющиеся «сердцем ИЗУ» фирмы EPCOS (TDK) с замкнутым контуром позволяет сделать калибровку по мощности ИЗУ с точностью до 5% для каждого вида ламп;
• контроль амплитуды импульса и его форма ведется на осциллографе HP Hewlett-Packard.
  

Все вышеперечисленное, а так же практически отсутствующий «ручной труд» позволяет производить ИЗУ на уровне ведущих мировых аналогов с отказом 0,5% и гарантией 18 месяцев .

Идеальная форма импульса, скорректированная под каждый вид лампы, позволяет осуществлять режим «мягкого запуска» , что увеличивает срок жизни лампы до 2-х раз .

Пример обозначения ИЗУ для ДНаТ при заказе: ИЗУ-100/400 - Импульсное Зажигающее Устройство для ламп ДНаТ мощностью от 100 до 400 вт.

Прайс на продукцию на 30.08.2017 . Сертификат соответствия № РОСС RU. АВ86.Н01670

Цены действуют при долгосрочных поставках либо при единовременном заказе от 200 шт.

	Тип лампы	Цена, руб. с НДС	Размер, Д*Ш*В/ вес, гр.
ИЗУ 35/70	ДНаТ/ДРИ 35-70 Вт
ИЗУ 100/400	ДНаТ/ДРИ 100/400 Вт.
ИЗУ 100/1000	ДНаТ/ДРИ 100/1000 Вт
ИЗУ 1000/2000	ДНаТ/ДРИ 1000/2000 Вт
ИЗУ Agro400/600	ДнаЗ 400/600 Вт

Импульсные зажигающие устройства - ИЗУ предназначены для поджига газоразрядных ламп высокого давления натриевых типа ДнаТ и металлогалогенных типа ДРИ (МГЛ) при включении их совместно с ПРА -индуктивным балластом. Существуют ИЗУ для работы с напряжением 220В и напряжением 380В (как правило для ламп мощностью свыше 1000 Вт). Мощность ламп ДнаТ, ДРИ от 35до 2000 Вт. Наиболее распространенные в уличном освещении: ИЗУ 250 для ламп ДнаТ , ДРИ: 100Вт-400 Вт., в тепличном освещении: ИЗУ 600 Вт - ИЗУ 1000 Вт. Как правило используются в, светильниках ЖСП, прожекторах с натриевой лампой

Обычно ИЗУ разделяют на три вида:
С двумя выводами, называемые еще параллельного типа, простейшая схемотехника,
изготавливаются с начала 80-х. - одновременно с появлением ламп ДНаТ, Схема подключения ИЗУ - рис.1 .Но несмотря на простоту и надежность таких ИЗУ, в них есть ряд проблем, которые не решаются в данных схемах:
-выход из строя ИЗУ при отсутствии лампы или если установлена перегоревшая лама.

Выход из стоя ПРА, т. к. импульсы от ИЗУ до 5 kV подаются непрерывно и обмотки
дросселя рано или поздно сгорают. Решение для защиты ПРА существует - установка
ПРА с термозащитой, но в связи с его дороговизной и отсутствием Российских ГОСТов
на его обязательную установку, ставят его крайне редко. Купить ИЗУ устаревшего типа проще, но это в дальнейшем скажется на затратах при обслуживании светильника в целом.
-Расстояние от ИЗУ до ПРА ограничено до 1-2 метров.

С тремя выводами ил «последовательного типа» .Схема подключения устройства ИЗУ последовательного типа приведено на рис.2. Преимущества:
работоспособность ИЗУ и ПРА при отсутствии либо сгорании лампы.
- Расстояние ИЗУ- неограничено.
Огромный минус: к концу срока жизни лампы начинает проявляться выпрямительный эффект, что ведет к аномальной работе ПРА, ИЗУ так же работает непрерывно, пытаясь зажечь лампу, что ведет к выходу из стоя всей системы ИЗУ- ПРА

Наиболее современные ИЗУ обоих типов имеют цифровой таймер, который отключает ИЗУ через заданное время в следующих случаях:

Лампа отсутствует

Лампа перегорела.

Безуспешная попытка зажечь старую, работающую в аномальном режиме лампу.

Цена ИЗУ в данном случае вырастает на 40-60% от цены обычных ИЗУ, но увеличение стоимости в абсолютном выражении на 30-50 руб.,ведет к колоссальному выигрышу в эксплуатации всей системы ПРА- ИЗУ - Лампа
Обычно ИЗУ разделяются по мощностям ламп: Например ИЗУ 400 - ИЗУ 600, а так же, наиболее современные, по типу цоколя лампы Е27 , Е14. Амплитуда импульсов колеблется от 2,5 kV до 5 kV в зависимости от типа цоколя и мощности лампы, что многократно увеличивает ее ресурс.

Суммарно все вышесказанное можно определить в виде:

ИЗУ разделяются на два типа: параллельного и последовательного

1 Импульсные зажигающие устройства ИЗУ для ДнаТ, ДРИ, ДНаЗ, ДРиЗ параллельного типа

Импульсные зажигающие устройства ИЗУ предназначены для зажигания разрядных ламп высокого давления типа ДнаТ (дуговая натриевая) , ДРИ (дуговая металлгалогенная)мощностью от 70 до 2000 Вт. Режим зажигания ламп обеспечивается ИЗУ при включении с с ЭмПРА - Электромагнитным Пуско-Регулирующим аппаратом, «дросселем» в сеть переменного тока номинальной частотой 50 Гц, 220-230В.

Отличительная особенность от устройств, которые представлены на рынке:

а) высокая зажигающая способность;

б) самая низкая стоимость обслуживания.

2. Импульсные зажигающие устройства ИЗУ для ДнаТ, ДРИ последовательного типа

Импульсные зажигающие устройства ИЗУпредназначены для зажигания разрядных ламп высокого давления типа ДНаТ, ДРИ мощностью от 70 до 1000 Вт. Режим зажигания ламп обеспечивается ИЗУ при включении с ЭмПРА - Электромагнитным Пуско-Регулирующим аппаратом, «дросселем» в сеть переменного тока номинальной частотой 50 Гц, 220-230В. Особенностью данного ИЗУ от представленных на рынке - использование сердечников для импульсных трансформаторов из специального сплава фирмы EPCOS, превышающего в разы аналогичные сердечники по техническим характеристикам.

Фотосинтез - это краеугольный камень питания растений. И первая половина этого слова "фото" недвусмысленно говорит нам об участии в этом процессе света. Занимаясь выращиванием растений на гидропонике в домашних условиях, вы обязательно столкнётесь с необходимостью создания искусственного освещения для ваших зелёных насаждений. Не спорю, бывают условия естественного освещения , близкие к идеальным: большие окна, солнечная сторона, отсутствие домов напротив окон, южные широты, вечное лето... Но в большинстве случаев необходимость как-минимум досветки искусственным светом всё-же имеется.

И нам необходимо выбрать - какой же тип искусственного освещения использовать. Помимо бытовых критериев выбора типа ламп, таких как стоимость, КПД, удобство применения, для гровера существует ещё один важный критерий - спектр излучения лампы. Про спектры на нашем сайте уже есть, но, вкратце, суть в том, что растения нуждаются в свете определённых длин волн - в основном в районе красной и синей частях спектра. А лампы как-раз сильно отличаюся по этому показателю, и большая часть ламп, существующих на современном рынке, отсеивается именно в связи с несоответствием этому требованию. К ним относятся лампы накаливания, ультрафиолетовые, большинство галогенных ламп и некоторые другие.

Типы ламп для растений

Но существуют лампы более-менее удовлетворяющие потребностям растений, и которые успешно используются в домашнем и промышленном растениеводстве. К ним относятся:

• Некоторые энергосберегающие лампы.
  Они малоэффективны, но их можно использовать при близком расположении к растениям и большом количестве ламп. Разные "энергосберегайки" различаются по спектру, поэтому с ними надо экспериментировать, и выбирать те, на которые растения реагируют лучше всего.
• Люминесцентные лампы.
  Бывают различного спектра, подходящие и не очень. В растениеводстве рекомендуется использовать лампы T5 и T8. Также требуют близкого расположения к растениям, и большого количества ламп. Часто используются как дополнение к основному свету, либо как основное освещение для выращивания рассады.
• Светодиоды, LED.
  Недавно появились на рынке и весьма перспективны, но в настоящий момент их активное использование сдерживается высокой стоимостью светильников.
• высокого давления, ДРЛ.
  Могут использоваться как основной свет, но имеют свои недостатки: назкая светоотдача и высокая температура.
• Металло-Галогенные лампы, МГЛ, ДРИ.
  Активно используются как основное и дополнительное освещение . В своём спектре имеют много синего света, который используется растениями на вегетативной стадии роста. Поэтому эти лампы хороши при выращивания растений, в которых ценится зелёная часть.
• Натриевые лампы высокого давления, ДНаТ.
  Самые популярные и активно используемые лампы на настоящий момент. По спектру хорошо подходят для выращивания плодоносящих растений. Как и другие лампы, тоже имеет свои минусы: некоторый недостаток синей составляющей спектра (решается досветкой другими лампами), и сильное нагревание при работе.

Запуск ДНаТ

В силу своего устройства, лампу ДНаТ нельзя подключать напрямую к нашей домашней электрической сети - для зажигания холодной лампы напряжения сети недостаточно. К тому же, ток дуги лампы требуется ограничивать. Поэтому лампы ДНаТ используются совместно с Пуско-Регулирующими Аппаратами (ПРА) - электромагнитными (ЭмПРА) и электронными (ЭПРА) .

В западной терминологии эти устройства называются балластами - Magnetic Ballast и Digital Ballast, соответственно. Про электронные балласты зарубежного производства мы можете почитать в, а здесь мы рассмотрим устройство и процесс самостоятельной сборки электромагнитного балласта.

Устройство и сборка ПРА - пуско-регулирующего аппарата для лампы ДНаТ

Итак, в ПРА используется всего три составляющих:

• Индуктивный дроссель. Он как-раз ограничивает ток дуги. Стоимость от 600 руб , зависит от производителя, мощности. Мощность дросселя должна соответствовать мощности лампы. Т.е. для лампы ДНаТ 250 ищем в магазине дроссель мощностью 250 Вт.
• ИЗУ - импульсное зажигающее устройство. Сразу же после включения оно генерирует импульсы напряжением несколько тысяч вольт, которые и создают дугу. Стоимость от 300 руб . При покупке таже обращаем внимание на мощность. ИЗУ имеют диапазон мощностей, например 35-400 Вт. Смотрим, чтобы мощность нашей лампы попадала в этот диапазон.
• Фазокомпенсирующий конденсатор. Этот компонент может остутствовать, но его использование даёт дополнительнае преимущества. Стоимость от 150 руб . Про параметры конденсаторов будет сказано ниже.

При покупке дросселя и ИЗУ уточнайте у продавцов, подходят ли предлагаемые ими товары для использования с лампами ДНаТ. По некоторым сведениям, для ламп ДНаТ и ламп ДРИ используются разные компоненты. Буду рад компетентному мнению по этому вопросу в комментариях к этой статье .

Все компоненты можно найти в продаже на рынках электрики. Компоненты существуют как отечественного, так и зарубежного (Израиль, Германия) производства. В интернете, как водится, ругают отечественные, и хвалят импортные.

Схемы ПРА выглядят следующим образом:

Представлены варианты с двух- и трёхконтактными ИЗУ - и те и другие встречаются в продаже. На третьей схеме показан вариант с применением фазокомпенсирующего конденсатора (на схеме обозначен С ). В схему с трёхконтактным ИЗУ конденсатор подключается точно также, параллельно. На ИЗУ и на дросселе вы увидите похожие схемы, но более подробные, с обозначением маркировок контактов ваших конкретных устройств. Обязательно следуйте этим маркировкам! При достаточной внимательности проблем во время сборки возникнуть не должно.

При сборке и использовании этих цепей необходимо обратить внимание на то, по какому проводу подаётся фаза. Изучая материалы в интернете, я пришёл к выводу, что это важный момент (если я не прав, поправьте меня в комментариях). Решая этот вопрос, я пометил вилку и розетку, обозначив на них фазу.

Также при сборке схемы удобно пользоваться цветами проводов. Это ускоряет монтаж, и устраняет необходимость их прозванивать. Правила такие:

• Рабочий нуль (N) – синего цвета, иногда красный.
• Фаза (L) – может быть белой, черной, коричневой.
• Нулевой защитный проводник (PE) – желто-зеленого цвета.

Для соединения трёх проводов в одной точке (ноль от лампы, от ИЗУ и от вилки), удобно использовать трёхконтактный клеммник.

Все электрические соединения выполняются толстым многожильным проводом, пайки (если имеются) должны быть надежными. Винты в соединительных колодках должны затягиваться плотно, но без чрезмерных усилий - чтоб не сломать колодку.

Вот так выглядит собранный ПРА для ДНаТ 250 у меня:

Конденсатор в схеме ПРА

Вы вероятно заметили, что в своей цепи я не использовал конденсатор. К сожалению, я его просто не нашёл в продаже. Зачем нужен конденсатор в схеме ПРА для ДНаТ, ведь цепи работают и без него? Суть в том, что использование фазокомпенсирующего конденсатора позволяет уменьшить нагрузку на вашу домашнюю электропроводку и на цепь вашего осветительного устройства в частности. Более подробно и очень показательно о преимуществах использования фазокомпенсирующего конденсатора вам расскажут на этом видео.

Ёмкость конденсатора для нашей цепи подбираем по такой таблице:

Мощность лампы Конденсатор 220 В ~ 50 Гц 150 Вт20 мкФ250 Вт32 мкФ400 Вт45 мкФ600 Вт60 мкФ1000 Вт85 мкФ

Безопасность

В связи с конструктивными особенностями лампы ДНаТ, при экспериментах с ней и её дальнейшем использовании следует соблюдать меры предосторожности:

• Нельзя выключать лампу сразу после включения. Она должна погореть минуту-другую. После кратковременного отключения лампа "зависает", и уже не включается. Для включения требуется отключать лампу от сети и давать ей "отдохнуть".
• Обеспечьте лампе хорошую вентилляцию. Температура работающей лампы ДНаТ намного превышает 100 градусов С (по некоторым источникам, до 1000 градусов!). Поэтому хорошая вентилляция - это не только гарантия хорошего самочуствия ваших "растишек", но и вашей личной безопасности. Не касайтесь работающей лампы и её отражателя.
• Старайтесь не касаться лампы в принципе. Перед установкой протрите лампу чистой мягкой тканью, не беритесь за лампу голыми руками. Лучше всего использовать матерчатые перчатки. Дело в том, что из-за той же высокой температуры, любой посторонний налёт (жиры, вода) на колбе лампы может вызвать её взрыв. В сети много об этом пишут, но вот вам замечательное видео на эту тему.
• В зависимости от мощности, балласт также может сильно нагреваться - от 80 до 150 градусов. Поэтому вопрос защиты от высокой температуры балласта надо вам как-то решить. Скажем, изолировать ПРА в надёжном огнеустойчивом корпусе, предотвратить попадание на него бумаги, ткани, сухих листьев.
• Соблюдайте общую технику безопасности при работе с электричеством. Исключите возможность попадания на балласт воды, уберите его подальше и подвесьте повыше. Провода должны иметь целую изоляцию, лучше применить специальный провод для суровых условий. Помните, что в момент зажигания лампы ИЗУ вырабатывает импульсы очень высоко напряжения. Это кроме "обычных" 220 вольт, которые присутствуют по всей схеме.

GORSHKOFF.TV

В этой статье я несколько раз упоминал видео из замечательного канала на YouTube GORSHKOFF.TV . Пожалуй, это лучший научно-популярный (не побоюсь этого слова) канал, посвящённый гидропонике, из тех, которые я встречал! Я вам всем очень рекомендую пересмотреть все видео канала, а сам с нетерпением жду появления новых познавательных материалов, а также выражаю глубокую благодарность за эту активность лично

Ни одно подключение любой газоразрядной лампы не обходится без балласта. Натриевые лампы также требуют подключения с балластом. Это необходимо для того, чтобы лампа высокого давления нормально разогрелась и бесперебойно работала. Балластом для натриевых ламп является индуктивные и электронные пускорегулирующие аппараты и импульсное зажигающее устройство (ИЗУ). Время зажигания лампы колеблется от трёх до пяти минут. Полной мощности натриевые лампы достигают через десять минут. Во время зажигания лампы номинальное значение тока превышается почти в два раза.

Балластный индуктивный дроссель натриевых ламп

Он считается самым распространённым пускорегулирующим аппаратом в настоящее время. Дроссель необходим для ограничения подачи и стабилизации тока. Импульсные устройства применяются непосредственно для зажигания лампы. Когда натриевая лампа включается, устройство подаёт на электроды мощные импульсы, имеющие высокое напряжение. Импульс обеспечивает пробой в газовой смеси. Само устройство зажигания имеет вид небольшого блока. Дроссель необходим для длительного срока службы лампы, а также для хорошей светоотдачи.

Существуют также и различные схемы для подключения ламп. Натриевые лампы широко применяются во всевозможных сферах хозяйства. В основном их используют для уличных освещений, так как лампы имеют недостаточную передачу цветового спектра.

Такие натриевые уличные лампы приходят на смену дуговым ртутным люминесцентным лампам . Натриевые лампы имеют необходимый балласт, который уже коммутируется с ними. Это означает, что когда необходимо использовать светильник, то подключение ограничивается подачей напряжения сразу на клеммы светильника.

Схемы натриевых ламп

Для того чтобы заниматься самостоятельной сборкой схемы подключения необходимо наличие дросселя и зажигающего импульсного устройства. Дроссели с двойной обмоткой в нынешнее время уже изжили себя и их практически нигде не применяют. Предпочтительнее применять дроссель с одной обмоткой.

Производители импульсных устройств делают их и с тремя и с двумя выводами. Схемы подключения могут различаться между собой из-за этого. Практически на каждом корпусе зажигающего устройства изображается определённая схема, по которой и будет подключаться натриевая лампа.

Конденсатор натриевых ламп

Натриевые лампы высокого давления потребляют реактивную мощность. Поэтому, не лишним будет включить в схему специальный конденсатор C, который позволяет подавлять помехи и снижает пусковой ток. Конденсатор необходим в том случае, когда отсутствует компенсатор фазы.

Для дросселей натриевых трубчатых ламп высокого давления (ДНаТ-250) оптимальная ёмкость конденсаторов составляет 35 мкф. Для ДНаТ-400 подходит на 45 мкф. Следует использовать конденсаторы с обозначенным напряжением не менее 250 В. Тип конденсатора должен быть сухим.

Если лампы подключаются самостоятельно, стоит учитывать, что нельзя превышать длину провода, который соединяет балласт с лампой, больше чем один метр.

И в заключение о балласте. Самыми лучшими пускорегулирующими устройствами считаются электронные виды. Они имеют больше преимуществ, чем индуктивные ПРА, но и стоимость их гораздо выше.

Натриевые лампы по сравнению с прочими источниками искусственного освещения, демонстрируют самый высокий КПД - близко 30%. Для экономии денежных средств рекомендуется покупать лампочки высокого давления. Свет, излучаемый натриевыми лампами высокого давления, позволяет практически во всем диапазоне различать цвета, исключая только коротковолновый, цвет в котором несколько тускнеет. Поговорим сегодня о возникновении, применении и подключении натриевых ламп своими руками.

Историческая справка

Самый большой вклад внесли в уличное освещение натриевые разрядные лампы высокого давления, которые являются основной помехой для астрономических наблюдений. Давайте углубимся в историю, чтобы понять, что они собой представляют. Трубчатые лампы, которые демонстрируют низкое давление ртути, были изобретены еще в предвоенный период.

Подобные люминесцентные лампы широкое распространение получили быстро. Но в парах натрия получить разряд не удавалось долгое время, это объяснялось низким парциальным давлением натрия при небольшой температуре. После комплекса технологических ухищрений были созданы натриевые лампы, которые работали при низком давлении. Но из-за сложной конструкции они не получили широкого распространения.

А вот судьба натриевых ламп, которые работают при высоком давлении, сложилась более удачно. Первоначальные заканчивались неудачей все попытки создания ламп в оболочке из кварцевого стекла. При высокой температуре повышается химическая активность натрия и как следствие - подвижность его атомов. Поэтому натрий в кварцевых горелках через кварц проникал быстро, разрушая оболочку.

Возникновение натриевых ламп

Ситуация кардинально измелилась в начале шестидесятых годов, когда компания “General Electric” запатентовала ранее не известный керамический материал, что способен работать в парах натрия при высокой температуре. Он получил наименование “лукалос”. В нашей стране эта керамика известна обитателям как “поликор”.

Данная керамика производится посредством высокотемпературного спекания окиси алюминия. Для светотехнических целей пригодной считается только одна модификация его кристаллической решетки - альфа-форма окиси, которая имеет в кристалле самую плотную упаковку атомов.

Процесс спекания такой керамики очень капризный, потому что она должна быть химически стойкой к парам натрия и должна иметь высокую прозрачность, чтобы в стенках разрядной трубки не терялась большая часть света. Пары натрия, которые служат газоразрядной средой в натриевых лампах, дают при свечении ярко-оранжевый свет. От присутствия в лампе натрия в обиход вошла аббревиатура ДНАТ, что означает дуговые натриевые лампы.

Достоинства и недостатки натриевых ламп

Натриевые лампы в два раза эффективнее светят, чем обыкновенные лампы дневного света аналогичной мощности - это можно объяснить маленькими размерами излучателя, световые лучи от которого намного легче направляются в нужную сторону и другими особенностями конструкции.

Кроме того с помощью натриевых дуговых ламп вы сможете воссоздать намного большую освещенность. Её потолок для приборов дневного света достигает 50 ватт на квадратный фут, а при помощи натриевых лам можно добиться без особых проблем в 3 раза большей!

С экономической точки зрения натриевые лампы выгоднее - менять их нужно только раз в полгода, а 1 лампа ДНаТ-400 сможет успешно заменить 20 ЛДС по 40 В. Также гораздо удобнее работать со средним балластом, чем с 15 маленькими. Так как электроэнергия используется натриевыми лампами вдвое эффективнее, то при их применении определенный результат достигается при вдвое меньших ее затратах.

Эффективность натриевых лампочек находится в прямой зависимости от температуры внешней среды, а это в свою очередь немного ограничивает их использование, потому что они хуже светят в холодную погоду. Также не совсем однозначен и тот факт, что они являются более экологичными, чем ртутные лампы, так как в большинстве натриевых светильников в качестве наполнителя применяется соединение натрия и ртути - амальгама натрия.

Использование натриевых ламп

Типичные объекты, где используются натриевые лампы: скоростные магистрали, улицы, площади, протяжные туннели, аэродромы, транспортные пересечения, спортивные сооружения, строительные площадки, аэропорты, вокзалы, архитектурные сооружения, складские и производственные помещения, пешеходные зоны и дороги, а также дополнительные источники освещения.

Если вы хотите свой приусадебный участок как-то украсить, то можно купить натриевые лампы, что нашли и в ландшафтном дизайне свое применение. Благодаря характеристикам натриевых ламп, теплому и яркому оранжевому свету их используют во вспомогательных целях для своеобразного декоративного эффекта, который имитирует открытое пламя или закат солнца.

Приобретение натриевых ламп нелишне, если хозяин выращивает рассаду, имеет зимний сад, теплицу или оранжерею. Безусловно, натриевые светильники естественного освещения и света солнца не заменят, но ваши растения никак от изменений погодных условий и пасмурных дней не будут зависеть при условии освещения цветов такими лампами.

Принцип работы натриевой лампы

Внутри внешнего баллона ДНаТ"а расположена «горелка» - трубка, что выполнена из алюминиевой керамики и заполнена разреженным газом, в котором создается между двух электродов электрическая дуга. В горелку вводится натрий и ртуть, а с целью ограничения тока используется индуктивный балласт или балласт электронный.

Для зажигания холодной натриевой лампы недостаточно напряжения сети, поэтому принцип работы натриевой лампы состоит в использовании специального ИЗУ - импульсного зажигающего устройства. Оно непосредственно после включения генерирует импульсы напряжением, которое составляет несколько тысяч вольт, что гарантированно создают дугу. Основной поток излучения генерируют ионы натрия, поэтому их свет отличается характерной желтой окраской.

Горелка разогревается при работе до 1300 градусов по Цельсию, поэтому откачан воздух из внешнего баллона для содержания ее в целости. У всех без исключения натриевых ламп при функционировании температура баллона превышает 100 градусов по Цельсию. Лампа светит слабо после возникновения дуги, вся энергия расходуется на нагрев горелки. Яркость растет по мере прогрева и через десять минут достигает нормального уровня.

Виды натриевых ламп

Если для вас более важной является экономичная работа света на протяжении долгого времени, то лучше всего приобрести натриевые светильники низкого давления, которые отличаются высокими показателями надежности в эксплуатации, светоотдачи в течение долгого времени и эффективности потребления энергии.

Натриевые лампы идеально подходят для организации освещения улиц, потому что способны излучать привычный для людей монохромный желтый цвет, но при этом не обладают достаточной передачей спектра света.

Для прочих целей использование лампочек низкого давления считается затруднительным, потому что цвета предметов, которые освещены такой лампой, невозможно различать. Цветовосприятие предметов в закрытом помещении искажается (к примеру, зеленый цвет преобразуется в темно-синий или черный), и теряется дизайнерский облик помещений.

Для экономии денежных средств рекомендуется покупать натриевые светильники высокого давления. Подключение натриевых ламп высокого давления подходит больше всего для спортивных залов, производственных и коммерческих комплексов. Свет, излучаемый натриевыми лампами высокого давления, позволяет цвета различать практически во всем диапазоне, кроме коротковолнового, в котором цвета могут несколько тускнеть.

Установка натриевых ламп

Натриевые лампы получили сегодня достаточно широкое применение в различных отраслях хозяйства, однако из-за недостаточной передачи спектра цвета, используются чаще всего в качестве уличного освещения. Натриевым лампочкам, в отличие от металл-галидных, без разницы, в каком положении функционировать.

Однако на основании многолетней практики считается, что более эффективно горизонтальное положение лампы, потому что она основной поток света излучает в стороны. Чтобы подключить любую газоразрядную лампу, требуется балласт. Натриевые лампы в этом смысле не являются исключением, балласт требуется для их «разогрева» и нормальной работы.

Пускорегулирующий аппарат

Для натриевых ламп балласт - это пускорегулирующий аппарат, электронный ПРА и импульсное зажигающее устройство. Несомненно, самыми лучшими ПРА считаются по праву электронные, которые имеют ряд преимуществ перед ПРА индуктивными, проигрывая последним по стоимости: в настоящее время их цена достаточно высока.

Самыми распространенными ПРА выступают балластные индуктивные дроссели, которые необходимы для ограничения и стабилизации тока. Необходимый балласт, который скоммутирован с лампой нужным образом, уже имеется в них, поэтому схема подключения натриевых ламп сводится исключительно к подаче на клеммы светильника питающего напряжения.

На сегодняшний день двухобмотчные дроссели являются устаревшими, поэтому стоит отдать предпочтение однообмоточным. Обычный дроссель отечественного производства можно купить на фирме приблизительно за 10 долларов, а на рынке - вдвое дешевле.

Он обязательно должен предназначаться именно для ДНаТ и иметь такую же мощность, как и лампа. Ставить необходимо «родной» дроссель, иначе у лампы может сократиться в несколько раз срок службы, или светоотдача катастрофически упадет. Также возможно «мигание», когда натриевая лампа гаснет непосредственно после прогрева, затем остывает, и все происходит сначала.

Импульсное зажигающее устройство

ИЗУ требуются, как было написано выше, для зажигания лампы. Производители ИЗУ выпускают устройства с 2 и 3 выводами, поэтому может несколько отличаться схема включения натриевой лампы. Но обычно она изображается на каждом корпусе ИЗУ. Из отечественных ИЗУ самым удобным является «УИЗУ», оно подходит для лампы любой мощности и способно работать со всеми балластами.

При этом можно расположить УИЗУ рядом с балластом и возле лампочки, подключив к ее контактам. Полярность при подключении УИЗУ не играет особой роли, но рекомендуется, чтобы «горячий» красный провод соединялся с балластом.

Помехоподавляющий конденсатор

Дуговые натриевые лампы являются потребителями реактивной мощности, поэтому есть смысл в некоторых случаях (при отсутствии фазокомпенсации) включить в схему натриевой лампы помехоподавляющий конденсатор С, который существенно снижает пусковой ток и предотвращает неприятные ситуации. Для дросселей ДНаТ-250 (3А) емкость конденсатора должна составлять 35 мкф, для дросселей ДНаТ-400 (4.4А) - достигать 45 мкф. Следует использовать конденсаторы сухого типа, номинальное напряжение которых 250 В.

Соединения принято выполнять толстым многожильным проводом большого сечения, сетевой кабель также должен рассчитывать на большой ток. Пайки делайте надежными. Винты затягивайте плотно, но без чрезмерного усилия - чтобы колодку не сломать.

При самостоятельном подключении натриевых ламп стоит учитывать такую рекомендацию - нельзя допускать превышения длины проводов, которые соединяют балласт с натриевой лампой больше одного метра.

Вопросы безопасности

Если вы светильник собирали сами - убедитесь, что схема его подключения абсолютна правильна. Если схема подключения не нарисована на вашем балласте, или у балласта/ИЗУ количество ножек не совпадает со схемой - стоит проконсультироваться с продавцом этих деталей или опытным электриком. Последствия такой ошибки - катастрофические: выгорание одного из 3 элементов схемы, выбивание пробок, взрыв лампы и пожар.

Если на баллоне натриевой лампы имеется жир или грязь, то она может лопнуть из-за неравномерного нагрева сразу после прогрева. Поэтому не прикасайтесь к лампе руками и протирайте спиртом на всякий случай после установки в патрон. Если на включенную лампу попали капли воды или другие жидкости, то это провоцирует взрыв со 100% вероятностью!

Используя вентилятор, стоит проверить, что он дует и вращается, куда надо. Подвешивать светильник необходимо надежно с целью избегания падения - натриевая лампа тяжелая и может что-то сломать при падении. При ремонте лампы некоторые измерения следует проводить на включенном устройстве - не делайте этого самостоятельно, если вы не имеете достаточного опыта работы с аппаратами высокого напряжения.

В процессе работы натриевой лампы раз в месяц стирайте пыль со светильника и рефлектора и проверяйте состояние вентилятора. Натриевые лампы менять рекомендуется раз в 4-6 месяцев, так как к концу срока полезной службы у них значительно падает светоотдача.

Неисправности натриевых ламп

Натриевые лампы по мере старения приобретают привычку «мигать»: светильник включается, как обычно разогревается, потом гаснет неожиданно, и все повторяется через некоторое время. Если вы заметили за своей лампой такое поведение - стоит попробовать поменять лампочку. Если смена лампы не помогла - нужно измерить напряжение в сети, может, оно несколько ниже обычного.

Если мигание натриевой лампы происходит нерегулярно - причина кроется в плохом контакте или скачках напряжения в сети. Наиболее неприятной ситуацией является замыкание в балласте между витками обмотки, тогда его необходимо поменять. Иногда могут мигать и новые лампы, однако это проходит через несколько часов.

Зачастую слышно, как трещит ИЗУ после включения светильника (признак работы), но лампа зажечься даже не пытается. Это случается чаще всего из-за пробоев в проводе, который идет к лампе от ИЗУ, или говорит о выгоревшей лампе. Может быть виноватым обрыв провода между фонарем и балластом или подгоревшее ИЗУ.

Можете попробовать сменить провод между лампой и ИЗУ. Также стоит обратить внимание на контакты ИЗУ и их состояние. Если не поможет - поменяйте лампу. Если и это не поможет - отключите ИЗУ, потому что оно способно сжечь вольтметр своими импульсами, и померяйте на патроне лампы напряжение - оно должно у ДНаТ соответствовать сетевому. Если на патроне есть напряжение - меняйте ИЗУ.

Если же натриевая лампа признаков жизни вообще не подает: ИЗУ не жужжит, светильник не светится - скорее всего в сетевом шнуре нарушен контакт или выбило предохранитель. Может, сгорело ИЗУ, или произошел в балласте обрыв обмотки - проверьте балласт, если он целый - стоит поменять ИЗУ.

Балласт можно проверить обычным Ом-метром. У них нормальное сопротивление составляет 1-2 Ом. Если показатель значительно больше - значит, был обрыв в обмотке или нарушился контакт между соединительной колодкой и выводами обмотки (подтяните винты).

Все сложнее при межвитковом замыкании - оно влияет на сопротивление постоянному току очень мало, поэтому обнаруживается трудно, при этом на лампу поступает мощность больше, чем нужно. Когда на натриевой лампе передоз по мощности, то светильник перегревается быстро и гаснет, в итоге также может наблюдаться «мигание».

Теперь вы знаете, как подключить натриевую лампу! В заключение стоит отметить, что дуговые натриевые лампы представляют из себя одну из наиболее эффективных категорий источников видимого излучения, потому что характеризуются самой высокой отдачей света среди всех известных человечеству газоразрядных ламп и незначительным уменьшением светового потока при большом сроке полезной службы.