Натрієві лампи високого тиску схема підключення. Електронний баласт для газорозрядних ламп дрл, днат. Плюси та мінуси ламп ДНаТ

Ще десяток років тому натрієві лампи використовувалися для освітлення доріг та вулиць практично повсюдно. З появою світлодіодних джерел світла їх почали застосовувати дещо рідше, проте здавати свої позиції лампи ДНаТ не поспішають. Що це за лампи і чому вони вже не одне десятиліття мають першість серед вуличних освітлювачів? Сьогодні ми намагатимемося це з'ясувати.

Що таке ДНаТ та види таких ламп

Лампи ДНаТ - це один з різновидів натрієвих ламп високого тиску - НЛВС (HPS Lamp - High-Pressure Sodium Lamp). ДНаТ - абревіатура, розшифровка якої означає "Дугова Натрієва Трубчаста". Існує ще кілька різновидів приладів цього типу: ДНаМТ, ДНАЗ та ДНаС. Подивимося, як вони влаштовані та чим відрізняються один від одного.

Конструкція натрієвої лампи

Конструктивно прилад являє собою колбу, виготовлену із спеціального виготовленого з оксиду алюмінію Al 2 O 3 скла. У процесі роботи колба розігрівається до 1200 градусів за Цельсієм. Таке скло не тільки витримує високі температури, а й здатне протистояти руйнівній дії парів натрію.

У краї колби, яка називається пальником, впаюються два електроди. Сама вона заповнюється сумішшю буферних (інертних) газів з додаванням натрієвої амальгами: сплаву натрію з ртуттю. Додатково до буферних газів підмішують ксенон, він забезпечує більш легкий старт лампочки. Пальник, у свою чергу, міститься в ще одну зовнішню колбу, виконану зі звичайного термостійкого скла. Зазвичай це тугоплавке боросилікатне скло. У колбі створюється глибокий вакуум, а сама вона забезпечується цоколем того чи іншого типу для підключення до мережі живлення.

Завдяки вакууму зовнішня колба відіграє роль термоса, що забезпечує нормальний пуск і роботу пальника при низьких температурах навколишнього середовища. Одночасно вона зменшує тепловтрати, збільшуючи ККД та ресурс приладу.

Влаштування лампи ДНаТ

Найпоширеніший цоколь, що встановлюється на лампочки ДНаТ – різьбовий цоколь Едісона. Для приладів невеликої потужності застосовується Е27, потужних освітлювачів – Е40. Тим не менш, зустрічаються лампочки і з іншими типами цоколів, а також двоцокольні.

ДНаТ з цоколем Е40 (ліворуч) та двоцокольний софітний варіант

Іноді в одну зовнішню колбу встановлюються два пальники. Це підвищує потужність приладу без істотного збільшення його габаритів, а також дещо збільшує ККД та термін служби пристрою за рахунок менших тепловтрат.

Думка експерта

Олексій Бартош

Заради справедливості варто згадати про існування натрієвих лампочок низького тиску. Пальники таких пристроїв за конструкцією нагадують добре знайомі тобі колби люмінесцентних лампочок. Їх електроди є спіралі, а пуск приладу здійснюється їх розігрівом.

Як я зазначав вище, крім ДНаТ, існують ще кілька різновидів натрієвих освітлювальних приладів:

• ДнаЗ – з напиленим на частину зовнішньої колби дзеркальним рефлектором, який спрямовує світло пальника у певний сектор;

• ДНаС - світлорозсіювальні. У цьому приладі роль світлорозсіювача виконує спеціальний пігмент, нанесений на внутрішню поверхню зовнішньої колби. Спектр ламп ДНаС схожий на денний;

• ДНаМТ – із матованою колбою. По суті, це аналог ДНаС, яка нині знята з виробництва. Призначений для прямої заміни ламп ДРЛ без погіршення якості освітлення.

Принцип дії

При подачі на електроди пальника напруги живлення і одночасно високовольтного імпульсу в колбі виникає тліючий розряд, який починає розігрівати амальгаму натрію. У міру розігріву амальгама перетворюється на пароподібний стан, опір газового проміжку в колбі зменшується, і поступово розряд перетворюється на дуговий – лампа розгорається.

Звичайний час розігріву ДНаТ – 10-15 хв. При цьому температура самого пальника досягає 1200 градусів, а зовнішньої колби – 250-300 градусів Цельсія. Щоб розряд не перейшов у некерований дуговий, послідовно з лампою включається баласт. Під впливом електричної дуги пари натрію починають випромінювати видиме світло у жовто-жовтогарячому спектрі (резонансний спектр натрію). При цьому світловіддача приладу складає 150-200 лм/Вт залежно від потужності та типу приладу.

Як запустити лампу ДНаТ

Як правильно підключити натрієву лампу ДНаТ до мережі? Як видно з вищесказаного, на прилад недостатньо подати напругу живлення: холодний пальник має великий опір і просто не запуститься. Для створення пускового високовольтного імпульсу служить спеціальний вузол - імпульсний пристрій, що запалює (ІЗУ).

Після запуску лампочки струм через неї потрібно обмежувати. Цим займається баласт: електромагнітний чи електронний. Перший (ЕмПРА - електромагнітний пускорегулюючий апарат) є дросель - котушку з незамкненим магнітопроводом. Другий (ЕПРА – електронний пускорегулюючий апарат) є електронною схемою – обмежувачем струму.

Дросель включається послідовно з лампочкою, ІЗП – паралельно. Існує 2 типи ІЗП - двовивідний і трививідний. Перший більш простий у підключенні і менше коштує, другий робить роботу схеми коректнішою. При використанні трививідного ІЗП у момент пуску високовольтний розряд подається тільки на лампу, а не на лампу + баласт, як у випадку з двовивідним пристроєм. Схема підключення освітлювача з використанням обох типів ІЗП наведена нижче.

Схеми підключення лампи ДНаТ з використанням дво- та трививідного ІЗУ

Зверніть увагу, що на схемах позначені нуль та фаза. Баласт завжди входить у розрив фазного проводу. На ІЗУ теж є відповідні позначення, не забувай їх дотримуватись.

Тепер з приводу конденсатора, який позначений на схемі штрихпунктиром. Він не обов'язковий, але не буде зайвим його поставити. Служить цей конденсатор для компенсації реактивної потужності та деякого збільшення ККД схеми. Конденсатор має бути неполярним паперовим та розрахованим на напругу не нижче 400 В. Його електрична ємність залежить від потужності освітлювального приладу. Для Днат 250 Вт вистачить 35 мкф, для Днат 400 Вт ємність потрібно збільшити до 45 мкф.

Думка експерта

Олексій Бартош

Фахівець з ремонту, обслуговування електроустаткування та промислової електроніки.

Для якісної та довготривалої роботи світильника потужність баласту має відповідати потужності лампи. Правило «що більше, тим надійніше» тут не працює! ІЗУ вибирається таким, щоб потужність освітлювача укладалася в діапазон, вказаний на його (ІЗУ) корпусі.

І ще одна порада. Встановлюй лампочку ДНаТ тільки в бавовняних рукавичках або за допомогою чистої тканинної серветки. Справа в тому, що колба приладу нагрівається до 300 градусів. Залишені тобою на колбі відбитки пальців згорять, і утворюється шар нагару, що погано проводить тепло. В результаті відбудеться локальний перегрів, і скло лусне. Якщо ж ти чи хтось інший уже «захопили» лампочку, то протри її серветкою, змоченою спиртом.

Умови утилізації

Пальник лампи ДНаТ містить ксенон та сплав натрію з ртуттю, тому викидати прилад, як побутові відходи, не можна! лампочки, Що Згоріли, необхідно здавати на спеціалізовані пункти приймання. Крім того, матеріали пальника та колби хоч і виглядають, як звичайне скло, мають абсолютно інший хімічний склад. Потрапивши в переробку із звичайним склом, кварц та оксид алюмінію просто зіпсують всю плавку.

Згідно з чинним законодавством (Постанова Уряду РФ від 06.05.2011 № 354) обов'язок зі збору енергозберігаючих ламп, що перегоріли, покладено також на керуючі компанії, ТСЖ, ЖБК і т. п. Тобто на організації, які займаються обслуговуванням житлового фонду. Причому за невиконання обов'язків комунальникам загрожує штраф від ста тисяч рублів і вище.

Технічні характеристики та порівняння з аналогами

Я вже казав, що лампочки типу ДНаТ завзято тримають свої позиції і все ще широко використовуються, незважаючи на появу нових типів джерел освітлення. Чим же вони здобули таку популярність? Порівняємо їх основні характеристики зі світлодіодними та дуговими ртутними лампами ДРЛ, які ти напевно бачив у вуличних ліхтарях.

Основні характеристики освітлювальних приладів ДНаТ, ДРЛ та світлодіодних аналогів

З таблички добре видно, що споживаючи 150 Вт, натрієва лампочка забезпечує , що і ДРЛ потужністю 250 Вт. Єдиним серйозним конкурентом натрієвої лампи економічності є світлодіодний світильник.

Думка експерта

Олексій Бартош

Фахівець з ремонту, обслуговування електроустаткування та промислової електроніки.

5000 лм світлодіодного світильника можуть конкурувати з 13000 лм ДРЛ за рахунок створення світлодіодами спрямованого світлового потоку, що дає необхідну освітленість перед приладом. Саме це потрібно від вуличного світильника. У той же час ртутна лампа світить на всі боки.

Але, по-перше, потужні світлодіоди коштують у десятки разів дорожче за згадану лампу. А по-друге, технологія надяскравих діодів не так відпрацьована, як технологія виготовлення ДНаТ, яка налічує майже сотню років.

Якщо додати сюди безліч виробників світлодіодної продукції, то виявиться, що пошук гарантовано якісного напівпровідникового обладнання стає досить проблематичним. Що стосується хваленої довговічності світлодіодів, то за такої великої потужності кристали швидко деградують (втрачають яскравість). При цьому ресурс діодного ліхтаря нерідко стає навіть меншим, ніж ресурс ліхтаря з лампою ДНаТ.

Сфера використання

Своєрідний світловий спектр лампочок ДНаТ, як виявилося, ідеально підходить для освітлення вулиць та автошляхів. Саме через свій спектр вуличні освітлювачі з ДНаТ ще десяток років тому використовувалися у всьому світі повсюдно.

Маючи протитуманний ефект, жовто-оранжеве світло забезпечує хорошу видимість на дорозі і не сліпить водія. Якщо врахувати, що натрієві лампи найекономічніші серед газорозрядних приладів і тим більше лампочок розжарювання, немає нічого дивного в тому, що майже 100% автошляхів висвітлювалося саме ДНаТамі.

В останні роки світильники ДНаТ частково витісняються світлодіодними, але у вуличному освітленні відбувається це набагато повільніше і неохоче, ніж у побуті.

Сподобався спектр випромінювання ламп ДНаТ та рослин. Це визначило ще одну сферу застосування натрієвих приладів: для підсвічування рослин у теплицях та місцях, де сонячного освітлення недостатньо. Ти, напевно, бачив теплиці, освітлені м'яким жовто-жовтогарячим світлом, — це лампи ДНаТ.

Використання ламп ДНаТ у теплицях для освітлення рослин

Переваги і недоліки

Як і будь-які інші освітлювальні прилади, світильники з лампами ДНаТ мають свої переваги та недоліки. До переваг можна віднести:

1. Висока світловіддача. За цим параметром лампи ДНаТ займають позицію лідера серед газорозрядних освітлювальних приладів, хоча і поступаються світлодіодним лампам.
2. Тривалий термін служби. Напрацювання на відмову у ламп ДНаТ сягає 15 000 годин. Потужний світлодіодний світильник із заявленою яскравістю пропрацює стільки ж чи не набагато більше.
3. Відносно низька вартість. Технологія виробництва ламп не надто складна і давно налагоджена (лампі ДНаТ майже 100 років!), а сам прилад не містить дорогих матеріалів. У цьому плані світлодіодні освітлювальні пристрої катастрофічно відстають від натрієвих – вони дорожчі у десятки разів.
4. Протитуманний ефект. Жовто-жовтогарячий спектр, що випромінюється лампами ДНаТ, погано поглинається водою. Навіть при дощі та сильному тумані якість освітлення зберігається на досить високому рівні.

Ти, напевно, бачив на автомобілях фари з жовтим склом — це протитуманки. Вони використовують той самий принцип, але жовто-жовтогарячий спектр створюється не лампою, а світлофільтром.

Щодо недоліків, то вони дуже суттєві:

1. Низький.Лампа ДНаТ випромінює світло у вузькому жовто-жовтогарячому спектрі. Колір практично всіх предметів у такому світлі сильно спотворюється. Саме через низьку якість світла натрієві лампи абсолютно не підходять для використання в житлових та виробничих приміщеннях.
2. Високий коефіцієнт пульсацій. При використанні електромагнітного баласту (дроселя) світло лампи ДНаТ пульсує з подвоєною частотою мережі. При цьому коефіцієнт пульсації може досягати 15-20%. При тривалому знаходженні під таким світлом очі люди швидко втомлюються. Проблема повністю вирішується використанням електронних баластів, але вартість їх нерідко вища за вартість самої лампи.
3. Висока робоча температура. У процесі роботи температура лампи ДНаТ досягає 300 градусів, а пускорегулюючі елементи (зокрема дросель) нагріваються до 100 градусів. Це не тільки загрожує серйозними опіками при випадковому дотику, а й вимагає вжиття спеціальних заходів щодо пожежної безпеки.
4. Утруднений пуск при низьких температурах. Через конструктивні особливості лампи ДНаТ важко запускаються при низьких температурах навколишнього середовища. Ця проблема частково вирішується використанням зовнішньої колби з вакуумом, але при сильному морозі лампа може не запуститися. З цієї причини використання ламп ДНаТ у районах крайньої півночі не рекомендується.
5. Великий час розпалювання. Після включення лампа ледь світить і поступово в міру розігріву пальника розгорається. Для виходу на робочий режим ламп ДНАТ потрібно 10-15 хв. Не відразу запуститься і щойно вимкнена гаряча лампа: спочатку колбі потрібно охолонути, а потім знову запуститися і розгорітися.

Штучні джерела освітлення, що використовують для вироблення світлових хвиль електричний розряд газового середовища в парах ртуті називають газорозрядними ртутними лампами.

Газ, закачаний у балон, може бути під низьким, середнім чи високим тиском. Низький тиск застосовується в конструкціях ламп:

лінійних люмінесцентних;

компактних енергозберігаючих:

бактерицидних;

кварцових.

Високий тиск використовується в лампах:

дугової ртутної люмінофорної (ДРЛ);

металогенної ртутної з випромінюючими добавками (ДРІ) галогенідів металів;

дуговий натрієвої трубчастої (ДНаТ);

дугової натрієвої дзеркальної (ДНаЗ).

Їх встановлюють у місцях, де необхідно висвітлювати великі території з малими витратами електроенергії.

Лампа ДРЛ

Особливості конструкції

Пристрій лампи, що використовує чотири електроди, схематично показано на зображенні.

Її цоколь, як і у звичайних моделей, служить для підключення до контактів під час вкручування в патрон. Скляна колба герметично захищає всі внутрішні елементи від зовнішніх дій. У ній закачано азот і розміщено:

кварцовий пальник;

електричні провідники від контактів цоколя;

два струмообмежуючі опори, вмонтовані в ланцюг додаткових електродів

шар люмінофора.

Пальник виконаний у формі герметичної трубки з кварцового скла з закачаним аргоном, в яку поміщені:

дві пари електродів - основний та додатковий, розташовані на протилежних кінцях колби;

невелика крапелька ртуті.

Джерелом світла ДРЛ є розряд електричної дуги серед аргону, що протікає між електродами в кварцовій трубці. Він виникає під дією прикладеної до лампи напруги у два етапи:

1. спочатку між близькими основним і запалювальним електродами починається тліючий розряд за рахунок руху вільних електронів і позитивно заряджених іонів;

2. утворення всередині порожнини пальника великої кількості носіїв зарядів призводить до швидкого пробою середовища азоту та утворення дуги через основні електроди.

Стабілізація пускового режиму (електричного струму дуги та світла) потребує часу близько 10-15 хвилин. У цей період ДРЛ створює навантаження, значно перевищують струми номінального режиму. Для їх обмеження застосовується.

Випромінювання дуги в парах ртуті має блакитний та фіолетовий відтінок та супроводжується потужним ультрафіолетовим випромінюванням. Воно проходить через люмінофор, поєднується з утвореним ним спектром і створює яскраве світло, наближене до білого відтінку.

ДРЛ чутлива до якості напруги живлення, а при його зниженні до 180 вольт тухне і не запалюється.

Під час створюється висока температура, що передається всій конструкції. Вона впливає на якість контактів у патроні та викликає нагрівання підключених проводів, які через це використовують лише з термостійкою ізоляцією.

При роботі лампи тиск газів у пальнику сильно збільшується та ускладнює умови для пробою середовища, що потребує підвищення прикладеної напруги. Якщо живлення відключити і подати, то одразу лампа не запуститься: їй треба охолонути.

Схема підключення лампи типу ДРЛ

Чотириелектродна ртутна лампа включається в роботу через дросель та .

Плавка вставка захищає схему від можливих коротких замикань, а дросель обмежує струм, що проходить через кварцову середовище трубки. Індуктивний опір дроселя підбирається за потужністю світильника. Увімкнення лампи під напругу без дроселя призводить до її швидкого перегорання.

Конденсатор, включений у схему, компенсує реактивну складову індуктивністю.

Лампа ДРІ

Особливості конструкції

Внутрішній пристрій лампи ДРІ дуже схожий на те, що використовується у ДРЛ.

Але в її пальнику введено певну дозу добавок з гапогенідів металів індія, натрію, талію або деяких інших. Вони дозволяють збільшити виділення світла до 70-95 лм/Вт і більше із гарною кольоровістю.

Колба виконується у формі циліндра або еліпса, показаного на малюнку нижче.

Матеріалом пальника може бути кварцове скло або кераміка, яка має кращі експлуатаційні властивості: менше затемнення та більший термін служби.

Форма пальника у вигляді кулі, що використовується в сучасних конструкціях, підвищує світловіддачу та яскравість джерела.

Принцип дії

Основні процеси, що відбуваються при виробленні світла ламп ДРІ та ДРЛ збігаються. Відмінність полягає у схемі запалювання. ДРІ не може запуститися в роботу від напруги мережі. Їй цієї величини недостатньо.

Для створення дугового розряду всередині пальника необхідно до міжелектродного простору додати високовольтний імпульс. Його освіту покладено на ІЗУ - імпульсний пристрій, що запалює.

Як працює ІЗУ

Принцип дії пристрою створення високовольтного імпульсу умовно можна уявити спрощеною принциповою схемою.

Робоча напруга живлення підводиться на вхід схеми. У ланцюжку діода D, резистора R та конденсатора C створюється зарядний струм ємності. Після закінчення заряду через конденсатор видається імпульс струму крізь тиристорний ключ, що відкрився, в обмотку підключеного трансформатора Т.

У вихідній обмотці трансформатора, що підвищує напругу, створюється високовольтний імпульс величиною до 2-5 кВ. Він надходить на контакти лампи та створює дуговий розряд газового середовища, що забезпечує свічення.

Схеми підключення лампи типу ДРІ

Пристрої ІЗУ випускаються для газорозрядних ламп двох модифікацій: із двома або трьома висновками. Для кожного створюється своя схема підключення. Вона наводиться прямо на корпусі блоку.

При використанні двоконтактного пристрою фаза мережі через дросель підключається до центрального контакту цоколя лампи та одночасно на відповідний висновок ІЗП.

Нульовий провід підводиться на бічний контакт цоколя та свій висновок ІЗП.

У триконтактного пристрою схема підключення нуля залишається такою самою, а підведення фази після дроселя змінюється. Вона підключається через два виведення, що залишилися на ІЗУ, як показано на картинці нижче: вхід на пристрій здійснюється через клему «В», а виведення на центральний контакт цоколя через - «Lp».

Таким чином, до складу пускорегулюючої апаратури (ПРА) для ртутних ламп з випромінюючими добавками входять в обов'язковому порядку:

дросель;

імпульсний зарядний пристрій.

Компенсуючий величину реактивної потужності конденсатор може входити до складу ПРА. Його включення визначає загальне зниження споживання енергії освітлювальним пристроєм та продовження терміну експлуатації лампи за правильно підібраної величини ємності.

Орієнтовно її значення 35 мкФ відповідає лампам з потужністю 250 Вт, а 45 - 400 Вт. При підвищеній ємності виникає резонанс у схемі, що проявляється «миготінням» світла лампи.

Наявність у працюючій лампі імпульсів високої напруги визначає використання у схемі підключення виключно високовольтних проводів мінімальної довжини між ПРА та лампою, не більше 1-1,5 м.

Лампа ДРІЗ

Це різновид описаної вище лампи ДРІ, всередині колби якої частково нанесено дзеркальне покриття для відбиття світла, яке формує потік прямий променів. Він дозволяє фокусувати випромінювання на об'єкт, що освітлюється, і знижувати світлові втрати, що виникають через перевідбиття.

Лампа ДНаТ

Особливості конструкції

Усередині колби цієї газорозрядної лампи замість ртуті використовуються пари натрію, розташовані в середовищі інертних газів: неону, ксенону або інших або їх сумішей. З цієї причини їх називають «натрієвими».

За рахунок такої модифікації пристрою конструкторам вдалося надати їм найбільшої ефективності роботи, яка сягає 150 лм/Вт.

Принцип дії ДНаТ і ДРІ той самий. Тому схеми підключення їх однакові і за відповідністю характеристик ПРА параметрам ламп можна використовувати для запалювання дуги в обох конструкціях.

Однак виробники метал галогенних і натрієвих ламп випускають пускорегулюючі пристрої під конкретні види своїх виробів і постачають в єдиному корпусі. Ці ПРА повністю налагоджені та готові до роботи.

Схеми підключення ламп типу ДНаТ

В окремих випадках конструкції ПРА для ДНаТ можуть мати відмінності від представлених вище схем запуску ДРІ та виконуватися по одній з трьох наведених нижче схем.

У першому випадку ІЗП включено паралельно контактам лампи. Після запалення дуги всередині пальника робочий струм не тече через лампу (див. принципову схему ІЗП), що заощаджує споживання електрики. У цьому дросель відчуває вплив високовольтних імпульсів. Тому він створюється з посиленою ізоляцією для захисту від імпульсів, що запалюють.

Через це схема паралельного включення використовується з лампами маленької потужності та імпульсом запалення до двох кіловольт.

У другій схемі застосовується ІЗП, що працює без імпульсного трансформатора, а високовольтні імпульси виробляє дросель спеціальної конструкції, що має відведення для підключення до контакту лампи. Ізоляція обмоток цього дроселя також посилюється: вона піддається впливу високовольтної напруги.

У третьому випадку використовується метод послідовного підключення дроселя, ІЗП та контакту лампи. Тут високовольтний імпульс від ІЗУ не надходить на дросель, а ізоляція його обмоток не потребує посилення.

Недолік цієї схеми в тому, що ІЗП споживає підвищений струм, за рахунок чого відбувається його додаткове нагрівання. Це зумовлює необхідність збільшення габаритів конструкції, що перевищують розміри попередніх схем.

Цей третій варіант конструкції найчастіше використовується до роботи ламп ДНаТ.

У всіх схемах може бути використана підключенням конденсатора так, як показано у схемах підключення ламп ДРІ.

Перелічені схеми включення ламп високого тиску, що використовують газовий розряд для свічення, мають ряд недоліків:

занижений ресурс світіння;

залежність від якості напруги живлення;

стробоскопічний ефект;

шум працюючого дроселя та ПРА;

- підвищене споживання електрики.

Більшість цих недоліків усувається застосуванням електронних пускових апаратів (ЕПРА).

Вони дозволяють не тільки економити до 30% електроенергії, але й мають можливість плавного регулювання освітленості. Однак, вартість таких пристроїв поки що досить висока.

Здрастуйте, шановні читачі сайту «Нотатки електрика».

Щоб дістатися клемника, необхідно відвернути 2 болти з пластиковими головками (баранчики) і нахилити світильник.

Жили кабелю живлення підключаються на клемник світильника наступним чином:

Як бачите, . Фазу (L) необхідно підключити на клему з двома білими проводами, що відходять, нуль (N) — з синім відхідним проводом, а захисний провідник (РЕ) — по центру.

А зараз розглянемо внутрішню схему світильника ЖКП.

Схема підключення світильника для натрієвих ламп

Через особливості конструкції та принцип дії натрієвих ламп, при їх підключенні необхідні:

пуско-регулюючий апарат (ПРА), ще його називають дроселем або баластом

• імпульсно-запальний пристрій (ІЗП)
• компенсуючий конденсатор

Існує дві схеми підключення ламп ДНаТ:

У моєму випадку використовується друга схема:

Я спеціально на схемі виділив дроти відповідним кольором, який Ви побачите на фотографіях нижче.

Елементи схеми

Розглянемо всі елементи, що входять до цієї схеми:

1. ПРА (дросель)

Взагалі існує два види ПРА (дроселів):

• електромагнітні або індуктивні (ЕМПРА)
• електронні (ЕПРА)

У кожного ПРА є свої як достоїнства, так і недоліки. Про це я розповім Вам у наступних статтях (щоб не пропустити нові статті — підписуйтесь на розсилку).

У світильнику, що розглядається, використовується вітчизняний вбудований електромагнітний однообмотувальний ПРА (дросель) «Galad» 1І70ДНаТ46Н-666 УХЛ2. Він включається послідовно з лампою, тим самим обмежуючи та стабілізуючи струм її споживання. До речі, важить він 1,3 (кг) та її роздрібна ціна становить близько 350-390 рублів.

Це я до того, щоб Ви орієнтувалися за цінами, раптом доведеться міняти його, адже вони частенько виходять із ладу. Причин може бути кілька: міжвиткове замикання в обмотці або її обрив.

На корпусі дроселя зображено схему його підключення та деякі характеристики.

• потужність 70 (Вт)
• напруга 220 (В)
• робочий струм лампи 1 (А)
• пусковий струм лампи не більше 1,6 (А)
• коефіцієнт потужності 0,38
• струм, що споживається з мережі 0,54 (А)
• максимальна допустима температура обмотки у робочому режимі 130°С

2. Імпульсно-запальний пристрій (ІЗП)

ІЗУ бувають двох видів:

• з трьома висновками
• з двома висновками

У нашому прикладі використовується вітчизняне компактне ІЗУ-1М 35/70-3 від ТОВ «Ремар» із трьома висновками. Роздрібна вартість складає близько 120-150 рублів.

ІЗП необхідно для «пуску» лампи ДНаТ. При включенні світильника в мережу воно подає короткочасний високовольтний імпульс 1,8-2,5 (кВ), який забезпечує пробій газового проміжку в колбі лампи.

Для ламп ДРЛ ІЗУ не потрібно.

Схему підключення та деякі характеристики можна побачити на його корпусі.

• напруга 220 (В)
• напруга спрацьовування 170-195 (В)
• потужність лампи ДНаТ 35-70 (Вт)
• паралельний тип підключення
• амплітуда імпульсу 1,8-2,5 (кВ)
• тривалість імпульсу щонайменше 1,62 (мкс)

3. Конденсатор

Для підвищення коефіцієнта потужності (косинусу "фі") світильника використовують конденсатор. У моєму випадку це плівковий поліпропіленовий конденсатор К78-99ємністю 10±10% (мкФ) напругою 250 (В), який підключається паралельно мережі живлення (прямо на клемник).

До компенсації косинус світильника дорівнював 0,38, після компенсації - 0,85.

Для кожного типу дроселя потрібна певна ємність конденсаторів. Її можна розрахувати за формулами самостійно, а можна скористатися спеціальними таблицями від виробників.

Обслуговування світильників із ДНаТ лампами

Якщо своєчасно проводити технічне обслуговування світильників, то термін їхньої служби відповідатиме заявленому у паспорті. Необхідно лише періодично виконувати наступні дії:

перевіряти надійність контактних з'єднань у клемнику, дроселя та ІЗУ

очищати світильник від пилу та бруду

якщо лампа ДНаТ згоріла, то її місце встановлювати лампу аналогічної потужності, а чи не більше чи менше

P.S. На цьому, мабуть, усі. Якщо є питання на тему статті, то готовий відповісти на них. Дякую за увагу.

Підключення натрієвих ламп. Для підключення будь-яких газорозрядних ламп потрібен баласт. Не є винятком у цьому сенсі і натрієві лампи; для «розігріву» ламп при включенні та нормальної їх роботи обов'язково знадобиться баласт. Баласт для натрієвих ламп - це ПРА (пускорегулюючий апарат) або ЕПРА (електронний ПРА) та ІЗП (імпульсний пристрій, що запалює).

Найбільш поширеними ПРА для натрієвих ламп є баластні індуктивні дроселі, необхідні для стабілізації та обмеження струму. ІЗУ необхідно, як написано вище для розігріву - запалювання лампи. При включенні натрієвої лампи цей пристрій, що є невеликим блоком, подає на її електроди потужний імпульс високої напруги, що забезпечує пробій в газовій суміші колби.

Cхеми підключення. Хоча, натрієві лампи сьогодні отримали досить широке застосування в різних галузях господарства, через недостатню передачу колірного спектру, найчастіше використовуються в якості вуличного освітлення.

Це «вуличні» лампи, що приходять на зміну ДРЛ, для яких випускаються консольні світильники марки ЖКП. Необхідний баласт, скомутований потрібним чином з лампою в них вже є, тому, при використанні таких світильників, підключення зводиться до подачі напруги на клеми світильника.

Щоб самостійно зібрати схему підключення натрієвих ламп, потрібно, як написано вище баласт - дросель та ІЗП. Двообмотчні дроселі, на сьогоднішній день вважаються застарілими, тому при виборі перевагу варто віддати однообмотувальним.

Виробниками ІЗУ випускаються пристрої з двома та трьома висновками, тому схема підключення може дещо відрізнятися - вона, власне, буває зображена практично на кожному корпусі ІЗП.

Натрієві лампи - споживачі реактивної потужності, тому, в деяких випадках, є сенс за відсутності фазокомпенсації в схему включити конденсатор С, що істотно знижує пусковий струм (див. фото вище).

Для дроселя ДНаТ-250 (3А) оптимальна ємність конденсатора – 35 мкф, для ДНаТ-400 (4.4А) – 45 мкф. Використовувати слід конденсатори сухого типу, з номінальною напругою від 250 В. У цьому випадку схема підключення матиме такий вигляд:

При самостійному підключенні ламп варто врахувати рекомендацію не допускати перевищення довжини проводів, що з'єднують баласт з лампою більше одного метра.

Насамкінець, з приводу баласту. Безсумнівно, найкращими ПРА по праву вважаються електронні, що мають ряд переваг перед індуктивними ПРА, однак, програючи останнім за ціною; їхня вартість, в даний час досить висока.

Як підключити лампу ДНАТ (натрієва лампа)

Першими електричними джерелами світла, що з'явилися наприкінці ХІХ століття, були газорозрядні лампи. Дуга в них горіла на відкритому повітрі, в якому є кисень. Тому час їхньої роботи був невеликим, лише кілька годин, а свічення нестійким.

Однак ідея ця виявилася дуже продуктивною, адже ККД газорозрядних ламп у п'ять-шість разів вищий за лампи розжарювання. Тому в середині минулого століття після досягнення необхідного технологічного рівня спочатку з'явилися газорозрядні лампи низького тиску, а потім і високого.

Середовищем поширення електричного розряду у яких є інертний газ, зазвичай аргон. А для збільшення її електричної проникності до нього додають солі металів – ртуті чи натрію.

Підвищення тиску середовища, в якому поширюється електричний заряд і виникає дуга, що світиться, дозволяє отримати більш інтенсивний світловий потік, витративши на це меншу енергію. Для прикладу: світловіддача натрієвих ламп низького тиску не перевищує 100 люмен на ват, а ламп високого тиску це значення більше 200 люмен на ват. Тому їх використовують для зовнішнього освітлення або у приміщеннях великої площі – теплицях, ангарах, виробничих цехах.

Принципове пристрій ртутних і натрієвих дугових ламп високого тиску має багато подібних характеристик, але є й відмінності, через які схема підключення натрієвої лампи інша, ніж у ртутної. І вони не взаємозамінні. Відрізнити ці освітлювальні прилади один від одного можна як за позначенням, так і зовні. ДРЛ – дугова ртутна лампа, ДНаТ – дугова трубчаста натрієва. А зовнішні відмінності стануть вам зрозумілі з аналізу їхнього пристрою. Отже, вони складаються з наступних елементів:

• Газові пальники.
• Набір електродів.
• Зовнішня колба.
• Цоколя.

Газова горілка

В обох випадках вона виконується у вигляді трубки з жароміцного кварцового скла. Але у ДРЛ її розміри більші, ніж у ДНаТ. Через високу хімічну активність натрію до складу скла пальника вводять алюмінієві галун - Al 2 O 3 . Всередину пальника закачано інертний газ – аргон – під тиском 100-150 кПа. А також знаходиться ртуть або натрієва амальгама (сплав Na і Hg).

Набір електродів

У ламп ДРЛ їх чотири: два основних і два підпалюють. Пари розташовані на протилежних кінцях колби і підключені до різних полюсів лінії живлення. А у ДНаТ електродів лише два. Це і зумовлює відмінності у способі запуску та побудові схеми підключення ламп.

У ртутних джерел світла дуга спалахує від малої іскри, що виникає між протилежними за знаком електродами. А натрієвим потрібен запалюючий імпульс. Причому ДРЛ перших випусків (до середини 60-х років минулого століття) мав два електроди і застосовувався такий самий принцип включення, але згодом від нього відмовилися.

Зовнішня колба

Це основна візуальна відмітна ознака ламп. Всередині колби вакуум, який забезпечує хімічну та термічну стійкість скла пальника. Але у ДРЛ вона білого чи матового кольору, а колба ДНаТ прозора.

На внутрішню поверхню колби ртутної лампи нанесений шар люмінофора. Справа в тому, що горіння парів ртуті викликає мертвенно-зелене або синє свічення, що надзвичайно спотворює сприйняття дійсності оком людини. Люмінофор зсуває його спектр в область сліпучо-білого світла, що цілком прийнятно для вуличного освітлення.

Натрієві лампи світять червоним або яскраво-оранжевим кольором. Промені світла цієї частоти практично не переломлюються водяною суспензією, яка може висіти в повітрі (сніг, туман, опади, що мрячать, бризки), тому його використовують для освітлення автострад. Необхідність спектрального зсуву відсутня, тому колба прозора.

Цоколь

У обох ламп для підключення до лінії живлення використовується так званий різьбовий цоколь Едісона, що позначається буквою Е. Оскільки потужність дугових ламп високого тиску зазвичай перевищує 250 Вт, застосовуються моделі Е40, діаметром 400 мм. З цієї причини рекомендується використовувати керамічні патрони, здатні витримувати сильний нагрівання.

Схеми підключення

Набір елементів для запуску газорозрядних ламп високого тиску називається пускорегулюючою апаратурою (ПРА). Останнім часом з'явилися її електронні аналоги (ЕПРА), де всі деталі встановлені в одному корпусі. Вони забезпечують більш оптимальний режим роботи ламп, але мають той самий принцип дії. Тому для кращого розуміння розглянемо всі елементи окремо.

Схема включення ДРЛ представлена ​​малюнку нижче.

Її основним елементом є баластовий дросель. Це котушка індуктивності на феромагнітному сердечнику, який зазвичай має форму тора. Її завданням є гасіння пускового струму, який у перші секунди після включення близький до струму короткого замикання, адже відстань між основним та допоміжними електродами не більше міліметра.

Дія дроселя засноване на ефекті виникнення магнітного потоку в сердечнику, напрямок якого протилежно струму, що його породив. Котушка індуктивності має бути розрахована на ту ж потужність, що й лампа. Конденсатор необхідний згладжувати пульсації струму, що виникають при горінні дуги. У принципі він є необов'язковим елементом.

Якщо у вас немає заводського дроселя, ДРЛ можна запалити, увімкнувши послідовно з нею лампу розжарювання тієї ж чи більшої потужності. Як варіант автотрансформатор, за допомогою якого можна забезпечити плавний запуск пристрою. Зазвичай, горіння дуги стабілізується через 10-12 хвилин після включення.

Схема включення ДНаТ складніша. У ній ви бачите додатковий елемент - ІЗП (Імпульсний Запуск Пристрій).

ІЗП – це тиристорний генератор безперервних імпульсів. Одна з його схем представлена ​​на малюнку нижче. Вона розрахована на двоточкове підключення.

Однак існує й триточковий варіант.

Дугові лампи високого тиску мають дуже велику енергетичну ефективність, особливо ДНаТ. За нею та за кількістю годин безперервної роботи вони практично не поступаються світлодіодним лампам. При цьому їх надійність найчастіше вища. Тому ці джерела світла ще рано списувати до розряду технічних раритетів.