Самые мощные натриевые лампы. Особенности натриевых ламп и их использовании в уличном освещении, схема подключения

Натриевые лампы высокого давления – одни из самых долговечных и эффективных источников света. Средняя продолжительности их рабочего времени превышает 25 тыс. часов.

Натриевые газоразрядные лампы зажигаются с помощью за 3-4 минуты. Их приятный желтый свет нашел свое применение в областях, где важна экономическая целесообразность – они освещают парки, дороги, памятники архитектуры. С развитием отрасли появились новые виды ламп с улучшенной цветопередачей и сфера их применения значительно расширилась.

Натриевые лампы очень популярны у садоводов, которые разводят растения в теплицах и оранжереях – в пасмурный день их теплый свет вполне может заменить солнечный, это повышает плодоносность растений.

Также важной особенностью использования является произвольное рабочее положение. Благодаря этому свойству трубчатые натриевые лампы с цоколем Е27 и Е40 широко используют на железных дорогах, трассах и в уличном освещении. С соответствующим ПРА в некоторых лампах производства компании возможно диммирование, регулировка яркости света. Прочная конструкция обеспечивает высокую устойчивость к вибрации и внешним воздействиям. Однако применение ламп несколько ограничивается в холодную погоду – их эффективность сильно зависит от температуры окружающей среды.

Лампы с цоколем Fc2 и RX7s применяются в светильниках закрытого типа и чаще всего используются для внутреннего освещения в выставочных и торговых помещениях. В течение всего срока службы световое излучение сохраняет большую интенсивность.

Для подсвечивания продуктов в мясных лавках, цветочных магазинах и пекарнях используют лампы с цоколем PG12-1 и GX12-1 , имеющие теплую цветовую температуру и хорошую светопередачу.

Форма одноцоколевых натриевых ламп может быть и эллипсовидной, с колбами из матового стекла, которое убирает слепящий эффект. Компания выпускает экземпляры со встроенным устройством зажигания, а также вариант NAV-E Plug-in для ртутного дросселя.

Еще один тип ламп – натриевые с двумя горелками и цоколем Е40 . Основное отличие от стандартных ламп подобного типа – это более длительный срок службы, так как при зажигании обычно загораются обе горелки, которые затем работают по очереди.

В нашем интернет-магазине www.сайт представлен широкий ассортимент дуговых натриевых ламп, вы легко найдёте лампу идеально подходящую под ваши требования её использования.

Они характеризуются высокой передачей света и незначительным снижением световых потоков при длительной работе.

Часто натриевые лампы применяют для экономного освещения внешних объектов - улиц и строительных площадок, транспортных магистралей и тоннелей, архитектурных сооружений, вокзалов и аэропортов, других объектов, требующих контрастной видимости при любых погодных условиях. Кроме того, такие лампы находят широкое применение для освещения цветников и теплиц с растениями.

Дуговая натриевая трубчатая представляет собой стеклянный баллон, содержащий специальную «горелку» - цилиндрическую трубку с чистой закисью алюминия. Данная трубка заполнена парами натрия и ртути. Кроме того, эти лампы содержат пусковой газ - ксенон.

Различают их два вида - натриевые лампы высокого давления, которые позволяют получать монохромное излучение светло-оранжевого цвета, а также низкого давления, которые обеспечивают примерно 200лм/Вт, но характеризуются теплым цветным диапазоном.

Следует отметить, что натриевые лампы подключаются по-особому - с помощью специального пускорегулирующего аппарата и импульсно-воспалительного устройства, хотя некоторые производители выпускают такие лампы с пусковой антенной, которая имеет вид проволоки, что обвивается вокруг «горелки».

Если говорить о преимуществах натриевых ламп, то следует отметить следующие характеристики:

Высокая светоотдача;

Длительный период эксплуатации (до 32 тысяч часов);

Незначительное изменение при работе;

Экономичность применения;

Диапазон рабочих температур, который составляет -60 - +40 ° С.

Несмотря на перечисленные достоинства, натриевые лампы имеют определенные недостатки:

Могут применяться только тогда, когда не предъявляются высокие требования относительно хорошей цветопередачи. Кроме того, при длительной работе они меняют свой цветовой диапазон;

Эффективность данных ламп зависит от температуры окружающей среды - в холодную погоду они светят хуже;

Не являются экологическими, так как содержат соединения натрия с ртутью;

При эксплуатации проходит утечка атомов натрия, что требует использования монокристаллической разрядной трубки;

Для полного запуска данного вида ламп и установления стабильных световых характеристик должно пройти не менее 7 минут.

Учитывая такие особенности натриевых ламп, их лучше применять в случаях, когда требуется мощный и экономичный источник света, а правильная цветопередача не очень важна.

Стоит отметить, что мощность данных ламп должна подбираться в соответствии с их использованием. Так, для цветников, теплиц или питомников для растений лучше всего применять лампы на 150 или 250 Вт. Натриевые с мощностью более 400 Вт не применяются, так как они способны сжечь листки. При правильном применении данного источника света можно улучшить рост растений и интенсивно их выращивать в течение всего года.

Конструкции первых световых приборов были довольно примитивными. Они состояли из двух электродов, между которыми горел дуговой разряд. В этих конструкциях было два существенных недостатка: из-за выгорания электроды нуждались в постоянной регулировке, а спектр излучения захватывал значительную долю ультрафиолета. Поэтому лампы накаливания, а позже натриевые лампы очень быстро заняли свои ниши в освещении помещений и улиц.

Справедливости ради надо сказать, что и эти осветительные приборы и сегодня ещё конкурируют с марками более экономичных светодиодных светильников.

Но есть сферы, где применение натриевых лампочек ещё долго будет в приоритете. Оптимизма прибавляет высокий поток излучения в , продолжительность срока эксплуатации и высокие показатели экономичности этих приборов.

Конструкция и принцип работы

Действие натриевой газоразрядной лампы основано на свойстве паров натрия, способных излучать монохроматический яркий свет в жёлто-оранжевом спектре. Это газообразное вещество заключено в особой колбе (трубке), называемой горелкой. Поскольку разогретые до высокой температуры пары натрия агрессивно действуют на стеклянные поверхности, то трубку изготавливают из более устойчивых веществ – боросиликатного стекла либо из поликристаллической окиси алюминия (в зависимости от типа лампы).

С каждой стороны горелки расположены электроды, предназначенные для создания дуговых разрядов, разогревающих пары натрия. Эта конструкция размещена в вакуумной стеклянной колбе, заканчивающейся резьбовым цоколем.

Здесь уместно заметить, что существует два типа таких осветительных приборов: НЛНД (низкого давления) и НЛВД (высокого давления). Описанная выше конструкция даёт общее представление об устройстве газоразрядных натриевых светильников обоих типов. Различаются эти лампы конструкциями горелок и рабочим давлением паров внутри трубок.

В натриевых светильниках низкого давления, его величина не превышает 0,2 Па, а в НЛВД – порядка 10 кПа. Соответственно отличаются и рабочие температуры паров натрия: 270–300 °С для НЛНД и 650–750 °С в горелках высокого давления. Отсюда понятно, что горелки НЛВД обладают достаточно высокими уровнями световых потоков, то есть светят довольно ярко.

Нет ничего удивительного в том, что натриевые лампы высокого давления постепенно вытеснили с рынка осветительные приборы типа НЛНД. Хотя спектр света соответствующий низкому давлению более приятен для глаз, горелки НЛНД уступили более мощным моделям с довольно высоким световым излучением.

Учитывая данное обстоятельство, мы будем акцентировать внимание именно на лампах типа НЛВД. Конструкция такого источника освещения изображена на рисунке 1. Здесь приведена схема трубчатой лампы ДНаТ.

Рис. 1. Устройтство ДНаТ

Цифрами обозначено:

1 – внешняя колба;
2 – никелированный цоколь;
3 – контактные пластины;
4 – газоразрядная трубка (горелка);
5 – молибденовые электроды;
6 – пары натрия с примесью инертных газов (аргон или ксенон);
7 – амальгама натрия;
8 – уплотнённый ниобиевый ввод;
9 – металлические проводники;
10 – молибденовые пластины;
11 – геттеры (газопоглотители).

На рис. 2 представлено фото натриевой лампы данного типа.

Рис. 2. Пример фото натриевой лампы высокого давления (НЛВД)

Колбы натриевых светильников бывают цилиндрическими (как на рисунке 2), эллиптическими, покрытыми изнутри тонким слоем светорассеивающего вещества (ДНаС). Они могут быть матированными (ДНаМТ) или содержать зеркальный отражатель рядом с горелкой (ДНаЗ).

Принцип действия.

Зажигание горелки натриевой лампы происходит от электрической дуги, возникающей между электродами. В канале электрического разряда образуется поток заряженных частиц из паров натрия. Строго говоря, внутри газоразрядной трубки находится не чистый натрий, а смесь газов. Для лучшего зажигания дуги добавляют аргон или ксенон либо пары ртути.

Сегодня уже существуют безртутные светильники. Они пока имеют более сложную конструкцию, но разработки продолжаются и, вероятно, они когда-нибудь заменят обычные лампы с ртутью.

После того как на катоды подано высокое импульсное напряжение, происходит зажигание НЛВД. Некоторое время лампа светит тусклым светом. Примерно через 7 – 10 минут, после того как пары натрия разогреются до рабочей температуры, лампа переходит в режим максимальной световой отдачи.

Принцип действия похож на работу ртутных ламп, но для включения светильника, наполненного парами натрия, требуется импульсное напряжение высшее, чем для включения . После разогрева горелки импульсные токи необходимо ограничить. Поэтому для данного типа осветительных приборов производители НЛВД разработали специальные пускорегулирующие аппараты со встроенными импульсными зажигающими устройствами. Без использования ИЗУ зажечь натриевую лампу, включив её непосредственно в электрическую сеть, невозможно.

Классификация натриевых ламп

Как было отмечено выше, натриевые светильники бывают двух типов: НЛНД и НЛВД. Их можно классифицировать ещё по виду колбы, по составу примесей, мощности излучения. Поскольку давление паров натрия напрямую влияет на светоотдачу лампы, то сделаем краткий обзор светильников именно по этому параметру.

Низкого давления (НЛНД)

Первыми появились НЛНД (с низким давлением в горелке). Они обеспечивают низкую цветопередачу, но обладают приятным для человека спектром излучения. Их массово использовали в 30-ых годах ушедшего столетия. Лампы низкого давления можно встретить и сегодня, однако их вытесняют более совершенные натриевые светильники, на которых мы остановимся более подробно.

Высокого давления (НЛВД)

Высокая эффективность НЛВД сделала их лидером среди других газоразрядных источников света. Светоотдача таких светильников достигает 150 люмен/ватт. Они могут работать до 28500 часов. Правда, в конце срока службы их светоотдача снижается, а цвет смещается в красную сторону спектра.

По целому ряду параметров НЛВД превосходят качества люминесцентных ламп, излучающих холодное свечение и металлогалогенных ламп, потребляющих много электроэнергии. Среди современных электрических источников света немного найдётся светильников, способных составить натриевому светильнику достойную конкуренцию.

Преимущества и недостатки

Преимущества у натриевых ламп следующие:

экономичность трубчатых ламп;
большой срок эксплуатации;
устойчивость электрических параметров на протяжении почти всего срока службы;
тёплые оттенки излучения натрия (см. рис. 3);
довольно широкий диапазон температур, при которых натриевый лампы устойчиво работают – от –60 до +40 градусов по Цельсию.

К сожалению, существуют недостатки, ограничивающие сферы применения НЛВД:

раздражающая частота мерцания света;
инерционность при включении;
взрывоопасность НЛВД;
наличие в большинстве моделей содержания ртути;
резонансное излучение ослабевает в процессе эксплуатации;
рост потребляемой мощности с приближением конца срока службы;
необходимость применения ПРА для подключения ламп.

Пускорегулирующие аппараты иногда являются источником шума и расходуют до 60% потребляемой мощности. Они также требуют дополнительного обслуживания.

Несмотря на наличие перечисленных недостатков, в некоторых сферах, где цветопередача источника света несущественна, применение НЛВД является очень выгодным, а в отдельных случаях просто незаменимым.

Область применения

Жёлто-оранжевый свет осветительных устройств приятен для глаз, но его монохроматичность приглушает цвета красок интерьеров. Поэтому натриевые лампы не используются в жилых помещениях в качестве основного осветительного прибора. Они могут служить лишь элементами декоративного освещения.

На рисунке 3 показано фото такой подсветки.:

Рисунок 3. Свет натриевой лампы

Исследования показали, что желтому свечению свойственно благотворно влиять на развитие растений. При этом усиливается их рост, увеличивается урожайность. Летом растительность получает такое освещение от солнечных лучей. Но в теплицах, где выращивают овощи зимой, солнечного света явно не хватает. Для этих целей идеально подходят НЛВД (см. рисунок 4).

Использование натриевых ламп для освещения теплиц не только повышает урожайность, но и позволяет сэкономить электроэнергию.

Рисунок 4. Освещение теплицы натриевыми лампами высокого давления

Обратите внимание на монохроматичность света натриевых светильников. Приглушенный цвет растений свидетельствует о том, что почти весь свет от ламп расходуется на выработку хлорофилла.

Монохроматичность очень полезна при освещении улиц. Такой свет не рассеивается в тумане. Использование уличных светильников для освещения автострад позволяет повысить безопасность движения транспорта. Парковые зоны и дорожки с уличным освещением на основе НЛВД, обладающих жёлтым спектром свечения, повышают комфорт отдыхающих в ночное время.

Рисунок 5. Уличное освещение с помощью НЛ

Реже такие светильники используются в производственных помещениях (обычно на складах), а также при оформлении рекламных вывесок и декораций.

Подключение

Поскольку для поджога горелки требуется высокое импульсное напряжение (иногда до 1000 В) то это усложняет схемы подключения натриевых ламп. Приходится применять дополнительное оборудование. ПРА для НЛВД бывают двух типов: ЭмПРА (электромагнитные) и ЭПРА (электронные).

ИЗУ подключаются в цепь лампы параллельно, а дроссели – последовательно, иногда через импульсное зажигающее устройство.

На рисунке 6 изображено подключение НЛВД.

Рисунок 6. Схема подключения НЛВД

Обратите внимание на то, как подключен дроссель (балласт) и ИЗУ.

Примите к сведению, что при самостоятельном подключении необходимо соблюдать требование: длина провода от дросселя до цоколя лампы не должна превышать 100 см.

Некоторые зарубежные производители поставляют на рынок натриевые осветительные приборы со встроенными пусковыми устройствами в колбе светильника.

Вопросы безопасности и утилизации

Риски в эксплуатации натриевых ламп связаны с высоким давлением и температурой внутри горелки. Даже поверхность колбы нагревается до 100 °С и может вызвать ожог при неосторожном обращении. Существует вероятность разрыва колбы под влиянием вырвавшихся из горелки раскалённых газов.

С целью защиты от последствий разрушения делают светильники, в которых лампы находятся за толстым стеклом. Обратите внимание на конструкцию (рис. 5).

В связи с наличием ртути в натриевых лампах применяются особые требования к их утилизации. Использованные приборы запрещается выбрасывать в баки для обычного мусора. Их необходимо отправлять на специальные предприятия для обезвреживания и переработки.

Видео в дополнение статьи

Причём следует заметить, что применение натриевых ламп низкого давления ограничено тем фактом, что их эффективность зависит от температуры окружающей среды (во время холодной погоды они светят хуже), а в большинстве натриевых ламп высокого давления в качестве наполнителя применяется амальгама натрия (соединение натрия со ). Поэтому на вопрос о большей экологичности натриевых ламп по сравнению с ртутными однозначного ответа не существует.

Лампы светят желтым светом,в отличие от белого у ртутных ламп ДРЛ.

Существуют два принципиально различных типа натриевых ламп - лампы низкого давления и лампы высокого давления.

Натриевая лампа низкого давления

Натриевая лампа низкого давления мощностью 35 Ватт

Натриевая лампа низкого давления характеризуется максимальной эффективностью среди всех источников света - около 200 лм /Вт . Однако излучение натриевой лампы низкого давления является монохроматическим излучением - т.н. резонансным дублетом натрия. В связи с этим качество освещения, даваемого такой лампой, например индекс воспроизводимости цветов (color rendering index), имеет крайне низкое значение. Такие лампы применяются для освещения улиц,производственных и складских помещений (рекомендуется использовать лампы ДНаТ+ДРЛ).Применение их для других целей затруднительно, поскольку невозможно различать цвета предметов освещенных такими лампами. Так, при замене галогенных или ламп на натриевые в закрытом помещении искажается цветовосприятие предметов, например, зелёный цвет полностью превращается в чёрный или тёмно-синий , таким образом, например, многие станции метро часто теряют свой архитектурный облик.

Натриевая лампа высокого давления

Аббревиатура ДНаТ - Дуговая Натриевая Трубчатая лампа. Натриевая лампа высокого давления отличается тем, что в ней линии резонансного дублета натрия сильно уширены за счёт высокого давления паров натрия. Уширенные линии дают квази-непрерывный спектр в ограниченном диапазоне в желтой части спектра. Таким образом улучшается (хотя и не слишком сильно) качество излучения - становится возможным различать цвета. Одновременно с этим падает энергетическая эффективность лампы - примерно до 150 лм /Вт (что всё еще является высоким значением, по сравнению например с 13 лм/Вт у лампы накаливания).

Часто в качестве наполнителя ламп применяют смесь натрия и ртути, что даёт более качественное освещение.

Горелки ламп ДНаТ изготовляются из оксида алюминия.

Для зажигания обычных натриевых ламп необходим пробой межэлектродного пространства импульсом высокого напряжения. Для этого применяют импульсное зажигающее устройство - ИЗУ . Однако есть лампы, не требующие ИЗУ, в них около горелки имеется пусковая антенна. Чаще всего она имеет вид проволоки или ленты, обвитой вокруг горелки. Такие лампы называются ДНаС.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Натриевая лампа" в других словарях:

Натриевая лампа - высокого давления (в светорассеивающей колбе): 1 разрядная трубка; 2 стеклянная внешняя колба; 3 рассеивающее покрытие; 4 бариевый газопоглотитель; 5 цоколь. НАТРИЕВАЯ ЛАМПА, газоразрядный источник света, в котором оптическое излучение возникает… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

Газоразрядный источник света, в котором оптическое излучение возникает при дуговом электрическом разряде в парах Na. Натриевая лампа низкого давления дает чисто желтый свет. Световая отдача 100 170 лм/Вт, срок службы 5 7 тыс. ч., используется… … Большой Энциклопедический словарь

натриевая лампа - — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики лампы, светильники, приборы и комплексы световые EN sodium vapor lampsodium vapor lamp …

НАТРИЕВАЯ ЛАМПА - газоразрядный источник света, в котором используется излучение, возникающее при электрическом разряде в парах натрия. Н. л. один из наиболее эффективных источников света, применяемый для наружного и внутреннего освещения. Н. л. низкого давления… … Большая политехническая энциклопедия

Газоразрядный источник света, в котором оптическое излучение возникает при дуговом электрическом разряде в парах Na. Натриевая лампа низкого давления даёт чисто жёлтый свет. Световая отдача 100 170 лм/Вт, срок службы 5 7 тыс. ч, используется… … Энциклопедический словарь

натриевая лампа - natrio lempa statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. sodium discharge lamp; sodium vapor lamp; sodium vapour lamp vok. Natriumdampflampe, f rus. натриевая лампа, f pranc. lampe à vapeur de sodium, f … Fizikos terminų žodynas

Газоразрядный источник света (См. Газоразрядные источники света), в котором излучение оптического диапазона возникает при электрическом разряде в парах Na. Н. л. низкого давления представляет собой заполненную парами Na и смесью… … Большая советская энциклопедия

Газоразрядный источник света, в к ром оптич. излучение возникает при дуговом электрич. разряде в парах натрия. Н. л. низкого давления даёт чисто жёлтый свет, обеспечивая хорошую видимость и высокую разрешающую способность глаза при низких уровнях … Большой энциклопедический политехнический словарь

натриевая лампа высокого давления - Натриевая лампа, парциальное давление паров в которой при установившемся режиме имеет значение порядка 104 Па. [ГОСТ 15049 81] Тематики лампы, светильники, приборы и комплексы световые EN High Pressure Sodium lampHPS lamp … Справочник технического переводчика

натриевая лампа низкого давления - Натриевая лампа, парциальное давление паров в которой при установившемся режиме не превышает 102 Па. [ГОСТ 15049 81] Тематики лампы, светильники, приборы и комплексы световые … Справочник технического переводчика

Натриевые лампы высокого давления (НЛВД) являются одним из наиболее эффективных источников света и уже сегодня обладают световой отдачей до 160 лм/Вт при мощностях 30 - 1000 Вт, их срок службы может превышать 25 000 ч. Небольшие размеры светящегося тела и высокая яркость натриевых ламп высокого давления значительно расширяют возможности их применения в различных световых приборах с концентрированным светораспределением.

Как правило, натриевые лампы высокого давления эксплуатируются в комплекте с индуктивным или электронным балластом. Зажигание натриевых лампы высокого давления происходит с помощью специальных зажигающих устройств, выдающих импульсы до 6 кВ. Время разгорания ламп обычно составляет 3 - 5 минут.

К достоинствам современных натриевых ламп высокого давления можно отнести относительно небольшой спад светового потока в течение срока службы, который, например, для ламп мощностью 400 Вт составляет 10 - 20 % за 15 тыс. ч при 10-часовом цикле горения. У ламп, работающих с более частыми включениями, спад светового потока растет приблизительно на 25% при каждом двукратном сокращении цикла. Такое же соотношение справедливо и для расчета снижения срока службы.

Принято считать, что эти лампы находят применение там, гд е экономические показатели более важны, чем точное воспроизведение цвета. Их теплый желтый свет вполне подходит для освещения парков, торговых центров, дорог, а также, в некоторых случаях, для декоративного архитектурного освещения (Москва - яркий тому пример). Однако развитие этих источников света в последнее десятилетие привело к резкому расширению возможностей их применения благодаря появлению но вых видов, а также ламп малой мощности и ламп с улучшенной цветопередачей.

1. Натриевые лампы высокого давления с улучшенной цветопередачей

В настоящее время натриевые лампы высокого давления представляют практически самую эффективную группу разрядных источников света. Однако у стандартных натриевых ламп высокого давления имеется ряд недостатков, из которых, прежде всего, необходимо отметить явно ухудшенные цветопередающие свойства, характеризующиеся низким индексом цветопередачи (Ra = 25 - 28) и невысокой цветовой температурой (Тцв = 2000 - 2200 К).

Уширенные резонансные линии натрия обуславливают золотисто-желтый цвет излучения. Цветопередача натриевых ламп высокого давления считается удовлетворительной для наружного освещения, но недостаточной для внутреннего.

Улучшение цветовых характеристик натриевых ламп высокого давления идет, главным образом, благодаря повышению давления паров натрия в горелке при увеличении температуры холодной зоны или содержания натрия в амальгаме (амальгама - жидкий, полужидкий или твёрдый сплав металла с ртутью) , увеличению диаметра разрядной трубки, введению излучающих добавок, нанесению на внешнюю колбу люминофоров и интерференционных покрытий и питанию ламп импульсным током высокой частоты. Снижение световой отдачи компенсируется увеличением давления ксенона (т.е. уменьшением токопроводности плазмы).

Над проблемой улучшения спектрального состава излучения натриевых ламп высокого давления работают многие специалисты, и рядом зарубежных фирм уже выпускаются качественные лампы с улучшенными цветовыми параметрами. Так, в номенклатуре таких ведущих компаний как General Electric, Osram, Philips присутствует широкая группа натриевых ламп с улучшенными цветопередающими свойствами.

У подобных ламп с общим индексом цветопередачи Ra = 50 - 70 световая отдача ниже на 25 % и в два раза меньший срок службы по сравнению со стандартными вариантами. Стоит также отметить, что принципиальные параметры натриевых ламп высокого давления достаточно критичны к изменению напряжения питания. Так, при снижении питающего напряжения на 5 - 10% мощность, световой поток, Ra теряют от 5 до 30 % от своих номинальных значений, а при повышении напряжения резко падает срок службы.

Попытки найти экономичный аналог лампе накаливания привели к созданию нового поколения натриевых ламп. Сравнительно недавно появилось семейство натриевых ламп малой мощности с улучшенной цветопередачей. Фирма Philips представила серию ламп типа SDW мощностью 35 - 100 Вт с R a = 80 и цветностью излучения, близкой к цветности излучения ламп накаливания. Световая отдача лампы составляет 39 - 49 лм/Вт, а систему лампа - ПРА 32 - 41 лм/Вт. Такая лампа с успехом может применяться для создания декоративных световых акцентов в местах общественного пользования.

C ерия ламп фирмы OSRAM COLORSTAR DSX вместе с электронным ПРА POWERTRONIC PT DSX является абсолютно новой осветительной системой, позволяющей, используя одну и ту же лампу, изменять цветовую температуру. Изменение цветовой температуры с 2600 на 3000 К и обратно производится с помощью электронного ПРА со специальным переключателем. Это позволяет создавать для выставленных в витринах экспонатов световой интерьер, соответствующий времени суток или времени года. Лампы этой серии экологически безопасны, так как не содержат ртуть. Стоимость осветительной установки из таких комплектов в 5 - 6 раз выше аналогичной, состоящей и светильников с галогенными лампами накаливания.

Для наружного освещения разработана модифицированн версия системы COLORSTAR DSX - COLORSTAR DSX2. Вместе со специальным ПРА световой поток системы может быть уменьшен до 50% от номинального значения. Эта серия ламп также не содержит ртуть.

Натриевые лампы высокого давления малой мощности

Среди выпускаемых в настоящее время натриевых ламп высокого давления наибольшая доля приходится на лампы мощностью 250 и 400 Вт. При этих мощностях эффективность ламп считается максимальной. Однако в последнее время значительно возрос интерес к натриевым лампам высокого давления малой мощности из-за стремления к экономии электроэнергии при замене ламп накаливания на разрядные лампы малых мощностей во внутреннем освещении.

Минимальная мощность натриевых ламп высокого давления, достигнутая зарубежными фирмами, составляет 30 - 35 Вт. На Полтавском заводе газоразрядных ламп освоен выпуск маломощных натриевых ламп высокого давления мощностью 70, 100 и 150 Вт.

Трудности в создании маломощных натриевых ламп высокого давления связаны с переходом на малые токи и диаметры разрядных трубок, а также с увеличением относительной длины заэлектродных областей по сравнению с межэлектродным расстоянием, что приводит к очень высокой отзывчивости лампы на режим питания, на отклонения в конструктивных размерах разрядной трубки и качество материалов. Поэтому при производстве натриевых ламп высокого давления малой мощности возрастают требования к соблюдению допусков на геометрические размеры узлов разрядных трубок, к чистоте материалов и точности дозировки наполняющих элементов. Уже существуют принципиальные технологии, позволяющие освоить массовый выпуск этих экономичных, долговечных источников света.

Фирма OSRAM предлагает также серию маломощных ламп, не требующих зажигающего устройства (горелки содержат смесь Пеннинга). Однако их световая отдача на 14 - 15 % ниже, чем у стандартных ламп.

Одно из достоинств ламп, не требующих импульсного зажигающего устройства, - возможность их установки в светильники для ртутных ламп (при прочих необходимых условиях). Например, лампа NAV E 110 со световым потоком 8000 лм вполне взаимозаменяема со ртутной лампой типа ДРЛ-125> имеющей номинальный световой поток 6000 - 6500 лм. Подобные отечественные разработки давно применяются в нашей стране. В настоящее время ОАО ЛИСМА, например, выпускает лампы ДНаТ 210 и ДНаТ 360, предназначенные для прямой замены ДРЛ 250 и ДРЛ 400 соответственно.

Безртутные НЛВД

В последние годы во многих странах предпринимаются заметные усилия в области охраны окружающей среды. Одно направлений этих усилий - уменьшение или избежание одержания токсичных соединений тяжелых металлов (например, ртути) в готовых изделиях промышленного производства. Так, медицинские термометры, содержащие ртуть, постепенно заменяются безртутными.

Эта же тенденция широко распространяется в области технологий производства источников света. Содержание ртути в 40-ваттной люминесцентной лампе снизилось с 30 до 3 мг. Что касается натриевых ламп высокого давления, этот процесс идет не так быстро, в том числе и потому, что ртуть существенно увеличивает эффективность этих источников света, признаваемых сегодня наиболее экономичными.

Существующие и находящиеся в стадии разработки безртутные лампы, по-видимому, имеют большое будущее. Уже упомянутая серия ламп Osram COLORSTAR DSX не содержит ртуть, что является серьезным достижением фирмы. Однако эти лампы, вместе со специальными электронными ПРА, представляют собой системы специального назначения, в которых их эффективность и простота занимают не первое место.

Давно известна серия безртутных ламп Mercury Free фирмы Sylvania. Производитель обращает особое внимание на улучшенные цветопередающие свойства, сравнивая их со стандартными аналогами собственного производства.

Не так давно вышла в свет разработка инженеров фирмы Matsushita Electric (Япония), представляющая собой безртутную НЛВД с высокой цветопередачей, не требующую специального импульсного ПРА.

В конце срока службы у традиционной лампы цветность излучения приобретает розоватый оттенок, вследствие изменения соотношения содержания натрия и ртути в амальгаме. Этот оттенок производит не очень приятное впечатление, в отличие от желтоватого цвета опытной лампы при тех же условиях. С увеличением цветовой температуры Ra сначала растет до максимального уровня (при Г = 2500 К), затем падает.

Для уменьшения отклонения разработчики меняли давление ксенона и внутренний диаметр горелки. Были сделаны выводы, что отклонение от линии черного тела уменьшается при увеличении давления ксенона, однако при этом растет напряжение зажигания. При давлении 40 кПа напряжение зажигания около 2000 В, даже учитывая присутствие контура для его облегчения. При изменении внутреннего диаметра с 6 до 6,8 мм отклонение от линии черного тела уменьшается, однако падает световая отдача, что для поставленной задачи недопустимо.

Безртутная натриевая лампа с высоким Ra имеет практически такие же характеристики, как и ртутьсодержащий аналог. Безртутная лампа имеет в 1,3 раза больший срок службы.

Натриевые лампы высокого давления с двумя горелками

Появление в последнее время серийных образцов натриевых ламп высокого давления параллельно подключенными горелками у ряда ведущих производителей дает основания полагать, что это направление является перспективным, поскольку подобное решение не только способствует существенному увеличению срока службы ламп но и устраняет сложности мгновенного перезажигания, расширяет потенциальные возможности комбинирования горелок с различными мощностями, спектральными составами и т. п.

Несмотря на указанные солидные сроки службы, к вопросу о долговечности этих ламп нужно подходить осторожно. Срок службы такой такой лампы действительно удваивается лишь при том условии, что на протяжении жизни лампы горелки зажигаются попеременно. В противном случае, при окончании ресурса чаще работающая горелка начинает частично шунтировать вторую (это явление иногда называют электрической "течью"; при этом разреженный газ во внешней колбе пробивается напряжением поджигающих импульсов) и, следовательно, могут возникать сложности с ее зажиганием.

Японские инженеры (Toshiba Lighting & Technology предлагают оптимальное с их точки зрения решение, позволяющее исключить упомянутые явления в двухгорелочной лампе. Конструкция лампы содержит два зажигающих зонда, обеспечивающих зажигание той или иной горелки при подаче положительных или отрицательных импульсов. Балласты для таких ламп содержат две катушки, намотанные на сердечник. Схема достаточно проста и недорога. За счет указанной конструкции лампы горелки зажигаются попеременно. Попеременное зажигание горелок обеспечивает меньшее "старение" горелок и существенно увеличивает суммарное время их работы. Инженеры той же фирмы предлагают лампу со встроенным зажигающим устройством, не требующую сложной схемы управления.

Некоторые тенденции совершенствования натриевых ламп высокого давления

В каких же направлениях конструкторы и исследователи ищут эффективные решения для натриевых ламп высокого давления? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно прежде всего обратиться к явным недостаткам этих ламп, касающихся зрительного комфорта, простоты и необходимой электробезопасности конструкции. Среди них можно выделить несколько принципиальных: плохие цветопередающие свойства, повышенная пульсация светового потока, высокое напряжение зажигания и еще большее - перезажигания.

Судя по характеристикам ламп с высокими цветопередающими свойствами, разработчикам удалось приблизиться к оптимуму для этой группы источников света. Борьба с пульсацией излучения, достигающей у натриевых ламп высокого давления 70 - 80%, обычно осуществляется с помощью распространенных методов, таких как включение ламп в разные фазы сети (в многоламповых установках) и питание током повышенной частоты. Использование специальных электронных ПРА практически исключает эту проблему.

Импульсные зажигающие устройства (ИЗУ), эксплуатирующиеся в настоящее время с большинством комплектов НЛВД - ПРА, усложняют эксплуатацию ламп и удорожают комплект лампа-ПРА. Поджигающие импульсы ИЗУ негативно воздействуют на балласт и лампу, имеют место преждевременные отказы этих устройств. Поэтому разработчики ищут способы снижения напряжения зажигания, позволяющие отказаться от ИЗУ.

Проблема обеспечения мгновенного перезажигания обычно решается двумя способами. Можно использовать зажигающие Устройства, выдающие импульсы с повышенной амплитудой, или применять упомянутую лампу с двумя горелками, не требующую подобных устройств.

Срок службы у натриевых ламп считается наибольшим среди Разрядных источников света высокой интенсивности. Однако и в этой области конструкторы хотят достичь лучшего. Известно, Что срок службы и спад светового потока во время эксплуатации зависят от скорости ухода натрия из горелки. Уход натрия из разряда приводит к обогащению состава амальгамы ртутью и росту напряжения на лампе до тех пор (150 - 160 В) пока она не погаснет. Этой проблеме были посвящены многие исследования, разработки, патенты. Из наиболее удачных решений стоит отметить применяемый в серийных лампах амальгамный дозатор фирмы GE. Конструкция дозатора обеспечивает строго ограниченное поступление амальгамы натрия в разрядную трубку в течение всего срока службы лампы. В результате срок службы увеличивается, затемнение концов трубки уменьшается, и световой поток сохраняется почти постоянным (до 90% от начального).

Безусловно, исследование и совершенствование натриевых ламп высокого давления еще не окончены, и поэтому стоит ожидать новых, возможно неординарных решений в большом семействе этих перспективных источников света.

Использованы материалы книги "Энергосбережение в освещении". Под ред. проф. Ю. Б. Айзенберга.