Как проверить лампу ДРЛ способы? - Electrik-Ufa.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Как проверить лампу ДРЛ способы?

Проверка ламп дневного света мультиметром

В условиях повышения цен на энергоресурсы, увеличения тарифов на электроэнергию, для населения актуальным стал вопрос экономии электричества в домах и квартирах. Разработаны различные технологии, позволяющие использовать более экономичные электроприборы, чем те, которые производились еще несколько десятилетий назад. При организации освещения помещений уже достаточно давно применяются люминесцентные источники света, или лампы дневного света (ЛДС).

Они, обеспечивая такую же освещенность, как и обычные лампочки накаливания, потребляют в 5-7 раз меньше электроэнергии, чем их предшественники. Несмотря на то, что появились еще более экономичные светодиодные источники, цена их настолько высока, что в настоящее время использование светильников с ЛДС остается наиболее рациональным решением.

В процессе эксплуатации светильников всегда возможны поломки, отказы в работе некоторых элементов. Для ремонта необходимо знать, как можно проверить лампы дневного света тестером. Для этого нужно представлять, как устроены и как работают такие источники света.

Устройство

Принцип работы ламп дневного света основан на свечении люминофоров в ультрафиолетовом свете.

Сам прибор представляет собой герметичную колбу из тонкого прочного стекла, на поверхность которой внутри нанесен люминофорный состав. Внутри колбы также находится небольшое количество ртути, которая и образует свечение под действием разогретых вольфрамовых спиралей по концам колбы. Перегорание спиралей можно проверить тестером.

В светильниках лампа подключается последовательно с дросселем, представляющим собой катушку индуктивности.

Параллельно лампе подключается стартер. Он представляет собой заключенные в пластмассовый или алюминиевый корпус компактную газоразрядную лампу с биметаллическим контактом и компенсационный конденсатор, который служит для выравнивания тока на лампе стартера.

Принцип работы

Когда электрическая цепь светильника подключается к источнику тока, как правило, это электрическая сеть переменного тока с напряжением 220 В и частотой 50 Гц, величины силы тока не хватает, чтобы разогреть спирали в колбе лампы.

И вот в этот самый момент газоразрядная лампа под действием тока в цепи включается и разогревает биметаллический контакт, который физически замыкает цепь светильника. Ток увеличивается в несколько раз, спирали в колбе разогреваются до температуры испарения ртути. Чем выше температура, тем выше проводимость паров в колбе.

Далее ток проходит через пары ртути, вызывая их ультрафиолетовое свечение, а оно в свою очередь преобразуется в белый свет люминофорным составом, нанесенным на стенки колбы.

Величина тока на участке цепи светильника, на котором установлен стартер, падает вдвое и газоразрядная лампа гаснет. Биметаллический контакт остывает, выключается и с этого момента ток течет только внутри колбы и через дроссель. В исправном светильнике стартер больше не участвует в процессе до того момента, пока не нужно будет еще раз разогревать спирали лампы после ее отключения.

Дроссель обеспечивает регулировку тока в цепи, не допуская перегрева спиралей в колбе и их перегорания.

В подавляющем большинстве случаев в конструкциях светильников используется несколько ламп. Их количество четно и они подключаются последовательно по две. Соответственно, стартеры (а их тоже будет два или более – по количеству ламп), тоже подключаются последовательно. В этом случае стартеры должны быть на напряжение 127 В, иначе они не сработают.

Проверка стартера

Проверка светильников с ЛДС заключается в контроле целостности вольфрамовых спиралей, расположенных непосредственно в колбах ламп, а также в контроле работоспособности дросселей и стартеров.

После вскрытия корпуса светильника, лампы надо проверить на наличие почернений у концов колб. Если почернения есть, то в схеме светильника, скорее всего, имеется какая-то неисправность, и, если ее не устранить, то лампы отработают очень недолго.

При отсутствии «признаков жизни» в светильнике следует проверить в первую очередь стартер. Он выходит из строя чаще всего, так как его элементы работают механически в условиях многократно изменяющейся температуры. Разобрав корпус стартера, необходимо осмотреть конденсатор и лампу:

  • конденсатор не должен быть вздутым или взорвавшимся, что может быть следствием наличия скачков большого напряжения в сети;
  • лампа не должна быть сильно почерневшей;
  • далее конденсатор можно проверить с помощью универсального тестера – мультиметра.

Чтобы проверить ЛДС, мультиметр переводится в режим омметра с наибольшим возможным пределом измерения сопротивления. При проведении измерений между выводами конденсатора сопротивление должно быть бесконечным.

Если при измерении будет зафиксировано сопротивление менее 2 МОм, то, скорее всего конденсатор имеет недопустимый ток утечки. Но эти признаки, указывающие на неисправность, могут и не выявиться. Очень часто в домашних условиях проверить стартер можно только, установив его в заведомо исправный светильник.

В любом случае, если выяснится, что причиной отказа в работе светильника является стартер, его необходимо заменить.

Целостность спиралей-электродов

Лампы «перегорают» гораздо реже, хотя проверить их проще, чем стартер. Делают это обычным тестером с контрольной лампой или мультиметром, настроенным на измерение сопротивлений. Довольно легко проверить целостность спиралей.

Для проверки тестер или мультиметр подключается к паре выводов на отдельном конце колбы.

Если спирали целые, то контрольная лампа тестера должна светиться, а мультиметр должен показывать небольшое сопротивление (около 10 Ом). Если тестер «молчит», а сопротивление мультиметра бесконечно, имеет место обрыв спирали. При обрыве даже одной спирали из двух, лампа, очевидно, работать не будет. В этом случае необходима ее замена.

Проверка дросселя

Следующим шагом будет проверка дросселя. Он во всей этой конструкции самый стойкий элемент, и выходит из строя гораздо реже остальных. Тем не менее важно знать, как проверить дроссель лампы дневного света мультиметром.

Неисправность его может заключаться в обрыве или перегорании обмотки, нарушении изоляции между витками провода. В обоих случаях неисправность можно выявить, подключив к выводам дросселя мультиметр, настроенный на измерение сопротивления.

Если сопротивление между выводами дросселя будет бесконечно, значит, имеет место обрыв или перегорание обмотки. Перегорание обычно предвещается неприятным запахом, исходящим от детали, особенно во время работы.

Если сопротивление ничтожно мало, то, скорее всего, нарушена изоляция провода, и произошло межвитковое замыкание в обмотке, или замыкание обмотки на сердечник.

Совершенно очевидно, что все приемы проверки, описанные выше, справедливы только при использовании в светильниках, так называемых электромагнитных пускорегулирующих аппаратов (ЭмПРА).

В настоящее время появляются электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА), исключающие наличие в схеме стартеров. Устанавливаются такие аппараты и в компактные ртутные лампы дневного света.

Пока они достаточно дороги и ремонту своими силами не подлежат, поэтому использование ЭмПРА еще оправдано.

Лампы ДРВ: популярный гибрид двух разных источников

В статье рассказывается о популярных гибридных ртутно-вольфрамовых лампах.

Иногда светотехника преподносит сюрпризы: неудачный источник света приобретает настолько большую популярность, что его массовым выпуском занимаются ведущие светотехнические фирмы. Речь идет о лампах дуговых ртутно-вольфрамовых (ДРВ).

Конструктивно ртутно-вольфрамовая лампа представляет собой разрядную ртутную горелку, аналогичную лампам ДРЛ. Но дополнительно в колбе монтируется последовательно с горелкой вольфрамовая спираль. Она размещена во внешней колбе, в среде аргона, и служит токоограничивающим элементом для горелки. Такая лампа не требует внешней пускорегулирующей аппаратуры (ПРА) и может непосредственно устанавливаться в светильник вместо ламп накаливания.

Именно эта возможность и обусловила коммерческий успех ламп ДРВ. Дело здесь не только в бедности предприятий стран СНГ – спрос на данный тип ламп очень высок и в странах с развитой экономикой. Причина в том, что в наследство от мощных ламп накаливания достался огромный парк светильников зонтичного типа. Замена таких светильников, особенно в производственных помещениях, связана с затратами не только на сами осветительные приборы, но и системы крепления и разводку осветительных линий.

Поэтому, возможность непосредственной замены традиционных ламп на более эффективные гибридные источники обеспечило очень высокий спрос на лампы ДРВ. В Украине более 60% закупок ртутных ламп высокого давления приходится на ртутно-вольфрамовые источники света.

Но нужно отдавать себе отчет, что световые параметры подобных источников гораздо хуже даже не очень эффективных ламп ДРЛ. О причинах и особенностях работы ламп ДРВ и пойдет речь ниже.

На первый взгляд, эффективность гибридного источника должна быть выше, чем каждого в отдельности источника: ртутная горелка возбуждает люминофор, а вольфрамовая спираль дополнительно дает небольшой, но свой вклад в суммарный световой поток. На практике получается обратная картина: эффективность ламп ДРВ на 30-50% процентов ниже, чем у ламп ДРЛ с индуктивным дросселем.

Постараемся разобраться в причинах подобного явления. Прежде всего, об эффективности свечения вольфрамовой спирали, играющей роль ограничителя тока через горелку. Ее сопротивление и мощность рассчитывают из условий пусковых режимов ртутной горелки. При начальном поджиге напряжение на горелке равно двум катодным падениям потенциала, т.е. около 20В.

По мере разгорания горелки напряжение на ней растет до 60-70В, а на спирали оно, соответственно, уменьшается. Поэтому в рабочем режиме вольфрамовая спираль светит чуть лучше, чем лампа накаливания, включенная на половинное рабочее напряжение. Но ведь светит же! Вторая причина малой эффективности лампы ДРВ менее очевидна.

Читайте также:  Проектируем лестницу на второй этаж

Горелка ламп ДРЛ обычно работает с индуктивным балластом. При переходе напряжения сети через амплитудное значение индуктивность начинает отдавать накопленную энергию в нагрузку, «затягивая» напряжение на горелке. Поэтому «площадка» высвечивания столба плазмы при питании от индуктивного балласта составляет около 80% длительности полупериода сетевого напряжения.

А вот при ограничении тока активным балластом (вольфрамовой спиралью) подобная подкачка энергии отсутствует. Поэтому длительность свечения горелки сокращается на 25-30%. Соответственно, падает световой поток и эффективность лампы. Вклад свечения вольфрамовой спирали не может компенсировать это падение, им можно вообще пренебречь.

Поэтому лампы ДРВ даже от ведущих производителей (Philips, OSRAM) имеют эффективность не более 30 лм/Вт. Для сравнения: лампы ДРЛ этих фирм имеют отдачу 40-50 лм/Вт. Сравнительно низкая световая отдача и небольшой срок службы, обычно не более 4000 часов, является характерным недостатком ламп ДРВ. Он определяется вольфрамовой спиралью и делает эти гибридные источники невыгодными для наружного освещения. Замена таких ламп требует применения вышек, что увеличивает расходы при эксплуатации. Но использование ламп ДРВ для внутрицехового освещения еще долго будет стимулировать спрос на эти лампы.

Номенклатура этих источников ограничена: лампы мощностью 160 с цоколем Е27 и более мощные лампы 250, 500Вт с цоколем Е40. Отдельными фирмами предлагаются лампы мощностью 700 и 1000Вт, но они имеют еще более ограниченное применение.

Дуговые ртутные люминесцентные лампы (ДРЛ)

Устройство и принцип действия

Предлагаю начать с устройства лампы и ее принципа действия. Мы с вами уже много говорили про лампы, которые подразумевают высокое давление газа внутри себя. Все они имеют в своей конструкции горелку, сделанную из тугоплавкого материала. И лампы ДРЛ не стали исключением. Они состоят из горелки, четырёх электродов, колбы и цоколя. Принцип розжига и работы лампы очень интересный и сложный, но я постараюсь объяснить максимально понятно. Светящим элементом в ртутной лампе высокого давления является электрическая дуга в парах ртути. Начнём с розжига и работы лампы. В горелку заведены четыре электрода, два основных и два разжигающих. Они установлены попарно, таким образом, чтобы расстояние между основным и поджигающим электродом было маленьким. В тоже время расстояние между основными электродами остаётся большим. В момент подачи электрического тока на электроды возникает тлеющий разряд. Сначала он возникает между основным и поджигающим электродом, так как там гораздо меньшее расстояние, что способствует к появлению тлеющего разряда. А вот дальше происходит волшебство — возникает электрическая дуга между двумя основными электродами. На самом деле, как и любому волшебству, этому есть логическое объяснение. Тлеющий разряд, возникший между поджигающим и основным электродами, способствует насыщению внутреннего пространства горелки свободными электронами. Благодаря насыщенной электронами внешней среде, появляется возможность возникновения тлеющего разряда между двумя основными электродами. Как только свободных электронов становиться очень много, он возникает. И благодаря все тем же свободным электронам, мгновенно становится дуговым разрядом. На самом деле, этот процесс, о котором вы читали примерно две минуты, внутри горелки происходит менее чем за секунду. В холодном состоянии, ртуть в лампе находится в виде маленького шарика, либо конденсируется на стенках лампы. Вспоминаем два прошлых параметра, и переходим глазами на следующий абзац.

Представьте, что свет лампы вы видите уже через секунду после того как она включилась. Но это не означает того, что она начала работать в нормальном режиме. Первые десять-пятнадцать минут, лампа работает в режиме разогрева и потребляет мощность, превосходящую номинальную. Мощность в этот момент ограничивается только сопротивлением пуско-регулирующей аппаратуры. Режим разогрева ртутной лампы высокого давления иногда называют пусковым, и его продолжительность зависит от температуры окружающей среды. Чем выше температура вокруг лампы, тем короче пусковой режим и наоборот. Электрическая дуга в горелке излучает сильное видимое излучение голубого и фиолетового цветов. Но как мы помним из рассказа про люминесцентные лампы, при контакте с электрической дугой ртуть дает ультрафиолетовое излучение. Это совершенно справедливо и для лампы ДРЛ.

Внешняя колба ртутной лампы высокого давления покрыта люминофором, который даёт красноватое свечение. Свечение люминофора, смешиваясь с излучением горелки превращается в белый свет. Очень важно помнить, что лампы типа ДРЛ очень требовательны к питанию. Если напряжение упадёт на 10-15 процентов, световой поток снизиться на 25-30 процентов. Но как только напряжение упадёт ниже 80 процентов от номинального, лампа погаснет. При таком напряжении только что включённая лампа попросту не загорится.

Преимущества и применение

Переходим к местам применения и преимуществам ртутных газоразрядных ламп высокого давления. Применяются лампы ДРЛ в уличном освещении. Так же очень часто лампами ДРЛ освещают большие складские площади и выставочные комплексы. Из преимуществ можно выделить то, что колба горелки заполнена аргоном. Это предотвращает теплообмен с окружающей средой и парами ртути. Внешняя колба покрыта изнутри люминофором и заполнена азотом. Это сохранят тепло у горелки препятствуя его отводу. Такие лампы отличаются компактным размером при большой мощности. У хороших производителей пуск лампы не зависит от температуры окружающей среды. Для ламп высокого качества, характерна возможность выхода на максимальную мощность быстрее, чем за 10 минут.

Выбор

Давайте поговорим о том, как подобрать ртутную газоразрядную лампу высокого давления. Тут будет не много характеристик, из которых выбирать. Но во всем разберемся в процессе. Лампы имеют всегда одинаковый цвет свечения — 5500 кельвинов. Если кто-то забыл, что такое кельвины, может прочитать об этом здесь. Срок службы ламп ДРЛ равен 6000 часов. Это хороший показатель, и он присущ только лампам высокого качества. Если хотите получить такой срок службы, не экономьте на лампе, ее замена в мачте освещения может дорого обойтись. Ртутные газоразрядные лампы высокого давления имеют разную мощность, которая может варьироваться от 125 до 1000 ватт. Для этих ламп характерна, сравнительно высокая световая отдача — более пятидесяти люмен на ватт. Соответственно, в зависимости от мощности, световой поток может быть от 6 250 до 52 000 люмен. Для ламп с самой маленькой мощностью обычно выбирают цоколь Е27, для всех остальных — только Е40.

Резюме

Ртутные газоразрядные лампы высокого давления очень популярны в данный момент. Но их потихоньку вытесняют другие, более современные источники света. 24 сентября 2014 года Россия подписала Минаматскую Конвенцию по ртути. По правилам этой конвенции, будет запрещено производство, импорт и экспорт продукции, содержащей ртуть. Как вы понимаете, будут запрещены не только лампы ДРЛ, но и все люминесцентные. Но пока такие лампы широко распространены, и ими нужно активно пользоваться, так как это действительно хороший источник света для улиц. Помните, некачественные лампы не смогут соответствовать описанным в этой статье критериям. Так что не стоит экономить на них. В одну из наших следующих встреч, я расскажу вам про такие же лампы как ДРЛ, только не требующие пускорегулирующей аппаратуры. До новых встреч.

Лампы ДРЛ на 125, 250, 400 Ватт — технические характеристики, подключение

Электрическая лампа ДРЛ относится к дуговым ртутным люминофорным источникам света, которые создают световой поток значительной мощности и при этом обладают небольшими габаритами. Они отлично зарекомендовали себя при организации уличного освещения, а также в качестве осветительных приборов для помещений промышленного типа.

Лампы типа ДРЛ

Конструкция и принцип работы

Как устроена разрядная ртутная лампа показано на рисунке.

Описание обозначений, представленных на рисунке конструкции лампы типа ДРЛ:

  • A – покрытый никелем цоколь Е40 или Е27 (последний только у модели ДРЛ 125);
  • B – резистор для ограничения напряжения;
  • C – фольга (изготавливается из молибдена);
  • D –дополнительный электрод (зажигатель);
  • E –рамка;
  • F – стеклянная колба (для нанесения люминоморфного покрытия используется ванадат иттрия);
  • G- свинцовая проволока;
  • H – основной электрод (покрыт вольфрамом);
  • J – азот (используется в качестве заполнителя внешней колбы);
  • K – ртутная дуговая лампа;
  • L – сжатый спай кварцевого источника освещения.

Устройства данного типа могут использоваться в любых помещениях, в том числе и пожароопасных, если они устанавливаются во взрывозащищенные светильники.

Принцип работы

После того, как подается напряжение питания, оно через цоколь поступает на основной и дополнительный электроды, что приводит к образованию между ними тлеющего разряда. Это приводит к тому, что в колбе начинают образовываться положительные ионы и свободные электроны.

После того как количество носителей заряда достигает определенного «порога», на месте тлеющего заряда возникает дуговой. Как правило, от момента включения до появления стабильного дугового разряда проходит не более минуты.

Читайте также:  Как разметить первый ряд плитки над ванной?

Но для выхода на рабочие электрические и световые показатели лампе еще понадобиться от 7 до 10 минут. Это обусловлено тем, что заключенной внутри газоразрядного устройства капле ртути понадобиться время для испарения, после чего происходит существенное улучшение яркости дугового разряда.

Заметим, что время выхода в рабочий режим напрямую зависит от температуры окружающего воздуха, чем она выше, тем меньше этот промежуток времени.

Типы устройств

Светильники, работающие по описанному выше принципу, бывают следующих типов:

ДРЛ – люминесцентная дуговая ртутная лампа;

Модель HPL-N (Филипс)

ДРВ отличаются от ДРЛ ламп тем, что в них используется нить накала из вольфрама, которая исполняет две функции: источника света и является ограничителем напряжения электрического тока. Для работы устройства этого типа не требуется специальная пускорегулирующая аппаратура (бездроссельная электролампа);

ДРВ устройства высокого давления (HQL) , производители Osram и Philips

ДРЛФ – источники освещения, способствующие процессу фотосинтеза у растений;

Устройство ДРЛФ типа

ДРУФ и ДРУФЗ – излучают в длинноволновом ультрафиолетовом спектре;

Источник освещения ДРТ

ДНаТ – трубчатые лампы, в которых в отличие от ДРЛ, помимо ртути используются и пары натрия. Основная особенность – специфический оттенок излучения (оранжево-желтый или золотисто-белый) для запуска требуется специальное оборудование.

Ртутно-натриевая электролампа ДНаТ

Технические характеристики

Приведем основные параметры типов ДРЛ и ДРВ, как наиболее распространенных.

На таблице представлены технические характеристики моделей ламп ДРЛ (на 125, 250, 400 и 700 Ватт):

ТипМощность

(Вт)

Пусковой

ток (А)

Рабочий

ток (А)

Напряжение

(В)

Световой

поток (лм)

Срок

службы (ч)

ДРЛ-125125,02,401,15125590012000
ДРЛ-250250,04,502,131301300012000
ДРЛ-400400,07,203,251352350015000
ДРЛ-700700,012,005,401404060020000

Габариты и тип цоколя:

ТипЦокольМаксимальная длина (мм)Максимальный диаметр (мм)
ДРЛ-125E27, E40178,0076,00
ДРЛ-250Е40227,0076,00
ДРЛ-400Е40250,0091,00
ДРЛ-700Е40292,00/355,00122,00/152,00

Таблица, характеризующая основные параметры устройств ДРВ:

ТипЦокольРабочий ток (А)Световой поток (лм)Мощность (Вт)Срок службы (ч)
ДРВ-160Е27,Е400,825001604000
ДРВ-250Е401,2546002504000
ДРВ-500Е402,4122505004000
ДРВ-750Е403,5220007504000

Сфера применения, достоинства и недостатки

Осветительные приборы ДРЛ используются для освещения улиц (в светильника РКУ, ЖКУ и т.д.)и больших складских и производственных помещений, из-за этого их еще называют промышленные лампы. Помимо этого этот тип источника света устанавливается в прожектор. К числу безусловных достоинств этих устройств можно отнести следующие:

  • высокий уровень светового потока;
  • продолжительный срок эксплуатации (не менее 12 тысяч часов);
  • возможность эксплуатации на морозе;
  • низкая цена на пускорегулирующую аппаратуру ламп ДРЛ типа.

Основные недостатки:

  • из-за наличия ртути и люминофора требуется специальная технология утилизации (как того требует соответствующий ГОСТ );
  • цветопередача низкого уровня (около 45%);
  • зависимость от стабильности источника питания, а именно, в выключенном приборе лампа не зажжется, а тот, что горит — гаснет, если напряжение «просаживается» на 15-20%;
  • при отрицательной температуре ниже -20° C, источник освещения может не зажечься, помимо этого при таких условиях эксплуатации существенно уменьшается его ресурс;
  • повторное включение возможно только через 10-15 минут;
  • после определенного времени эксплуатации (как правило, около 2000 часов) уровень светового потока существенно снижается.

Сфера применения осветительных приборов ДРВ практически такая же, как ДРЛ, но если провести сравнение этих двух типов, то первые имеют следующие преимущества:

  • для работы не требуется специальное оборудование (ПРУ и ИЗУ устройства), что снижает стоимость монтажа и установки;
  • возможность использования вместо обычной электролампы накаливания;
  • высокая светоотдача;
  • низкая стоимость.

К числу характерных для этого типа недостатков следует отнести:

  • низкий КПД, практически вдвое меньше, чем имеет лампа ДРЛ;
  • непродолжительный срок эксплуатации (около 4000 часов).

Подключение

Схема подключения ламп ДРЛ показана на рисунке, заметим, что проверить работоспособность этих источников освещения можно только включив их соответствующим образом.

Схема подключения дугового ртутного источника света

Обозначения на схеме:

  • EL1 – устройство ДРЛ;
  • С – конденсатор не электролитического типа(должен быть рассчитан на работу с напряжением не менее 250В), служит для снижения потребления электроэнергии за счет уменьшения реактивной мощности;

Видео: Схема подключения дросселя к лампе ДРЛ

Каждому типу лампы нужен соответствующий дроссель, его задача – понизить ток источника питания, подключение ее напрямую приведет к выходу их строя.

Фотография дросселей

Емкость конденсатора подбирается согласно следующей таблицы:

Мощность источника освещения

(Вт)

Емкость конденсатора

(мкФ)

12512,0
25025,0
40032,0

Бездроссельные осветительные приборы (ДРВ), в отличие от ламп ДРЛ, не требуют специальной схемы включения.

Альтернативные источники освещения

Энергосберегающая лампа светодиодная – это отличный аналог другим источникам освещения, в том числе и ДРЛ, если ее купить, то можно существенно сэкономить на электроэнергии. Замена уличного освещения оправдает себя через три года эксплуатации, даже с учетом работ по переоборудованию.

Выпуском этих осветительных приборов занимаются многие известные зарубежные и российские компании (например, Лисма). В настоящее время цена этих приборов несколько выше, чем стоит лампа ДРЛ, но в ближайшее время эта проблема будет устранена, что сделает светодиодные источники освещения более доступными в Москве, СПб, а так же и в таких городах, как Саранск или Екатеринбург.

Для чего нужен дроссель для ламп дневного света, ДРЛ, ДНаТ ?

Газоразрядные источники света уверенно завоевали свою потребительскую нишу благодаря мощному свечению, экономности, долгому сроку службы и простоте использования.

Существует много разновидностей данного типа электроосветительных приборов:

  • Люминесцентные лампы дневного и ультрафиолетового света;
  • Дуговая ртутная люминесцентная лампа (ДРЛ), и её разновидности (ДРИ, ДРИЗ, ДРШ, ДРТ);
  • Дуговая натриевая трубчатая лампа ДНаТ, и ее модификации: ДНаС, ДНаЗ, ДНаМТ.

Данные осветительные электроприборы отличаются по принципу действия, использованию материалов и химических элементов, внутреннему давлению, светимости, спектру, яркости и мощности. Общим признаком газоразрядных ламп является непостоянство сопротивления (соответственно тока) при запуске и работе.

дросселя для ламп

Поэтому, для ограничения рабочего тока данных источников света применяют балласт (пускорегулирующий аппарат, ПРА), который может быть электронным (ЭПРА), или электромагнитным (ЭмПРА), выполненным в виде дросселя (катушки индуктивности).

Изменчивое сопротивление газоразрядных ламп

Вначале нужно более подробно рассмотреть, зачем для газоразрядных ламп дневного света нужен дроссель. Независимо от типа подобных осветительных электроприборов, в момент запуска они обладают очень большим сопротивлением.

схема подключения лампы дневного света

При розжиге лампы происходит электрический пробой в атмосфере инертных газов, насыщенных парами ртути или натрия, и других добавочных элементов, после чего возникает тлеющий или дуговой разряд.

Сопротивление ионизированного вследствие разряда газа уменьшается в десятки раз, соответственно возрастает протекающий в нём ток. Если данный ток не ограничить, то чрезмерное тепловыделение в доли секунд перегреет находящиеся внутри газы, и выведет электроосветительный прибор из строя, или даже приведёт к взрыву лампу дневного света (ДРЛ, ДНаТ). Чтобы этого не случалось, последовательно в цепь подключения добавляют сопротивление.

Применение активного сопротивления крайне нецелесообразно, ввиду больших потерь электроэнергии на тепловыделение. Поэтому используют электронную схему или дроссель. В идеале, дроссель не имеет активного сопротивления, поэтому он мощности не потребляет, накапливая и отдавая энергию в цепь.

Физические характеристики катушки индуктивности

При неизменной частоте сети, питающей лампы дневного света, реактивное сопротивление подключённого последовательно дросселя зависит от его индуктивности, которое измеряется в международных физических единицах Генри (Гн). Через индуктивность 1 Гн, при напряжении в 1 В, в первую секунду протекает ток 1А.

Дроссель и ИЗУ

Индуктивность обмотки дросселя зависит от квадрата числа количества витков, конструкции и поперечного сечения сердечника магнитопровода, а также от его качества и электромагнитного насыщения.

Поскольку витки обмотки обладают также активным сопротивлением, которое зависит от поперечного сечения обмоточного провода, то при расчёте дросселей для ДРЛ, ДНаТ, или люминесцентных ламп дневного света учитывается их мощность, от которой зависит рабочий ток. Соответственно, габариты дросселя напрямую зависят от мощности подключаемой газоразрядной лампы.

Схемы подключения дросселя и газоразрядных источников света

Наиболее простой является схема подключения дросселя для ДРЛ лампы, в которой для запуска конструктивно предусмотрены дополнительные электроды, с помощью которых создается предварительная ионизация газа, необходимая для возникновения тлеющего разряда, переходящего в электрическую дугу.

В данном случае индуктивное сопротивление служит для ограничения рабочего тока ДРЛ лампы.

Дроссель для люминесцентных ламп также подключается последовательно с катодами, но в данной схеме используется также такое свойство катушек индуктивности, как самоиндукция – возникновение большого импульса напряжения при разрыве цепи на контактах стартера, который используется для нагрева нитей накала.

Лампа ДНаТ, в отличие от других источников дневного света, имеющих люминесцентное покрытие внутри колбы, благодаря парам натрия, испускает излучение в видимом спектре, из-за чего повышается КПД электроосветительного прибора.

Конструктивно светящаяся керамическая трубка данной лампы отличается от аналогичной в ДРЛ, что требует дополнительного импульса для розжига дуги.

Поэтому дроссель для ДНаТ подключается вместе с импульсным зажигающим устройством (ИЗУ).

схема подключения ДНаТ

Компенсирующий конденсатор

Во всех схемах присутствует подключённый параллельно конденсатор, который служит для компенсации реактивных потерь на дросселе, уменьшая общее энергопотребление. В таблице указаны рекомендуемые номиналы компенсирующих конденсаторов относительно мощности некоторых видов ламп.

Конденсаторы не должны быть электролитическими, рассчитанными на напряжение не менее 400В. Нужно помнить, что увеличение выше емкости выше указанных параметров не приведёт к уменьшению потерь энергии, но может вызвать резонанс в образующемся автоколебательном контуре, что приведёт к импульсам напряжения и миганию лампы.

Уменьшение емкости не даст ожидаемой компенсации реактивных потерь и экономии электроэнергии.

Внешний вид ЭмПРА

Конструктивно дроссели очень похожи на трансформаторы, к тому же, они могут иметь выводов больше двух, что делает затруднительной визуальную идентификацию устройства без наличия обозначения на его корпусе.

Фактически, трансформатор, с используемой одной обмоткой является дросселем. Чтобы проверить тип устройства, нужно воспользоваться мультиметром – если выводы являются ответвлениями одной обмотки, то все они должны прозваниваться с разными показаниями сопротивления.

Часто равнозначные обмотки трансформатора включаются последовательно во входную и выходную цепь питания лампы дневного света или ДРЛ, ДНаТ, выполняя функции дросселя.

При прозвонке такого дросселя сопротивление обмоток должно быть одинаково. Проверить ЭмПРА на наличие межвиткового замыкания можно только с помощью мультиметра, имеющего возможность измерения индуктивности.

В разобранном виде ЭмПРА

Если измеренная индуктивность меньше чем паспортное значение, то внутри обмотки имеется межвитковое замыкание. Использовать такой ЭмПРА нельзя, так как уменьшенная индуктивность обладает меньшим реактивным сопротивлением, что неминуемо приведёт к выходу из строя любую из подключённых ламп дневного света, будь-то люминесцентная, ДРЛ, ДНаТ и т.д.

Общая информация о лампах ДРЛ

Для освещения улиц, цехов промышленных предприятий и других объектов, не требующих высокого качества цветопередачи, применяются ртутные лампы высокого давления типа ДРЛ (дуговая ртутная люминофорная).

Рисунок 1. Схема устройства лампы ДРЛ.

Устройство: Лампа ДРЛ (рис. 1) состоит из стеклянного баллона 1, снабженного резьбовым цоколем 2. В центре баллона укреплена ртутно-кварцевая горелка (трубка) 3, заполненная аргоном с добавкой капли ртути. Четырех электродные лампы имеют главные катоды 4 и дополнительные электроды 5, расположенные рядом с главными катодами и подключенные к катоду противоположной полярности через добавочный угольный резистор 6.

Дополнительные электроды, облегчают зажигание лампы и делают ее работу более стабильной.

А теперь поподробней:

Схема 2. Включение дросселя.

  1. Цоколь представляет собой простую конструкцию, которая позволяет принимать электроэнергию от электрической сети за счёт контактирования токоведущих частей лампы ДРЛ (одна из которых резьбовая, а вторая — точечная) с электрическими контактами патрона светильника. В результате чего осуществляется передача электроэнергии на электроды горелки.
  2. Горелка (кварцевая) — это, пожалуй, основная функциональная часть ДРЛ лампы. Горелка представляет собой кварцевую колбу, у которой по сторонам имеются по два электрода. Два из них основных и два – дополнительные. Внутреннее пространство кварцевой горелки заполнено газом «аргоном» и ртутью (маленькая капелька ртути).
  3. Колба (стеклянная) — является внешней частью ДРЛ лампы. В неё помещена сама кварцевая горелка лампы, к которой подходят электрические проводники, идущие от контактного цоколя. Из стеклянной колбы откачивается весь воздух, после чего закачивается азот. Ещё в стеклянной колбе располагаются два ограничивающих сопротивления (стоящие в цепи дополнительных электродов). Колба лампы ДРЛ с внутренней стороны имеет люминофор.

Одни из первых ламп ДРЛ имели в своей конструкции только два электрода. Это ухудшало условия для совершения поджога лампы и требовало дополнительное устройство пуска (импульсный высоковольтный пробой промежутка горелки). Такая разновидность ламп ДРЛ была снята с производства и заменёна на 4-х электродный вариант. Нуждается только в дросселе.

Принцип действия

Горелка (РТ) лампы изготавливается из тугоплавкого и химически стойкого прозрачного материала (кварцевого стекла или специальной керамики), и наполняется строго дозированными порциями инертных газов. Кроме того, в горелку вводится металлическая ртуть, которая в холодной лампе имеет вид компактного шарика, или оседает в виде налёта на стенках колбы и (или) электродах. Светящимся телом РЛВД является столб дугового электрического разряда.

Схема 3. Ввод трансформатора.

Процесс зажигания лампы, оснащённой зажигающими электродами, выглядит следующим образом. При подаче на лампу питающего напряжения между близко расположенными основным и зажигающим электродом возникает тлеющий разряд, чему способствует малое расстояние между ними, которое существенно меньше расстояния между основными электродами, следовательно, ниже и напряжение пробоя этого промежутка. Возникновение в полости РТ достаточно большого числа носителей заряда (свободных электронов и положительных ионов) способствует пробою промежутка между основными электродами и зажиганию между ними тлеющего разряда, который практически мгновенно переходит в дуговой.

Стабилизация электрических и световых параметров лампы наступает через 10 — 15 минут после включения. В течение этого времени ток лампы существенно превосходит номинальный и ограничивается только сопротивлением пускорегулирующего аппарата. Продолжительность пускового режима сильно зависит от температуры окружающей среды: чем холоднее, тем дольше будет разгораться лампа.

Электрический разряд в горелке ртутной дуговой лампы создаёт видимое излучение голубого или фиолетового цвета, а также мощное ультрафиолетовое излучение. Последнее возбуждает свечение люминофора, нанесённого на внутренней стенке внешней колбы лампы. Красноватое свечение люминофора, смешиваясь с бело-зеленоватым излучением горелки, даёт яркий свет, близкий к белому.

Схема включения лампы ДРЛ.

Изменение напряжения питающей сети в большую или меньшую сторону вызывает соответствующее изменение светового потока. Отклонение питающего напряжения на 10 — 15 % допустимо и сопровождается изменением светового потока лампы на 25 — 30 %. При уменьшении напряжения питания менее 80 % номинального, лампа может не зажечься, а горящая — погаснуть.

При горении лампа сильно нагревается. Это требует использования в световых приборах с дуговыми ртутными лампами термостойких проводов, предъявляет серьёзные требования к качеству контактов патронов. Поскольку давление в горелке горячей лампы существенно возрастает, увеличивается и напряжение её пробоя. Величина напряжения питающей сети оказывается недостаточной для зажигания горячей лампы. Поэтому перед повторным зажиганием лампа должна остыть. Этот эффект является существенным недостатком дуговых ртутных ламп высокого давления, поскольку даже весьма кратковременный перерыв электропитания гасит их, а для повторного зажигания требуется длительная пауза на остывание.

Общие сведения: Лампы ДРЛ имеют высокую светоотдачу. Они устойчивы к атмосферным воздействиям, зажигание их не зависит от температуры окружающей среды.

  • лампы типа ДРЛ выпускаются мощностью 80, 125, 250, 400, 700, 1000 Вт;
  • средний срок службы 10000 часов.

Важным недостатком ламп ДРЛ является интенсивное образование озона в процессе их горения. Если для бактерицидных установок это явление обычно оказывается полезным, то в других случаях концентрация озона вблизи светового прибора может существенно превышать допустимую по санитарным нормам. Поэтому помещения, в которых используются лампы ДРЛ, должны иметь соответствующую вентиляцию, обеспечивающую удаление избытка озона.

О0Др-основная обмотка дросселя, Д0Др-дополнительная обмотка дросселя, С3-помехоподавляющий конденсатор, СВ-селеновый выпрямитель, R-зарядный резистор, Л-двухэлектродная лампа ДРЛ, Р-разрядник.

Включение: Включение ламп в сеть осуществляется с помощью ПРА (пуско-регулирующей аппаратуры). В обычных условиях последовательно с лампой включается дроссель (схема 2), при очень низких температурах (ниже -25°C) в схему вводится автотрансформатор (схема 3).

При включении ламп ДРЛ наблюдается большой пусковой ток (до 2,5·Iном). Процесс разгорания лампы длится до 7 минут и более, повторное включение лампы возможно лишь после ее остывания (10-15 минут).

  • технические данные лампы ДРЛ 250Мощность, W – 250;
  • ток лампы, A – 4,5;
  • тип цоколя – E40;
  • световой поток, Lm – 13000;
  • светоотдача, Lm/W – 52;
  • цветовая температура, К – 3800;
  • срок горения, ч – 10000;
  • индекс цветопередачи, Ra – 42.

ДРВ, ДРВЭД

На базе ламп ДРЛ разработаны и выпускаются металлогалоидные лампы, в которые вводят различные йодиды металлов, что позволяет получить соответствующую цветность видимых излучений и повысить экономичность работы лампы. Освоен выпуск ламп ДРВ, ДРВЭД со встроенным активным балластом. Такие лампы включаются, как обычные лампы накаливания.

Читайте далее:
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector