Натриевая лампа высокого давления (НДВД). Лампы натриевые высокого давления

Натриевая лампа высокого давления (НДВД)

Поиск Лекций

Такие лампы наиболее подходят для спортивных залов, коммерческих и производственных комплексов. Свет, который излучают натриевые лампы высокого давления, позволяет различать цвета почти во всем диапазоне, исключая лишь коротковолновый, в котором цвет может несколько тускнеть.

По сравнению с другими источниками искусственного освещения, натриевые лампы высокого давления имеют самый высокий КПД (около 30 %). Натриевые лампы высокого давления несколько уступают лампам низкого давления по световой отдаче, которая в зависимости от мощности лампы находится в пределах 80-130 лм/Вт (что всё еще является высоким значением, по сравнению, например, с 13 лм/Вт у лампы накаливания).

Исходя из спектрального анализа света, испускаемого натриевыми лампами высокого давления, на длины волн 550-640 нм приходится наибольшее излучение, что максимально близко для восприятия человеческим глазом. Цветопередачу можно улучшить путем использования различных смесей газов, применения разнообразных и люминесцирующих материалов, а также изменяя давление в лампе, но все эти приемы несколько снижают КПД и световой поток лампы.

Иногда в качестве наполнителя ламп применяют смесь натрия и ртути, что даёт более качественное освещение, но ухудшается экологический аспект их применения.

При изменении питающего напряжения у натриевых ламп значительно изменяется напряжение работы лампы, а также другие ее параметры. Производители рекомендуют эксплуатировать их при сравнительно небольших изменениях питающего напряжения.

Светодиодное освещение

В настоящее время одним из самых перспективных направлений в освещении является внедрение светодиодов.

Светодиод - это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток непосредственно в световое излучение. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра, его цветовые характеристики зависят от химического состава использованного в нем полупроводника.

Светодиодные светильники обладают высокой экономичностью энергопотребления и являются экологически чистыми, не требуют специальных условий по обслуживанию и утилизации. Срок их службы значительно превышает существующие аналоги (срок непрерывной работы светильника не менее 80 тыс. часов, что эквивалентно 25 годам эксплуатации, при 10 часовой работе в день). Причем, это не срок, когда светодиод выходит из строя, а примерно в это время снижение его светового потока достигнет 50 %.

Светодиодные светильники (в отличие от светильников с газоразрядной лампой) обладают возможностью регулировки яркости за счет снижения питающего напряжения. СНиП 23-05-95 для экономии электроэнергии допускает в ночное время снижение уровня освещенности на 30-50 %.

Индукционная лампа

Индукционная лампа (усовершенствованная модификация люминесцентной лампы) — электрический источник света, принцип работы которого основан на электромагнитной индукции и газовом разряде для генерации видимого света.

Характеристика индукционной лампы:

ü Длительный срок службы: 60 000—150 000 часов. Благодаря безэлектродному исполнению срок службы значительно выше, чем у традиционных электродных люминесцентных ламп (ЭЛЛ) и других газоразрядных ламп.

ü Номинальная светоотдача: > 90 лм/Вт и при увеличении мощности лампы увеличивается световой поток. Так, например, лампа 300 Вт дает световую отдачу в 100 лм/Вт.

ü Высокий уровень светового потока после длительного использования. После 60 000 часов наработки уровень светового потока составляет свыше 70 % от первоначального.

ü Энергоэффективность: имеет большую эффективность по сравнению с лампами накаливания.

ü Отсутствуют термокатоды и нити накала.

ü Мгновенное включение/выключение (отсутствует время ожидания между переключениями, что является хорошим преимуществом перед большинством газоразрядных лампам (ртутной лампой ДРЛ, натриевой лампой ДНаТ и металлогалогенной лампой ДРИ), для которых требуется время для выхода на рабочий режим и время остывания 5—15 минут после внезапного отключения электросети).

ü Неограниченное количество циклов включения/выключения

ü Высокий индекс цветопередачи (CRI): Ra > 80, что благоприятно сказывается на восприятии оттенков цветов, в отличие от натриевых ламп (Ra > 30), которым присущ жёлто-оранжевый оттенок света и неестественная цветопередача. Номинальные напряжения: 120/220/277/347В.

ü Диапазон цветовых температур: 2700 К — 6500 К.

ü Отсутствие мерцаний: рабочая частота от 190 кГц до 250 кГц или единицы мегагерц в зависимости от моделей.

ü Низкая температура нагрева лампы: +60 °C — +85 °C.

ü Широкий диапазон рабочих температур: −40 °C ~ +50 °C.

ü Возможность диммирования (изменения интенсивности света): от 30 % до 100 %.

ü Экологичность продукта: специальная амальгама; содержание компактной ртути < 0,5 мг, что значительно меньше, чем в обычной ЭЛЛ.

Индукционные лампы применяются для наружного и внутреннего освещения, Особенно в местах, где требуется хорошее освещение с высокой светоотдачей, длительным сроком службы: улицы, магистрали, тоннели, промышленные и складские помещения, производственные цеха, аэропорты, стадионы, железнодорожные станции, автозаправочные станции, автостоянки, подсветка зданий, торговые помещения, супермаркеты, выставочные залы, павильоны, учебные заведения.

Индукционные лампы - достаточно новый, пока что еще не очень широко распространенный вид осветительных приборов, однако их применение имеет перспективу, т.к. они имеют незначительные пульсации излучаемого света и достаточно высокую энергоэффективность.

Сравнительная характеристика ламп приведена в таблицах.

ДРЛ – ртутная лампа

poisk-ru.ru

Натриевые лампы высокого давления ДНаТ

⇐ ПредыдущаяСтр 15 из 22Следующая ⇒


ДНаТ-70
ДНаТ-100
ДНаТ-150
ДНаТ-250-4		97,5
ДНаТ-250-7		97,5
ДНаТ-360
ДНаТ-400-4	400'	102,5	117,5
ДНаТ-400-7		102,5

Лампа ДКсТ.Дуговые ксеноновые трубчатые лампы (ДКсТ) в сельском хозяйстве используются сравнительно мало из-за сложности их эксплуатации. Лампы выполняют в одной кварцевой разрядной колбе (ДКсТ) и в двух колбах с водяным охлаждением (ДКсТВ).

Лампы ДКсТЛ и ДКсТВ.В спектре ламп ДКсТ без водяного охлаждения имеется избыток ультрафиолетового излучения. Этот недостаток скорректирован в лампах ДКсТЛ, колбы которых выполнены из кварцевого стекла с легирующими (Л) присадками. В видимой области спектра излучение ксеноновых ламп приближается к солнечному. У ламп ДКсТВ доля видимого излучения составляет всего 10... 12 % их мощности. Указанные типы ламп выпускают, как правило, большой единичной мощности — от 1000 до 12 000 Вт со световой отдачей 24...40 лм/Вт. Срок службы составляет 500... 1500 ч, что обусловлено значительной температурой поверхности разрядной трубки (750...800 °С).

Особенность большинства разрядных ламп высокого давления — режим разгорания, протекающий в течение 5...10 мин после зажигания лампы. У ртутных и натриевых ламп он более продолжительный, чем у ксеноновых. В процессе разгорания изменяются все параметры лампы. Например, ток в ртутных лампах превышает номинальное значение в 1,5...2 раза. По мере разогрева давление паров внутри лампы растет, что сопровождается снижением тока и увеличением потока излучения, с ростом давления повышается напряжение зажигания лампы. Поэтому повторное зажигание погасшей лампы возможно лишь после ее остывания,следовательно, после снижения напряжения зажигания. Колебания напряжения сети мало влияют на световую отдачу ламп, однако большие отклонения напряжения сказываются значительно. Лампы следует эксплуатировать в том положении, которое определено заводом-изготовителем. При эксплуатации установок с разрядными лампами высокого давления необходимо обращать внимание на значительную пульсацию световых потоков и принимать меры к их снижению.

Контрольные вопросы и задания

1.Что понимают под искусственным источником оптического излучения0 2. Назовите основные виды источников оптического излучения. 3. Что такое идеальный излучатель? 4. Назовите три класса тел накала. 5. Как происходит преобразование электрической энергии в оптические излучения? 6. Дайте определение закона Кирхгофа. 7. Дайте определение закона Стефана—Больцмана. 8. Напишите закон Планка. 9. Дайте определение закона смещения Вина. 10. Назовите основные элементы конструкции лампы накаливания общего назначения. 11. Как устроена линейная галогенная лампа накаливания? 12. Назовите некоторые разновидности ламп накаливания. 13. Каковы основные характеристики ламп накаливания? 14. Как изменяются показатели ламп накаливания от подводимого напряжения? 15. Приведите простейшие схемы включения ламп накаливания. 16. Как классифицируют разрядные лампы? 17. Как происходит преобразование электрической энергии в видимое излучение в разрядных лампах? 18. Каково назначение балластного устройства? 19. Как происходит стабилизация дугового разряда? 20. Как влияет вид балластного устройства на работу газоразрядных ламп?

21. Дайте общие сведения о газоразрядных лампах низкого и высокого давления.

22.Опишите устройство и обозначения наиболее распространенных люминесцентных ламп. 23. Как определяют коэффициент пульсации светового потока? 24. Нарисуйте стартерную схему включения люминесцентной лампы. 25. Расскажите о бесстартерных схемах включения люминесцентных ламп. 26. Каково назначение газоразрядных ламп высокого давления ДРТ, ДРЛ, ДРВ, ДНаТ? 27. Нарисуйте схему включения ламп ДРТ, ДРЛ и др.

ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Эффективное светораспределение, экономичность, надежность, удобство эксплуатации осветительных установок в значительной степени зависят от применяемых типов осветительных приборов (светильников) [1].

Устройство.Светильник состоит из двух главных частей: источника света и оптического устройства, перераспределяющего световой поток источника в пространстве (отражатель, рассеиватель, преломитель). Кроме того, светильник может иметь устройства для коммутации и стабилизации электрического тока (ПРА), для крепления источника света и самого светильника. Светильник ограничивает слепящее действие лампы, а также защищает ее от воздействия окружающей среды и, наоборот, защищает эту среду от пожара или взрыва.

Классификация.Светильники различают по распределению светового потока лампы между верхней и нижней

полусферами: прямого света — не менее 90 % потока излучается в нижнюю полусферу; преимущественно прямого света — от 60 до 90 % потока излучается в нижнюю полусферу; отраженного света — более 90 % потока излучается в верхнюю полусферу.

По форме кривой светораспределения в нижней полусфере светильники преимущественно бывают глубокого, среднего, равномерного, широкого светораспреде-ления.

Коэффициент полезного действия светильника равен отношению светового потока светильника к световому потоку помещенных в него ламп (ЕФЛ):

ηС= ФС /∑ФЛ (1.37)

По исполнению светильники бывают: открытые — лампа не отделена от внешней среды; закрытые — лампа и патрон отделены от внешней среды оболочкой без уплотнений; влагозащи-щенные — с уплотнением, защищающим от проникновения влаги внутрь светильника; пылевлагонепроницаемые — с уплотнением, защищающим лампу и токоведущие части от попадания пыли и влаги; взрывозащищенные — с уплотнением, предохраняющим выход наружу пламени или искры.

Для светильников принята международная классификация по защите от воздействия пыли и воды 1Р. В технической литературе существует и другая классификация этой защиты — двузначное число, у которого первая цифра обозначает степень защиты светильника от пыли, вторая — от воды. Открытые светильники по защите от пыли обозначают цифрой 2, перекрытые — 2*, полностью пылезащищенные — 5, частично защищенные — 5*, полностью пыленепроницаемые — 6, частично пыленепроницаемые — 6*. Степень защиты от воды: 0 — незащищенные, 2 — каплезащи-щенные, 3 — дождезащищенные, 4 — брызгозащищенные, 5 — струезащищенные.

Обозначения.Для маркировки светильников используют единую систему. Первая буква обозначения указывает используемый в светильнике источник света: Н — лампы накаливания общего применения, Р — ртутные лампы типа ДРЛ, Л — люминесцентные трубчатые, И — кварцевые галогенные, Г — ртутные типа ДРИ, Ж — натриевые лампы, К — ксеноновые. Вторая буква в шифре — способ установки светильника: С — подвесные, П — потолочные, Б — настенные, В — встраиваемые и т. д. Третья буква — назначение светильника: П — для промышленных предприятий, О — для общественных зданий, У —для наружного освещения улиц, Р — рудничный, Б — бытовой. Следующее двузначное число обозначает номер серии, а числа далее — число ламп в светильнике, мощность ламп в ваттах, номер модификации.

Последние буква и цифра обозначают климатическое исполнение (У — для районов с умеренным климатом, Т — для районов с тропическим климатом и т. д.) и категорию размещения светильников: 1 — на открытом воздухе, 2 — под навесом и т. п., 3 — в закрытых неотапливаемых помещениях, 4 — в закрытых отапливаемых помещениях.

Пример полного обозначения светильника: НСП 03-1x60-002-УЗ — светильник с одной лампой накаливания (Н) мощностью 60 Вт, подвесной серии 03 (С), модификации 002, рассчитан для работы в районах с умеренным климатом (У) в закрытых неотапливаемых помещениях (3) промышленных предприятий (П).

Часто в различных рабочих перечнях и таблицах последние обозначения не приводят: НСП 03-1 х60 или не приводят номер модификации: НСП 03-1 х 60-УЗ.

Иногда в обозначении светильника может быть показан тип кривой силы света светового потока (Д — косинусная и др.), распределение светового потока в верхней и нижней полусферах [прямого (П) и преимущественно прямого (Н) типа и др.], а также степень защиты светильника — 23, 53 и т. д.

Применение.Многие современные светильники рассчитаны на применение сетевых проводников как с медными, так и с алюминиевыми жилами с площадью поперечного сечения до 4 мм2, которые присоединяют или к вводному устройству, или к зажимам на корпусе светильника.

Требования, предъявляемые к эксплуатации светильников, зависят от размеров помещений, характера светотехнической задачи, условий окружающей среды и др.

Рис. 1.28. Светильники с лампами накаливания:

а -НСП 01-1x100; б- НСП 02-1x100; в-НСП 03-1x60

Сельскохозяйственные производственные помещения по сравнению с промышленными помещениями имеют низкую естественную освещенность, очень малую высоту потолка по отношению к длине и ширине, наличие агрессивных газов, низкий коэффициент отражения потолка (в большей части животноводческих помещений он вообще отсутствует), тяжелые температурновлажностные условия. Эти особенности сельскохозяйственных производственных помещений, особенно животноводческих и птицеводческих, определяют светотехнические и конструктивные данные применяемых в сельском хозяйстве светильников в отношении экономичности, надежности, правильного светораспределения и спектрального состава.

В сельскохозяйственных производственных помещениях с нормальной средой, например в мастерских, гаражах, отапливаемых складах, применяют светильники общепромышленного исполнения, предназначенные для аналогичных помещений в промышленности.

Перечень светильников, рекомендуемых для применения в сельскохозяйственных производственных и административно-общественных помещениях, а также для наружного освещения, представлен в таблице 1.15. Общий вид некоторых светильников дан на рисунках 1.28 и 1.30.

Современные натриевые лампы высокого давления

Натриевые лампы высочайшего давления (НЛВД) являются одним из более действенных источников света и уже сейчас владеют световой отдачей до 160 лм/Вт при мощностях 30 — 1000 Вт, их срок службы может превосходить 25 000 ч. Маленькие размеры светящегося тела и высочайшая яркость натриевых ламп высочайшего давления существенно расширяют способности их внедрения в разных световых устройствах с концентрированным светораспределением.

Обычно, натриевые лампы высочайшего давления эксплуатируются в комплекте с индуктивным либо электрическим балластом (похоже на бюгельный протез, но на практике имеет совершенно другое значение). Зажигание натриевых лампы высочайшего давления происходит при помощи особых зажигающих устройств, выдающих импульсы до 6 кВ. Время разгорания ламп обычно составляет 3 — 5 минут.

К плюсам современных натриевых ламп высочайшего давления можно отнести относительно маленький спад светового потока в течение срока службы, который, к примеру, 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 вырастает примерно на 25% при каждом двукратном сокращении цикла. Такое же соотношение справедливо и для расчета понижения срока службы.

Принято считать, что эти лампы находят применение там, где экономические характеристики более важны, чем четкое проигрывание цвета. Их теплый желтоватый свет полностью подходит Для освещения парков, торговых центров, дорог, также, в неких случаях, для декоративного строительного освещения (Москва — броский тому пример). Но развитие этих источников света в последнее десятилетие привело к резкому расширению способностей их внедрения благодаря возникновению новых видов, также ламп малой мощности и ламп с усовершенствованной цветопередачей.

1. Натриевые лампы высочайшего давления с усовершенствованной цветопередачей

В текущее время натриевые лампы высочайшего давления представляют фактически самую эффективную группу разрядных источников света. Но у стандартных натриевых ламп высочайшего давления имеется ряд недочетов, из которых, сначала, стоит отметить очевидно ухудшенные цветопередающие характеристики, характеризующиеся низким индексом цветопередачи (Ra = 25 — 28) и низкой цветовой температурой (Тцв = 2000 — 2200 К).

Уширенные резонансные полосы натрия обуславливают золотисто-желтый цвет излучения. Цветопередача натриевых ламп высочайшего давления считается удовлетворительной для внешнего освещения, но недостаточной для внутреннего.

Улучшение цветовых черт натриевых ламп высочайшего давления идет, приемущественно, благодаря увеличению давления паров натрия в горелке при увеличении температуры прохладной зоны либо содержания натрия в амальгаме, повышению поперечника разрядной трубки, введению излучающих добавок, нанесению на внешнюю пробирку люминофоров и интерференционных покрытий и питанию ламп импульсным током высочайшей частоты. Понижение световой отдачи компенсируется повышением давления ксенона (т.е. уменьшением токопроводности плазмы).

Над неувязкой улучшения спектрального состава излучения натриевых ламп высочайшего давления работают многие спецы, и рядом забугорных компаний уже выпускаются высококачественные лампы с усовершенствованными цветовыми параметрами. Так, в номенклатуре таких ведущих компаний как General Electric, Osram, Philips находится широкая группа натриевых ламп с усовершенствованными цветопередающими качествами.

У схожих ламп с общим индексом цветопередачи Ra = 50 — 70 световая отдача ниже на 25 % и вдвое наименьший срок службы по сопоставлению со стандартными вариациями. Стоит также отметить, что принципные характеристики натриевых ламп высочайшего давления довольно критичны к изменению напряжения питания. Так, при понижении питающего напряжения на 5 — 10% мощность, световой поток, Ra теряют от 5 до 30 % от собственных номинальных значений, а при повышении напряжения резко падает срок службы.

Пробы отыскать экономный аналог лампе накаливания привели к созданию последнего поколения натриевых ламп. Сравнимо не так давно появилось семейство натриевых ламп малой мощности с усовершенствованной цветопередачей. Компания Philips представила серию ламп типа SDW мощностью 35 — 100 Вт с Ra = 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 фуррором может применяться для сотворения декоративных световых акцентов в местах публичного использования.

Cерия ламп компании OSRAM COLORSTAR DSX совместно с электрическим ПРА POWERTRONIC PT DSX является полностью новейшей осветительной системой, позволяющей, используя одну и ту же лампу, изменять цветовую температуру. Изменение цветовой температуры с 2600 на 3000 К и назад делается при помощи электрического ПРА со особым тумблером. Это позволяет создавать для выставленных в витринах экспонатов световой интерьер, соответственный времени суток либо времени года. Лампы этой серии экологически неопасны, потому что не содержат ртуть. Цена осветительной установки из таких комплектов в 5 — 6 раз выше аналогичной, состоящей и осветительных приборов с галогенными лампами накаливания.

Для внешнего освещения разработана модифицированн версия системы COLORSTAR DSX — COLORSTAR DSX2. Совместно со особым ПРА световой поток системы может быть уменьшен до 50% от номинального значения. Эта серия ламп также не содержит ртуть.

Натриевые лампы высочайшего давления малой мощности

Посреди выпускаемых в текущее время натриевых ламп высочайшего давления большая толика приходится на лампы мощностью 250 и 400 Вт. При этих мощностях эффективность ламп считается наибольшей. Но в ближайшее время существенно возрос энтузиазм к натриевым лампам высочайшего давления малой мощности из-за рвения к экономии электроэнергии при подмене ламп накаливания на разрядные лампы малых мощностей во внутреннем освещении.

Малая мощность натриевых ламп высочайшего давления, достигнутая забугорными фирмами, составляет 30 — 35 Вт. На Полтавском заводе газоразрядных ламп освоен выпуск маломощных натриевых ламп высочайшего давления мощностью 70, 100 и 150 Вт.

Трудности в разработке маломощных натриевых ламп высочайшего давления связаны с переходом на малые токи и поперечникы разрядных трубок, также с повышением относительной длины заэлектродных областей по сопоставлению с межэлектродным расстоянием, что приводит к очень высочайшей отзывчивости лампы на режим питания, на отличия в конструктивных размерах разрядной трубки и качество материалов. Потому при производстве натриевых ламп высочайшего давления малой мощности растут требования к соблюдению допусков на геометрические размеры узлов разрядных трубок, к чистоте материалов и точности дозы наполняющих частей. Уже есть принципные технологии, дозволяющие освоить массовый выпуск этих эконом, долговременных источников света.

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

Одно из плюсов ламп, не требующих импульсного зажигающего устройства, — возможность их установки в осветительные приборы для ртутных ламп (при иных нужных критериях). К примеру, лампа NAV E 110 со световым потоком 8000 лм полностью взаимозаменяема со ртутной лампой типа ДРЛ-125> имеющей номинальный световой поток 6000 — 6500 лм. Подобные российские разработки издавна используются в нашей стране. В текущее время ОАО ЛИСМА, к примеру, выпускает лампы ДНаТ 210 и ДНаТ 360, созданные для прямой подмены ДРЛ 250 и ДРЛ 400 соответственно.

Безртутные НЛВД

В последние годы в почти всех странах предпринимаются приметные усилия в области охраны среды. Одно направлений этих усилий — уменьшение либо избежание одержания ядовитых соединений томных металлов (к примеру, ртути) в готовых изделиях промышленного производства. Так, мед указатели температуры, содержащие ртуть, равномерно заменяются безртутными.

Эта же тенденция обширно распространяется в области технологий производства источников света. Содержание ртути в 40-ваттной люминесцентной лампе снизилось с 30 до 3 мг. Что касается натриевых ламп высочайшего давления, этот процесс идет не так стремительно, в том числе и поэтому, что ртуть значительно наращивает эффективность этих источников света, признаваемых сейчас более экономными.

Имеющиеся и находящиеся в стадии разработки безртутные лампы, по-видимому, имеют огромное будущее. Уже упомянутая серия ламп Osram COLORSTAR DSX не содержит ртуть, что является суровым достижением компании. Но эти лампы, совместно со особыми электрическими ПРА, представляют собой системы специального предназначения, в каких их эффективность и простота занимают не 1-ое место.

Издавна известна серия безртутных ламп Mercury Free компании Sylvania. Производитель направляет повышенное внимание на усовершенствованные цветопередающие характеристики, сравнивая их со стандартными аналогами собственного производства.

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

В конце срока службы у классической лампы цветность излучения приобретает розоватый колер, вследствие конфигурации соотношения содержания натрия и ртути в амальгаме. Этот колер производит не очень приятное воспоминание, в отличие от желтого цвета опытнейшей лампы при тех же критериях. С повышением цветовой температуры Ra поначалу вырастает до наибольшего уровня (при Г = 2500 К), потом падает.

Для уменьшения отличия разработчики меняли давление ксенона и внутренний поперечник горелки. Были изготовлены выводы, что отклонение от полосы темного тела миниатюризируется при увеличении давления ксенона, но при всем этом вырастает напряжение зажигания. При давлении 40 кПа напряжение зажигания около 2000 В, даже беря во внимание присутствие контура для его облегчения. При изменении внутреннего поперечника с 6 до 6,8 мм отклонение от полосы темного тела миниатюризируется, но падает световая отдача, что для намеченной цели неприемлимо.

Безртутная натриевая лампа с высочайшим Ra имеет фактически такие же свойства, как и ртутьсодержащий аналог. Безртутная лампа имеет в 1,3 раза больший срок службы.

Газоразрядные лампы высочайшего давления мощностью 150 Вт с высочайшим индексом цветопередачи: а — безртутная, б — обыденный вариант.

Натриевые лампы высочайшего давления с 2-мя горелками

Возникновение в ближайшее время серийных образцов натриевых ламп высочайшего давления параллельно присоединенными горелками у ряда ведущих производителей дает основания считать, что это направление является многообещающим, так как схожее решение не только лишь содействует существенному повышению срока службы ламп да и избавляет трудности моментального перезажигания, расширяет потенциальные способности комбинирования горелок с разными мощностями, спектральными составами и т. п.

Невзирая на обозначенные приличные сроки службы, к вопросу о долговечности этих ламп необходимо подходить осторожно. Срок службы таковой таковой лампы вправду умножается только при том условии, что в протяжении жизни лампы горелки загораются попеременно. В неприятном случае, при окончании ресурса почаще работающая горелка начинает отчасти шунтировать вторую (это явление время от времени именуют электронной «течью»; при всем этом разреженный газ во наружной пробирке пробивается напряжением поджигающих импульсов) и, как следует, могут появляться трудности с ее зажиганием.

Натриевые лампы высочайшего давления с высоковольтным зажигающим устройством

Японские инженеры (Toshiba Lighting & Technology предлагают наилучшее с их точки зрения решение, позволяющее исключить упомянутые явления в двухгорелочной лампе. Конструкция лампы содержит два зажигающих зонда, обеспечивающих зажигание той либо другой горелки при подаче положительных либо отрицательных импульсов. Балласты для таких ламп содержат две катушки, намотанные на сердечник. Схема довольно ординарна и недорога. За счет обозначенной конструкции лампы горелки загораются попеременно. Попеременное зажигание горелок обеспечивает наименьшее «старение» горелок и значительно наращивает суммарное время их работы. Инженеры той же компании предлагают лампу со интегрированным зажигающим устройством, не требующую сложной схемы управления.

Некие тенденции совершенствования натриевых ламп высочайшего давления

В каких же направлениях конструкторы и исследователи отыскивают действенные решения для натриевых ламп высочайшего давления? Чтоб ответить на этот вопрос, необходимо сначала обратиться к очевидным недочетам этих ламп, касающихся зрительного комфорта, простоты и нужной электробезопасности конструкции. Посреди их можно выделить несколько принципных: нехорошие цветопередающие характеристики, завышенная пульсация светового потока, высочайшее напряжение зажигания и еще большее — перезажигания.

Судя по чертам ламп с высочайшими цветопередающими качествами, разработчикам удалось приблизиться к оптимуму для этой группы источников света. Борьба с пульсацией излучения, достигающей у натриевых ламп высочайшего давления 70 — 80%, обычно осуществляется при помощи всераспространенных способов, таких как включение ламп в различные фазы сети (в многоламповых установках) и питание током завышенной частоты. Внедрение особых электрических ПРА фактически исключает эту делему.

Импульсные зажигающие устройства (ИЗУ), эксплуатирующиеся в текущее время с большинством комплектов НЛВД — ПРА, усложняют эксплуатацию ламп и удорожают набор лампа—ПРА. Поджигающие импульсы ИЗУ плохо действуют на балласт и лампу, имеют место досрочные отказы этих устройств. Потому разработчики отыскивают методы понижения напряжения зажигания, дозволяющие отрешиться от ИЗУ.

Неувязка обеспечения моментального перезажигания обычно решается 2-мя методами. Можно использовать зажигающие Устройства, выдающие импульсы с завышенной амплитудой, либо использовать упомянутую лампу с 2-мя горелками, не требующую схожих устройств.

Срок службы у натриевых ламп считается большим посреди Разрядных источников света высочайшей интенсивности. Но и в этой области конструкторы желают достигнуть наилучшего. Понятно, 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 того времени (150 — 160 В) пока она не погаснет. Этой дилемме были посвящены многие исследования, разработки, патенты. Из более успешных решений необходимо отметить используемый в серийных лампах амальгамный дозатор компании GE. Конструкция дозатора обеспечивает строго ограниченное поступление амальгамы натрия в разрядную трубку в течение всего срока службы лампы. В итоге срок службы возрастает, затемнение концов трубки миниатюризируется, и световой поток сохраняется практически неизменным (до 90% от исходного).

Непременно, исследование и улучшение натриевых ламп высочайшего давления еще не окончены, и потому стоит ждать новых, может быть нестандартных решений в большенном семействе этих многообещающих источников света.

В.Ю. Погребной

Сбережение энергии в освещении. Под ред. проф. Ю. Б. Айзенберга. М.: Издательство «Символ», 1999 г.

elektrica.info

Натриевые лампы высокого давления ДНаТ


ДНаТ-70
ДНаТ-100
ДНаТ-150
ДНаТ-250-4		97,5
ДНаТ-250-7		97,5
ДНаТ-360
ДНаТ-400-4	400'	102,5	117,5
ДНаТ-400-7		102,5

Контрольные вопросы и задания

21. Дайте общие сведения о газоразрядных лампах низкого и высокого давления.

ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Классификация.Светильники различают по распределению светового потока лампы между верхней и нижней

ηС= ФС /∑ФЛ (1.37)

Рис. 1.28. Светильники с лампами накаливания:

а -НСП 01-1x100; б- НСП 02-1x100; в-НСП 03-1x60

stydopedia.ru

Натриевые лампы высокого давления: современный подход к освещению

10.08.15 8:12

По отзывам специалистов, лампы этого типа являются очень мощным и эффективным, а также достаточно экономичным источником света. При небольших габаритных размерах их световая отдача составляет до 160 лм/Вт, а срок службы превышает 25 тысяч часов активного горения. Компактность НЛВД также является преимуществом, так как значительно расширяет ассортимент осветительного оборудования, в котором они могут быть использованы. За счет особенностей конструкции в течение срока службы мощность выдаваемого светового потока практически не падает, что является одним из основных достоинств. Зажигание происходит при помощи устройств, выдающих краткосрочные импульсы до 6 кВ., вследствие чего лампа разгорается до максимума 3–5 минут. У первых моделей НЛВД одним из основных недостатков было пониженное качество цветопередачи, что несколько снижало возможности их применения. Как правило, они использовались для освещения дорог, парков, мостов и т. д. Словом, всех тех объектов, где экономический вопрос более важен, чем точность воспроизведения цвета. Однако в последнее время производители этих приборов существенно переработали конструкцию, что позволило вывести на рынок натриевые лампы высокого давления с улучшенной цветопередачей.

НЛВД с улучшенной цветопередачей

Эти лампы излучают свет золотисто-желтого цвета, что объясняется химическими свойствами натрия. Соответственно, этим же объясняется и тот факт, что в показателях цветопередачи (Ra=25–30) и цветовой температуры (Тцв=2000–2200 К) отмечаются низкие значения. Однако, специалисты нашли путь улучшения этих характеристик: увеличивается диаметр разрядной трубки, используются излучающие добавки, на внешнюю сторону колбы наносятся интерференционные и люминофорные покрытия, увеличивается давление паров натрия в горелке, повышается мощность импульсных излучателей. Все эти изменения, положительно влияя на показатель цветопередачи, имеют и некий обратный эффект: при повышении Ra до 70–80 единиц, светоотдача снижается на 25%, а также почти в два раза снижается срок службы лампы. Также они становятся более чувствительными к перепадам напряжения, небольшие скачки которого резко сказываются на мощности светового потока и долговечности. Стремление найти экономичный аналог обычной лампе накаливания привели к созданию нового поколения натриевых ламп. Не так давно на рынке появилось семейство натриевых ламп малой мощности с улучшенной цветопередачей. Компания Philips представила серию ламп типа SDW мощностью от 35 до 100 Вт с Ra = 80 и цветностью излучения, близкой к цвету, излучаемому лампами накаливания. Светоотдача составляет 39–49 лм/Вт. Основное применение этих ламп — подсветка в местах общественного пользования, в том числе с декоративными целями. Фирма OSRAM пошла по иному пути – ее сотрудники выпустили серию ламп COLORSTAR DSX, оснащаемых электронным ПРА POWERTRONIC PT DSX. Это позволило создать осветительную систему, в которой, используя одну и ту же лампу, можно изменять ее цветовую температуру. Ее регулировка с 2600 на 3000 К и обратно производится с помощью электронного ПРА со специальным переключателем. В результате появилась возможность создавать световой антураж, соответствующий времени суток или периоду года, настроению и т. д. Немаловажно и то, что лампы этой серии экологически безопасны, так как в них не содержится ртути. Но есть и существенный минус: стоимость смонтированной системы из таких комплектов в 5–6 раз выше, чем у установки, в которой используются галогеновые лампы накаливания.

НЛВД малой мощности

Максимальную эффективность по всем параметрам натриевые лампы высокого давления демонстрируют при мощности от 250 до 400 Вт, соответственно, именно они наиболее широко представлены на рынке. Однако тенденция к экономии энергии диктует свои правила, и в последнее время наблюдается существенный рост интереса к лампам с пониженными показателями мощности. Зарубежные производители сумели достигнуть минимальных значений в 30–35 Вт, отечественные предлагают 70, 100 и 150–ваттные приборы. Основной сложностью при конструировании ламп с пониженной мощностью заключается в том, что неизбежно приходится переходить на малые токи и диаметры разрядных трубок, а также с увеличением заэлектродного расстояния по сравнению с межэлектродным. Все это делает лампу более уязвимой к изменению режима питания, требует тщательных соблюдений размеров всех комплектующих, а также весьма требовательной к качеству используемых материалов и точности дозировки наполняющих веществ. Все это, соответственно, сказывается на себестоимости и, в итоге, на конечной стоимости продукции.

НЛВД без содержания ртути

Вопрос экологической безопасности в последние годы становится одним из превалирующих, зачастую выходя на государственный уровень. Ужесточившиеся требования ставят задачу сократить или вовсе избавиться от применения солей тяжелых металлов, в первую очередь, ртути, при производстве продукции. Эта тенденция не обошла и производимые источники света, в том числе натриевые. Но если в случае с люминесцентными лампами достаточно безболезненно получилось снизить количество ртути (к примеру, 40-ваттная лампа содержит всего 3 мг, в то время как в первых моделях было до 30 мг опасного металла), то с НЛВД этот процесс протекает медленнее. Объясняется это тем, что вывод ртути из конструкции существенно снижает срок службы прибора, а это сказывается на эффективности источников света с точки зрения их экономичности.

Однако можно говорить, что существующие или разрабатываемые безртутные лампы имеют большое будущее. Например, упоминавшаяся серия ламп Osram COLORSTAR DSX совсем не содержит ртуть, однако, эти лампы, вместе со специальными электронными ПРА, представляют собой системы специального назначения, где их световая эффективность и простота не являются приоритетными.

Давно известна серия безртутных ламп Mercury Free фирмы Sylvania. Производитель обращает особое внимание на улучшенные цветопередающие свойства, сравнивая их со стандартными аналогами собственного производства. Несколько лет назад увидела свет принципиально новая разработка фирмы Matsushita Electric (Япония), представляющая собой безртутную НЛВД с высокой цветопередачей, при этом не требующей специального импульсного ПРА. По истечении срока службы у традиционной лампы цветность излучения приобретает розоватый оттенок, так как изменяется соотношение содержания натрия и ртути в амальгаме. С точки зрения восприятия человеческим глазом, этот оттенок производит не слишком приятное впечатление. С увеличением цветовой температуры Ra сначала растет до максимального уровня (при Г = 2500 К), затем падает. Для уменьшения отклонения конструкторы изменяли давление ксенона и внутренний диаметр горелки. Были получены выводы, что отклонение от линии черного тела уменьшается при увеличении давления ксенона, но 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.

Тенденции развития концепции НЛВД

Для того чтобы найти ответ на вопрос, в каком направлении идет работа по совершенствованию тактико-технических характеристик натриевых ламп высокого давления, необходимо в первую очередь обратить внимание на их явные недостатки: зрительный комфорт, простота конструкции и электробезопасность. Если же немного углубиться в подробности, то существует несколько ключевых свойств: повышенная вероятность пульсации светового потока, откровенно слабая цветопередача, высокое напряжение зажигания (при еще большем показателе напряжения при перезажигании). Если рассматривать существующие модели ламп с высокими показателями цветовой передачи, то, можно сказать, что разработчикам удалось достигнуть оптимальных значений 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. Кроме того, проблему практически полностью можно исключить, используя специально настроенные ПРА. Импульсные зажигающие устройства (ИЗУ), эксплуатирующиеся в настоящее время в большинстве комплектов НЛВД–ПРА, однозначно усложняют эксплуатацию и существенно увеличивают стоимость комплекта лампа–ПРА. Поджигающие импульсы ИЗУ негативно воздействуют на балласт и лампу, периодически наблюдаются отказы этих устройств ранее запланированного срока. Поэтому разработчики ищут способы снижения уровня напряжения при зажигании, позволяющие отказаться от ИЗУ.

В существующей практике мгновенное перезажигание обычно производится одним из двух способов: используются зажигающие устройства, выдающие импульсы с повышенной амплитудой электрического тока, или применяются лампы с двумя горелками, не требующие подобных устройств. Оба способа имеют как свои положительные моменты, так и недостатки. Среди разрядных источников света высокой интенсивности, натриевые лампы имеют наибольший срок службы, что напрямую сказывается на экономической эффективности их использования. Однако и в этой области пока не достигнут предел совершенства, и конструкторы постоянно работают над решением проблемы. Исследования показали, что срок службы и спад светового потока в период использования зависят от скорости ухода натрия из горелки. Удаление натрия из разряда приводит к обогащению состава амальгамы ртутью и росту напряжения на лампе до тех пор, пока она не погаснет полностью. Одним из наиболее удачных решений является применяемый в серийных лампах амальгамный дозатор фирмы GE. Конструкция дозатора обеспечивает строго определенное по количеству поступление амальгамы натрия в разрядную трубку в течение всего срока службы лампы. Как результат, срок службы НЛВД увеличивается, затемнение на концах трубки практически отсутствует, и световой поток сохраняется почти постоянным (до 90% от начального) в течение всего времени эксплуатации.

Безусловно, исследования и работа над совершенствованием натриевых ламп высокого давления еще далеко не окончены, и поэтому стоит ожидать новых, возможно, революционных открытий в большом семействе этих перспективных, надежных и экономичных источников света.

secretarus.ru

Натриевая лампа высокого давления (НДВД). Лампы натриевые высокого давления