Натриевые лампы для уличного освещения

Натриевые лампы

Натриевые лампы для уличного освещения

ХАРАКТЕРИСТИКИ
УЛИЧНЫЕ
ДЛЯ ТЕПЛИЦ
КАК ВЫБРАТЬ

Приборы освещения, работающие по принципу газоразрядной трубки, принято называть газоразрядными лампами. Газоразрядные лампы, по материалу рабочего тела принято подразделять на:

  • ртутные высокого давления;
  • заполненные инертными газами;
  • металлогалогенные ртутные;
  • натриевые.

Принцип действия газоразрядных дуговых ламп.

Еще из курса физики средней школы известно: если между пластинами заряженного конденсатора поместить источник заряженных частиц, произойдет дуговой разряд. В школьной программе в качестве источника ионов использовалась свеча.

Из вышесказанного следует, что для долговременного существования дугового разряда должно быть выполнено два обязательных условия:

1. Непрерывно должна существовать разница зарядов на пластинах.

2. Пространство между пластинами должно быть заполнено ионизированным газом.

Экспериментальным путем было установлено, что различные газы дают разное свечение:

  • неон светится красным с некоторым оттенком оранжевого цвета;
  • радон – синим;
  • пары ртути в чистом виде имеют светло-голубое свечение, однако их достаточно часто смешивают с люминофорами для расцвечивания;
  • пары натрия дают ярко желтое свечение.

Именно это свойство паров натрия и позволяет их использовать для производства источников освещения. Натриевые лампы делятся на два типа:

  • высокого давления;
  • низкого давления.

Подключение газоразрядных устройств освещения, как правило, производится в типовую 220 вольтовую электросеть с частотой тока 50Гц. Некоторые лампы требуют установки дополнительных импульсных зажигающих устройств (ИЗУ), другие уже с конвейера оснащены электронным пускорегулирующим аппаратом.

К преимуществам ЭПА относительно ламп без него следует отнести:

  • значительное увеличение срока службы за счет стабилизации мощности;
  • существенное снижение электропотребления (до 30%);
  • увеличение коэффициента светоотдачи;
  • повышение частоты питающего напряжения и за этот счет уменьшение эффекта мерцания.

Характеристики различных типов натриевых ламп

В технической литературе натриевые лампы принято обозначать следующими аббревиатурами:

  • ДНаТ – общее определение, расшифровываемое как Дуговая Натриевая Трубчатая;
  • НЛНД – Натриевая Лампа Низкого Давления;
  • НЛВД – Натриевая Лампа Высокого Давления.

ДНаТ являются одними из самых эффективных источников освещения благодаря своей высокой светоотдаче. Натриевые лампы низкого давления могут выдавать более 200 люмен на 1 Вт мощности, максимальная светоотдача устройств высокого давления находится в пределах 140 лм/Вт.

Вторым плюсом натриевых источников света является их высокий коэффициент полезного действия: у НЛВД этот показатель составляет порядка 30%.

Третий плюс ДНаТ – длительные сроки службы с незначительными потерями качества светового потока (10-15% первоначальной мощности за 15000 часов работы) при существенном времени использования.

При этом срок службы современных ламп зачастую превышает 25 000 часов. Как показали исследования, основной спад светопотока (до 13%) происходит в течение первых 6000 часов эксплуатации. Дальше мощность потока меняется незначительно.

У натриевых ламп существуют и минусы:

  • их эффективность существенно уменьшается при низких температурах окружающего воздуха;
  • свет, выдаваемый НЛНД, значительно влияет на цветовосприятие человеческого глаза, искажая его.

Исходя из вышесказанного, можно сделать выводы, что использовать натриевые источники света предпочтительнее в тех местах, где точность цветопередачи отходит на второй план, а на передний план выступает экономический эффект (для уличного освещения и в садоводстве).

Типы натриевых ламп.

По своей конструкции натриевые лампы можно разделить на:

  • трубчатые;
  • софитные;
  • зеркальные.

В то же время трубчатые исполнения могут быть разделены на:

  • традиционные (с одной горелкой);
  • двухгорелочные (повышенного срока службы).

Для уличного освещения

Под уличным освещением мы будем понимать не только освещение тротуаров и дорожного полотна, но и освещение приусадебных участков, дворовых детских площадок, парковых аллей.

Экономический эффект от применения газоразрядных натриевых ламп для уличного освещения значительный за счет того, что:

  • существенно снижается энергопотребление без потерь в качестве освещения;
  • уменьшаются расходы на обслуживание;
  • снижаются траты на ремонт и расходные материалы.

Кроме финансовых показателей существует еще один существенный плюс использования натриевых источников света: их относительная экологическая безопасность. Правды ради следует отметить, что зачастую, в целях улучшения цветопередачи в темное время суток, муниципальные власти предпочитают закупать изделия, имеющие натриево-ртутное наполнение, которые гораздо опаснее для окружающей среды.

Выше уже было сказано, что эффективность этих осветительных приборов сильно зависит от температуры окружающей среды, есть еще несколько нюансов в использовании НЛНД и НЛВД:

  • для них не существует систем плавной регулировки мощности освещения;
  • у них значительное время нагрева.

Натриевые лампы ДЛЯ ТЕПЛИЦ И РАСТЕНИЙ

Пожалуй, никому не надо рассказывать насколько важную роль играет солнечный свет для роста и развития растений, однако далеко не все знают, как и на что влияют различные цвета света.

Ученые выяснили, что для ускорения процесса роста и развития зеленой части растения важнейшую роль играет преобладание в освещении синей (холодной) части спектра. Для ускорения процесса созревания урожая, стимуляции цветения и плодоношения в искусственном освещении должны преобладать теплые оттенки (красный спектр).

Именно последнее открытие и определило использование натриевых ламп в садоводстве. Еще одна причина их использования – ДНаТ являются дополнительными источниками тепла, так как они сильно нагреваются в процессе эксплуатации.

Однако сильный нагрев осветителей в теплое время года может вызывать нежелательные эффекты – в частности усиленный рост стебля растения и ожоги на его частях, близко расположенных к источнику света. К тому же, чрезмерное присутствие красного спектра света на ранней стадии саженцев нарушает естественный процесс роста растений.

Кроме этого, теплый свет натриевых светильников крайне привлекателен для всевозможных насекомых, в том числе и вредителей сельскохозяйственных культур.

Использование газоразрядных ламп с парами натрия накладывает ограничения на параметры питающего тока. В частности, колебания и скачки напряжения не должны превышать 10% от номинального.

Критерии выбора

Несмотря на свою высокую энергоэффективность и светоотдачу натриевые лампы имеют существенные ограничение по использованию. Низкое качество цветопередачи не предполагает их использование для освещения архитектурных сооружений, фасадов и интерьеров зданий.

Таким образом, можно сформировать несколько рекомендаций по применению натриевых источников света:

  • лампы высокого давления и низкого давления неплохо подходят для уличного освещения;
  • натриевые лампы низкого давления лучше не использовать для освещения пешеходных переходов, складов и декоративного освещения;
  • спортивные площадки, стадионы и другие крупные площадки также лучше не освещать с помощью натриевых светильников.

Направления совершенствования ДНаТ.

Перечисленные выше ограничения определяют для изготовителей направления совершенствования ДНаТ с целью устранения основных недостатков:

  • отсутствие комфортной для человеческого глаза цветопередачи и явно различимая пульсация;
  • большое время разогрева и промежутки перезапуска – второй недостаток.

Коэффициент цветопередачи разработчики улучшают с помощью добавления различных примесей в пары натрия.

Уменьшение эффекта мерцания на данном этапе осуществляется двумя способами:

  • для многоламповых установок лампы подключаются к разным фазам сети;
  • увеличение частоты поступающего тока.

Время разогрева натриевой лампы старого образца составляет от 3 до 5 минут, что крайне неудобно в эксплуатации. Технически эту проблему решают либо с помощью использования специальных пусковых устройств, на выходе выдающих электрические импульсы высокой амплитуды либо с помощью добавления в конструкцию дополнительной горелки.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Особенности натриевых ламп и их использовании в уличном освещении, схема подключения

Натриевые лампы для уличного освещения

Одним из популярных вариантов подсветки улицы является использование натриевых лампочек. Именно эти источники света сегодня вносят ощутимый вклад в уличное освещение.

Натриевая лампа для уличной подсветки

Несмотря на то, что сегодня многие области освещения активно захватывают светодиодные лампочки, натриевые источники света до сих пор пользуются огромной популярностью в системе наружной подсветки. Данная статья расскажет вам о том, что собой представляют такие лампочки, каков принцип ее работы и многие другие нюансы использования их в системе уличного освещения.

Особенности строения

Натриевые газоразрядные лампы, используемые часто для наружного типа подсветки, приставляют собой современный источник света, который появился в результате попытки модернизации ламп накаливания. В качестве светящегося тела здесь используются пары натрия. Такие лампы еще имеют аббревиатуру ДНАТ, что расшифровывается как «Дуговая Натриевая Трубчатая Лампа».

Строение ДНАТ

Из-за того, что натриевые газоразрядные лампы для создания газового разряда используют пары натрия, то светильники, в которые они вкручиваются, светят ярко-оранжевым оттенком. Этот свет отлично смотрится в качестве уличного типа освещения.

Поэтому в светильники наружного освещения улиц и дворов все чаще вставляют именно такие лампы, заменяя ими устаревшие ртутные газоразрядные источники света.ДНАТ представляет собой эффективную разновидность источников света, поскольку в их характеристики входит высокая световая отдача.

Натриевые лампы среди всех газоразрядных моделей характеризуются максимальными показателями светоотдачи, при этом качество светового потока со временем падает незначительно.

Натриевые лампы работают так:

  • внутри лампы имеют трубку — «горелку». Она изготовлена из алюминиевой керамики. Эта трубка заполняется разреженным газом (пары натрия, смешанные с ртутью);

Обратите внимание! Из горелки откачан весь воздух, что обеспечивает сохранность целостности лампочки во время своей работы.

  • данная схема содержит пары ртути для того, чтобы ограничивать ток и используются как индуктивный балласт (электронный балласт);
  • при прохождении электрического тока по лампочке, ее электрическая схема активируется и наблюдается создание электродуги между двух электродов. Между этими электродами в парообразном состоянии находится натрий.

Для зажигания холодной лампы ДНАТ напряжения сети будет недостаточно. В связи с этим натриевые лампочки принцип имеют определенный способ подключения.

Для их подключения сегодня используют специальное импульсное зажигающее устройство (ИЗУ). Схема подключения будет рассмотрена ниже. ИЗУ, после подключения начинает генерировать импульсы напряжением.

Эти импульсы могут достигать несколько тысяч вольт. При таком напряжении гарантированно возникнет электрическая дуга.

Свечение ДНАТ

Поскольку основной поток светового излучения генерируют ионы натрия, то натриевые лампы будут создавать световой поток характерного желтого цвета. Такой свет считается наиболее приемлемым для людей, так как он приближен к показателям естественного освещения.

Сразу же после возникновения и стабилизации дуги, такие лампы будут светить слабо, так как энергия станет расходоваться на нагревание горелки. По этой причине включенные светильники уличного типа вначале будут давать слабый свет, яркость которого будет нарастать по мере прогрева горелки.

Примерно через 10 минут с начала работа осветительного прибора, яркость у натриевой лампы достигнет своего нормального уровня.

Виды ДНАТ

На сегодняшний день натриевые лампочки делятся на два принципиально различных подтипа:

  • лампы низкого давления или НЛНД. В характеристики данного вида этой продукции входят такие параметры, как высокий показатель надёжности, отличная светоотдача, эффективности потребления энергии. Поэтому уличные светильники очень часто оснащают именно НЛНД;

Обратите внимание! Использовать ламп НЛНД для освещения помещений не рекомендуется, так как при создаваемом ими световом потоке сложно различать цвета окружающих предметов.

Внешний вид НЛНД

  • лампы высокого давления или НЛВД. Такая продукция стоит не дорого, но вот они редко используются как источник света для уличного типа освещения. Их наиболее часто применяют для подключения в светильники, предназначенные для подсветки спортивных сооружений, а также коммерческих или производственных помещений. Здесь обычно используются консольные светильники.

Обратите внимание! НЛВД, после подключения в светильники внутреннего типа, дают возможность хорошо различать практически любой цветовой диапазон. Исключение составляет только коротковолновой диапазон, в котором возможен эффект потускнения цветов.

Внешний вид НЛВД

НЛВД имеют самый высокий КПД (примерно 30%). При этом они уступают НЛНД такие характеристики, как световая отдача срок службы.
Таким образом, для организации уличного вида освещения вполне можно использовать натриевые лампочки низкого давления.

Технические параметры

Сегодня натриевые лампы часто используются для организации уличного типа освещения. Причем они могут вкручиваться как в обычные светильники, так и в консольные установки или фонари. Наиболее широкое применение они нашли именно в системе наружной подсветки.
К положительным моментам использования ДНАТ можно отнести:

  • стабильное и яркое свечение, которое наблюдается на протяжении всего срока эксплуатации лампочки;
  • возможность установки в различные светильники (например, консольные, фонари и т.д.);

Светильники уличного назначения с ДНАТ

  • цвет излучения может быть как желтым, так и нейтрально-белого. Для изменения цвета свечения используют различные газовые смеси;
  • снижение эксплуатационных затрат;
  • такие изделия имеют достаточно продолжительный период службы, особенно если сравнивать их с лампами накаливания и галогеновыми источниками света;
  • защита от УФ излучения;
  • компактные размеры лампы, которые сочетаются с возможностью создания пучков высокой интенсивности.

Помимо этого следует знать, что натриевые лампы должны вкручиваться в те светильники, которые оснащены защитным стеклом, т.е. закрытого типа.
Для подсветки дома и помещений общественного назначения, такие лампочки практически не применяются по следующим негативным моментам, которые имеются в их работе:

  • шум, который издают пускорегулирующая аппаратура;
  • возможность появления эффекта мерцания;
  • отсутствие возможности быстрого повторного включения. Для того, чтобы натриевая лампочка зажглась необходимо дождаться ее полного остывания;
  • необходимость использования при подключении зажигающего устройства и балластов. Также здесь понадобятся токовые предохранители типа IEC1167.

Как видим, такие характеристики не приемлемы для системы домашнего освещения, но вполне сгоняться для уличной подсветки.

Где можно встретить

Поскольку технические характеристики натриевых лампочек не очень подходят для работы в условиях дома, то максимальное применение они нашли в системе уличного освещения. Для их подключения используется специальная схема, позволяющая использование таких источников света в наружной подсветке. Они применяются для освещения:

  • городских улиц и придомовых территорий;
  • площадей, парков и скверов;
  • автомагистралей, транспортных пересечений, а также пешеходных переходов и зон;

Подсветка ДНАТ автомагистрали

  • туннелей, вокзалов, аэропортов, спортивных сооружений;
  • архитектурных зданий и строительных площадок;
  • складских и производственных помещений.

С помощью натриевых лампочек можно создать следующие типы освещений:

  • общее;
  • рабочее;
  • художественное;
  • акцентирующее;
  • дополнительное.

Несмотря на некоторые недостатки в своей работе, натриевые источники света заняли достаточно внушительную нишу уличного освещения и не намерены уступать ее другим лампочкам.

Особенности установки

Натриевые лампы, из-за специфики своей организации и принципа работы имеют определенные требования к своему подключению в осветительные приборы. При этом ДНАТ все равно, в отличие от металлогалоидных источников света, в каком положении им предстоит работать.

Несмотря на это утверждение многие года практики показали, что наиболее предпочтительнее схема подключения, при которой лампочка занимает горизонтальное положение. Это связано с тем, что в таком положении такой источник света будет испускать световой поток в сторону.

Подключение ДНАТ

Для подключение ДНАТ всегда необходим балласт. Он необходим для того, чтобы осуществить разогрев лампочки при ее включении, а также для ее дальнейшей нормальной работы.
В качестве балласта для натриевых ламп используют пускорегулирующий аппарат (ПРА). Также на его роль подходит и электронный ПРА (ЭПРА) или импульсное зажигающее устройство (ИЗУ).

Обратите внимание! Наиболее часто в роли балласта для натриевых ламп применяют именно ПРА. В их роли выступают индуктивные балластные дроссели. С их помощью происходит стабилизация и ограничение тока.

ИЗУ применяются для разогрева лампочки. Внешне данное устройство имеет вид отдельного небольшого блока (показано на фотографии). Он на электроды лампочки подает мощный импульс, имеющий высокое напряжение. В результате этого и происходит пробой в газовой смеси, помещенной внутрь колбы источника света.

Поскольку уличные светильники часто используют в качестве источника света именно натриевые лампочки, то такие осветительные приборы часто уже содержат в своей конструкции необходимые устройства для подключения к ним ДНАТ. Это так называемые консольные светильники, имеющие марку ЖКУ.

Поэтому в такой ситуации схема подключения будет выглядеть довольно просто, так как здесь всего то и нужно, что подключить клеммы светильника к питающему напряжению.

Вариант схемы сборки

Эта схема позволит осуществить подключение натриевой лампы своими руками. Как видим, на ней указаны все компоненты, перечисленные выше.

Обратите внимание! Сегодня двухобмоточные дроссели считаются устаревшими. Поэтому для подключения ДНАТ следует использовать однообмоточный дроссель.

Поскольку производители на данный момент выпускают различные модели ИЗУ (с двумя и тремя выводами), указанная выше схема может претерпевать некоторые изменения, связанные с особенностями данного устройства.
Ориентируясь по схеме, вы сможете без особых проблем подключить своими руками натриевую лампочку.

Заключение

Натриевые лампочки на сегодняшний день довольно широко используются для уличного освещения самых разнообразных сооружений инфраструктуры населенных пунктов. Они создают качественное освещение улиц и дорог, но для этого их нужно обязательно правильно подключить, с чем мы и разобрались в нашей статье.

Лампы уличного освещения: светодиодные, натриевые, ДРЛ

Натриевые лампы для уличного освещения

На сегодняшний день трудно представить неосвещенную городскую улицу в вечернее время суток. Благодаря техническому прогрессу искусственное освещение проникло не только в наши дома, но и за их пределы. Помимо городских улиц люди также стремятся осветить загородные участки, ведь иллюминация способна значительно улучшить качество жизни, а также украсить экстерьер каждого двора.

Основные требования к освещению улицы

Важно понимать, что наружное освещение совершенно отличается от внутреннего, в первую очередь дизайном. Технические данные и, конечно же, способ монтажа у них также различны. Выбирая лампы уличного освещения, следует учитывать совершенно другие приоритеты.

Во-первых, выбирая фонари для улицы, нет необходимости обращать внимание на показатели цветности, которые обязательно учитываются при выборе освещения для помещений. В данном случае гораздо важнее мощность или светоотдача прибора.

Во-вторых, важно учитывать продолжительность эксплуатации, поскольку замена ламп — процесс, требующий немало временных затрат и усилий.

Помимо вышесказанного, для замены наружного освещения нередко требуется специальная техника, поэтому продолжительность работы — важный критерий, который следует учитывать при выборе.

Тонкости выбора

Выбирая фонари для улицы, нужно учитывать такие критерии:

  • особенности климата;
  • влияние внешней среды на прибор;
  • интенсивность движения на освещаемой территории;
  • особенность установки прибора;
  • нужную яркость на освещаемой местности.

Поскольку на лампы для уличного освещения постоянно воздействуют внешние факторы, такие как перепады температур, осадки, влага, фонари должны обладать хорошей изоляцией, поэтому необходимо обращать внимание на степень защиты (IP).

Уровень защиты указан в паспорте прибора, он состоит из двух цифр. Первая (от 1 до 6) указывает степень защиты от попадания твердых тел. Вторая цифра (от 1 до 8) означает уровень защиты от попадания внутрь прибора влаги.

Чем выше данный показатель, тем надежнее лампа защищена.

Применения уличных светильников

Для освещения наиболее крупных автомобильных дорог обычно используют приборы с рефлектором (устройство для повышения концентрации света), мощностью от 250 до 400 Вт.

Если же необходимо подсветить второстепенную дорогу, можно использовать специальные плафоны, рассеивающие свет на проезжей части либо, как и в предыдущем случае, — рефлектор.

Для таких целей подойдут светильники мощностью 70–250 Вт.

На тротуарах, предназначенных для пешеходов, а также в лесах, парках и на велосипедных дорожках используется преимущественно рассеянный свет. Мощность устройств в данном случае составляет 40–125 Вт. Выбор мощности осуществляется в зависимости от расстояния, на котором расположены столбы друг от друга.

Для подсветки рекламных щитов, дорожных знаков, зданий и других информационных объектов применяются специальные прожектора. Чтобы осветить здания используется техника декоративной подсветки.

Основные виды уличных светильников

Существует два основных вида светильников, предназначенных для подсветки открытой местности: специализированные и фонари для общего пользования.

Первые используются в военных целях, их применяет армия и флот, а также они задействуются на открытых концертных площадках. Мы же рассмотрим светильники общего пользования, которые применяются для подсветки улиц, спортивных площадок, зданий и т.

д. Главной их функцией является постоянное и равномерное освещение определенной территории.

Уличные лампы общего пользования можно разделить на круглосимметричные и симметричные, в зависимости от распределения света прибором. Последние также разделяют на одноплоскостные и двухплоскостные.

Уличные фонари различаются по таким параметрам, как сила света, угол потока, и КСС (кривая силы света). Однако чаще всего устройства классифицируют по типу применяемого прибора. Далее представлены наиболее распространенные типы фонарей для наружного освещения.

Натриевые лампы

Чаще всего натриевые лампы применяются в ландшафтном дизайне, но они также подходят и для других целей. Натриевые лампы демонстрируют невысокую цветопередачу, однако имеют желтый спектр цвета.

Такие устройства оснащены натриевыми светильниками низкого или высокого давления. Функционируют такие приборы за счет свечения паров натрия.

Применяются НЛ для иллюминации улиц и в качестве декоративной и архитектурной подсветки.

Для наружной подсветки, как правило, используют натриевые светильники мощностью от 70 до 400 Вт. Цветовая температура натриевых устройств низкого давления составляет 2000 К, а светильников ДНаТ — 2500 К.

У натриевых приборов, по сравнению с другими устройствами достаточно высокий КПД — 30%. Для подключения натриевых устройств необходимо использовать специальные аппараты ПРА.

Для усиления света используется отражатель.

Несмотря на невысокий уровень цветопередачи, натриевые лампы обладают достаточным уровнем светоотдачи (150 лм/Вт — ДНаТ высокого давления и 200 Лм/Вт — устройства низкого давления), тем самым создавая насыщенное желтое световое поле.

Также следует отметить высокую продолжительность эксплуатации такого фонаря, она составляет более 30 000 часов, поэтому такие светильники считаются наиболее удобными и экономичными.

Благодаря тому, что натриевые лампы достаточно энергосберегающие, ДНаТ фонари пользуются большой популярностью во всем мире.

Лампочки ДРЛ для наружного освещения

ДРЛ лампы часто используются для наружного и внутреннего освещения. Ртутные газоразрядные лампы, предназначенные для уличных фонарей, имеют несколько немаловажных преимуществ. В первую очередь следует отметить высокую световую отдачу данного прибора.

Лампы ДРЛ устойчивы к перепадам напряжения. Светильники ДРЛ стоят относительно недорого. Продолжительный срок службы ДРЛ светильников также выделяет их на фоне некоторых других ламп уличного освещения.

Также следует отметить дуговые ртутные лампы, они обладают большей световой отдачей.

Чаще всего используются ртутные газоразрядные светильники мощностью от 125 Вт до 1000 Вт. Их применяют для подсветки скверов, дорог, автостоянок, площадей и т.д. Степень цветопередачи у таких приборов — 3, что является посредственным уровнем, а цветовая температура — 3400–4200 К. Срок службы до 20 000 часов.

Спектр излучения — синий и зеленый видимый спектр. Светоотдача — до 60 Лм/Вт. Для подключения в сеть необходимо использовать специальное устройство (ПРА). Такие фонари отлично подойдут для освещения небольшого открытого участка, а для больших территорий целесообразней использовать, например, люминесцентные лампы.

Галогенные светильники

Нередко галогенные лампы применяются для подсветки различных зданий, рекламных щитов и мостов.

Главной особенностью таких светильников является отличная передача освещения, напоминающего дневной свет — либо точечного, направленного на определенный участок, либо более мягкого и бестеневого.

Использование таких приборов для освещения улиц распространено во всем мире. Однако чаще такие устройства используют в прожекторах для подсветки отдельных объектов.

Принцип действия галогенных фонарей практически не отличается от обычных ламп накаливания, однако за счет добавления в буферный газ йода, брома, фтора и других галогенов их срок эксплуатации продлевается почти в 2 раза.

В наше время производятся галогенные лампы разной мощности — от 3 до 20 000 Вт. Коэффициент таких приборов более 90, что является очень высоким уровнем. Цветовая температура таких устройств около 3000 К. Спектр максимально приближен к солнечному свету.

Подключение производится напрямую.

За счет огромного количества преимуществ перед другими светильниками, галогенные лампы используются в самых современных приборах, предназначенных для наружного освещения. Такие фонари, как правило, отлично защищены от влияния внешней среды, они способны работать в абсолютно любых условиях, а также на таких устройствах нередко есть возможность регулировки мощности.

Металлогалогенные фонари

Данный вид фонарей дает яркий и при этом холодный цвет. Металлогалогенные лампы отлично подходят для освещения открытых площадок, выставочных центров, а также торговых комплексов.

Такие светильники обладают очень важным преимуществом перед другими лампами — они абсолютно не чувствительны к резким перепадам напряжения.

Чаще всего применяются металлогалогенные устройства для подсветки декоративных и архитектурных объектов.

Металлогалогенные фонари обладают широким диапазоном цветовых температур от 2500 К до 20 000 К.

Они также выделяются длительным сроком службы, что делает такие светильники незаменимыми для того, чтобы создать освещенность открытых пространств. Спектр у таких устройств имеет схожесть с дневным светом.

МГЛ, как и галогенные приборы, имеют высокий коэффициент цветопередачи более 90. Диапазон мощностей — от 10 Вт до 20 кВт. Для включения в сеть требуется ПРА.

Светодиодные фонари

Светодиодные фонари также распространены для уличного освещения. Главные их преимущества — отличная цветопередача и насыщенная контрастность.

Благодаря продолжительному сроку службы светодиодных светильников (до 100 000 часов), надежной защите от внешнего воздействия и высокому уровню экономичности, они отлично подходят для освещения открытых пространств. Светодиодные приборы используются для освещения стадионов.

Нередко такие светильники используют дизайнеры для архитектурного, интерьерного и ландшафтного освещения. Мощность таких приборов варьируется от 15 до 40 Вт. Цветовая температура светодиодных фонарей для улицы — 5500–6500 К. Для концентрации света дополнительно применяется отражатель.

Используя светодиодные лампы, необходимые для наружного освещения, обычно задействуют один или несколько фонарей в зависимости от желаемого результата. К примеру, чтобы осветить монумент, достаточно одной такой лампы.

Для освещения здания, в свою очередь, используется несколько фонарей, установленных через равномерные промежутки. С помощью светодиодных ламп можно добиться оригинальных эффектов в освещении экстерьера.

Следует отметить, что светодиодные фонари способны равномерно и с достаточным уровнем яркости осветить абсолютно любой объект.

Натриевые лампы: конструкция, принцип работы, виды, применение

Натриевые лампы для уличного освещения

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 газоразрядных лампах, 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 ДРЛ. 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 светильника для уличного освещения (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.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.