Все о лампах с использованием натрия: технические характеристики, расшифровка, срок службы, применение

Лампы  ДНаТ – это одна из разновидностей натриевых ламп высокого давления – НЛВД (англ. HPS Lamp – High-Pressure Sodium Lamp). ДНаТ – аббревиатура, расшифровка которой означает «Дуговая Натриевая Трубчатая». Существует еще несколько разновидностей приборов этого типа: ДНаМТ, ДнаЗ и ДНаС. Посмотрим, как они устроены и чем отличаются друг от друга.

Конструкция натриевой лампы

Конструктивно прибор представляет собой колбу, выполненную из специального изготовленного из оксида алюминия Al₂O₃ стекла. В процессе работы колба разогревается до 1200 градусов Цельсия. Такое стекло не только выдерживает высокие температуры, но и способно противостоять разрушающему действию паров натрия.

В края колбы, которая называется горелкой, впаиваются два электрода. Сама она заполняется смесью буферных (инертных) газов с добавлением натриевой амальгамы: сплава натрия со ртутью. Дополнительно в буферные газы подмешивают ксенон, он обеспечивает более легкий старт лампочки. Горелка, в свою очередь, помещается в еще одну внешнюю колбу, выполненную из обычного термостойкого стекла. Обычно это тугоплавкое боросиликатное стекло. В колбе создается глубокий вакуум, а сама она снабжается цоколем того или иного типа для подключения к питающей сети.

Благодаря вакууму внешняя колба играет роль термоса, обеспечивающего нормальный пуск и работу натриевой горелки при низких температурах окружающей среды. Одновременно она уменьшает теплопотери, увеличивая КПД и ресурс прибора.

Устройство лампы ДНаТ

Самый распространенный цоколь, устанавливаемый на лампочки ДНаТ – резьбовой цоколь Эдисона. Для приборов небольшой мощности применяется Е27, для мощных осветителей – Е40. Тем не менее встречаются лампочки и с другими типами цоколей, а также двухцокольные.

 

ДНаТ с цоколем Е40 (слева) и двухцокольный софитный вариант

Иногда в одну внешнюю колбу устанавливаются две горелки. Это повышает мощность прибора без существенного увеличения его габаритов, а также несколько увеличивает КПД и срок службы устройства за счет меньших теплопотерь.

Как я отмечал выше, кроме ДНаТ, существуют еще несколько разновидностей натриевых осветительных приборов:

• ДнаЗ – с напыленным на часть внешней колбы зеркальным рефлектором, направляющим свет горелки в определенный сектор;

• ДНаС – светорассеивающие. В этом приборе роль светорассеивателя исполняет специальный пигмент, нанесенный на внутреннюю поверхность внешней колбы. Спектр ламп ДНаС похож на дневной;

• ДНаМТ – с матированной колбой. По сути, это аналог ДНаС, которая в настоящее время снята с производства. Предназначена для прямой замены ламп ДРЛ без ухудшения качества освещения.

Типы ламп

Лампы ДНаТ бывают 2 видов — низкого и высокого давления. Они различаются друг от друга в некоторых характеристиках.

Высокого давления

Эти лампы подходят для освещения производственных комплексов, спортзалов и коммерческих объектов. Они отличаются лучшей цветопередачей, но некоторые цвета могут показаться более тусклыми, чем обычно.

Низкого давления

Они надежны в эксплуатации, потребляют мало энергии и отличаются высокой светоотдачей в течение длительного времени. Они хорошо подходят для освещения улиц, поскольку в закрытых пространствах искажают цвета.

Технические параметры

Выпускается несколько типов ДНаТ ламп разных мощностей: 70 Вт, 100, 150, 250 и 400. Ниже даны характеристики для лампочек на 70 Вт и на 400 Вт:

1. Длина лампы: 16,5 см и 27,8 см;
2. Диаметр: 4,2 см и 4,8 см;
3. Мощность: 70 Вт и 400 Вт;
4. Световой поток: 6 тысяч Лм и 45 тысяч Лм;
5. Световая отдача: 66 лм/Вт и88 лм/Вт;
6. Потребляемая мощность: 90 Вт и 510 Вт;
7. Напряжение на лампе: 90 В и 100 В;
8. Срок службы: 14 тысяч часов и 18 тысяч часов.

Другие виды натриевых газоразрядных ламп

Существуют и другие газоразрядные осветительные элементы, которые отличаются характеристиками:

1. ДНаЗ (дуговые натриевые зеркальные). Изнутри прибор покрыт зеркальной алюминиевой пленкой, которая отражает свет и защищает горелку от перегрева. Колба имеет эллиптическую форму, оснащена резьбовым цоколем. Такие устройства широко применяются в сельском хозяйстве. Их применяют для освещения растений в теплицах.
2. ДНаС (дуговая натриевая спектральная). Изнутри лампа имеет светорассеивающее покрытие. Этим источником света заменяют токсичные газоразрядные ртутные лампы. Их часто устанавливают в светильники в лабораториях, медицинских учреждениях и т. д.
3. ДНаМТ (дуговая натриевая матовое стекло). Эти источники света имеют эллиптическую форму, матовое покрытие на корпусе, чтобы создать мягкий рассеянный свет. Остальные характеристики такие же, как у ДНаТ.

Размер цоколя зависит от мощности натриевых устройств. Для лампочек около 70Вт используют держатель Е27, а для изделий от 100Вт – Е40.

Плюсы и минусы

Лампы ДНаТ имеют большое количество плюсов, благодаря которым они остаются востребованными и в наши дни. Среди ее достоинств:

1. Высокий уровень светоотдачи по сравнению с другими моделями лампочек. Светильники высокого давления дают до 150-160 лм/Вт, низкого давления — до 200 лм/Вт;
2. КПД достигает 30%;

3. Широкий спектр температур, при которых лампочки работают: от −60 до +40 градусов. При этом светильник зажигается даже при низких температурах;
4. Длительный период эксплуатации: минимальный срок — 10-12 тысяч часов, максимальный — до 30-32 тысяч;
5. Экономичность: ДНаТ расходуют в 1,5-2 раза меньше электричества. Производство светильников также недорого: оно давно отлажено и хорошо работает, дорогостоящие материалы не требуются;
6. Противотуманный эффект: желтый и оранжевый цвета плохо поглощаются водой, а потому лампы с таким освещением лучше видны в дождь и туман.

Однако недостатки ДНаТ не менее существенны:

1. Слабая цветопередача: все лампы имеют ярко выраженный желтый или оранжевый цвет. Использовать светильники в жилых помещениях нельзя;
2. Долгое разгорание: первые 5-10 минут лампа горит слабо, пока прогревается;

3. Определенные требования к электросети. Применять лампы можно только в сетях с достаточно стабильным напряжением;

4. Наличие ртути: для утилизации светильники необходимо отнести в специальный пункт приема. Разбитая лампа может быть опасна, если неправильно или недостаточно тщательно убрать все;
5. Температура: несмотря на то, что светильники ДНаТ могут работать при −60 градусах, оптимальная температура для них от −20 до +30 градусов. При более высоких или низких температурах светоотдача будет ниже, а срок службы уменьшится;
6. Наличие довольно сильных пульсаций, они могут достигать 50 Гц. Это выражается в постоянном мерцании, утомительном для глаз.

Принцип работы

Колба изнутри заполнена смесью газов, в ней размещена горелка из оксида алюминия. Тут протекает вся работа лампы.

Натриевая лампа имеет простую конструкцию и несложный принцип.

1. После включения встроенное зажигающее устройство начинает генерировать импульсы;
2. В парах натрия образуется дуговой электронный заряд, из-за которого пары начинают светиться. Загорается свет;
3. Горелка постепенно разогревается, и свет становится ярче;
4. В современных лампах в конструкцию встроен дроссель, который ограничивает силу тока дуги и обеспечивает бесперебойную подачу тока.

Сфера применения

Так как цветопередача ДНаТ достаточно низкая, то их не применяют для освещения жилых помещений, рабочих мест. Чаще всего натриевые источники света используются на улицах, они излучают яркий контрастный свет, повышая видимость на дорогах даже при тумане и снегопаде.

Сферы применения ламп ДНаТ:

1. Системы освещения для больших территорий, широких улиц, шоссе, автомобильных магистралей.
2. Фоновое освещение в туннелях, спортивных комплексах, аэропортах, железнодорожных вокзалах.
3. Подсветка памятников и других архитектурных сооружений.
4. Освещение цехов, складов, где уровень цветопередачи неважен.
5. Искусственное освещение в питомниках для растений, теплицах, цветниках.

Системы освещения с использованием натриевых источников света показывают качественную работу, устойчивость к погодным условиям и высокую энергоэффективность.

При выборе осветительного элемента, нужно четко понимать, какую функцию он будет выполнять. Ведь нужно подобрать устройство с подходящей мощностью.

Для теплиц и оранжерей можно использовать лампы от 70 до 400Вт. В идеале натриевая лампа для растений должна иметь мощность 150 – 250Вт. Искусственное освещение повышает темпы роста и урожайность овощей, ягод, цветов и т. д.

С определенным ограничением для растений можно использовать лампочки на 400Вт. В таком случае осветительную аппаратуру нужно размещать на расстоянии 50 см от объекта. Использовать устройства с более высокой мощность запрещено, так как они просто сожгут растение.

В уличные фонари обычно устанавливают ДНаТ на 70 – 150Вт. При этом для осветительных устройств нужно подбирать элементы с такой же мощностью. Например, для светильников 150Вт подойдет лампочка с таким же значением.

Внимание! При использовании ДНаТ на улице, выбирайте лампу с защитой корпуса от повышенной влажности с маркировкой IP65.

В домашние светильники не рекомендуется устанавливать натриевые лампы даже с малой мощностью. Они плохо влияют на зрительный аппарат человека.

Безопасность

Когда светильник собран самостоятельно, то требуется проверять, правильно ли соблюдена схема для его подключения. Как правило, на балласте нарисована схема как подключить. ИЗУ должен быть подключенный к цоколю как можно ближе, а максимально допустимой длиной является 1.5 м. Длина провода, соединяющего балласт с лампой должна быть не более метра. При любой непонятной ситуации следует проконсультироваться с продавцом или электриком, в противном случае может возникнуть вероятность пожара.

Строго запрещено трогать лампу руками, так как вы можете получить ожог.

Периодически следует стирать с лампы пыль, когда она отключена, так как пыль не только ухудшает светоотдачу, но и может спровоцировать взрыв лампочки. Также нельзя вкручивать лампочку в патрон, когда вся конструкция подключена к сети.

При использовании нлвд в теплицах или комнатных оранжереях следует организовать активное охлаждение, так как даже самые слабые натриевые лампы высокого давления разогреваются до температуры свыше 100 градусов. Для охлаждения используется водяное или воздушное охлаждение.

Как правильно подключить лампу

Подключить лампочку к обычной бытовой сети не получится, так как имеющегося напряжения на ее работу не хватит. Кроме того, требуется ограничить ток дуги, чтобы работа шла без перебоев.

Для подключения светильника необходимо следующие элементы:

1. ИЗУ — это Импульсное Зажигающее Устройство, которое помогает повысить напряжение в сети до момента образования дуги. ИЗУ могут быть 2-выводной и 3-выводной: первые более дешевы и просты, вторые лучше проявляют себя в работе. При подключении двухвыводной ИЗУ при включении разряд подается на лампу и балласт, при подключении трехвыводной — только на лампу;

2. Пускорегулирующий аппарат — электронный или электромагнитный балласт, который занимается ограничением тока после запуска. Электронный балласт или ЭПРА — это электронная схема, электромагнитный — дроссель (катушка с незамкнутым магнитопроводом). При подключении дроссель необходимо включить последовательно с ДНаТ, ИЗУ — параллельно.

Схема подключения двухвыводной ИЗУ происходит в несколько шагов:

1. ИЗУ подключается параллельно лампе;
2. Провод «фаза» после дросселя нужно подключить к нужному клемму ИЗУ;
3. Вторая жала подключается в оставшиеся зажимы.

Схема подключения натриевой лампы высокого давления и трехвыводной ИЗУ немного сложнее:

1. Один отрицательный провод необходимо подключить к лампочке, второй — к однотипному зажиму ИЗУ;
2. Далее нужно разомкнуть фазу и один кабель из щитка подключить к дросселю;
3. Средний проводник подключается к лампочке.

При подключении ДНаТ лампы необходимо пользоваться схемами. При возникновении сомнений лучше обратиться к специалисту, а не подключать самостоятельно.

Срок службы

Срок службы светильников ДНаТ довольно значительный: минимальный срок составляет 14 тысяч часов (это более 1,5 лет), максимальный — до 32 тысяч (более 3,5 лет). При этом длительность работы зависит от внешних условий (при слишком низкой температуре износ будет сильнее), напряжения в электросети и других нюансов.

ДНаТ — это натриевые лампы высокого давления, которые не утратили популярности. Они отличаются длительный сроком службы, невысокой стоимостью и высокой светоотдачей. Несмотря на ряд недостатков (главный — плохая передача цвета), лампы такого типа все еще используют для уличного освещения.