ГлавнаяЭлектрика в вопросах и ответахНатриевая лампа высокого давления

В люминесцентных лампах видимый свет создают пары ртути. Но известна способность и других металлов, разогретых до высокой температуры, создавать излучение в видимой части спектра. В отличие от ртути, для этого их нужно нагреть до высокой температуры, которую не выдерживают ни силикатные, ни кварцевые стекла. К тому же, пары металлов, попадая на стекло, разрушают его структуру.

Проблема создания таких ламп решилась с изобретением материалов, способных не только выдержать требуемую температуру и давление паров внутри, но и пропускать наружу видимый свет. Это – керамика, названная за границей «лукалос», а в России – «поликор». Изготавливается она из порошковой окиси алюминия, сформированной и запеченной в виде трубки. Внутри нее находятся:

  • пары натрия с давлением 4-14 кПа – металл, создающий свечение лампы;
  • пары ртути, выполняющие роль буферного газа;
  • инертный газ ксенон, участвующий в розжиге лампы и снижающий тепловые потери.

Натриевые лампы низкого и высокого давления

Если взглянуть на зависимость светоотдачи натриевого разряда от давления, при котором он происходит, то выделяются два максимума: при давлениях 0,1 и 10 кПа.

Зависимость световой отдачи натриевого разряда от давления паров натрия

Зависимость световой отдачи натриевого разряда от давления паров натрия

Лампы, работающие на этих максимумах, названы, соответственно, лампами низкого и высокого давлений. Первые попытки изготовить лампу связаны с низким давлением. Но из-за сложности конструкции они не получили распространения. К тому же эти источники света страдают низким уровнем цветопередачи.

Конструкция и принцип работы натриевых ламп высокого давления

Основной элемент лампы – трубка из поликора, называемая «горелкой». Она заполнена натрием, парами ксенона и ртути. Трубка помещается в центр стеклянной колбы. По краям в горелку вводятся электроды. Герметизация их вводов осуществляется колпачками из ниобия, приклеенными к трубке цементоподобной смесью или припаянными с помощью твердого припоя. Ниобий обладает тем же коэффициентом линейного расширения, что и материал трубки. Применение методов, которыми впаивают электроды в стеклянные колбы, невозможно, так как поликор имеет кристаллическую структуру и не поддается обработке пламенем.

Свечение трубки натриевой лампы

Свечение трубки натриевой лампы

Электроды соединяются с выводами цоколя лампы. Внутри колбы создан вакуум. Это обеспечивает снижение передачи тепла от горелки к колбе. Чем вакуум чище, тем больше коэффициент полезного действия лампы. Для поддержания высокой степени чистоты вакуума внутри колбы устанавливают поглотители газов.

Энергия, поступающая на горелку, расходуется на нагрев паров натрия, а видимое свечение паров, имеющее характерный желтовато-золотистый оттенок, распространяется сквозь стенки горелки и колбы.

Устройство натриевой лампы высокого давления

Устройство натриевой лампы высокого давления

После зажигания дуги в лампе ей требуется время на разогрев. Номинальной яркости свечения лампа достигает через 3 – 5 минут после включения. После отключения лампа должна полностью остыть, иначе включения ее не произойдет.

Запуск натриевой лампы высокого давления

Запуск натриевой лампы, как и люминесцентной, при номинальном напряжении сети невозможен. Ей требуется импульс высокого напряжения в несколько тысяч вольт. Применение стартера для запуска невозможно, поэтому применяются импульсные зажигающие устройства – ИЗУ.

Импульсные зажигающие устройства

Импульсные зажигающие устройства

Изготавливается много модификаций ИЗУ, отличающиеся внутренней конструкцией. А главное – схемой подключения. Они могут подключаться и последовательно с лампой, и параллельно ей, а также быть трехпроводными, сочетающими оба этих способа. Схема подключения указывается на корпусе устройства.

Последовательно с лампой и ИЗУ подключается дроссель, ограничивающий ток через лампу при ее горении и работающий при ее зажигании совместно с зажигающим устройством. Дроссели различаются по мощности – она соответствует мощности лампы. Дроссели, использующиеся для ламп ДРИ (натриевых низкого давления) и ДРЛ, для натриевых ламп высокого давление не пригодны.

Задача ИЗУ – создать высоковольтный импульс в момент подачи напряжения на схему, обеспечивающую запуск и работу лампы. Различают зажигающие устройства однократного и многократного действия. Однократные ИЗУ создают при включении только один импульс. Если включения не произошло, схема ИЗУ блокируется и не подает импульс в течение некоторого времени. ИЗУ многократного действия выполняют несколько попыток запуска, после чего блокируются, пока напряжение с них не будет снято и подано вновь.

Один из вариантов включения натриевой лампы

Один из вариантов включения натриевой лампы

Иногда в схему светильников с натриевыми лампами включают помехоподавляющий конденсатор, дополнительно компенсирующий реактивную мощность, потребляемую лампой.

Виды и маркировка натриевых ламп

Лампы общего применения, использующиеся для освещения улиц и дворов, имеют цоколь Е27 при мощности до 70 Вт, и Е40 – при большей мощности. В софитных лампах, имеющих два цоколя по краям, используются RX7s.

Натриевая лампа с цоколем Е40

Натриевая лампа с цоколем Е40

Расшифровка российской маркировки выглядит так.

Буква Значение
Д Дуговая
На Натриевая
Т Трубчатая
М С матовой колбой
З Зеркальная

За рубежом каждая фирма производитель ламп применяет собственную маркировку.

Неисправности натриевых ламп

Срок службы натриевых ламп ограничен, как и у любых других. Первым признаком, что лампу пора сменить, является ее мигание. Светильник внезапно гаснет, затем, после остывания, запускается вновь. И так происходит постоянно.

Следующий этап старения – лампа не разгорается. В некоторых случаях она даже светит ярко-белым светом, постоянно погасая и загораясь вновь.

Остальные неисправности связаны с выходом из строя пускорегулирующей аппаратуры: дросселя, ИЗУ, конденсатора фильтра, патрона или соединительных проводов. Порядок поиска неисправности следующий:

  • замена лампы на заведомо исправную;
  • если это не помогло – вскрытие светильника и осмотр его содержимого на предмет оплавленных элементов и соединительных проводов, проверка крепления проводов в контактах продергиванием, оценка состояния патрона;
  • проверка наличия напряжения на входе ПРА и за дросселем. Проверяется не сразу после подачи напряжения, а с задержкой, необходимой для срабатывания ИЗУ (если оно работает), чтобы не спалить мультиметр;
  • замена ИЗУ на исправное.

Достоинства и недостатки натриевых ламп

Натриевые лампы – экономичные источники света, обладающие высокой светоотдачей. Связано это с тем, что электроэнергия в горелке лампы используется эффективнее, большая часть ее преобразуется в световой поток. Потери на тепловыделение минимальны, так как вакуум в колбе изолируется горелку от окружающей среды.

Спектр свечения лампы узкий, и почти весь сосредоточен в области желтого света. Это не позволяет использовать ее в жилых помещениях. Еще один недостаток: длительное время, необходимое лампе на разогрев и повторное включение – также сужает область ее применения.

Применение натриевых ламп

Больше всего натриевые лампы применяются для уличного и паркового освещения, подсветки фасадов зданий, освещения автомагистралей. Из этой ниши их постепенно вытесняют светодиодные светильники, но процесс этот завершится еще не скоро.

Городское освещение с натриевыми лампами

Максимально пригодны натриевые лампы для работы в теплицах. Желтый свет – это то, что нужно растениям для эффективного роста.


Комментарии

Натриевая лампа высокого давления — Комментариев нет

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

пять × 5 =

1441897143_award_star_gold_2Спасибо, что читаете нас!

Поделитесь ссылкой на наш сайт своим друзьям в соцмедиа!

setTimeout(function(){ ga('send', 'event', 'New Visitor', location.pathname); }, 15000);