расшифровка, подключение через дроссель, светодиодные аналоги
Содержание статьи:
Светотехнические приборы используются для создания подсветки в домах, производственных зданиях, на улице, в музеях и других сферах. Одним из таких изделий для создания искусственного света является лампа ДРЛ. Это прибор, который относится к категории ртутных газоразрядных ламп. ДРЛ имеет отличный от других источников света способ работы, с которым следует заранее разобраться перед покупкой или при выборе аналогов.
Что такое ДРЛ лампа
Внешний вид ламп ДРЛ
В первую очередь, стоит разобраться с названием, ведь именно по нему мастер определяет характеристики и условия работы. Аббревиатуру ДРЛ можно расшифровать следующим образом:
- Д – тип зажигания. Источник загорается под воздействием электрической дуги, которая образуется при подаче напряжения.
- Р – ртутная.
- Л – преобразование ультрафиолетового свечения в видимый свет осуществляется при помощи люминофора.
Также в маркировке после букв можно увидеть цифровой трехзначный код. Он показывает мощность, на которую рассчитана лампа. В продаже можно найти приборы с мощностью 150 Вт, 200 Вт, 250 Вт, 400 Вт и другими значениями нагрузки. В быту обычно применяются лампочки на 250 Вт и 400 Вт.
Конструктивные особенности и принцип действия
Устройство лампы ДРЛ
Лампа ДРЛ имеет стандартную конструкцию для газоразрядных светильников. Она состоит из трех частей – стеклянной колбы, цоколя и горелки. Внутри горелки располагаются электроды и ограничительный резистор. В колбе откачивается воздух, после чего ее наполняют азотом. По внутренней поверхности нанесен люминофор. В горелке находится смесь инертных газов и ртути. Цоколи лампочки бывают разные, стандарт – Е14 и Е27.
Работает ДРЛ лампочка аналогично газоразрядным. При подаче напряжения на токоведующие части возникает тлеющий разряд. В результате накапливаются электроны и ионы и нагревается внутренняя часть трубки. Ртуть испаряется, тлеющий разряд становится дуговым. По мере роста количества паров ртути возрастает яркость свечения. Получаемый ультрафиолетовый свет попадает на люминофор. При прохождении через него он преобразуется в видимое излучение.
При соблюдении условий эксплуатации время включения лампочки и ее выхода на заявленные параметры составляет около 4 минут. С ростом температуры это время уменьшается.
Типы ДРЛ ламп
Лампы ДРЛ 250 и ДРЛ 400
Лампы ДРЛ имеют несколько модификаций, которые имеют различные технические характеристики и условия эксплуатации.
- Классическая ДРЛ лампа. Стандартная модификация. К недостаткам модели можно отнести высокий нагрев при эксплуатации, чувствительность к изменению напряжения, длительное время выхода на оптимальные рабочие характеристики. К наиболее распространенным относятся ДРЛ 250 лампа и ДРЛ 400. Световой поток ДРЛ 250 позволяет использовать устройство в домашней подсветке.
- ДРВ или ДРВЭД – дуговая ртутная вольфрамовая (эритемная вольфрамовая) лампа. Изделие запускается без применения дросселя и имеет улучшенные показатели по излучению света.
- ДРЛФ – в отличие от стандартной лампы имеет улучшенные характеристики благодаря покрытию колбы отражающим материалом.
Все перечисленные типы могут заменять друг друга.
Технические характеристики
Любое светотехническое изделие обязательно должно иметь информацию о мощности. В лампах ДРЛ она указывается в маркировке.
Также важными показателями являются:
- Световой поток. От этого значения зависит, сколько лампочек нужно для создания необходимого уровня освещенности на единице площади. У ДРЛ 400 световой поток составляет 18000 лм.
- Примерное время эксплуатации. Показывает, сколько часов лампочка может проработать в заявленных условиях.
- Цоколь. Задает параметры люстре или другому светильнику.
- Размеры.
- Напряжение питания.
Все эти параметры, а также условия эксплуатации, можно найти в документации к лампе.
Область применения
Осветительные устройства ДРЛ активно применяются в качестве источника искусственного света во внешней и внутренней подсветке: для подсветки проезжих частей, шоссе, парков и скверов, а также производственных помещений и промышленных цехов с мощностью в несколько мегаватт.
ДРВ изделия применяются в тех же объектах, что и ДРЛ, а также в освещении сельскохозяйственных предприятий, которые выращивают различные культуры в утепленном грунте. Это могут быть теплицы, оранжереи, сады.
Подключение лампы
Модификация ДРВ не нуждается в дросселе для подключения. Лампочку можно напрямую подсоединять к электросети. Схема подключения дроссельной лампы требует наличия пускорегулирующего аппарата. Это устройство обеспечивает регулирование силы тока в заданных пределах. С помощью дросселя можно исключить перегорание источника света и создать режим для его запуска. Также дроссель корректирует работу прибора путем стабилизации подаваемого на контакты рабочего напряжения.
Есть два типа дросселей – независимые и встраиваемые. Они устанавливаются в различные конструкции светильников и зависят от места установки пускорегулирующего аппарата (ПРА).
На выбор модели ПРА влияют следующие параметры:
- электрическая мощность лампочки;
- рабочий ток и напряжение;
- температура обмотки;
- наибольший допустимый нагрев;
- наибольшая потеря мощности;
- коэффициент мощности.
Самая распространенная поломка в газоразрядных drl лампах связана именно с неполадками ПРА. Устройство не будет загораться во время эксплуатации. По этой причине важно уметь проверять дроссель на работоспособность. Это можно сделать с помощью мультиметра, который проверит целостность обмоток и наличие межвиткового замыкания.
Другой способ проверки – с помощью лампы накаливания той же мощности, включенной последовательно в цепь. При исправности изделия лампочка загорится в половину накала или будет мигать. При отсутствии света можно судить о повреждении обмотки. Слишком яркий свет говорит о наличии межвиткового короткого замыкания.
Плюсы и минусы
К плюсам лампы можно отнести стандартные цоколиЛампы ДРЛ являются довольно популярными источниками света. Это связано с их положительными качествами, к которым можно отнести:
- длительный срок эксплуатации;
- компактность;
- стандартные цоколи;
- хороший световой поток;
- уменьшенное потребление электроэнергии.
Недостатки, ограничивающие использование лампочек:
- Восприимчивость к переменам напряжения.
- Наличие пульсаций, которые вредны для человеческого здоровья.
- Долгое время зажигания.
- Наличие вредного ультрафиолетового свечения.
- У модификаций лампы меньший КПД и срок службы.
- Наличие вредных компонентов в составе.
- Хрупкость. Стеклянную колбу легко разбить, поэтому работать с прибором нужно аккуратно.
- Сложность утилизации. Ртуть и другие вредные вещества, содержащиеся в составе прибора, приводят к тому, что лампочку нельзя выбрасывать вместе с бытовыми отходами. Она утилизируется в специальных пунктах приема.
Несмотря на все достоинства таких источников света, большинство потребителей электроэнергии переходят на светодиодные аналоги. Они более безопасны, имеют больший срок службы а также улучшенные характеристики. Лампа светодиодная е40 аналог ДРЛ 400 уже практически вытеснила газоразрядное изделие.
В 2014 году Российская Федерация подписала Минаматскую конвенцию. Согласно этому документу начиная с 2020 года должно быть прекращено производство, использование, экспорт и импорт ртутных изделий. Под запрет попадают газоразрядные приборы, поэтому уже сейчас рекомендуется задуматься о замене ДРЛ 400 на светодиодные лампы с улучшенными характеристиками и высокой степенью экологичности. Это относится как к домашним, так и промышленным и уличным светильникам.
Ртутная газоразрядная лампа — Википедия
Ртутная лампа высокого давленияРтутные газоразрядные лампы представляют собой электрический источник света, в котором для генерации оптического излучения используется газовый разряд в парах ртути. Ртутные лампы являются разновидностью газоразрядных ламп. Для наименования всех видов таких источников света в отечественной светотехнике используется термин «разрядная лампа» (РЛ), включённый в состав Международного светотехнического словаря, утверждённого Международной комиссией по освещению. Этим термином следует пользоваться в технической литературе и документации.
В зависимости от давления наполнения, различают РЛ низкого давления (РЛНД), высокого давления (РЛВД) и сверхвысокого давления (РЛСВД).
К РЛНД относят ртутные лампы с величиной парциального давления паров ртути в установившемся режиме менее 100 Па. Для РЛВД эта величина составляет порядка 100 кПа, а для РЛСВД — 1 МПа и более.
- Ртутные лампы низкого давления (РЛНД)
- Ртутные лампы высокого давления (РЛВД)
РЛВД подразделяются на лампы общего и специального назначения. Первые из них, к числу которых относятся, в первую очередь, широко распространённые лампы ДРЛ, активно применяются для наружного освещения, однако они постепенно вытесняются более эффективными натриевыми, а также металлогалогенными лампами. Лампы специального назначения имеют более узкий круг применения, используются они в промышленности, сельском хозяйстве, медицине.
Спектр излучения
Видимый спектр ртутной лампыПары ртути излучают следующие спектральные линии, использующиеся в газоразрядных лампах[1][2][3]:
| Длина волны, нм | Название | Цвет |
|---|---|---|
| 184.9499 | Жёсткий ультрафиолет (тип С) | |
| 253.6517 | Жёсткий ультрафиолет (тип С) | |
| 365.0153 | линия «I» | Мягкий ультрафиолет (тип A) |
| 404.6563 | линия «H» | Фиолетовый |
| 435.8328 | линия «G» | Синий |
| 546.0735 | Зелёный | |
| 578.2 | Жёлто-оранжевый |
Наиболее интенсивные линии — 184.9499, 253.6517, 435.8328 нм. Интенсивность остальных линий зависит от режима (параметров) разряда.
Виды
Ртутные лампы высокого давления типа ДРЛ
Лампа ДРЛ 250 на самодельном испытательном стендеДРЛ (Дуговая Ртутная Люминесцентная) — принятое в отечественной светотехнике обозначение РЛВД, в которых для исправления цветности светового потока, направленного на улучшение цветопередачи, используется излучение люминофора, нанесённого на внутреннюю поверхность колбы. Для получения света в ДРЛ используется принцип постоянного горения разряда в атмосфере, насыщенной парами ртути.
Применяется для общего освещения цехов, улиц, промышленных предприятий и других объектов, не предъявляющих высоких требований к качеству цветопередачи и помещений без постоянного пребывания людей.
Устройство
Устройство лампы ДРЛ: 1.Колба2.Цоколь
3.Горелка
4.Основной электрод
5.Поджигающий электрод
6.Токоограничительный резистор Лампа ДРЛ со снятой колбой
Первые лампы ДРЛ изготовлялись двухэлектродными. Для зажигания таких ламп требовался источник высоковольтных импульсов. В качестве него применялось устройство ПУРЛ-220 (Пусковое Устройство Ртутных Ламп на напряжение 220 В). Электроника тех времён не позволяла создать достаточно надёжных зажигающих устройств, а в состав ПУРЛ входил газовый разрядник, имевший срок службы меньший, чем у самой лампы. Поэтому в 1970-х гг. промышленность постепенно прекратила выпуск двухэлектродных ламп. На смену им пришли четырёхэлектродные, не требующие внешних зажигающих устройств.
Для согласования электрических параметров лампы и источника электропитания практически все виды РЛ, имеющие падающую внешнюю вольт-амперную характеристику, нуждаются в использовании пускорегулирующего аппарата, в качестве которого в большинстве случаев используется дроссель, включённый последовательно с лампой.
Четырёхэлектродная лампа ДРЛ (смотреть рисунок справа) состоит из внешней стеклянной колбы 1, снабжённой резьбовым цоколем 2. На ножке лампы смонтирована установленная на геометрической оси внешней колбы кварцевая горелка (разрядная трубка, РТ) 3, наполненная аргоном с добавкой ртути. Четырёхэлектродные лампы имеют основные электроды 4 и расположенные рядом с ними вспомогательные (зажигающие) электроды 5. Каждый зажигающий электрод соединён с находящимся в противоположном конце РТ основным электродом через токоограничивающее сопротивление 6. Вспомогательные электроды облегчают зажигание лампы и делают её работу в период пуска более стабильной. Проводники в лампе изготавливаются из толстой никелевой проволоки.
В последнее время ряд зарубежных фирм изготавливает трёхэлектродные лампы ДРЛ, оснащённые только одним зажигающим электродом. Эта конструкция отличается только большей технологичностью в производстве, не имея никаких иных преимуществ перед четырёхэлектродными.
Принцип действия
Горелка (РТ) лампы изготавливается из тугоплавкого и химически стойкого прозрачного материала (кварцевого стекла или специальной керамики), и наполняется строго дозированными порциями инертных газов. Кроме того, в горелку вводится металлическая ртуть, которая в холодной лампе имеет вид компактного шарика, или оседает в виде налёта на стенках колбы и (или) электродах. Светящимся телом РЛВД является столб дугового электрического разряда.
Процесс зажигания лампы, оснащённой зажигающими электродами, выглядит следующим образом. При подаче на лампу питающего напряжения между близко расположенными основным и зажигающим электродом возникает тлеющий разряд, чему способствует малое расстояние между ними, которое существенно меньше расстояния между основными электродами, следовательно, ниже и напряжение пробоя этого промежутка. Возникновение в полости РТ достаточно большого числа носителей заряда (свободных электронов и положительных ионов) способствует пробою промежутка между основными электродами и зажиганию между ними тлеющего разряда, который практически мгновенно переходит в дуговой.
Стабилизация электрических и световых параметров лампы наступает через 10-15 минут после включения. В течение этого времени ток лампы существенно превосходит номинальный и ограничивается только сопротивлением пускорегулирующего аппарата. Продолжительность пускового режима сильно зависит от температуры окружающей среды — чем холоднее, тем дольше будет разгораться лампа.
Электрический разряд в горелке ртутной дуговой лампы создаёт видимое излучение голубого или фиолетового цвета, а также, мощное ультрафиолетовое излучение. Последнее возбуждает свечение люминофора, нанесённого на внутренней стенке внешней колбы лампы. Красноватое свечение люминофора, смешиваясь с бело-зеленоватым излучением горелки, даёт яркий свет, близкий к белому.
Изменение напряжения питающей сети в большую или меньшую сторону вызывает изменение светового потока: отклонение питающего напряжения на 10-15 % допустимо и сопровождается соответствующим изменением светового потока лампы на 25-30 %. При уменьшении напряжения питания менее 80 % номинального, лампа может не зажечься, а горящая — погаснуть.
При горении лампа сильно нагревается. Это требует использования в световых приборах с дуговыми ртутными лампами термостойких проводов, предъявляет серьёзные требования к качеству контактов патронов. Поскольку давление в горелке горячей лампы существенно возрастает, увеличивается и напряжение её пробоя. Величина напряжения питающей сети оказывается недостаточной для зажигания горячей лампы, поэтому перед повторным зажиганием лампа должна остыть. Этот эффект является существенным недостатком дуговых ртутных ламп высокого давления: даже весьма кратковременный перерыв электропитания гасит их, а для повторного зажигания требуется длительная пауза на остывание.
Традиционные области применения ламп ДРЛ
Освещение открытых территорий, производственных, сельскохозяйственных и складских помещений. Везде, где это связано с необходимостью большой экономии электроэнергии, эти лампы постепенно вытесняются НЛВД (освещение городов, больших строительных площадок, высоких производственных цехов и др.).
Довольно оригинальной конструкцией отличаются РЛВД Osram серии HWL (аналог ДРВ), имеющие в качестве встроенного балласта обычную нить накала, размещённую в вакуумированном баллоне, рядом с которой в том же баллоне помещена отдельно загерметизированная горелка. Нить накала стабилизирует напряжение питания из-за бареттерного эффекта, улучшает цветовые характеристики, но, очевидно, весьма заметно снижает как общий КПД, так и ресурс из-за износа этой нити. Такие РЛВД применяются и в качестве бытовых, так как имеют улучшенные спектральные характеристики и включаются в обычный светильник, особенно в больших помещениях (самый маломощный представитель этого класса создаёт световой поток в 3100 Лм).
Дуговые ртутные металлогалогенные лампы (ДРИ)
Лампы ДРИ (Дуговая Ртутная с Излучающими добавками) конструктивно схожа с ДРЛ, однако в её горелку дополнительно вводятся строго дозированные порции специальных добавок — галогенидов некоторых металлов (натрия, таллия, индия и др.), за счёт чего значительно увеличивается световая отдача (порядка 70 — 95 лм/Вт и выше) при достаточно хорошей цветности излучения. Лампы имеют колбы эллипсоидной и цилиндрической формы, внутри которой размещается кварцевая или керамическая горелка. Срок службы — до 8 — 10 тыс. ч.
В современных лампах ДРИ используются в основном керамические горелки, обладающие большей стойкостью к реакциям с их функциональным веществом, благодаря чему со временем горелки затемняются гораздо меньше кварцевых. Однако последние тоже не снимают с производства из-за их относительной дешевизны.
Ещё одно отличие современных ДРИ — шаровидная форма горелки, позволяющая снизить спад светоотдачи, стабилизировать ряд параметров и увеличить яркость «точечного» источника. Различают два основных исполнения данных ламп: с цоколями Е27, Е40 и софитное — с цоколями типа Rx7S и подобными им.
Для зажигания ламп ДРИ необходим пробой межэлектродного пространства импульсом высокого напряжения. В «традиционных» схемах включения данных паросветных ламп, помимо индуктивного балластного дросселя, используют импульсное зажигающее устройство — ИЗУ.
Изменяя состав примесей в лампах ДРИ, можно добиться «монохроматических» свечений различных цветов (фиолетового, зелёного и т. п.) Благодаря этому ДРИ широко используются для архитектурной подсветки. Лампы ДРИ с индексом «12» (с зеленоватым оттенком) используют на рыболовецких судах для привлечения планктона.
Дуговые ртутные металлогалогенные лампы с зеркальным слоем (ДРИЗ)
Лампы ДРИЗ (Дуговая Ртутная с Излучающими добавками и Зеркальным слоем) представляет собой обычную лампу ДРИ, часть колбы которой изнутри частично покрыта зеркальным отражающим слоем, благодаря чему такая лампа создаёт направленный поток света. По сравнению с применением обычной лампы ДРИ и зеркального прожектора, уменьшаются потери за счёт уменьшения переотражений и прохождений света через колбу лампы. Так же получается высокая точность фокусировки горелки. Для того, чтобы после вворачивания лампы в патрон направление излучения её можно было изменить, лампы ДРИЗ снабжают специальным цоколем.
Ртутно-кварцевые шаровые лампы (ДРШ)
Лампы ДРШ (Дуговые Ртутные Шаровые) представляют собой дуговые ртутные лампы сверхвысокого давления с естественным охлаждением. Имеют шарообразную форму и дают сильное ультрафиолетовое излучение.
Ртутно-кварцевые лампы высокого давления (ПРК, ДРТ)
Дуговые ртутные лампы высокого давления типа ДРТ (Дуговые Ртутные Трубчатые) представляют собой цилиндрическую кварцевую колбу с впаянными по концам электродами. Колба наполняется дозированным количеством аргона, помимо того в неё вводится металлическая ртуть. Конструктивно лампы ДРТ очень схожи с горелками ДРЛ, а электрические параметры их таковы, что позволяют использовать для включения пускорегулирующие аппараты ДРЛ соответствующей мощности. Однако большинство ламп ДРТ выполняется в двухэлектродном исполнении, поэтому для их зажигания требуется использование специальных дополнительных устройств.
Первые разработки ламп ДРТ, носивших первоначальное название ПРК (Прямая Ртутно-Кварцевая), были выполнены Московским электроламповым заводом в 1950-х гг. В связи с изменением нормативно-технической документации в 1980-х гг. обозначение ПРК было заменено на ДРТ.
Существующая номенклатура ламп ДРТ имеет широкий диапазон мощностей (от 100 до 12000 Вт). Лампы используются в медицинской аппаратуре (ультрафиолетовые бактерицидные и эритемные облучатели), для обеззараживания воздуха, пищевых продуктов, воды, для фотополимеризации лаков и красок, экспонирования фоторезистов и иных фотофизических и фотохимических технологических процессов. Лампы мощностью 400 и 1000 Вт применялись в театральной практике для освещения декораций и костюмов, расписанных флуоресцентными красками. В этом случае осветительные приборы оснащались светофильтрами из ультрафиолетового стекла УФС-6, срезающими жёсткое ультрафиолетовое и практически всё видимое излучение ламп.
Важным недостатком ламп ДРТ является интенсивное образование озона в процессе их горения. Если для бактерицидных установок это явление обычно оказывается полезным, то в других случаях концентрация озона вблизи светового прибора может существенно превышать допустимую по санитарным нормам. Поэтому помещения, в которых используются лампы ДРТ, должны иметь соответствующую вентиляцию, обеспечивающую удаление избытка озона. В небольших количествах изготавливаются безозонные лампы ДРТ, колба которых имеет внешнее покрытие из кварца, легированного диоксидом титана. Такое покрытие практически не пропускает озонообразующую линию резонансного излучения ртути 184,9 нм.
Вывод из эксплуатации после 2020 года
24 сентября 2014 г, Россия подписала Минаматскую конвенцию по ртути. Согласно данной конвенции, с 2020 г. будет запрещено производство, импорт или экспорт продукта, содержащего ртуть. Под запрещение Минаматской конвенции попадают лампы общего освещения ртутные высокого давления паросветные (РВДП), в частности лампы ДРЛ и ДРИ.
Примечания
Ссылки
Сравнение светильников ДРЛ, ДНаТ и светодиодных светильников
Таблица 1. Параметры типовых ламп и светильников ДРЛ и ДНаТ
* Световой поток с учетом потерь в отражателе светильника и первичной деградации ламп (в зависимости от их типа) при начальной эксплуатации.Вид
Тип
Номинальная мощность, Вт
Потребляемая активная мощность, Вт
Среднее время горения, часов
Световой поток лампы, Лм (начальный)
Средний световой поток с учетом КПД светорассеивателя светильника, Лм (начальный)
Средний световой поток светильника с лампой, Лм
(через 3 месяца эксплуатации)
Для подбора LED аналогов* Средний световой поток с учетом КПД светорассеивателя светильника, Лм (через 1 год эксплуатации) ДРЛ
ДРЛ-125
125
140
12 000
6 000
4 400
3 100
2 600
ДРЛ-250
250
280
12 000
13 200
9 650
6 800
5 800
ДРЛ-400
400
460
15 000
24 000
17 500
12 300
10 500
ДРЛ-700
700
820
20 000
41 000
29 950
21 000
18 000
ДНаТ
ДНаТ-50
50
55
6 000
3 700
2 800
2 400
2 200
ДНаТ-70
70
80
6 000
6 000
4 400
3 900
3 500
ДНаТ-100
100
115
6 000
9 400
6 850
6 000
5 500
ДНаТ-150
150
170
10 000
14 500
10 600
9 400
8 500
ДНаТ-250
250
300
15 000
26 000
19 000
16 700
15 200
ДНаТ-400
400
470
15 000
48 000
35 100
33 800
28 000
Таблица 2. Сравнительные характеристики светильников с лампами ДРЛ, ДНАТ и LED(светодиодный)
| Тип лампы | ДРЛ | ДНаТ | Светодиодный светильник, модификаций 2014 года |
|---|---|---|---|
| Начальная светоотдача с учетом КПД светильника (только лампы) |
33 Лм/Вт (46 Лм/Вт) |
60 Лм/Вт (83 Лм/Вт) |
115 Лм/Вт (130 Лм/Вт, варьируется 90-135 Лм/Вт от типа светодиодов) |
| Снижение светового потока через 3 месяца (1 год эксплуатации) |
30% ( 40% ) |
12% ( 20% ) |
2% ( 4% ) |
| Светоотдача с учетом КПД светильника через 3 месяца /1 год эксплуатации |
23 Лм/Вт ( 20 Лм/Вт ) |
51 Лм/Вт ( 48 Лм/Вт ) |
112 ЛМ/Вт ( 110 Лм/Вт ) |
| Срок службы, часов | 12 000 (3 года*) |
10 000 (2,5 года*) |
80 000 (21 год*) |
| Контрастность и цветопередача | слабая | очень слабая | высокая |
| Механическая прочность |
средняя | средняя | отличная |
| Температурная устойчивость | слабая | очень слабая | отличная |
| Устойчивость к перепадам | слабая | слабая | отличная |
| Время выхода в рабочий режим |
10-15 мин | 10-15 мин | 1-2 секунды |
| Нагревается | сильно | сильно | умеренно |
| Экологическая безопасность | лампа содержит до 100 мг паров ртути | лампа содержит натриево-ртутную амальгаму и ксенон | абсолютно безвредна |
МИФЫ, которые вызывают ошибки при выборе светодиодного аналога светильникам ДРЛ и ДНаТ
МИФ №1. Производители светодиодных светильников завышают характеристики при подборе аналогов для ДРЛ и ДНаТ.
Возможно
есть и недобросовестные производители и поставщики, завышающие параметры
своих светильников, но не надо путать это с тем, когда вы сталкиваетесь с
не соответствием светового потока ламп ДРЛ и ДНаТ и предлагаемого светодиодного аналога!
Если мы действительно подбираем «аналог»,
то они и не могут совпадать по определению этого слова. Нужно учесть не
только заявленные начальные значения этого параметра (светового потока),
но и понять какой он будет реальный с учетом установки ламп в светильник и начала эксплуатации. Обычно эти значения расходятся до 30…60% и это все обосновано!
Обоснование читайте далее:
МИФ №2. Световой поток светильников ДРЛ и ДНаТ примерно равен справочным данным ламп ДРЛ и ДНаТ .
Как правило справочные таблицы светового потока приведены НЕ для светильников ДРЛ и ДНАТ, а для ламп ДРЛ и ДНАТ. Только часть светового потока лампы светит прямо из светильника , остальная часть светового потока должна отразится от светорассеивателя. Отражатель-рассеиватель светильника имеет большие потери, связанные с невозможностью собрать и сформировать весь световой поток из оптико-геометрических сложностей в изготовлении отражателя, а также из больших потерь отражающего материала, для которого ключевым параметром является надежность и цена, а не оптические свойства. Таким образом потери из-за отражателя составляют около 20-25%. Если в светильники есть защитное стекло, оно также вноси потери до 10%.
Вывод: реальная разница между световым потоком светильника ДРЛ и ДНаТ и паспортным лампы составляет около 27% (25..35%)
МИФ №3. При световых расчетах можно ориентироваться на паспортный световой поток светильника (световой поток ламп ДРЛ и ДНаТ с учетом потерь отражателя светильника).
Лампы ДРЛ и ДНаТ имеют сильную деградацию в процессе первичной эксплуатации, которую необходимо учитывать сразу при световых расчетах!
Лампы ДРЛ через три месяца теряют порядка 30% светового потока, а через 1 год эксплуатации 40% светового потока!
Лампы ДНаТ через три месяца теряют порядка 15% светового потока, а через 1 год эксплуатации 20% светового потока!
Вывод: для расчетов освещенности для светильников с лампами ДРЛ и ДНаТ необходимо учитывать НЕ начальный (паспортный) световой поток, а световой поток после начальной эксплуатации , например через 3 месяца, а лучше 1 год эксплуатации!
Примечание: В реальности светодиоды тоже не идеальны, и есть факторы которые тоже вызывают деградацию светового потока. Но для качественных светильников с правильно рассчитанным теплоотводом и стабилизаторами тока, деградация является незначительной и ей можно пренебречь.
Светодиоды через три месяца теряют порядка 2% светового потока, а через 1 год эксплуатации 4% светового потока!
МИФ №4. Эксплуатация светильников ДРЛ и ДНАТ, дороже светодиодных на стоимость ламп и работ по их замене.
Эксплуатация светильников ДРЛ и ДНаТ,
конечно в основном это недешевые работы по замене перегоревших и быстро
деградирующих ламп, где нужно учесть не только закупку самих ламп, но и
в основном стоимость дорогих высотных работ с вышкой.
Также следует
учитывать существенные дополнительные работы в процессе эксплуатации по
удалении пыли и грязи с рассеивателей и отражателей светильников. Нужно
достаточно часто протирать
светильники, причем аккуратно, учитывая хрупкость ламп. Это является достаточно дорогим и НЕОБХОДИМЫМ обслуживанием. Если вовремя не протирать отражатель и рассеиватель светильника, потери светового потока могут составить до 50%!
Вывод: Светодиодные светильники
тоже пылятся, но их конструкция (за счет плоского стекла и герметичного
корпуса, а также отсутствия отражателя, которому предъявляются
повышенные требования по чистоте), нуждается в существенно более редком и простом обслуживания в процессе эксплуатации.
Дуговые ртутные лампы (ДРЛ)
Распространенный в настоящее время тип ламп используемых в уличном и промышленном освещении. Разработанные ранее других ламп и наименее трудоемкие в изготовлении лампы ДРЛ широко применяются для освещения внутри и вне помещений. Лампы ДРЛ обладают меньшей светоотдачей по сравнению с лампами ДНаТ, но в отличие от них не требуют для зажигания дополнительных высоковольтных запускающих устройств. Эргономические показатели освещения ламп ДРЛ (коэффициент пульсаций светового потока, соответствие спектра излучения солнечному спектру) немного хуже, чем, например, у ламп ДРИ, но гораздо лучше, чем у ламп ДНаТ.
Дуговые натриевые трубчатые лампы (ДНаТ)
В настоящее время широко применяются для освещения улиц, транспортных магистралей, общественных сооружений и т.д. Лампы ДНаТ обладают самой высокой светоотдачей среди газоразрядных ламп и меньшим значением снижения светового потока при длительных сроках службы. В связи с очень высоким коэффициентом пульсаций и большим отклонением спектра излучения лампы в область красного цвета, что нарушает цветопередачу объектов, не рекомендуется применять лампы ДНаТ для освещения внутри производственных и жилых помещений. Большая зависимость светоотдачи и напряжения зажигания у ламп ДНаТ от состава и давления внутреннего газа, от проходящего через лампу тока и от температуры горелки предъявляют очень высокие требования к качеству изготовления и условиям эксплуатации ламп ДНаТ. Поэтому для эффективной работы ламп ДНаТ необходимо обеспечивать «комфортные» условия эксплуатации — высокую стабильность напряжения питания, температуру окружающей среды от -20С до +30С. Отклонение от «комфортных» условий эксплуатации приводит к резкому сокращению срока службы ламп и уменьшению светоотдачи. На срок службы ламп ДНаТ также влияет качество используемых импульсных запускающих устройств. В настоящее время существует широко распространенное заблуждение, что замена ламп ДРЛ на более эффективные лампы ДНаТ приводит к улучшению качества освещения и экономии электроэнергии. При этом не учитывается, что лампа ДНаТ аналогичной мощности при большем световом потоке имеет и больший потребляемый ток. Помимо этого, преобладание красного спектра от ламп ДНаТ ухудшает общую картину видимости освещаемых объектов, что особенно опасно для освещения скоростных автомобильных магистралей.
Сами по себе светодиоды используются достаточно давно, в основном для индикации. Излучение света светодиодом происходит путём рекомбинации фотонов в области p-n перехода полупроводника при прохождении тока. Прорыв в области светодиодов, произошедший несколько лет назад, был связан в первую очередь с получением новых полупроводниковых материалов, повышающих яркость светодиодов более чем в 20 раз. В отличие от других технологий у светодиодов очень высокое КПД – не менее 90% (95-98%). В большинстве существующих технологий присутствует разогрев какого-либо тела или области, на что требуется приличные затраты энергии. Благодаря высокому КПД светодиодная технология обеспечивает низкое энергопотребление и малое тепловыделение. Помимо этого, в силу самой природы получения излучения, светодиоды обладают совокупностью характеристик, недостижимой для других технологий. Механическая и температурная устойчивость, устойчивость к перепадам напряжения, продолжительный срок службы, отличная контрастность и цветопередача. Плюс экологичность, отсутствие мерцания и ровный свет. Это и есть качество современной технологии.
Анализ:
Важно обозначить ещё один момент, о котором не сказано выше. У ламп ДРЛ и ДНаТ присутствует эффект старения. Достоверно известно, что после 400 часов работы падение светового потока у ламп ДРЛ составляет более 20%, а к концу срока жизни более 50%. Большую часть срока службы лампа излучает всего 50-60% от номинального светового потока. Это хорошо видно по кривой спада светового потока. С ДНаТами ситуация ещё печальней, ввиду их меньшей температурной устойчивости. У светодиодов подобного нет. Светодиоды в течение всего своего срока службы сохраняют свои параметры на первоначальном уровне. Лишь к концу срока может наблюдаться незначительное падение. Вот здесь-то и выявляется интересный и важный момент. Получается, что если проводить замеры параметров, например, каждый месяц в течение всего срока службы, а затем вычислить среднее, то оно будет составлять порядка (!) 60% от номинала. Заявленные значения параметров касаются лишь начального периода эксплуатации и будут постоянно падать по кривой с самого начала. Это ни что иное как издержки существующих технологий. Можно вышесказанное интерпретировать следующим образом. За заявленные характеристики(в первую очередь имеется ввиду световой поток) вы платите больше или платите 100% за характеристики в реальности на ~40% ниже.
Эффективность использования данных типов светильников.
ДРЛ. Наиболее простая и доступная по цене технология. Низкие начальные затраты при условии отсутствия жёстких требований к освещению оправдывают её использование.
ДНаТ. Лучшая светоотдача среди газоразрядных ламп – единственное серьёзное преимущество перед ДРЛ. Но очень слабый показатель цветопередачи и большая чувствительность к температуре ставит под сомнение целесообразность замены. ДНаТ не рекомендуется использовать для внутреннего освещения, а в некоторых странах даже существует запрет. Освещение дорог, особенно скоростных, также не рекомендуется. При освещении любых других зон использование ламп ДНаТ можно считать оправданным по сравнению с ДРЛ.
Светодиодные светильники. Может показаться невероятным, но у светодиодных ламп нет технических недостатков. Они лучше во всём. В дополнение к сказанному выше можно добавить, что светодиодным лампам не требуются пусковые токи, а соответственно требуется меньшее сечение кабеля. Единственный минус это то, что в цене они прилично впереди. Насколько же оправдано их использование? С учётом всех факторов, касающихся издержек эксплуатации ламп ДРЛ или ДНаТ, срок окупаемости светодиодных аналогов начинается с 3-х лет. То есть – 3 года (или более) светодиодная лампа окупает себя, а во все последующие года приносит прибыль. При этом всё время выдавая самый качественный свет по сравнению с другими технологиями.
Перенапряжение и светодиоды.
На светодиод как на таковой подавать напряжение нельзя из-за его ВАХ(вольт-амперная характеристика). Либо он не загорится, либо сгорит, поэтому светодиод управляется током. Самый простой способ – через резистор. В светильнике для подачи «съедобного» тока на светодиодную цепь предусмотрен так называемый драйвер. Драйвер не только выступает в роли преобразователя (адаптера), но также предохраняет светодиоды от перенапряжения и скачков в электросети. В случае удар на себя принимает именно драйвер, что существенно снижает стоимость не гарантийного ремонта светильника.