Лампы ДРЛ, активно применяющиеся и в наши дни, относятся к газоразрядным осветительным приборам. Их отличительная черта — насыщенный световой поток и долговечность. Благодаря содержанию ртути, при помощи этих изделий организуют искусственное освещение улиц и промышленных территорий. Но, определенные технико-эксплуатационные нюансы не позволяют пользоваться ими в бытовых условиях. В статье рассмотрим, что такое газоразрядная лампа ДРЛ, как она устроена, принцип ее работы и где применяется.
Лампы ДРЛ.
Лампа ДРЛ является электрическим газоразрядным светотехническим устройством для искусственного освещения. Аббревиатура расшифровывается – Дуговые Ртутные Лампы. Термин «ртутная лампа» или «РЛ» — общепризнанный. Он используется в технической документации.
- Д – дуга.
- Р – ртуть.
- Л – люминофор (источник света).
Физическим принципом работы является электрический разряд в ртутных парах.
При маркировке присутствует еще и цифра, обозначающая мощность. К примеру, ДРЛ-250 – 250 Ватт, Дуговая Ртутная Лампа.
В СССР, в России существуют регламентирующие документы на изготовление ртутных осветителей ГОСТ 27682-88 и 53074-2008.
Технические характеристики
Все дуговые разрядные источники света имеют следующие характеристики:
- Мощность в пределах от 80 Вт до 1 кВт. В реальности лампы малой и большой мощности применяют значительно реже. Самая распространённая — лампа ДРЛ 250.
- Стандарт цоколя E27 для малых мощностей и E40 — для больших.
- Значение пускового тока для разной мощности колеблется в пределах от 2 до 16 ампер, рабочего — от 1,5 до 7 А.
- Световой поток, иначе говоря, сила света, излучаемая подобными устройствами, составляет от 3.2 тыс. до 52 тыс. люмен.
- Срок службы любой ДРЛ лампы по паспорту составляет более 10000 часов. Для мощных моделей этот показатель увеличивается до 20-25 тыс. часов. На практике большая часть лампочек сгорает задолго до истечения этого срока.
Используя газоразрядные ртутные светильники следует учесть, что их светимость падает со временем. Лампа, прослужившая год, будет тусклее новой почти на 30%!
Виды ламп ДРЛ
Этот тип осветителей классифицируется по давлению паров внутри горелки:
- Низкого давления — РЛНД, не более 100 Па.
- Высокого давления — РЛВД, около 100 кПа.
- Сверхвысокого давления — РЛСВД, около 1МПа.
У ДРЛ есть несколько разновидностей:
- ДPИ – Дуговая Ртутная с излучающими добавками. Разница только в примененных материалах и наполнении газом.
- ДРИЗ – ДРИ с добавлением зеркального слоя.
- ДРШ – Дуговая Ртутная Шаровая.
- ДРT – Дуговая Ртутная трубчатая.
- ПРК – Прямая Ртутно-Кварцевая.
Западная маркировка отличается от российской. Этот тип маркируется как QE (если следовать ILCOS – общепринятой международной маркировке), по дальнейшей части можно узнать производителя:
HSB\HSL – Sylvania,
HPL – Philips,
HRL – Radium,
MBF – GE,
HQL – Osram.
Конструкция
В конструкцию входят следующие элементы:
- стеклянный баллон;
- резьбовой цоколь;
- ртутно-кварцевая горелка, заполненная аргоном. Дополнительно добавляется капля ртути;
- главные катоды;
- дополнительные электроды;
- добавочный угольный резистор.
Полезная информация! Задача дополнительных электродов — облегчить зажигание лампы. Также они отвечают за стабильную работу.
Ниже рассмотрены элементы подробнее:
- цоколь. Он принимает электроэнергию от сети в результате контакта токоведущих частей лампы с контактами патрона светильника. Как итог — электроэнергия передается к электродам горелки;
- кварцевая горелка. Имеет вид колбы с двумя электродами с каждой из сторон (два — основные, два — дополнительные). Горелка заполняется аргоном и каплей ртути;
- стеклянная колба. Это внешняя часть лампочки. Внутри — горелка с подведенными электрическими проводниками, идущими от контактного цоколя. Чтобы закачать в колбу азот, из нее сперва выкачивают весь воздух.
Вам это будет интересно Особенности ламп Эдисона
В первых моделях ДРЛ ламп предусматривалось только два электрода. Такие лампы сложнее разжигались — требовалось дополнительное пусковое устройство. Современный, дроссельный вариант, снабжен четырьмя электродами.
Устройство
Принцип работы и схемы подключения ДРЛ
Схема подключения двухэлектродной ДРЛ в статье не рассматривается, так как этот тип ламп морально устарел и более не производится.
На принципиальной схеме изображены:
EL – ДРЛ.
C – конденсатор (не является обязательным элементом).
LL – дроссель (катушка индуктивности).
FU – плавкий предохранитель.
При подаче напряжения, происходит ионизация газа между парами основных и поджигающих электродов. Так как они расположены в непосредственной близости, то ионизация газа происходит легко между ними. После ионизации газа происходит пробой между основными электродами – образуется дуговой разряд. Свет от самого разряда имеет голубой, либо фиолетовый оттенок.
Сам люминофор дает красноватый оттенок, таким образом, происходит смешивание основных цветов и синтезируется холодный белый свет. Видимый оттенок может незначительно меняться в зависимости от приложенного напряжения.
Разряд в горелке набирает яркость в течение семи-восьми минут. Это связано с тем, что изначально ртуть находится в виде шарика в жидком состоянии. При росте температуры происходит постепенное испарение ртути и разряд улучшается. Как только жидкий металл полностью перейдет в состояние пара, яркость достигнет максимума. При этом повышается и давление. Максимальная яркость достигается за десять-пятнадцать минут. Температура окружающей среды влияет на время выхода источника света на штатный режим.
Дроссель необходим, он является простейшим ПРА – пускорегулирующим аппаратом. Также он ограничивает ток, проходящий через электроды. Если ДРЛ-лампу подключить напрямую в сеть, то ее выход из строя неминуем. Обычно это происходит мгновенно. Полярность подключения дросселя не играет никакой роли. Его главное предназначение – стабилизация работы осветителя.
Подбор дросселя для конкретной ДРЛ лампы рассмотрен в таблице
ДРЛ 125 Вт | ДРЛ 250 Вт | ДРЛ 400 Вт | ДРЛ 700 Вт | |
Номинальный ток дросселя (ПРА) | Iн=1,15 А | Iн=2,15 А | Iн=3,25 А | Iн=5,45 А |
Подбор определенного дросселя по току
Подробно изучить конструкцию и принцип работы дросселя вы можете — тут
Используемая емкость конденсатора выбирается исходя из мощности лампы. Рекомендации представлены в таблице.
Тип лампы ДРЛ | Емкость конденсатора |
ДРЛ-125 1.15 А | 12мкФ |
ДРЛ-250 2.15 А | 18мкФ |
ДРЛ-400 3.25 А | 25мкФ |
ДРЛ-700 5.25 А | 40мкФ |
При нынешнем развитии электроники, дроссель – архаичный элемент. Сейчас в продаже можно найти блоки электронной стабилизации дуги. Эти устройства могут выдержать точные параметры питания, которые необходимы для запуска и поддержания горения вне зависимости от изменения напряжения в осветительной сети.
Если не удается приобрести электронный балласт, его можно изготовить самостоятельно. Здесь Ф – фаза, 0 – ноль.
Для чего нужен дроссель?
Дроссель для ДРЛ-ламп применяется для пуска, на рынке есть разные виды осветительных устройств, в которых он используется:
- Лампы люминесцентные и ультрафиолетового освещения.
Ультрафиолетовая лампа Разного вида дуговые ртутные осветительные приборы: ДРТ, ДРЛ, ДРИЗ, ДРШ, ДРИ.
Дуговые ртутные лампы Дуговые натриевые лампы: ДНаМТ, ДНаС, ДНаТ.Дуговая натриевая лампа Все осветительные устройства имеют отличия в принципе получения светового потока, есть и другие различия:
- в их устройстве применяются разные материалы;
- отличаются наличием химических элементов;
- внутри колб давление по собственным параметрам каждого осветительного устройства;
- они различны по мощности и яркости светового потока.
Объединяет эти виды ламп непостоянная величина пускового тока и сопротивления в процессе пуска и дальнейшей работы.
Для того чтобы ограничить величину рабочего тока, в осветительных устройствах этого вида применяют разного вида балласт: ЭПРА, ПРА и ЭмПРА, которые представляют собой катушки индуктивности (дроссели). В момент пуска каждое устройство этого типа имеет высокое значение сопротивления; когда осветительный прибор разжигается, происходит процесс электропробоя в среде инертного газа, которым наполнена лампа (ртутный или натриевый пар), и возникает дуговой разряд.
В процессе, когда происходит зажигание лампы, ионизированный газ теряет сопротивление от дугового разряда в несколько десятков раз, и по этой причине возрастает ток, идет выделение тепла. Если не ограничивать величину тока, он мгновенно создаст перегретую газовую среду, что приведет к поломке осветительного устройства, его повреждению изнутри. Для предотвращения этого в цепь прибора освещения включают сопротивление (дроссель).
Физические параметры и схема подключения дросселя
Последовательно включенный дроссель ДРЛ имеет реактивное сопротивление, величина которого зависит от катушки индуктивности: один генри пропускает один ампер тока, когда напряжение – один вольт.
Дроссель
К параметрам катушки индуктивности относятся:
- квадрат используемой медной проволоки;
- количество витков;
- какой сердечник и величина поперечного сечения магнитопровода;
- какое электромагнитное насыщение.
Катушка индуктивности имеет активное сопротивление, которое всегда учитывается, когда проводится расчет балласта для каждого типа прибора освещения этого вида с учетом его мощности, от этого зависят габаритные размеры дросселя.
Рассмотрим простую схему включения балласта, когда в конструкции лампы ДРЛ предусмотрены электроды (дополнительные) для процесса возникновения тлеющего разряда, переходящего в электродугу.
Схема подключения лампы ДРЛ
В этом случае индуктивность ограничивает величину рабочего тока в осветительном устройстве.
Балласт для люминесцентных ламп
Конструктивно люминесцентный прибор освещения для пуска использует дроссель ПРА, в новых видах этого осветительного устройства применяется ЭПРА, это электронный вид пускорегулирующего аппарата. Задачей этого устройства является сдерживание возрастающего значения тока на одном уровне, который поддерживает необходимое напряжение на электродах внутри осветительного прибора.
Сфера применения
ДРЛ предназначены для освещения больших площадей. Обычно они применяются в уличном освещении, на автозаправках, дорогах. Часто их используют на складах. Т.е. там, где не нужно высокое качество цветопередачи.
Для постоянного использования в жилом помещении их не применяют. Это объясняется малым коэффициентом цветопередачи и долгим выходом на штатный режим. В домашних условиях, как минимум, неудобно ждать около десяти минут после щелчка выключателем.
Очень часто они встречаются в осветительных установках для выставочных комплексов. Здесь их преимущества раскрываются в полной мере – максимальный мощность может составлять 1кВт, при этом световой поток достигает 52000 люмен. Свечение у них, как правило, одного цвета – 5500 кельвинов.
Сведения об изделии
Лампы ДРЛ (дуговая ртутная лампа) представляет собой источник света, работающий на принципе оптического излучения, которое генерируется газовым разрядом из ртутных паров. Сегодня это довольно распространенный светильник, который приобрел широкое применение в самых различных сферах. На сегодняшний день такие лампы используются для создания освещения:
- на промышленных объектах. Это отличные промышленные светильники, создающие хороший световой поток и способные работать в различных условиях;
- для наружного освещения. Такие светильники помещают на столбы, размещенные вдоль дорог, пешеходных дорожек в парках и скверах. Уличный тип ламп может выдержать различные климатические условия и даже резкие перепады температуры;
- создание необходимого уровня освещенности в помещениях общественного назначения;
- для дома и т.д.
Обратите внимание! Наибольшее распространение светильники типа ДРЛ (чаще используются лампы 250, чем 400), как и ДНаТ получили, используясь для уличного освещения.
Лампа уличного типа
Лампы ДРЛ обладают вытянутой формой, благодаря чему они очень похожи на обычные лампочки накаливания. Изделие состоит из следующих компонентов:
- металлический цоколь;
- стеклянная колба;
- трубка, в которой содержаться пары ртути. В трубке пары ртути всегда находятся под давлением. Трубка изготавливается из кварцевого стекла.
Такое строение обуславливает особый принцип работы подобного рода устройств.
Утилизация
Рассматриваемые световые приборы отнесены к первому классу опасности. Поэтому, сейчас растет количество мест, где эти они запрещены к применению. Возможно, что через несколько лет ртутные лампы будут сняты с производства повсеместно, так как политика государств направлена на снижение количества оборудования, содержащего ртуть. Выполняя государственный приказ, коммунальное хозяйство сокращает применение ДРЛ.
К сожалению, не все задумываются о вопросах вывода таких источников света из эксплуатации. Этим они вредят не только себя, но и окружающим.
В скором времени их продажа будет полностью прекращена. Приборы, содержащие ртуть, будут оставлены только в медицинском оборудования до того момента, пока не будет найдет безопасный аналог.
В настоящее время утилизация ртутных ламп является лицензируемой услугой. 3 сентября 2010 года было принято соответствующее постановление правительства РФ. Документ описывает требования к процессу утилизации, содержит информацию о порядке действий при заражении ртутью. Описан процесс демеркуризации – удаления ртути.
Сейчас все юридические лица РФ обязаны формировать паспорт отходов на люминесцентные лампы и вести строгий учет ртутьсодержащих отходов. Наличие ртути – это уже потенциальная опасность.
Под переработкой и утилизацией понимаются восстановление отслуживших свой срок металлов из приборов их содержащих. Ртути в том числе. Поврежденная колба обеспечит выход жидкого металл в окружающую среду.
В России действует закон ФЗ-187 (статья 139). Согласно нему, за неправильную утилизацию или размещение контейнера для опасных отходов в ненадлежащем месте взыскивается штраф. Несанкционированный вывоз за территорию хранения также наказуем.
Достоинства и недостатки
Как и любой источник света, ДРЛ имеют свои положительные стороны. Но негативных сторон, к сожалению, больше.
Плюсы
- Большая светоотдача.
- Большая мощность (основной плюс).
- Малые габариты корпуса.
- Малая цена (в сравнении со светодиодной продукцией).
- Небольшое энергопотребление.
- Срок эксплуатации – до 12 тысяч часов. Этот параметр определяется качеством изготовления. Не все компании-изготовители тщательно контролируют процесс. Особенно это касается новых китайских фирм.
Минусы
- Наличие ртути.
- Долгое время выхода на режим.
- Прогретую лампу не запустить до остывания. Это примерно пятнадцать минут.
- Чувствительность к броскам напряжения (отклонение напряжения на 15 процентов вызывает изменение яркости до 30 процентов).
- Чувствительность к температуре окружающей среды. Чем холоднее, тем больше время выхода на штатный режим работы.
- Пульсация света и низкая цветопередача (Ra не более 50, комфортно от 80).
- Очень сильный нагрев.
- Необходимость специальных термостойких проводов и патронов.
- Необходимость ПРА.
- Осветитель ДРЛ издает жужжащий звук.
- При работе формируется озон. По санитарным нормам должна присутствовать вентиляция.
- Все дуговые лампы несовместимы с димерами – устройствами плавной регулировки освещенности.
- В процессе эксплуатация люминофорный слой деградирует, световой поток ослабевает, спектр свечения отклоняется от эталонного. К концу срока эксплуатации теряют до пятидесяти процентов светового потока.
- При работе возможно мерцание.
- На постоянном токе работа невозможна.
Если Вы еще планируете использовать ДРЛ для освещения, то желательно воздержаться от приобретения дешевых ламп неизвестного происхождения.
В странах Европы лидирующие позиции по качеству изготовления осветительных приборов по-прежнему удерживают Osram и Philips.
Развитие технологии
Технология также совершенствовалась. Сейчас выпускаются металлогалоидные лампы. В них добавлены соединения йода и других металлов для улучшения видимого излучения и цвета.
Были создана новая разновидность — ДРВ. Это гибрид классической лампы накаливания и ДРЛ. В них добавлена нить из вольфрама. Она играет роль ограничивающего резистора и источника излучения одновременно. Резистор, как правило, угольный. Здесь – из тугоплавкого вольфрама. Такое конструкторское решение позволило отказаться от использования дросселя. Эту лампу подключают как обычную лампу накаливания – дополнительной пускорегулирующей аппаратуры она не требует.
Типы устройств
Светильники, работающие по описанному выше принципу, бывают следующих типов:
ДРЛ – люминесцентная дуговая ртутная лампа;
Модель HPL-N (Филипс)
ДРВ отличаются от ДРЛ ламп тем, что в них используется нить накала из вольфрама, которая исполняет две функции: источника света и является ограничителем напряжения электрического тока. Для работы устройства этого типа не требуется специальная пускорегулирующая аппаратура (бездроссельная электролампа);
ДРВ устройства высокого давления (HQL) , производители Osram и Philips
Выводы
Так как скоро ДРЛ будет повсеместно запрещено, уже пришло время выбрать им альтернативу.
Эти лампы довольно долго использовались, но их история уже завершается.
В настоящее время, они активно вытесняются светодиодной продукцией. Экономически светодиодное освещение окупается в первый же год эксплуатации. Применение ДРЛ можно обосновать только сомнительной экономической целесообразностью – низкой ценой на момент приобретения.
24 сентября 2014 года Российская Федерация подписала Минаматскую конвенцию по ртути. С 2022 года законодательно запрещен импорт, экспорт ртутьсодержащих приборов. Ртутные лампы подпадают под действие этого документа.
- Похожие записи
- Лампы с цоколем e40: самые мощные, достоинства и недостатки, принципиальная схема led-ламп
- Обогрев инфракрасной лампой (обзоры, выводы, правила эксплуатации)
- Что такое светодиод (устройство, параметры, маркировка)
Обсуждение: 2 комментария
- Виталий:
Спасибо за разъяснение ,стало ясно что такое ДРЛ как устроены,как работают,каковы виды .Ответить
AdminVF:
Здравствуйте, Виталий. Я очень рад, что данная статья оказалась для вас полезной.
Ответить