Подключение ламп ДРЛ на 125, 250, 400 Ватт и их технические характеристики

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 Проблема перегорания лампочек, как ее исправить

В первых моделях ДРЛ ламп предусматривалось только два электрода. Такие лампы сложнее разжигались — требовалось дополнительное пусковое устройство. Современный, дроссельный вариант, снабжен четырьмя электродами.

Альтернативные источники освещения

Энергосберегающая лампа светодиодная – это отличный аналог другим источникам освещения, в том числе и ДРЛ, если ее купить, то можно существенно сэкономить на электроэнергии. Замена уличного освещения оправдает себя через три года эксплуатации, даже с учетом работ по переоборудованию.

Выпуском этих осветительных приборов занимаются многие известные зарубежные и российские компании (например, Лисма). В настоящее время цена этих приборов несколько выше, чем стоит лампа ДРЛ, но в ближайшее время эта проблема будет устранена, что сделает светодиодные источники освещения более доступными в Москве, СПб, а так же и в таких городах, как Саранск или Екатеринбург.

Источник

Сфера применения

Лампы ДРЛ применяют как источник искусственного освещения. Газоразрядными устройствами освещают следующие объекты:

• автомобильные дороги и улицы;
• скверы и площади;
• производственные цеха, склады, автостоянки;
• теплицы, оранжереи и аналогичные места, где выращивают овощи.

Сравнение лампочек ДРЛ с аналогами

Разрядные лампы часто сопоставляют между собой и с более выгодными светодиодами. Ближайшие аналоги ДРЛ – осветители трех типов: ДРВ, ДРИ и ДНаТ. Попробуем выявить особенности и конкурентные преимущества разных лампочек.

ДРВ. Ртутно-вольфрамовая дуговая лампочка по конструкции и принципу действию очень схожа с ДРЛ. Конструктивно внутри колбы имеется ртутная разрядная горелка и вольфрамовая спираль. Последний элемент ограничивает силу тока для горелки, а значит, дополнительная пускорегулирующая аппаратура не нужна.

Основные отличия ртутно-вольфрамовых ламп от ДРЛ:

• больше расходуют электроэнергии – световой поток ДРВ 250 не более 5500 Лм;
• предположительное время работы – 3000 часов;
• загораются в течение 1-ой минуты.

ДРИ. Дуговые ртутные лампочки с излучающими добавками: галогенит индия, натрия, талия и пр. Металлические компоненты повышают светоотдачу приборов до 75-90 Лм/Вт.

Дополнительный плюс металлогалогеновых ртутных ламп – улучшенный показатель цветопередачи. Для работы ДРИ, как ДРЛ, требуют подключения через дроссель

ДНаТ. Натриевые дуговые лампы могут похвастаться максимальной светоотдачей и длительным эксплуатационным периодом среди разрядных осветителей. Производительность натриевых лампочек с течением времени сокращается не так заметно, как ДРЛ ламп.

Характеристики ДНаТ:

• максимальная светоотдача – 125 Лм/Вт;
• работоспособность – в пределах 20 тысяч часов;
• относительная стабильность параметров;
• широкий диапазон рабочих температур;
• выход на максимальную освещенность за 5-7 минут.

Минусы натриевых источников света: значительная пульсация и низкий коэффициент цветопередачи, Ra=25. В спектре излучения преобладают красные и желтые цвета.

Разрядные лампы уверенно уступают место светодиодным вариантам. LED-приборы по всем техническим и эксплуатационным параметрам превосходят своих предшественников.

Неоспоримые достоинства светодиодов: экологичность, минимальная пульсация, длительность службы, моментальное включение, отличная передача цветов и контрастность. Кроме отличных эксплуатационных характеристик, диодные приборы обладают температурной и механической стойкостью.

КПД LED-ламп вне конкуренции, эффективность работы достигает 95-98%. Главный фактор, несколько сдерживающий переоснащение светильников, – высокая цена на светодиодные лампы

Срок службы

Гореть такой источник света, по заверениям производителей, способен, как минимум, 12000 часов. Здесь все зависит от такой характеристики как мощность — чем мощнее лампа, тем дольше она служит.

Популярные модели и на сколько часов службы они рассчитаны:

• ДРЛ 125 — 12000часов;
• 250 — 12000часов;
• 400 — 15000часов;
• 700 — 20000часов.

Обратите внимание! На практике могут быть иные цифры. Дело в том, что электроды, как и люминофор, способны быстрее выйти из строя.

Как правило, лампочки не ремонтируются, их проще заменить, так как износившееся изделие светит на 50% хуже.

Рассчитаны изделия, как минимум, на 12000 часов работы

Бывает несколько разновидностей ДРЛ (расшифровка — дуговая ртутная лампа), которые применимы как в быту, так и в производственных условиях. Классифицируются изделия по мощности, где наиболее популярны модели на 250 и 500 Вт. Пользуясь ими, до сих пор создают системы уличного освещения. Ртутные приборы хороши за счет доступности и мощного светового потока. Тем не менее, появляются более инновационные образцы, безопасные и с лучшим качеством свечения.

Принцип работы лампы ДРЛ

Горелка изделия изготавливается из прозрачного, химически стойкого тугоплавкого материала — кварцевого стекла или специальной керамики. Ее заполняют точно отмеренной дозой инертного газа и каплей металлической ртути. Светящимся телом в конструкции выступает столб дугового электроразряда.

Принцип действия, присущий лампе ДРЛ, выглядит так. Когда на изделие подается электроэнергия, между основным и зажигающим электродом образуется тлеющий разряд. Элементы расположены так близко друг к другу, что обеспечивают более низкое напряжение для пробоя. Тлеющий разряд практически моментально становится дуговым. Электрические и световые качества лампы становятся устойчивыми спустя 10 — 15 минут после подачи энергии. В этот период ток превышает номинальные значения (для ограничения задействуется пускорегулирующий аппарат). Пусковой режим во многом зависит от окружающей температуры — на морозе лампочка дольше «запускается».

В результате электрического разряда в горелке становятся видимыми голубое и фиолетовое излучения, включая УФ (ультрафиолет). Они провоцируют свечение люминофора, расположенного на внутренних стенках колбы. Горелка светит бело-зеленым светом, люминофор — красноватым. Оттенки смешиваются и получается яркий, близкий к белому цвет.

Если в электросети напряжение колеблется, это отражается на световом потоке. Допустимые отклонения напряжения — от 10 до 15% (при этом световой поток будет колебаться на 25 — 30%). Если питающее напряжение снижается до 80% от нормы, то изделие попросту не загорится. Если до этого она горела — то погаснет.

ДРЛ сильно греются в ходе работы. Из-за этой особенности необходимо тщательно продумывать конструкцию: применяют термостойкие провода и качественные контакты на патронах. В процессе разогрева лампы в ее горелке повышается давление, а вместе с ним и напряжение пробоя. То есть напряжения сети может не хватить для повторного включения. Чтобы повторно запустить изделие, ему необходимо время на остывание. В этом и кроется основной недостаток ДРЛ — перепады электропитания попросту гасят их, а повторное включение требует выждать паузу.

Дополнительная информация! Если окружающий воздух теплый, то изделие быстрее выйдет в режим максимального светового излучения.

Вам это будет интересно Особенности электронного балласта

Плюсы и минусы

Источники ДРЛ давно используются для освещения улиц и помещений. За это время пользователи успели выделить преимущества и недостатки, определяющие выбор:

Преимущества:

• хорошая светоотдача;
• высокая мощность;
• относительно небольшие размеры корпуса;
• невысокая цена по сравнению со светодиодными;
• экономичное энергопотребление;
• большая часть продукции способна работать на протяжении 12 000 часов (показатель зависит от качества используемых компонентов).

Имеются и минусы, которые важно учитывать:

• внутри колб присутствуют вредные пары ртути, способные вызвать отравление в случае утечки;
• от включения до выхода на номинальную мощность проходит некоторое время;
• предварительно нагретую лампу невозможно включить, пока она не остынет (около 15 минут);
• чувствительны к скачкам напряжения (отклонение на 15% вызовет изменение яркости на 30%);
• оборудование плохо работает при низких температурах;
• во время работы наблюдается пульсация света;
• невысокая цветопередача;
• элементы сильно нагреваются;
• в схеме нужно использовать специализированные термостойкие компоненты (провода, патроны и т.д.);
• дуговому элементу требуется пускорегулирующая аппаратура;
• иногда включенный элемент издает неприятный звук;
• в помещении, где работают лампы обязательно наличие вентиляции для выветривания озона;
• со временем люминофор теряет свои свойства, что приводит к ослаблению светового потока и изменению спектра.

Большая часть минусов присуща только дешевым ДРЛ от сомнительных производителей и несущественна, когда нужен мощный источник освещения.

Устройство и принцип работы ДРЛ

Чтобы согласовать технические характеристики с источником питания, во всех видах ртутных ламп применяются пускорегулирующие аппараты, позволяющие подключить лампу ДРЛ. Большинство приборов освещения запускается дросселем, который последовательно включается в цепь вместе с лампочкой.

Классическая лампа ДРЛ состоит из основных электродов, поджигающих или дополнительных электродов, вводных частей электродов, специального газа, позисторов и ртути. В качестве газа используется аргон, производящий начальную ионизацию и способствующий получению дугового разряда. Аргон еще называют буферным газом. С помощью позисторов ограничивается ток поджигающих электродов. Ртуть применяется для изменения величины потенциала при разряде.

Основные функциональные части обычной ДРЛ

• Цоколь, непосредственно принимающий электроэнергию из сети. Его контакты – точечный и резьбовой, соединяются с контактами патрона. Таким образом, переменный ток поступает на электроды лампы.
• Кварцевая горелка представляет собой основную часть. Изготавливается в виде колбы с расположенными по бокам четырьмя электродами, в том числе, два из них – основные, а два других – дополнительные. Пространство внутри горелки заполняется аргоном с целью недопущения теплообмена, а также небольшим количеством ртути.
• Стеклянная колба является внешней частью. У нее внутри размещается кварцевая горелка, к которой подводятся проводники от цоколя. Вместо воздуха внутрь колбы закачивают азот. Внутренняя сторона колбы покрывается люминофором.

Принцип работы ДРЛ довольно простой. Питание осуществляется от сетевого напряжения. После того как было выполнено подключение лампы ДРЛ, электрический ток начинает доходить до промежутка между обеими парами электродов, расположенными на противоположных концах лампы. Незначительное расстояние между ними способствует быстрой ионизации газа. Вначале газ ионизируется между поджигающими электродами, затем ток поступает к основным электродам и по окончании этого процесса лампа начинает излучать свет.

Полное свечение лампы начинается приблизительно через 7-10 минут. Данный промежуток времени требуется для разогрева ртути, расположенной в виде налета или сгустка на внутренних стенках колбы. Во время эксплуатации срок службы ламп постепенно сокращается, а период, необходимый для полного включения – увеличивается.

Горелка изготовлена из прозрачного материала – кварцевого стекла, заполнена инертными газами в строго определенных дозах. Вводимая в горелку ртуть, может иметь вид небольшого шарика, а также оседает на стенках и электродах в виде налета. Источником света является дуговой электрический разряд.

Схема лампы ДРЛ входит в общую схему подключения через дроссель. Марка дросселя должна соответствовать мощности лампы. Основное назначение дросселя – ограничение тока, поступающего на лампочку. В случае отсутствия дросселя лампа мгновенно перегорит, поскольку внешний электроток для нее слишком большой. Обычно в схему еще добавляют конденсатор, влияющий на реактивную мощность при запуске, что позволяет почти в два раза экономить электроэнергию.

Советуем изучить — Организация и виды ремонта электрических машин

Наибольшее свечение происходит, примерно, через 6-7 минут. Это время необходимо, чтобы перевести ртуть в газообразное состояние, улучшающее разряд между электродами. После этого лампа переходит в нормальный рабочий режим с наибольшей светоотдачей. После выключения лампочки, ее нельзя включать до полного остывания.

Конструктивные особенности

Из чего состоят лампы ДРЛ 250? Характеристики их предусматривают наличие таковых составных основных частей:

• Цоколя, покрытого никелем.
• Резистора, обеспечивающего ограничения напряжения.
• Фольги из молибдена.
• Рамки.
• Стеклянной колбы (на нее, собственно, и наносят люминоморфное покрытие).
• Свинцовой проволоки.
• Основного электрода, покрытого вольфрамом.
• Азота, который выступает в качестве заполнителя внешней колбы.
• Сжатого спая кварцевого источника освещения. Кварцевая горелка является основным рабочим элементом лампы.

Кстати, первые модели описываемых ламп имели всего лишь два электрода. Однако такое устройство значительно ухудшало процесс включения и прогрева осветительной точки, в результате чего требовалось наличие дополнительного пускового элемента под названием пробой высокого вольтажа импульсного типа промежутка горелки. Этот вариант ламп очень быстро был признан малоэффективным и его заменили на четырехэлектродный вариант, оснащенный дросселем, без которого работа такой лампы просто физически невозможна — она просто сгорит в момент ее включения.

Как можно запустить ДРЛ-лампу без дросселя?

Для эксплуатации дуговой лампы без дополнительного устройства можно пойти по нескольким направлениям:

1. Использовать источник света со специальной конструкцией (лампа типа ДРВ). Особенностью ламп, способных работать без дросселя, является наличие дополнительной вольфрамовой спирали, которая выполняет роль пускателя. Параметры спирали подбираются под характеристики горелки.
2. Запуск стандартной лампы ДРЛ при помощи импульса напряжения, подаваемого конденсатором.
3. Розжиг лампы ДРЛ при помощи последовательного подключения лампы накаливания или иной нагрузки.

Розжиг лампы при помощи последовательного подключения кипятильника представлен в видеоролике, снятом для канала «Все понемногу».

Покупка специальной модели ДРЛ 250

Лампы прямого включения имеются в линейках продукции ряда компаний:

• TDM Electric (серия ДРВ);
• Лисма, Искра (серия ДРВ);
• Philips (серия ML);
• Osram (серия HWL).

Характеристики некоторых ламп прямого включения приведены в таблице.

Принцип работы лампы ДРВ:

1. На начальном этапе розжига лампы спираль обеспечивает напряжение на катодах в пределах 20 В.
2. По мере разжигания дуги начинается рост напряжения, которое доходит до 70 В. Параллельно происходит снижение напряжения на спирали, вызывающее уменьшение свечения. В процессе работы спираль является активным балластом, который снижает эффективность работы основной горелки. Поэтому происходит снижение светового потока при равном потреблении электроэнергии.

Преимущества ламп ДРВ:

• возможность работы в сетях переменного тока 50 Гц с напряжением 220-230 В без дополнительных устройств пуска и поддержки горения разряда;
• возможность использования вместо ламп накаливания;
• малое время выхода на режим полной мощности (в пределах 3-7 минут).

Лампы обладают рядом недостатков:

• пониженная световая эффективность (по сравнению с обычными лампами ДРЛ);
• уменьшенный до 4000 часов ресурс, определяемый сроком жизни вольфрамовой нити.

В связи с недостатками, лампы ДРВ применяются в бытовых светильниках или в старых промышленных установках, предназначенных для монтажа мощных ламп накаливания. В этом случае устройства позволяют улучшить освещенность при одновременном снижении энергопотребления.

Использование конденсатора

При использовании ламп типа ДРИ пуск выполняется через ИЗУ — специальное устройство, дающее импульс зажигания. В состав входят последовательно подключенный диод D и сопротивление R, а также конденсатор C. При подаче напряжения на конденсаторе формируется заряд, который подается через тиристор K на первичную обмотку трансформатора T. На вторичной обмотке формируется импульс повышенного напряжения, обеспечивающий розжиг разряда.

Схема конденсаторного розжига

Использование элементов позволяет снизить потребление электроэнергии на 50%. Схема подключения идентична, параллельно устанавливается конденсатор сухого типа, рассчитанный на работу в цепях с напряжением 250 В.

Емкость конденсатора зависит от рабочего тока дросселей:

• 35 мкФ при токе 3А;
• 45 мкф при токе 4,4А.

Использование лампы накаливания

Для розжига ДРЛ может подключаться лампа накаливания с мощностью, равной газоразрядной лампы. Возможно включить лампу путем использования балластного сопротивления с аналогичной мощностью (например, кипятильника или утюга). Подобные способы не обеспечивают стабильной работы и не соответствуют требованиям безопасности, поэтому не рекомендованы к применению.

Розжиг ДРЛ 250 при помощи лампы накаливания с мощностью 500 ватт демонстрирует автор Андрей Иванчук.

Конструкция и принцип действия

Ртутная газоразрядная лампа, как следует из ее названия, представляет собой электрический источник света, использующий для генерации излучения оптического диапазона газовый разряд в парах ртути. Однако в том же названии фигурирует прилагательное «люминесцентная». Это связано с тем, что для коррекции цветности потока лампа ДРЛ, помимо света от самого газового разряда, использует излучение светящегося под его воздействием люминофора, которым покрыта внутренняя поверхность колбы лампы. Это делает спектр более равномерным и широким и, как следствие, улучшает цветопередачу.

Известно, что для возникновения разряда в газе между двумя электродами необходимо приложить высокое напряжение, гораздо большее, чем стандартные 220 В. Когда же разряд уже существует, поддерживать его можно и при напряжении сети. Впрочем, чем меньше расстояние между электродами, тем меньшее напряжение требуется для поджига разряда. Однако небольшой светящийся участок не будет давать достаточную мощность излучения.

Поэтому в первых лампах ДРЛ разряд создавался с помощью внешнего источника импульсов высокого напряжения, которые пробивали рабочее пространство между электродами при включении лампы в сеть, а затем генератор отключался. Сегодня к такой схеме вернулись в натриевых и металлогалогенных газоразрядных лампах. Однако во времена появления ртутных источников света (1960-70 гг.) подобные электронные устройства были недостаточно надежными, поэтому инженерам пришлось искать другое решение. Здесь и вспомнили о возможности розжига разряда сетевым напряжением при малом расстоянии между электродами.

С 1970-х годов в конструкцию ртутных ламп ввели два дополнительных поджигающих электрода, которые расположены совсем рядом с основными и через токоограничительные резисторы подключены к противоположным основным электродам. Таким образом, при включении лампы в сеть вначале возникают два маленьких тлеющих разряда у каждого из концов горелки, которые постепенно прогревают весь объем газа и разжигают основную дугу разряда (вначале этот разряд тоже тлеющий, но быстро переходит в дуговой). Именно поэтому лапы ДРЛ начинают ярко светиться не сразу и первые несколько минут еле заметно «тлеют». При этом длительность пускового режима сильно зависит от температуры окружающей среды – чем она ниже, тем, соответственно, дольше будет прогреваться лампа. Установившийся дуговой разряд между основными электродами вызывает протекание через лампу рабочего тока, и малые разряды уже не участвуют в процессе горения лампы.

Конструктивно горелка с четырьмя электродами оформлена в виде внутренней колбы из кварцевого стекла или особой прозрачной керамики, заполненной инертным газом аргоном с добавлением металлической ртути. Когда лампа выключена и не разогрета, ртуть находится внутри горелки в виде отдельного небольшого шарика, либо оседает на стенках колбы и электродах в виде налета. Материал колбы горелки очень тугоплавок и химически стоек, поэтому выдерживает условия, необходимые для возникновения разряда. Горелка помещена внутрь внешней большой колбы из обычного стекла. Здесь же расположены проводники из толстой никелевой проволоки и приваренные к ним ограничительные сопротивления.

Электрический разряд в парах ртути создает излучение с очень неровным, прерывистым спектром. В нем наблюдается семь спектральных линий, три из которых, и при этом – самые интенсивные, лежат в ультрафиолетовом диапазоне. Именно под их воздействием светится люминофор, нанесенный на внутренние стенки большой колбы. Видимый свет разряда имеет сине-зеленый оттенок, а люминофор светится более теплым, красноватым светом. Излучение от обоих излучающих объектов, смешиваясь, дает яркий и ровный свет, достаточно близко приближающийся к белому.

Принцип работы

После включения источника света в электрическую сеть осуществляется подача напряжения на токоведущие части лампы, размещенные в цоколе. По электрической цепи напряжение поступает на электроды, смонтированные в горелке, вследствие чего между ними появляется тлеющий разряд. Это обусловлено образованием дополнительных свободных электронов и ионов на их поверхности.

По мере накопления электронов и ионов происходит нагрев внутреннего пространства газоразрядной трубки, и ртуть начинает испаряться. Тем самым обеспечивается режим разряда между электродами, переходящего из состояния тлеющего в дуговой.

По мере увеличения количества паров ртути усиливается яркость дугового разряда.

При нормальных условиях эксплуатации время выхода источника света на заявленные технические показатели составляет 4,0–5,0 минут.

Технические аспекты

Наиболее важными показателями ртутного источника света с цоколем e40 является конструкция внутренней части прибора, форма колбы, размеры резьбового цоколя. Экономический эффект устройства может отличаться условиями эксплуатации. Газоразрядный софит от бренда «Лисма» для уличного освещения, который не создает эффекта мерцания в случае перепадов напряжения в электрической сети, не нуждается в специальном приспособлении для розжига дуги. При мощности 500 Вт создается световой поток 4 — 5 тыс. лм.

Наименование — лампа ДРВ;
• Тип — ртутная;
• Мощность — 500 В;
• Форма — эллипс;
• Изготовитель — ;
• Назначение — уличная;
• Покрытие колбы — матовое;
• Цоколь — е40.

При маркировке энергосберегающих приборов используются цифровые и буквенные значения, указывающие на мощность и тип изделия. Расшифровать эти значения несложно. Примеры:

• ДРЛ 250 — дуговая ртутно-люминофорная лампа мощностью 250 В;
• ДРВ 160 — дуговая ртутно-вольфрамовая лампа мощностью 160 В.

Для чего нужен дроссель?

Дроссель для ДРЛ-ламп применяется для пуска, на рынке есть разные виды осветительных устройств, в которых он используется:

1. Лампы люминесцентные и ультрафиолетового освещения.

Ультрафиолетовая лампа Разного вида дуговые ртутные осветительные приборы: ДРТ, ДРЛ, ДРИЗ, ДРШ, ДРИ.

• 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.

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.

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.

Схема подключения лампы ДРЛ через дроссель

Существует множество объектов, где требуются приборы освещения с высокой мощностью свечения. Одновременно они должны быть экономичными, обладать продолжительным сроком эксплуатации. Этим требованиям в полной мере соответствуют лампы ДРЛ. Мощность ламп ДРЛ находится в пределах 50-2000 Вт, для их работы необходима однофазная сеть на 220 В и частотой 50 Гц.

Важнейшей деталью ДРЛ является дроссель, без которого они просто не смогут работать. Дело в том, что в процессе запуска и последующей работы, данные осветительные приборы попадают под влияние непостоянных пусковых токов и сопротивлений. Поэтому для ограничения рабочего тока, осуществляется подключение ДРЛ через дроссель, представляющий собой разнородный балласт в виде катушек индуктивности. В момент запуска они обладают высоким сопротивлением. При разжигании лампы в газовой среде наступает электрический пробой, приводящий к возникновению дугового разряда.

В процессе зажигания лампы, ионизированный газ под действием дугового разряда теряет свое сопротивление во много раз. По этой причине происходит возрастание тока с одновременным выделением тепла. Если величину тока не ограничить, под его действием мгновенно возникнет перегретая газовая среда. Внутренние детали окажутся поврежденными, и осветительный прибор полностью выйдет из строя. Для предотвращения негативных последствий используется схема подключения лампы ДРЛ вместе с дросселем, создающим необходимое сопротивление.

Подключение лампы ДРЛ через дроссель, подключается последовательно с лампой. Его реактивное сопротивление тесно связано с параметрами катушки индуктивности. То есть, 1 генри индуктивности способен пропустить 1 А тока при напряжении 1 В. Основными характеристиками катушки являются площадь сечения медного проводника и количество его витков, а также материал сердечника и поперечное сечение магнитопровода. Большое значение имеет величина электромагнитного насыщения.

Следует учитывать, что катушка индуктивности обладает и активным сопротивлением. Это необходимо учитывать при расчетах балласта к каждому типу лампочек ДРЛ, поскольку от мощности светильника будут зависеть размеры самого дросселя. Для более правильного подключения дросселя к ДРЛ, следует рассмотреть простейшую схему, обеспечивающую появление тлеющего разряда и его дальнейший переход в электрическую дугу. Такое подключение дает возможность с помощью индуктивности дросселя ограничить рабочий ток в светильнике до нужного значения. В этом случае гарантируется продолжительная устойчивая работа лампы, без их-либо сбоев.

Подобная схема включения лампы ДРЛ считается наиболее простой. В ее состав входит сама лампа и дроссель, соединенные последовательно между собой. Получившаяся цепь подключается к электрической сети 220 В со стандартной частотой 50 Гц. Таким образом, светильники ДРЛ могут без проблем использоваться и в домашних условиях. Дроссель для ламп ДРЛ в данной схеме выполняет функции стабилизатора и корректировщика работы. Его использование позволяет точно ответить на вопрос, почему моргают лампы ДРЛ без дросселя, поскольку именно этот прибор обеспечивает ровный и устойчивый свет. Без него невозможно нормальное подключение и запуск рабочего процесса.

Как устроена и работает ЛДС

Конструктивно прибор представляет собой герметичную колбу, заполненную инертным газом и парами ртути. Внутренняя поверхность колбы покрыта люминофором, а в торцы ее впаяны электроды. При подаче напряжения на электроды, между ними возникает тлеющий разряд, создающий невидимое ультрафиолетовое излучение. Это излучение воздействует на люминофор, заставляя его светиться.

Схема люминесцентной лампы

Все это ЛДС, работающие на одном принципе.

Для нормальной работы люминесцентного светильника необходимо выполнить два условия:

1. Обеспечить начальный пробой межэлектродного промежутка (запуск).
2. Стабилизировать ток через лампочку, чтобы тлеющий разряд не перешел в дуговой (работа).

Пуск лампы

В обычных условиях питающего напряжения недостаточно для электрического пробоя межэлектродного промежутка, поэтому пуск ЛДС возможет только с помощью дополнительных мер – разогрева электродов для начала термоэлектронной эмиссии или повышения напряжения питания до значений, достаточных для создания разряда.

До недавнего времени преимущественно использовался первый метод, для чего электроды делались (и делаются) в виде спиралей, наподобие тех, что стоят в обычных лампочках накаливания. В момент включения на спирали при помощи автоматических устройств (стартеров) подается напряжение, электроды разогреваются, обеспечивая зажигание светильника. После пуска системы стартер отключается и в процессе дальнейшей работы не участвует.

Стартеры для пуска ЛДС на различные напряжения

Позже начали появляться схемотехнические решения, не разогревающие электроды, а подающие на них повышенное напряжение. После пробоя межэлектродного промежутка напряжение автоматически снижается до номинального, и светильник переходит в рабочий режим. Для того чтобы ЛДС можно было использовать с любыми типами пусковых устройств, все они и по сей день выполняются с электродами в виде спиралей накаливания, имеющих по два вывода.

Поддержание рабочего режима

Если ЛДС напрямую включить в розетку, то начавшийся после поджига тлеющий разряд тут же перейдет в дуговой, поскольку ионизированный межэлектродный промежуток имеет очень малое сопротивление. Чтобы избежать этой ситуации, ток через прибор ограничивается специальными устройствами – балластами. Разделяются балласты на два типа:

1. Электромагнитные (дроссельные).
2. Электронные.

Работа электромагнитных пускорегулирующих аппаратов (ЭмПРА) основана на принципе электромагнитной индукции, а сами они представляют собой дроссели – катушки, намотанные на незамкнутом железном сердечнике. Такая конструкция обладает индуктивным сопротивлением переменному току, которое тем больше, чем выше индуктивность катушки. Дроссели различаются по мощности и рабочему напряжению, которые должны равняться мощности и напряжению используемой лампы.

Электромагнитные дроссели (балласты) для ЛДС мощностью 58 (вверху) и 18 Вт.

Электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА) выполняют ту же функцию, что и электромагнитные, но ограничивают ток при помощи электронной схемы:

Электронное пускорегулирующее устройство для люминесцентной лампы

Типы устройств

Существуют различные типы светильников, которые работают подобным образом. Причём все они используются в современном мире. Рассмотрим их:

ДРЛ – люминесцентная лампа дугового типа на ртути. Описание и принцип действия даны выше. Работает на парах ртути.

ДРВ — приспособления, работающие на высоком давлении. У них есть вольфрамовая нить накаливания, служащая световым источником. Также она ограничивает напряжение электрического тока. Подобные устройства не нуждаются в аппаратуре, регулирующей пуск. Это бездроссельные электролампочки.

ДРЛФ. Лампы, усиливающие фотосинтез у различных видов растений. Применяются в условиях теплиц. Полезны для фермеров и цветоводов.

ДРУФЗ и ДРУФ — длинноволновые ультрафиолетовые лампы.

ДРТ — трубчатые осветители ультрафиолетового типа.

ДНаТ — лампочки трубчатого типа. Они содержат не только ртуть, но и натриевые пары. Цвет излучения колеблется от золотисто-белого до жёлто-оранжевого. Запускаются при помощи специализированного оснащения.

Лампа ДНаТ с двумя горелками для повышения срока службы

Достоинства и отрицательные качества

Чем же хороши, а чем плохи лампы ДРЛ 250? Характеристики их разработки обеспечивают им следующие положительные показатели:

• Очень высокая светоотдача в сравнении с другими осветительными приборами.
• Отсутствие зависимости от атмосферных осадков.
• Внушительный срок эксплуатации, который вполне может достигать 20 тысяч часов.
• Спектр излучения очень близок к естественному освещению.
• Небольшие собственные размеры.

Недостатками ламп можно считать:

• Формирование озона в момент работы.
• Достаточно высокая цена (такие лампы в 5 – 7 раз дороже обычной лампы накаливания).
• В некоторых случаях вольфрамовые аналоги будут иметь меньшие габариты, нежели ДРЛ.
• Через несколько месяцев эксплуатации излучаемый спектр света изменяется, так как меняются технические характеристики слоя люминофора.
• Наличие ртути заставляет пользователей утилизировать лампы по специальной схеме, отдельно от других товаров, вещей, продуктов.
• Включение происходит с некоторой задержкой, а для достижения горения на полной мощности требуется несколько минут.
• Свет от таких ламп исходит достаточно низкого качества.
• Очень высокой коэффициент мерцания в процессе работы.
• Лампы подвешивать лучше всего на высоте не менее четырех метров.
• К концу срока эксплуатации значительно уменьшается световой поток прибора.
• Работа лампы возможна исключительно на переменном токе.

Технические характеристики ДРЛ-ламп

Маркировка дуговых ртутных люминофорных лампочек предполагает обозначение их мощности. Иными словами, лампочка ДРЛ-250 будет иметь мощность 250 ватт, а лампочка ДРЛ-400 – 400 ватт. Очевидно, что технические характеристики лампы ДРЛ-250 будут отличаться от аналогичных характеристик лампы ДРЛ-400.

Дроссель

Основные технические параметры рассматриваемых источников искусственного света наиболее распространенной мощности (от 125 до 700 ватт) можно свести в следующую таблицу.

Как вы видите, световой поток лампочки ДРЛ-250 составляет 13 тысяч люмен, в то время как 200-ваттная лампочка накаливания испускает только 2500 Лм света. Теперь вы можете судить о том, что, называя свечение дуговых ртутных люминофорных источников света очень ярким, мы ни в коей мере не преувеличивали.