Лампа дрл что это такое

Для общего освещения цехов, улиц, промышленных предприятий и других объектов, не предъявляющих высоких требований к качеству цветопередачи, применяются ртутные лампы высокого давления типа ДРЛ.

Устройство

Лампа ДРЛ (смотри рисунок справа) имеет следующее строение: стеклянный баллон 1, снабжённый резьбовым цоколем 2. В центре баллона укреплена кварцевая горелка (трубка) 3, заполненная аргоном с добавкой капли ртути. Четырёхэлектродные лампы имеют главные катоды 4 и дополнительные электроды 5, расположенные рядом с главными катодами и подключенные к катоду противоположной полярности через добавочный угольный резистор 6. Дополнительные электроды облегчают зажигание лампы и делают её работу более стабильной.

В последнее время лампы ДРЛ изготовляют трехэлектродные, с одним пусковым электродом и резистором.

Принцип действия

В горелке из прочного тугоплавкого химически стойкого прозрачного материала в присутствии газов и паров металлов возникает свечение разряда — электролюминесценция.

При подаче напряжения на лампу между близко расположенными главным катодом и дополнительным электродом обратной полярности на обоих концах горелки начинается ионизация газа. Когда степень ионизации газа достигает определённого значения, разряд переходит на промежуток между главными катодами, так как они включены в цепь тока без добавочных сопротивлений, и поэтому напряжение между ними выше. Стабилизация параметров наступает через 10-15 минут после включения(в зависимости от температуры окружающей среды- чем холоднее тем дольше будет разгораться лампа).

Электрический разряд в газе создаёт видимое белое без красной и голубой составляющих спектра и невидимое ультрафиолетовое излучение, вызывающее красноватое свечение люминофора. Эти свечения суммируются, в результате получается яркий свет, близкий к белому.

При изменении напряжения сети на 10-15 % в большую или меньшую сторону работающая лампа отзывается соответствующим повышением или потерей светового потока на 25-30 %. При напряжении менее 80 % сетевого лампа может не зажечься, а в горящем состоянии погаснуть.

При горении лампа сильно нагревается. Ввиду особенности, лампа ДРЛ после выключения должна остыть перед следующим включением.

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.).

Дуговые ртутные металлогалогенные лампы (ДРИ)

Аббревиатура «ДРИ» расшифровывается, как «дуговая ртутная с излучающими добавками (иодиды и бромиды металлов)». Наряду с ртутью, в эти лампы вводятся йодиды натрия, таллия и индия, благодаря чему значительно увеличивается световая отдача (она составляет примерно 70 — 95 люмен/Вт и выше) при достаточно хорошей цветности излучения. Лампы имеют колбы эллипсоидной и цилиндрической формы. Внутри колбы размещается кварцевая или керамическая цилиндрическая горелка, где происходит разряд в парах металлов и их йодидов. Срок службы — до 8-10 тыс. часов.

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 тп) Благодая этому ДРИ широко используются для архитектурной подсветки. Лампы ДРИ-12 (с зеленоватым оттенком) используют на рыболовецких судах для привлечения планктона.

Дуговые ртутные металлогалогенные лампы с зеркальным слоем (ДРИЗ)

Представляет собой обычную лампу ДРИ, часть колбы которой изнутри частично покрыта зеркальным отражающим слоем, благодаря чему такая лампа создает направленный поток света. По сравнению с применением обычной лампы ДРИ и зеркального прожектора, уменьшаются потери за счет уменьшения переотражений и прохождений света через колбу лампы.

Читайте также:  Резка металла co2 лазером

В ночное время в уличных светильниках широко используются дуговые ртутные люминофорные (ДРЛ) лампы высокого давления. Они применяются в производственных помещениях и на других объектах, не требующих качественной цветопередачи. Принцип работы ДРЛ лампы достаточно сложен, однако это позволяет придать осветительным приборам необходимые характеристики. Чтобы понять, как работает такая лампочка, нужно хорошо знать ее конструкцию.

Устройство лампы ДРЛ

Стандартная лампа ДРЛ состоит из стеклянной колбы, у которой снизу установлен цоколь с резьбой. Освещение происходит с помощью ртутно-кварцевой горелки, выполненной в виде трубки. Внутренняя часть трубки заполнена аргоном и небольшим количеством ртути.

У каждой лампы ДРЛ расшифровка аббревиатуры соответствует полному названию дуговых ртутных ламп. В более ранних конструкциях символ Д означал дроссель или лампу, где используется дроссель. В настоящее время используются бездроссельные лампы ДРЛ, доступные многим потребителям. Поэтому в связи с изменениями функциональности, в маркировке лампы ДРЛ расшифровка буквы Д была изменена.

Самые первые лампочки этого типа были оборудованы лишь двумя электродами. В связи с этим для их запуска требовалось дополнительное крупногабаритное устройство поджога, работающего за счет высоковольтного импульсного пробоя газового промежутка горелки. Эти лампочки были постепенно сняты с производства и заменены четырехэлектродными конструкциями, запускающимися только с помощью дросселя.

В четырехэлектродной лампочке имеются основные и дополнительные электроды. Соединение электродов с главными катодами осуществляется путем соединения противоположных полярностей добавочным угольным резистором. Применение дополнительных электродов позволяет стабилизировать работу лампы и значительно упростить ее зажигание.

Основная функция цоколя заключается в приеме электрической энергии из сети через точечный и резьбовой элемент от контактов патрона, установленного в светильнике. Затем, происходит подача электроэнергии к электродам. В кварцевой колбе имеются ограничивающие сопротивления в количестве двух штук, находящиеся в одной цепи с дополнительными электродами. На внутреннюю поверхность колбы наносится люминофор.

Принцип работы лампы ДРЛ

Каждая горелка изготавливается из прозрачного тугоплавкого материала, устойчивого к химическим воздействиям. Для этого используются керамические материалы или кварцевое стекло. Инертный газ, закачиваемый внутрь, имеет точную дозировку. Окончательный дуговой электрический разряд создается путем добавления металлической ртути, обеспечивая нормальное свечение лампы.

Запуск выполняется с помощью зажигающих электродов. Когда к лампочке подается питающая электрическая энергия, происходит создание тлеющего разряда между зажигающим и основным электродом, которые расположены очень близко относительно друг друга. В результате, происходит накопление носителей зарядов, достаточных для появления пробоя на расстоянии между первым и вторым основным электродом. Тлеющий разряд в самые короткие сроки принимает дуговую форму.

Устойчивый свет и работа лампы типа ДРЛ начинается примерно через 10-15 минут, после подачи электроэнергии. В течение этого времени ток, протекающий в лампочке, значительно выше номинального значения и ограничивается сопротивлением, находящимся в пускорегулирующей аппаратуре. Продолжительность пуска напрямую зависит от температуры наружной среды. При низких температурах пусковой режим становится более продолжительным.

В процессе горения, излучение электрического разряда становится голубым или фиолетовым, благодаря свечению люминофора. Происходит смешивание зеленовато-белого света горелки и красноватого люминофорного свечения. Получается яркий цвет, приближающийся к белому. Следует учитывать наличие колебаний напряжения электросети, оказывающих влияние на световой поток. При низком напряжении лампочка ДРЛ может попросту не запуститься, а та, которая горит – может погаснуть.

Рассматривая принцип работы ртутных газоразрядных ламп (ДРЛ), следует учитывать ее сильный нагрев во время работы. Поэтому конструкция приборов освещения с такими лампами предусматривает использование термостойких проводов и качественных контактов, устанавливаемых в патроне. В процессе нагревания происходит рост давления внутри горелки с одновременным ростом пробойного напряжения. Из-за этого нагретая лампа может не включиться. Прежде чем производить повторное включение, нужно дать ей остыть.

Лампы ДРВ и ДРЛ отличия

Оба типа светильников являются газоразрядными ртутными лампами, а точнее их разновидностями. Они широко используются во внешнем и внутреннем освещении. Нередко возникает вопрос, как отличить лампу ДРЛ от ДРВ, поскольку внешне они абсолютно одинаковы. Тем не менее, каждая из них обладает индивидуальными особенностями, собственными техническими характеристики и принципами работы.

В обеих лампах для горелок использовано кварцевое стекло или специальный керамический состав. В каждую горелку помещены точные дозы инертных газов с небольшим количеством ртути. Напряжение поступает к ртутным лампам в область пары электродов, расположенных по бокам горелки. За счет маленького расстояния газ между электродами быстро ионизируется, после чего в этом месте возникает тлеющий разряд. Он постепенно переходит в зону между основными электродами, мгновенно превращается в дуговой разряд, после чего светильники с лампами ДРЛ начинают гореть в штатном режиме.

Читайте также:  Цепь для бензопилы для твердых пород дерева

Полностью нормативные световые качества набираются лампами примерно через 10 минут после включения. Для ограничения номинального тока в лампах ДРЛ используется пускорегулирующий прибор с установленным сопротивлением. После того как амплитуда переходит значение сетевого напряжения, вся энергия, накопленная индуктивностью, уходит в нагрузку. В кварцевой горелке происходит некоторая задержка напряжения.

В лампах типа ДРВ (дуговых ртутных вольфрамовых) такая подкачка энергии не требуется поскольку в них отсутствует индуктивный балласт. Функции ограничения тока выполняются самой вольфрамовой спиралью, с заранее установленным сопротивлением и мощностью, соответствующим пусковым режимам горелки. Напряжение горелки будет нарастать по мере ее разогрева, и постепенно уменьшаться на спирали. В результате внутренняя колба ламп ДРВ будет светиться на 30% меньше, чем лампы уличного освещения ДРЛ.

Основным отличием этих двух ламп является невозможность использования ДРЛ без пускорегулирующего устройства, в качестве которого используется дроссель. Он служит ограничителем тока, питающего лампу и должен обязательно соответствовать ее мощности. Если включение производится без дросселя, такая лампочка моментально сгорит под действием высокого тока, проходящего через нее. Повторное включение лампы ДРЛ можно выполнять лишь после ее полного остывания.

Оба типа ламп обладают повышенной чувствительностью к перепадам температур. Поэтому вся конструкция защищена наружной колбой. Кроме того, ее внутренняя сторона покрыта люминофором, с помощью которого ультрафиолетовое свечение преобразуется в часть спектра красного цвета.

Срок службы лампы ДРЛ

Данные лампы получили широкое распространение для уличного и промышленного освещения. В случае необходимости они могут использоваться и для внутреннего освещения помещений. Такая популярность стала возможной, благодаря таким эргономическим показателям, как соответствие излучения солнечному свету, коэффициент пульсаций светового потока и другим. Немаловажное значение имеет и тот факт, что ламп ДРЛ варьируется в очень широком диапазоне, значительно расширяя сферу их использования.

Особое внимание следует обратить на сроки службы, заявленные производителями. Как показывает практика, ртутные лампы ДРЛ после 2-3 месяцев эксплуатации в зависимости от интенсивности использования, теряют значительную часть светового потока. Вместе с тем, расход электрической энергии остается на том же уровне. Кроме того, было достоверно установлено, что эти лампы обладают так называемым эффектом старения. То есть, через 400 часов работы их световой поток снизится примерно на 20%, а к концу срока эксплуатации данный показатель составит уже 50%.

Данные недостатки полностью перекрываются простотой и технологичностью, доступностью и низкой стоимостью ртутных газоразрядных лампочек. Их использование становится экономически выгодным при отсутствии жестких требований к освещению на конкретном объекте или участке.

Устройство и принцип действия

Предлагаю начать с устройства лампы и ее принципа действия. Мы с вами уже много говорили про лампы, которые подразумевают высокое давление газа внутри себя. Все они имеют в своей конструкции горелку, сделанную из тугоплавкого материала. И лампы ДРЛ не стали исключением. Они состоят из горелки, четырёх электродов, колбы и цоколя. Принцип розжига и работы лампы очень интересный и сложный, но я постараюсь объяснить максимально понятно. Светящим элементом в ртутной лампе высокого давления является электрическая дуга в парах ртути. Начнём с розжига и работы лампы. В горелку заведены четыре электрода, два основных и два разжигающих. Они установлены попарно, таким образом, чтобы расстояние между основным и поджигающим электродом было маленьким. В тоже время расстояние между основными электродами остаётся большим. В момент подачи электрического тока на электроды возникает тлеющий разряд. Сначала он возникает между основным и поджигающим электродом, так как там гораздо меньшее расстояние, что способствует к появлению тлеющего разряда. А вот дальше происходит волшебство — возникает электрическая дуга между двумя основными электродами. На самом деле, как и любому волшебству, этому есть логическое объяснение. Тлеющий разряд, возникший между поджигающим и основным электродами, способствует насыщению внутреннего пространства горелки свободными электронами. Благодаря насыщенной электронами внешней среде, появляется возможность возникновения тлеющего разряда между двумя основными электродами. Как только свободных электронов становиться очень много, он возникает. И благодаря все тем же свободным электронам, мгновенно становится дуговым разрядом. На самом деле, этот процесс, о котором вы читали примерно две минуты, внутри горелки происходит менее чем за секунду. В холодном состоянии, ртуть в лампе находится в виде маленького шарика, либо конденсируется на стенках лампы. Вспоминаем два прошлых параметра, и переходим глазами на следующий абзац.

Читайте также:  Схема осциллятора для плазмореза

Представьте, что свет лампы вы видите уже через секунду после того как она включилась. Но это не означает того, что она начала работать в нормальном режиме. Первые десять-пятнадцать минут, лампа работает в режиме разогрева и потребляет мощность, превосходящую номинальную. Мощность в этот момент ограничивается только сопротивлением пуско-регулирующей аппаратуры. Режим разогрева ртутной лампы высокого давления иногда называют пусковым, и его продолжительность зависит от температуры окружающей среды. Чем выше температура вокруг лампы, тем короче пусковой режим и наоборот. Электрическая дуга в горелке излучает сильное видимое излучение голубого и фиолетового цветов. Но как мы помним из рассказа про люминесцентные лампы, при контакте с электрической дугой ртуть дает ультрафиолетовое излучение. Это совершенно справедливо и для лампы ДРЛ.

Внешняя колба ртутной лампы высокого давления покрыта люминофором, который даёт красноватое свечение. Свечение люминофора, смешиваясь с излучением горелки превращается в белый свет. Очень важно помнить, что лампы типа ДРЛ очень требовательны к питанию. Если напряжение упадёт на 10-15 процентов, световой поток снизиться на 25-30 процентов. Но как только напряжение упадёт ниже 80 процентов от номинального, лампа погаснет. При таком напряжении только что включённая лампа попросту не загорится.

Преимущества и применение

Переходим к местам применения и преимуществам ртутных газоразрядных ламп высокого давления. Применяются лампы ДРЛ в уличном освещении. Так же очень часто лампами ДРЛ освещают большие складские площади и выставочные комплексы. Из преимуществ можно выделить то, что колба горелки заполнена аргоном. Это предотвращает теплообмен с окружающей средой и парами ртути. Внешняя колба покрыта изнутри люминофором и заполнена азотом. Это сохранят тепло у горелки препятствуя его отводу. Такие лампы отличаются компактным размером при большой мощности. У хороших производителей пуск лампы не зависит от температуры окружающей среды. Для ламп высокого качества, характерна возможность выхода на максимальную мощность быстрее, чем за 10 минут.

Выбор

Давайте поговорим о том, как подобрать ртутную газоразрядную лампу высокого давления. Тут будет не много характеристик, из которых выбирать. Но во всем разберемся в процессе. Лампы имеют всегда одинаковый цвет свечения — 5500 кельвинов. Если кто-то забыл, что такое кельвины, может прочитать об этом здесь. Срок службы ламп ДРЛ равен 6000 часов. Это хороший показатель, и он присущ только лампам высокого качества. Если хотите получить такой срок службы, не экономьте на лампе, ее замена в мачте освещения может дорого обойтись. Ртутные газоразрядные лампы высокого давления имеют разную мощность, которая может варьироваться от 125 до 1000 ватт. Для этих ламп характерна, сравнительно высокая световая отдача — более пятидесяти люмен на ватт. Соответственно, в зависимости от мощности, световой поток может быть от 6 250 до 52 000 люмен. Для ламп с самой маленькой мощностью обычно выбирают цоколь Е27, для всех остальных — только Е40.

Резюме

Ртутные газоразрядные лампы высокого давления очень популярны в данный момент. Но их потихоньку вытесняют другие, более современные источники света. 24 сентября 2014 года Россия подписала Минаматскую Конвенцию по ртути. По правилам этой конвенции, будет запрещено производство, импорт и экспорт продукции, содержащей ртуть. Как вы понимаете, будут запрещены не только лампы ДРЛ, но и все люминесцентные. Но пока такие лампы широко распространены, и ими нужно активно пользоваться, так как это действительно хороший источник света для улиц. Помните, некачественные лампы не смогут соответствовать описанным в этой статье критериям. Так что не стоит экономить на них. В одну из наших следующих встреч, я расскажу вам про такие же лампы как ДРЛ, только не требующие пускорегулирующей аппаратуры. До новых встреч.