Технические параметры и схемы подключения ламп ДРЛ

Особенности лампы ДЛР

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.

Что это такое

В названиях ламп обычно закладывается тип источника света. Специалист, разбирающийся в маркировке, быстро определит параметры и принцип действия прибора.

Расшифровка ДРЛ следующая:

  • Д — электрическая дуга, образуемая при подаче напряжения на контакты, приводит к зажиганию лампы. В конструкции задействован дроссель, задача которого — ограничить рабочие токи в заложенных пределах;
  • Р — устройство работает за счет паров ртути;
  • Л — принцип действия источника света. Люминофор, обеспечивающий процесс люминесценции, преобразует ультрафиолетовое свечение в видимый спектр излучения.

Дополнительная информация! Когда внешняя энергия воздействует на материал, излучаемый свет, начинается процесс свечения, называемый люминесценцией.

Ближайшая к ДРЛ разновидность — ДРВ (ртутно-вольфрамовая). Конструкцией и принципом действия они схожи. Только помимо ртутной разрядной горелки устанавливается и вольфрамовая спираль, задача которой — ограничить силу тока, поступающего на горелку. Соответственно, такие лампы не нуждаются в дополнительной пускорегулирующей аппаратуре.

В отличие от ДРЛ, ДРВ лампы:

  • расходуют больше электроэнергии;
  • работают в течение приблизительно 3000 часов;
  • загораются не дольше одной минуты.

Другие «приближенные» виды — лампочки ДРИ и ДНаТ.

Достоинства и недостатки

Дуговые ртутные люминесцентные источники света, в том числе и лампы, имеют следующие преимущества:

  • высокая степень светового потока;
  • долго служат;
  • применимы для освещения при отрицательной температуре;
  • благодаря встроенным электродам не требуют дополнительного устройства для поджога;
  • доступная пускорегулирующая аппаратура.

Есть и ряд недостатков, некоторые из которых накладывают ограничения на сферы применения:

  • как гласит ГОСТ, ртуть и люминофор, содержащийся в этих лампах, должны утилизироваться по особой технологии;
  • малая цветопередача (порядка 45%);
  • для полноценной работы требуется стабильное напряжение. Если оно понизится до 15%, светильник стакой лампочкой перестанет светить;
  • при слишком низких температурах (более −20 градусов по Цельсию), источник света может не зажечься. К тому же, такие условия эксплуатации в разы снижают срок службы лампы;
  • для повторного включения светильника необходимо выждать от 10 до 15 минут;
  • снижение светового потока спустя примерно 2000 часов службы.

Как правило, производитель указывает ряд правил, которых следует придерживаться при эксплуатации этих источников света. Это позволит им дольше прослужить. Даже если лампа установлена в неправильном положении, это отражается на ее сроке службы.

Характеристики

Расшифровка аббревиатуры не отображает параметры ламп ДРЛ. Но, эти сведения необходимо знать, что позволит подобрать подходящее изделие. Основным параметром источника света является мощность, выражаемая в цифрах. Показатели, определяющие условия эксплуатации:

  • световой поток. От этого зависит, сколько понадобится ламп, чтобы создать требуемую освещенность участка;
  • срок службы. Для каждой модели свой период гарантированной службы;
  • типоразмер цоколя и габариты. Влияют на выбор светильника, для которого подходит лампа.

Мощность ДРЛ колеблется от 50 до 2000 Вт. Наиболее распространенный вид — ДРЛ 250, со следующими параметрами:

  • мощность — 250 Вт;
  • напряжение — 130 В;
  • световой поток — 13500 лм;
  • светоотдача — 54 лм/Вт;
  • цоколь — Е40;
  • диаметр — 91 мм;
  • высота — 228 мм;
  • срок службы — больше 12000 часов.

В течении первых 10-15 минут работы лампа «разогревается», потребляя мощность выше номинального значения.

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.

ДРЛ характерны мощным световым потоком. В то же время, в них «хромает» цветопередача, поэтому для освещения жилых помещений их не используют.

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.

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

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.

Как правильно подключить

ДРЛ подключается к сети также, как и традиционная лампочка накаливания. Единственное, для работы газоразрядного изделия требуется пускорегулирующий аппарат, а именно — дроссель. Именно он регулирует значения рабочего тока. Этот элемент также предотвращает перегорание светильника.

Дополнительная информация! Дроссель не только «разжигает» лампу, но и корректирует ее работу. Его функциональная задача — стабилизация напряжения, подаваемого на контакты газоразрядной трубки.

Сами дроссели бывают независимыми и встраиваемыми. От этого зависит выбор подходящего светильника.

Ниже представлена схема подключения со следующими обозначениями:

  • EL1 — ДРЛ;
  • C — неэлектролитический конденсатор, рассчитанный на работу с напряжением не ниже 250 В. Он уменьшает реактивную мощность и, как следствие, снижает потребление электроэнергии;
  • L1 — дроссель. Подбирается в зависимости от мощностных характеристик лампы;
  • F1 — предохранитель.

Если попытаться запустить лампочку без дросселя, она моментально перегорит, так как пропустит через себя большой ток. Обращаться с ДРЛ изделиями следует аккуратно, так как в них содержится пусть всего капля, но ртути, которая развеивается по помещению 25 м2.

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.

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.


Схема подключения лампы ДРЛ

Дуговая ртутная лампа (ДРЛ) имеет еще одно название – дуговая ртутная люминофорная. Они относятся к категории лампочек высокого давления и используются, в основном, как общее освещение территорий с большими объемами: улиц, площадок, производственных помещений и др. Схема лампы ДРЛ позволяет получить высокую светоотдачу. Мощность колеблется в пределах от 50 до 2000 ватт, они работают при переменном токе, напряжением 220 вольт и частотой 50 герц.

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

Устройство и принцип работы ДРЛ

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.

Читайте также:  Как подключить и настроить светодиодную RGB ленту

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.

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.

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.

Подключение лампы ДРЛ без дросселя

Иногда ДРЛ без дросселя может быть запущена с применением специальной технологии. Это делается в тех случаях, когда прибор вышел из строя, а заменить его в данный момент нечем. Вместо дросселя можно использовать обычную лампу накаливания, обладающей такой же мощностью, что и ДРЛ и обеспечивающей необходимое сопротивление. Другой вариант предполагает установку одного или нескольких конденсаторов. Здесь потребуются точные расчеты выдаваемого ими тока, полностью соответствующему необходимому напряжению для работы.

В последнее время появились специальные лампы ДРЛ-250, работающие без дросселя. В их конструкции присутствует спираль определенного типа, выполняющая функции стабилизатора и дополнительно разбавляющая излучаемый световой поток.

Иногда светильник после подключения отказывается работать или работает неправильно. В этом случае лампу нужно протестировать и убедиться в ее работоспособности. Для этого используются омметр или тестер, с помощью которых все обмотки проверяются на разрыв или короткое замыкание. При их обнаружении прибор будет показывать ненормальное значение.

Правильное подключение лампы ДРЛ

Ртутная дуговая лампа высокого давления, является одно из разновидностей электрической лампы. Она широко используется, чтобы осветить крупные объекты, например, заводы, фабрики, складские помещения и даже улицы. Она обладает высокой отдачей света, но при этом не имеет высокой степени качества и светопередача довольно низкая.

Такие устройства обладают очень широким спектром мощности, от пятидесяти до двух тысяч ват, и работают от стандартной сети в 220 вольт, при частоте пятьдесят герц.

Устройство и принцип работы

Работа осуществляется благодаря пуско-регулирующему устройству, состоящему из индуктивного дросселя.

Схема устройства лампы ДРЛ

Состоит такое устройство из трёх основных компонентов:

  • Цоколь – является основанием и подключается к сети.
  • Кварцевая горелка – центральный механизм прибора.
  • Стеклянная колба – основная защитная оболочка из стекла.

Принцип работы такого устройства очень простой, к лампе подходит напряжение от сети. Ток, доходит к промежутку между одной и второй пар электродов, которые размещены на разных концах лампы. Благодаря небольшому расстоянию, газы легко ионизуются. После ионизации в промежутках между дополнительными электродами, ток поступает на основные, после чего лампа начинает светиться.

Максимально лампа разгорается примерно через семь-десять минут. Это обусловлено тем, что ртуть, которая излучает свет при зажигании, находится сгустком или налётом на стенках колбы и ей необходимо время разогреться. Период полного включения увеличивается спустя некоторое время при эксплуатации.

Классифицируют дрл ламы по форме цоколя, мощности, принципу установки. Очень часто их изготовляют с разного материала, что также может являться классификацией устройств. Существуют разновидности с добавкой особых паров в конструкцию, например, такие как натриевые лампы, металлогалогенные и ксеноновые.

Существует разновидность с дополнительным излучением красного спектра света. Они называются дуговыми ртутно-вольфрамовыми. Их внешний вид абсолютно не отличается от стандартного устройства дрл 250, но в своей конструкции они имеют специальную накаливающуюся спираль, которая и добавляет красный спектр к световому потоку.

Схема подключения через дроссель

Чтобы лампа дрл работала исправно необходима правильная схема подключения данного устройства. Благодаря грамотной установке зажечь такую ламу не составит никаких проблем, и она будет работать всегда качественно и без сбоев.

К тому же неправильное подключение повышает риск, что устройство испортится и перегорит раньше времени или вообще, при первом включении.

Схема подключения довольно простая и представляет собой цепь последовательно соединённого дросселя и самого устройства ДРЛ 250. Подключение производится к сети 220 вольт и работает при стандартной частоте. По этому их без труда можно установить в домашнюю сеть. Дроссель работает стабилизатором и корректировщиком работы. Благодаря ему источник света не мигает, работает непрерывно и при нестабильном входящем напряжении световой поток остаётся неизменным.

Подключение ДРЛ через дросель

Бездроссельное подключение невозможно, так как лампа сразу сгорит. Для пуска, схема должна питаться довольно большим напряжением, которое иногда достигает отметки эквивалентной двум-трём входящим напряжениям.

Как ранее говорилось, загорается устройство дрл не сразу. В редких случаях полный разогрев и начало работы в полную мощность может быть спустя пятнадцать минут.

Проверяем работоспособность

Если после подключения ваша лампа не хочет работать либо работает неправильно, следует её проверить и провести тестирование и убедиться в её исправности. Для этого вам поможет специальный тестер или омметр.

С их помощью необходимо проверить все витки обмотки на разрыв или короткое замыкание между соседними витками. Если схема имеет разрыв, тогда сопротивление будет бесконечно большим и прибор покажет ненормальное значение. В таком случае необходимо полностью заменять обмотку.

Если же разрыва нету, но присутствует потеря изоляции из-за чего проходит короткое замыкание, сопротивление будет незначительно повышаться. Если небольшое количество витков взаимодействуют между собой, тогда повышение будет незначительным.

Если же замыкание происходит в обмотке дросселя, тогда повышения сопротивления практически не будет и на работу устройства это никак не повлияет. Проверив всю обмотку омметром, или тестером и не выявим никаких проблем, необходимо искать проблему в самой лампочке или в системе подачи электроэнергии.

Запускаем лампу без дросселя

Если вы хотите использовать модель дрл 250 как обычно устройство без применения стандартного дросселя, её можно подключить по специальной технологии.

Самым простым вариантом подключения, является покупка специальной дрл 250, которая может работать без дросселя. Она оснащена специальной спиралью, которая работает как стабилизатор и дополнительно разбавляет излучаемый свет.

Одним из вариантов не использовать дроссель, является подключение в схему обычной лампы накаливания. Она должна обладать той же мощность что и дрл, чтобы выдавать необходимое сопротивление и подавать напряжение на источник света дрл 250.

Ещё одним вариантом убрать дроссель из конструкции, является установка конденсатора или группы конденсаторов. Но в таком случае необходимо точно рассчитать выдаваемый ими ток. Он должен полностью соответствовать необходимому напряжению для работы.

Лампа ДРЛ 125,250,400,700 расшифровка и технические характеристики

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.

Устройство дуговой ртутной лампы

Первые горелки, которые применялись в этом типе световых источников имели 2 электрода, это требовало наличия дополнительного устройства, которое генерирует мощные импульсы для зажигания дуги. Напряжения горения ламп ниже, чем напряжение запуска. Первым устройством было ПУРЛ-220 – Пусковое Устройство Ртутных Ламп. 220 – это рабочее напряжение в вольтах. ПУРЛ-220 было недолговечным, так как базировалось на газовом разряднике. В семидесятые годы двухэлектродные лампы были сняты с производства. На смену пришли горелки с четырьмя электродами. Им не требовалось внешнего устройства для запуска. Запуск происходит намного проще.

Читайте также:  Как подключить двух-, четырех- и пятиконтактное реле

1 – основной электрод.

2 – поджигающий электрод.

3 – выводы электродов из горелки.

5 – резистор (сопротивление).

В основе работы лежит два процесса:

  • Электрическая дуга между электродами.
  • Процесс люминесценции.

Внешний корпус изготавливают из специального жаропрочного стекла. Из колбы – внешнего корпуса откачан воздух. Вместо него закачан азот, либо инертный газ. Его предназначение – предотвращение теплообмена между горелкой и колбой. Тем не менее температура баллона может достигать 120 градусов. Цоколь предназначен для фиксации в патроне подключения. Внутренняя часть колбы покрыта изнутри люминофорным слоем. Люминофор – вещество, которое способно светиться в видимом нами спектре при облучении ультрафиолетом, либо при бомбардировке электронами. В случае с ДРЛ лампами – ультрафиолетовым излучением. Светящимся телом является электрическая дуга между электродами. Из-за наличия люминофорного покрытия колба непрозрачная.

В момент, когда лампа не подключена и холодная, ртуть может быть либо в виде шарика, может быть в виде тонкого слоя на стенках горелки.

Горелка представляет собой трубку из кварцевого стекла (либо специальной тугоплавкой прозрачной керамики), так как оно термостойкое и пропускает ультрафиолетовое излучение. Внутри находится строго дозированные порции инертного газа. Ультрафиолет вызывает свечение люминофорного слоя. Это самая главная часть – излучатель.

Резисторы необходимы для ограничения пусковых токов.

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:

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:

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

Номинальный ток дросселя (ПРА)

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.

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.

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.

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.

Выбор и характеристики ДРЛ

Среди зарекомендовавших с положительной точки зрения поставщиков можно упомянуть: GE, Philips, Osram, Sylvanya, Radium, DELUX, Лисма, Евросвет, E.NEXT.

Имеются модели с уже встроенным балластом. Таким внешний дроссель не требуется.

Для того, чтобы выбрать необходимый тип осветительного прибора потребуется ответить на такие вопросы:

  • Какой срок службы необходим?
  • Какая яркость будет достаточная для освещаемой площади?
  • Патрон под какой цоколь будет использоваться?
  • Какая потребуется мощность?

Особенностью этого типа ламп является требование к их размещению. Они должны быть расположены высоко. К примеру, осветитель мощностью 125 Вт должен быть поднят на высоту 4 метра, а мощностью 1 кВт – уже на 8 метров.

Принцип действия, особенности и использование ламп ДРЛ

Одним из самых популярных способов освещения улиц, промышленных помещений и открытых площадок является использование светильников с лампами высокого давления (ДРЛ, что можно расшифровать как дуговые ртутные лампы). Их особенность заключается в естественном спектре, высоком КПД и большом сроке службы. И, хотя на сегодняшний день известны и более экономичные и выгодные варианты (например, натриевые), лампа ДРЛ по-прежнему используется. Причём, самыми популярными устройствами являются варианты на 250 и 400 Вт.

Принцип действия

Конструкция лампы высокого давления достаточно простая и включает следующие элементы:

  • горелку, представляющую собой кварцевую колбу с двумя парами электродов, заполненную аргоном с добавлением дозированной капли ртути;
  • цоколь, при помощи которого электроэнергия передаётся от сети электродам;
  • заполненную азотом стеклянную колбу, где размещают горелку. Её внутреннюю поверхность покрывают люминофором.

Принцип действия основан на том, что её светящее тело выступает в качестве столба дугового электроразряда. Такая особенность достигается особым способом зажигания устройства:

  1. При подаче энергии на лампу между электродами создаётся разряд и практически сразу становится дуговым;
  2. В течение 10 мин после появления электроразряда технические характеристики прибора достигают номинальных значений. Время пускового периода зависит от температуры окружающей среды – чем она ниже, тем дольше разгорается лампа;
  3. От разряда внутри колбы появляется голубое (фиолетовое) свечение и ультрафиолетовое излучение, заставляющее светиться ещё и люминофор. Оба потока смешиваются, и лампа становится белой.

В процессе горения лампы напряжение электросети приводит к появлению колебаний светового потока в пределах 20–30 процентов. Приборы могут нагреваться, из-за чего приходится использовать вместе с ними специальные термостойкие провода и качественные контакты для патронов. Ещё одна особенность – трудности с зажиганием нагретых ламп, что приводит к необходимости подождать некоторое время перед запуском только что выключенного освещения и, при возможности, проверить остывание приборов.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом оборудования данного типа является высокая светоотдача по сравнению со стандартными осветительными приборами. Например, лампа ртутная ДРЛ 250 Е40 (расшифровка последнего элемента названия определяет вид цоколя) обеспечит световой поток на уровне 12000 лм, что сравнимо с обычной мощностью 1000 Вт. Натриевые приборы ещё эффективнее, но имеют другие недостатки.
На работу ламп практически не влияет ни температура, ни атмосферные осадки. Это позволяет использовать их для уличного освещения. Другими плюсами выбора ДРЛ можно назвать:

  • длительный срок службы, достигающий 20 тысяч часов. Например, для ДРЛ 400 Вт Е40 эксплуатационный период равен в среднем 15000 ч., что можно проверить в ходе её использования;
  • высокий световой КПД;
  • спектр излучения, близкий к естественному (в отличие от натриевых приборов, при использовании которых преобладает красный цвет);
  • компактные размеры больших ламп мощностью больше 400 Вт.

Среди недостатков приборов высокого давления отмечают:

образование озона в процессе работы, что необходимо учитывать при проектировании вентиляции помещений. Для уличного использования недостаток несущественный, как и при работе натриевых ламп, тоже выделяющих газ;

  • сравнительно высокую стоимость (лампа мощностью 400 Вт в 5–7 раз дороже обычной);
  • увеличение габаритов для некоторых вариантов (например, лампа ДРЛ 125 Е40 превышает по размеру устройство аналогичной мощности с вольфрамовой нитью);
  • изменение спектра через несколько месяцев использования в результате изменения технических характеристик слоя люминофора;
  • наличие ртути в составе. Из-за этого лампы ДРЛ, так же как и натриевые, приходится утилизировать отдельно, а специальные службы могут проверить соответствие числа купленных и утилизированных приборов.

Лампы такого типа обладают высокой чувствительностью к скачкам напряжения и требуют подключения через ПРА, что можно расшифровать как пускорегулирующий аппарат. Во время работы оборудование издаёт гудение, а спектр потока света может быть неприятным для глаз. Из-за этого приборы не используются в жилых помещениях и требуют включения по особой схеме – через дроссель. А применять их на производстве с вращающимися деталями нежелательно из-за появления стробоскопического эффекта (подвижные элементы кажутся неподвижными и затрудняют возможность проверить запуск в работу, например, станка).
Сравненительный анализ ламп можно увидеть в статье «Сравнение разных типов ламп.»

Включение в сеть

Напрямую включать лампу ДРЛ в сеть 220В нельзя, так как это может привести к её выходу из строя и короткому замыканию. Схема требует последовательного подключения ПРА. Пускорегулирующий аппарат (дроссель) выступает в роли реактивной нагрузки и гасит часть напряжения электросети, ограничивая ток и позволяя запустить лампу. Примерно тот же способ применяют и для натриевых осветительных приборов.

Читайте также:  Однофазное реле контроля напряжения: схема подключения

Использование дросселя вызывает и появление шума, и увеличивает стоимость системы освещения. Это же устройство приводит и к невозможности зажигания горячих ламп.

Из-за этого в последнее время стандартные дроссели со стальными катушками заменяются в схемах подключения электронными вариантами. Современное оборудование обеспечивает минимальную величину мерцания, стабильный поток света и отсутствие шума, хотя и не способны справиться с изменениями спектра.

Применение ламп

Чаще всего уличное освещение с помощью ламп высокого давления мощностью 400–2000 Вт устраивают для таких объектов:

  • открытых производственных участков, строительных площадок и складов;
  • проезжей части автомобильных тоннелей;
  • автостоянок, остановок и платформ;
  • тротуаров, дворов, парков, площадей;
  • пешеходных переходов.

В помещениях применение такого оборудования (ДРЛ 125–400 Е40) целесообразно для:

  • бытовых помещений;
  • производственных цехов;
  • сельскохозяйственных комплексов.

Пользуются лампами ДРЛ в сочетании с разноцветными плафонами и для декоративного уличного освещения архитектурных памятников и административных зданий. А мощность и спектр подбирают в зависимости от объекта, требуемой площади светового пятна и высоты подвеса. Так, для цехов достаточно варианта на 400 Вт. А для уличного использования требуется лампа ДРЛ 700 Вт Е40 или натриевые аналоги.

Ультрафиолет – получаем в домашних условиях быстро и за копейки.

Сейчас химия на основе фотокатализаторов получает большое распространение. Разнообразные клеи лаки, фоточувствительные эмульсии и прочие интересные достижения химической промышленности. К сожалению, промышленные установки для УФ стоят приличных денег.

А что, делать если хочется только попробовать химию? подойдёт или нет ? Для этой цели покупать фирменные устройства за N килобаксов, слишком кучеряво…

На территории бывшего СССР обычно из положения выходят добывая кварцевые трубки из лам типа ДРЛ, иметься целая линейка лам от ДРЛ-125 до ДРЛ-1000 с помощью них можно получить достаточно мощное излучение, этого излучения обычно хватает для большинства эпизодических задач. Типа отвердеть клей или лак раз в месяц, или засветить фоторизист.

Как добывать трубку из ламп ДРЛ, как это делать безопасно, написано много информации. Хочется коснуться другого аспекта, а именно запуска этих ламп с минимальными финансовыми затратами.

Штатно для запуска используется специальный дроссель с увеличенных магнитным рассеянием. Но даже он не всегда доступен, а т.к. он тяжёлый то обычно в регионы доставка влетает в копеечку. Дроссель на 700W + доставка тянет на 100$. Что для варианта попробовать, тоже, так не разу не дешёво.

Основной проблемой запуска ртутных ламп являться наличие дугового разряда. Причём холодная лампа и горячая имеют принципиально разное сопротивление горящей дуги. Примерно от единиц Ом до десятков Ом. Соответственно для этого и служит дроссель который ограничивает ток во время запуска и работы лампы. Надо признать, что дроссель является достаточно архаичным инструментом, и для дорогих и мощных лам применяемых в UF-сушилках (несколько килловат мощности, и несколько тыс. долларов за лампу) применяют блоки электронной стабилизации горения дуги. Эти блоки позволяют более точно выдерживать параметры горения дуги продлевая тем самым жизнь лампы, и уменьшая проблемы при отверждении. Даже для архаичной ДРЛ производитель пишет, разброс напряжения не более 3% в противном случае уменьшение срока службы.

Как запустить Лампу ДРЛ без дросселя подручными средствами?

Ответ простой, надо всё го лишь ограничить ток, на всех режимах работы, начиная с разогрева, и заканчивая рабочим режимом. Ограничивать будем резистором.

Но так как резистор надо очень мощный, будем использовать имеющиеся под рукой нагревательные приборы (лампы накаливания, утюги, чайники, тены для нагрева воды, ручные кипятильники и т.д.) Это звучит смешно, но это будет работать и выполнять свои задачи.

Единственный недостаток, это перерасход электричества, т.е. если мы запустим лампу ДРЛ на 400W на балласте будет выделяться в тепло около 250W. Но думаю для задачи попробовать ультрафиолет, или для эпизодических работ это несущественно.

Почему так никто не делал?

Почему никто, существуют лампы ДРБ в которых использован именно этот принцип. Рядом с кварцевой трубкой, расположена нить накаливания обычной лампочки.

А писатели в интернете видимо не учили в школе физику. Ну конечно ещё один маленький нюанс, нужна цепь прогрева, т.е. греем лампу одним резистором, а на рабочий режим выводим другим. Но думаю, с выключателем и двумя проводками многие справятся 🙂

Так, для многих правильные схемы, это тёмный лес, постарался изобразить в картинках. Более приближенно к жизни.

Как это работает?

1) Этап прогрева, выключатель должен быть обязательно разомкнут . Включаем лампу в сеть. Лампа накаливания начинает ярко светиться, трубка в лампе ДРЛ начинает мерцать и медленно разгораться. Минут через 3..5 трубка в лампе уже начнёт светить достаточно ярко.

2) Второе замыкаем выключатель на основной балласт, ток ещё увеличиться и ещё через 3 мин лампа выйдет на рабочий режим.

Внимание суммарно на нагрузке лампы + утюги чайники и т.д. будет выделять мощности сопоставимые с мощностью лампы. Утюг допустим, может отключиться встроенным термореле, и мощность лампы ДРЛ снизиться.

Для большинства такая схема будет очень сложной, особенно для тех у кого нет прибора для замера сопротивления. Для них я ещё более упростил схему:

Запуск простой, выкручиваем лампы, оставляем только нужное количество (1-2шт) для запуска горелки, и по мере прогрева начинаем вкручивать. Для мощных лам ДРЛ можно использовать в качестве резистора трубчатые галогенные лампы.

Теперь самое сложное:

Наверно, уже многие поняли, что лампы и нагрузки надо как то подбирать? Безусловно, если взять какой то утюг и подключить к лампе ДРЛ-125 от лампы ничего не останется, а вы получите ртутное заражение. К стати, тоже самое будет, если вы возьмете для лампы ДРЛ-125 дроссель от ДРЛ-700. Т.е. мозг всё таки надо включать .

Несколько простых правил, что бы сберечь силы нервы и здоровье 🙂

1)Ориентироваться на шильдики приборов нельзя, нужно замерять реальное сопротивление омметром и делать вычисления. Либо использовать с запасом прочности, выбирая чуть меньшую мощность чем можно.

2)Замерять сопротивление ламп накаливания бесполезно, холодная спираль имеет в 10 раз меньшее сопротивление, чем горячая. Лампы накаливания худший выбор, приходиться ориентироваться по надписи на лампе. И не в коем случае не включаете нагрузку из лам накаливания разом, вкручивайте их по 1-штуке, уменьшая броски тока. Так как подозреваю, что это будет самый популярный способ включения лампы ДРЛ без дросселя. Снял ролик для примера.

3)Из общих соображений для начала разогрева лампы ДРЛ используйте нагрузку не сильно больше её номинальной мощности. Для примера ДРЛ-400 для прогрева используйте 300-400ват.

Таблица для разных ламп:

Тип лампыV-дугиI-дугиR-дугиБаластный резисторНадпись на баластеутюгелампетэнТепло на баласте при работе
ДРЛ-125125 В1 А125 Ом80 Ом500 Вт116 Вт
ДРЛ-250130 В2 А68 Ом48 Ом1000 Вт170 Вт
ДРЛ-400135 В3 А45 Ом30 Ом1600 Вт250 Вт
ДРЛ-700140 В5 А28 Ом17 Ом2850 Вт380 Вт

Комментарии к таблице:

1 – наименование лампы. 2 – рабочее напряжение на прогретой лампе. 3 – номинальный рабочий ток лампы. 4 – примерное рабочее сопротивление лампы в разогретом состоянии. 5 – сопротивление балластного резистора для работы на полную мощность. 6 – примерная мощность написанная на шильдике устройства (тэны, лампы и т.д.) которое будет использовано в качестве балластного резистора. 7 – мощность в ватах, которая будет выделяться на балластном резисторе, или устройстве его заменяющем.

Если сложно, или вам кажется, что это не будет работать. Снял ролик, в качестве примера лампа ДРЛ-400 запускаю её тремя лампами по 300вт (обошлись мне по 30руб штука). Мощность на лампе ДРЛ получилась около 300W потери на лампах накаливания 180W. Как видно ничего сложно нет.

Теперь ложка дёгтя:

К сожалению, использовать горелки от ламп ДРЛ в коммерческом применении не так просто как кажется. Кварцевая трубка в лампах ДРЛ выполнена из расчётов работы в среде инертного газа. В связи с этим введены некоторые технологические упрощения в производстве. Что незамедлительно сказывается на сроке службы, как только вы разбиваете внешний баллон лампы. Хотя конечно с учётом дешевизны (Ваттрубль) ещё не известно, что более выгодно специализированные лампы, или постоянно меняемые излучатели из ДРЛ. Перечислю, основные ошибки при проектировании всяких устройств из ламп ДРЛ:

1) Охлаждение лампы. Лампа должна быть горячая, охлаждение только косвенное. Т.е. охлаждать надо отражатель лампы а не лампу саму. Идеальный вариант засунуть излучатель в кварцевую трубку, и охлаждать внешнюю кварцевую трубку, а не сам излучатель.

2) Использование лампы без отражателей, т.е. разбили колбу и вкрутили лампу в патрон. Дело в том, что при таком подходе лампа не прогревается до рабочих температур, идёт сильная деградация и уменьшение срока службы в тысячи раз. Лампу надо поставить как минимум в U-образный отражатель из алюминия, что бы поднять температуру вокруг лампы. И заодно сфокусировать излучение.

3) Борьба с озоном. Ставят мощные вентиляторы вытяжки, и если поток идёт сквозь лампу, то получаем охлаждение. Надо разрабатывать косвенный отвод озона, что бы забор воздухаозона шёл в как можно дальше от лампы.

4) Топорность при обрезке цоколя. При добывании излучателя, надо действовать максимально осторожно, иначе микротрещины в местах подключения проводников к лампе разгерметизируют её за десяток часов горения.

Очень частый вопрос про спектр излучения кварцевой колбы от ламп ДРЛ. Потому как некоторые производители химии пишут спектр чувствительности своих фотоинициаторов.

Так УФ излучатель лампы ДРЛ находиться в средней точке между высоким и очень высоким давлением у неё несколько резонансов в диапазоне от 312 до 579нм. Основные спектры резонанса выглядят примерно так.

Так же хочется отметить, что большинство доступных оконных стёкол отрежут спектр лампы с низу до 400нм с коэффициентом затухания 50-70%. Учитывайте это при проектировании установок экспонирования отверждении и т.д. Либо ищите химически чистые стёкла с нормированными показателями пропускания.

Хочется напомнить используйте средства защиты при работе с UF излучением, вот пару роликов для просмотра.

Первый ролик. Обращаем внимание на инопланетянина таскающего оттиски к сушке со снятым чехлом, вот так вот защищаться приходиться от UF излучения.

Второй ролик ручная сушилка для лака. К сожалению не сказано, что нужна вытяжка, озон не сильно полезен…

Ну что, ещё не страшно тогда продвигаемся дальше. А как быть бедным полиграфистамшелкографам которые решили попробовать современные UF краски. Цены от фирменных сушилок захватывают дух, а если перевести в рубли, то просто прибивают.

Думаю многие пробовали сушить ДРЛ трубками, и ничего не получалось, ну кроме некоторых сортов лака.

В общем продолжение следует.

Читайте мои обзоры о принтерах и прочем оборудовании на моём сайте следите за обновлениями.

Ссылка на основную публикацию