Лампи ДРЛ: конструкція та принцип роботи газорозрядної лампи

Електрична лампа ДРЛ – представник газорозрядних освітлювальних приладів, відрізняється насиченим світловим потоком і довговічністю. Ртутні світильники добре себе зарекомендували при облаштуванні штучного освітлення вулиць та промислових об’єктів.

Однак ряд техніко-експлуатаційних нюансів не дають їх застосовувати в побуті та ставлять під сумнів їхню доцільність використання в інших сферах життя.

Зміст статті:

  • Пристрій ртутної лампи
  • Принцип роботи: суть перехідних процесів
  • Специфіка застосування: плюси і мінуси ламп
  • Критерії вибору: оцінка технічних показників
  • Якому виробнику віддати перевагу
  • Порівняння лампочок ДРЛ з аналогами
  • Вимоги щодо утилізації ртутних приладів
  • Відео: робота ртутно-дугової лампи

Пристрій ртутної лампи

Світильники ДРЛ відносяться до газорозрядним приладів високого тиску. Пріоритетна сфера використання – освітлення вулиць, підприємств, гаражів і цехів промислового призначення. ДРЛ застосовуються там, де необхідний потужний світловий потік, а до якості передачі кольорів не пред’являються особливі вимоги.

Основні функціональні частини:

  • Колба. Зовнішня оболонка приладу виготовлена з жароміцного скла. Всередині знаходиться кварцова пальник, до якої підведені провідники. Стиковка електродів з катодами відбувається за рахунок з’єднання протилежних полярностей з вугільним резистором. З колби викачано повітря, а азот закачаний, внутрішня поверхня покрита люмінофором.
  • Цоколь. Відповідає за прийом електроенергії з мережі за рахунок з’єднання точкового і різьбового контакту з патроном, вмонтованого в світильник.
  • Кварцова пальник. Головний функціональний елемент ртутної лампи. Конструктивно це кварцова колба, в якій з двох сторін розміщені електроди: два основних і два додаткових запалюючих.
  • Простір колби під тиском заповнено інертним газом, що забезпечує ізоляцію теплообміну між внутрішньою середовищем і пальником. Додатково туди додається буквально крапля ртуті. У холодному стані ртутне з’єднання виглядає як наліт на колбі або має форму кульки.

    Лампи ДРЛ: конструкція та принцип роботи газорозрядної лампиЩоб розібратися з принципом роботи ртутно-дугового лампочки, слід ознайомитися з її пристроєм і роллю складових елементів

    Принцип роботи: суть перехідних процесів

    Дія дугової ртутної лампи базується на процесах електричного розряду в газоподібному середовищі, що протікають в колбі під великим тиском. Це генерує джерело світіння за типом спіралі до лампочки розжарювання. Але їм є не розжарена вольфрамова нитка, а шнур світяться ртутних парів, «натягнутий» між електродами.

    Стійке світіння ДРЛ-лампи починається через 8-10 хвилин після подачі енергії. За цей час струм, що протікає в освітлювальному приладі, вище номінального значення, а обмежується опором пускорегулювальної апаратури.

    Тривалість пуску залежить від температури зовнішнього середовища – чим холодніше, тим довше «розігрів» лампи. Після включення ртуть при нагріванні повільно випаровується і поступово посилює розряд між робочими електродами. Коли ртутна складова повністю перейде в газоподібну форму, а тиск всередині збільшиться, то лампочка вийде на максимальну світловіддачу.

    Лампи ДРЛ: конструкція та принцип роботи газорозрядної лампиДо лампи подається електроенергія, між основним і запальниковим електродом створюється тліючий розряд. По мірі накопичення носіїв заряду з’являється пробій між двома протилежними основними електродами виникає дуговий випромінювання

    Вольтова дуга в ртутних парах створює світіння неприйнятною кольору переважно синьо-зелених відтінків. Люмінофор відповідає за перетворення УФ-випромінювання в червоні тони світла. Поєднання кольорів дає біле холодне світіння ДРЛ лампочки.

    Специфіка застосування: плюси і мінуси ламп

    Освітлювачі типу ДРЛ переважно встановлюються на стовпах для освітлення вулиць, проїжджих доріг, паркових зон, прибудинкових територій та нежитлових споруд. Це обумовлено технічними та експлуатаційними особливостями ламп.

    Головний плюс ртутно-дугових приладів – висока потужність, що забезпечує якісне освітлення просторих площ і великих об’єктів.

    Лампи ДРЛ: конструкція та принцип роботи газорозрядної лампиВарто відзначити, що паспортні дані ДРЛ по світловому потоку актуальні для нових ламп. Через квартал яскравість погіршується на 15%, через рік – на 30%

    До числа додаткових переваг можна віднести:

  • Довговічність. Середній строк роботи, що заявляється виробниками, – 12 тисяч годин. При цьому, чим потужніший лампа, тим вона довше служитиме.
  • Робота при низьких температурах. Цей вирішальний параметр при виборі освітлювального приладу для вулиці. Газорозрядні лампи морозостійкі і зберігають свої робочі характеристики при мінусових температурах.
  • Хороша яскравість і кут освітлення. Світловіддача ДРЛ-приладів залежно від їх потужності коливається в межах 45-60 Лм/Ст. Завдяки роботі кварцової пальника і люминофорному покриття колби досягається рівномірний розподіл світла з широким кутом розсіювання.
  • Компактність. Лампи відносно невеликі, довжина виробу на 125 Вт близько 18 см, приладу на 145 Вт – 41 см. Діаметр – 76 і 167 мм відповідно.
  • Одна з особливостей використання освітлювачів ДРЛ – необхідність підключення до мережі через дросель. Роль посередника – обмеження струму, напруги лампочку. Якщо приєднати освітлювальний прилад в обхід дроселя, то із-за великого електроструму він згорить.

    Лампи ДРЛ: конструкція та принцип роботи газорозрядної лампиСхематично підключення представлено послідовним з’єднанням ртутної люминофорной лампи через дросель до мережі живлення. У багатьох сучасних освітлювачі ДРЛ вже вбудований пускорегулювальний механізм – такі моделі дорожче звичайних ламп

    Ряд недоліків обмежує застосування ДРЛ-світильників в побуті. Суттєві мінуси:

  • Тривалість розпалювання. Вихід на повну освітленість – до 15 хвилин. Для розігріву ртуті потрібен час, що в умовах будинку дуже незручно.
  • Чутливість до якості електропостачання. При зниженні напруги на 20% і більше від номінального значення, включити ртутну лампу не вийде, а світиться прилад потухне. При зниженні показника на 10-15% – погіршується яскравість світла на 25-30%.
  • Шум при роботі. ДРЛ-світильник видає звук, що дзижчить, не помітний на вулиці, але відчутний в приміщенні.
  • Пульсація. Незважаючи на застосування стабілізатора, лампочки мерехтять – виконувати тривалу роботу при такому освітленні небажано.
  • Низька передача кольору. Параметр характеризує реальність сприйняття оточуючих кольорів. Рекомендований індекс передачі кольору для житлових приміщень – не менше 80, оптимально – 90-97. У ламп ДРЛ значення показника не досягає 50-ти. При такому освітленні неможливо чітко розрізняти відтінки і кольори.
  • Небезпечність застосування. У процесі роботи виділяється озон, тому при експлуатації лампи всередині приміщення потрібна організація якісної вентсистеми.
  • Крім того, наявність в колбі ртуті саме по собі представляє потенційну небезпеку. Такі лампочки після використання не можна просто викинути. Щоб не забруднювати навколишнє середовище, вони утилізуються відповідним чином.

    Лампи ДРЛ: конструкція та принцип роботи газорозрядної лампиЩе одне обмеження застосування газорозрядних ламп у побуті – необхідність їх установки на значній висоті. Моделі потужністю 125 Вт – підвіс до 4 м, 250 Вт – 6 м, 400 Вт і могутніше – 8 м

    Істотний мінус ДРЛ освітлювачів – неможливість повторного включення до повного охолодження лампи. При роботі приладу тиск газу всередині скляної колби сильно підвищується (до 100 кПа). Поки лампа не охолоне, пробити іскровий проміжок напругою запуску неможливо. Повторне включення відбувається приблизно через чверть години.

    Критерії вибору: оцінка технічних показників

    Визначаючи оптимальний варіант освітлювального приладу, слід брати до уваги наступні характеристики:

    • потужність;
    • форму/розмір цоколя;
    • яскравість світлового потоку;
    • тривалість роботи.

    Потужність. При виборі цього параметра варто орієнтуватися на призначення і розташування світильника. Якщо прилад купується для освітлення дороги, то треба врахувати відстань між ліхтарями – чим воно більше, тим продуктивніше повинні бути лампи.

    Лампи ДРЛ: конструкція та принцип роботи газорозрядної лампиДіапазон потужностних характеристик освітлювачів ДРЛ знаходиться в межах 80-1000 Вт. Це значення відображено у маркуванні ламп, наприклад, ДРЛ 250, ДРЛ 400 і т. д.

    Світловий потік. Головний показник світлового випромінювання, спрямованого в різні сторони. Параметр вимірюється в люменах (Лм). Саме за цим критерієм, а не по потужності, необхідно порівнювати продуктивність різних типів ламп.

    Лампи ДРЛ: конструкція та принцип роботи газорозрядної лампиСвітильники з лампою ДРЛ для видачі потрібного світлового потоку витрачають більше енергії, ніж їх світлодіодні аналоги та освітлювачі ДНаТ. Яскравості LED-приладу в 100 Вт відповідає показнику освітленості ртутно-дугового побратима 400 Вт

    Значна економія на енергоресурсах – вагомий аргумент на користь світлодіодів. Висока вартість LED-ламп окупається в перший рік експлуатації.

    Цоколь. ДРЛ освітлювачі випускаються з двома найбільш поширеними типами цоколів:

    • Е27 – гвинтова форма, діаметр – 27 мм Таким цоколем оснащуються ртутно-дугові прилади на 80 Вт і 125 Вт.
    • Е40 – найбільший розмір категорії «Е». Цоколь на 40 мм застосовується в лампах на 250 Вт і вище, призначених для освітлення просторих площ.

    Крім типу «вкрутки» патрона, слід врахувати і габарити плафона світильника.

    Лампи ДРЛ: конструкція та принцип роботи газорозрядної лампиШирина і довжина газорозрядної лампи залежить від потужності приладу. Чим вище продуктивність ДРЛ освітлювача, тим він більший і важчий

    Тривалість служби. Цей параметр багато в чому визначається якістю виготовлення, а саме відповідальністю виробника. Краще вибирати лампи з максимальним періодом служби. Як правило, у потужних приладів термін експлуатації вище.

    Лампи ДРЛ: конструкція та принцип роботи газорозрядної лампиДля наочності загальні характеристики ламп різної потужності наведені в зведеній таблиці. Всі електроприлади працюють на змінному струмі, частота стандартна – 50 Гц

    Частина інформації про характеристики ламп закладена в маркуванні. У вітчизняній практиці буквена абревіатура означає назва освітлювача, цифрова – потужність. Виробництво ртутних ламп регламентовано Гост 27682-88 і ГОСТом 53074-2008.

    Зарубіжні вироби типу ДРЛ відповідно до міжнародної системи ILCOS маркуються QE. Деякі виробники дотримуються загальноєвропейської ZVEI і німецького LBS порядку позначень.

    Маркери ртутних ламп популярних компаній:

    • HPL – Philips;
    • HRL – Radium;
    • MBF – General Electric;
    • HQL – Osram;
    • HSL і HSB – Sylvania.

    Додаткові позначення згідно ILCOS: QB – моделі з вбудованим баластом, QG – сферична колба, QR – лампи з відбиваючим внутрішнім шаром.

    Якому виробнику віддати перевагу

    Рекомендується вибирати продукцію відомих торгових марок, від покупки дешевих «безіменних» китайських лампочок краще утриматися. Довіра серед покупців завоювали наступні виробники ртутних освітлювачів:

    • Osram (Німеччина);
    • Philips (Нідерланди);
    • General Electric (США/Угорщина);
    • Next (Польща);
    • Евросвет (Україна);
    • Лисма (Росія);
    • DeLux (Китай).

    На європейському ринку є лідерами по виробництву і реалізації освітлювальної продукції вважаються два бренду: Osram і Philips. Обидві компанії мають багаторічний досвід роботи – більше століття, широкий асортимент і розвинену мережу продажів.

    Лампи ДРЛ: конструкція та принцип роботи газорозрядної лампиРобочі параметри ламп ДРЛ провідних виробників відповідають заявленим характеристикам, прилади мають високий ККД – при потужності 250 Вт потік світла досягає 12 500 Лм. Орієнтовна вартість – 8-10.е.

    Заводи американської компанії General Electric розміщені і в Європі. Якість товарів і тривалість служби не поступається попереднім брендам, а ціна трохи нижче. За ДРЛ освітлювач потужністю 250 Вт треба заплатити близько 7 в.е.

    E. Next – електротехнічний холдинг, де основним виробником приладів виступає група польських компаній Tarel. У лінійці товарів представлені численні серії різних ламп для домашнього, вуличного та виробничого освітлення.

    Освітлювачі E. Next на 250 Вт порівняно з лампами німецького та голландського виробництва аналогічної потужності, поступаються конкурентам в передачі кольору (Ra=40) і тривалості служби (12000 годин). Орієнтовна ціна – 5 у.е.

    Ртутно-дугові лампи російського, українського і китайського фірмового виробництва знаходяться в одній ціновій політиці, середня вартість виробів на 250 Вт – 3.е. Недоліком освітлювальних приладів є обмеженість їх роботи згідно паспортних даних лампочки прослужать 5000 годин.

    Лампи ДРЛ: конструкція та принцип роботи газорозрядної лампиПеред купівлею треба перевірити цоколь на якість і точність різьблення – деякі користувачі відзначають складності вкручування ламп Лисма в патрон

    Порівняння лампочок ДРЛ з аналогами

    Розрядні лампи часто зіставляють між собою і з більш вигідними світлодіодами. Найближчі аналоги ДРЛ – освітлювачі трьох типів: ДРВ, ДРІ і ДНаТ. Спробуємо виявити особливості та конкурентні переваги різних лампочок.

    ДРВ. Ртутно-вольфрамова дугова лампочка по конструкції і принципу дії дуже схожа з ДРЛ. Конструктивно всередині колби є ртутна розрядна пальник і вольфрамова спіраль. Останній елемент обмежує силу струму для пальника, а отже, додаткова пускорегулююча апаратура не потрібна.

    Основні відмінності ртутно-вольфрамових ламп від ДРЛ:

    • більше витрачають електроенергії – світловий потік ДРВ 250 не більше 5500 Лм;
    • час роботи – 3000 годин;
    • спалахують протягом 1-ої хвилини.

    ДРІ. Дугові ртутні лампочки з випромінюючими добавками: галогенит індія, натрію, талія та ін. Металеві компоненти підвищують світловіддачу приладів до 75-90 Лм/Вт.

    Лампи ДРЛ: конструкція та принцип роботи газорозрядної лампиДодатковий плюс металлогалогеновых ртутних ламп – покращений показник кольору. Для роботи ДРІ, як ДРЛ, які потребують підключення через дросель

    ДНаТ. Дугові натрієві лампи можуть похвалитися максимальною світловіддачею і тривалим експлуатаційним періодом серед розрядних освітлювачів. Продуктивність натрієвих ламп з плином часу скорочується не так помітно, як ламп ДРЛ.

    Характеристики ДНаТ:

    • максимальна світловіддача – 125 Лм/Вт;
    • працездатність – в межах 20 тисяч годин;
    • відносна стабільність параметрів;
    • широкий діапазон робочих температур;
    • вихід на максимальну освітленість за 5-7 хвилин.

    Мінуси натрієвих джерел світла: значна пульсація і низький коефіцієнт передачі кольору, Ra=25. В спектрі випромінювання переважають червоні і жовті кольори.

    Розрядні лампи впевнено поступаються місце світлодіодних світильників. LED-прилади по всім технічним і експлуатаційним параметрам перевершують своїх попередників.

    Незаперечні переваги світлодіодів: екологічність, мінімальна пульсація, тривалість служби, моментальне включення, відмінна передача кольорів і контрастність. Крім того, такі прилади мають температурної і механічної стійкістю.

    Лампи ДРЛ: конструкція та принцип роботи газорозрядної лампиККД LED-ламп поза конкуренцією, ефективність роботи досягає 95-98%. Головний фактор, кілька стримуючий переоснащення світильників, – висока ціна на світлодіодні лампи

    Вимоги щодо утилізації ртутних приладів

    Бездумно викидати відпрацьовані або браковані ртутьсодержащие лампи не можна. Прилади з пошкодженої колбою є серйозною загрозою здоров’ю людини та екології в цілому.

    Питання про порядок утилізації небезпечних відходів актуальним як для власників підприємств, так і для звичайних жителів. Переробкою ртутних ламп займаються організації, які отримали відповідну ліцензію.

    Підприємство укладає з такою фірмою договір на обслуговування. За заявкою, представник утилізувала компанії виїжджає на об’єкт, провадить збір і вивезення ламп для подальшого знезараження та переробки. Орієнтовна вартість послуги – 0,5 у.е за один освітлювальний прилад.

    Лампи ДРЛ: конструкція та принцип роботи газорозрядної лампиДля збору ртутьвмісних ламп у населення організовані точки прийому. Люди, які проживають в невеликих населених пунктах, можуть здати небезпечні відходи на переробку через «екомобіль»

    Якщо викид ртутьвмісних ламп підприємствами якось контролюється органами нагляду, то дотримання правил утилізації населенням – особиста відповідальність громадян. На жаль, із-за низької обізнаності далеко не кожен користувач ртутних ламп усвідомлює можливі наслідки потрапляння ртутних парів в навколишню атмосферу.

    Відео: робота ртутно-дугової лампи

    У запропонованому відео-огляді описана конструкція ДРЛ освітлювача, докладно викладено принцип дії і відзначені основні нюанси експлуатації:

    Газорозрядні лампи типу ДРЛ і раніше використовуються у вуличному освітленні. Основний аргумент на користь ртутних приладів – потужний світловий потік і доступна вартість. Однак їх поступово витісняють більш досконалі лампи, які поряд з високою ефективністю можуть похвалитися гарною якістю світіння та безпекою застосування.

    Лампи ДРЛ: конструкція та принцип роботи газорозрядної лампи

    Поділитися з друзями
    Ремонт та вироби своїми руками