Внешний вид
Принцип работы балласта построен на способности катушки к самоиндукции. По сути, ПРА – это и есть катушка индуктивности, внутри которой находится сердечник с металлической оправой. Эта оправа состоит из стальных и ферромагнитных пластинок, которые изолированы друг от друга. Это необходимо для того, чтобы не образовались вихревые токи, из-за которых возникают помехи. Сверху прибор покрыт кожухом.
В последнее время очень популярны электронные балласты. Они выглядят, как компактные блоки с выведенными клеммами. Основа прибора – это печатная плата, которая размещена в пластиковом коробе.
Все дроссели имеют внешнее сходство с трaнcформаторами. Количество выводов у них может быть разное, поэтому идентифицировать их только по внешнему виду сложно
Для этого нужно обращать внимание на изображение на корпусе прибора
Если трaнcформатор имеет одну обмотку, то это балласт. Но, чтобы убедится в этом, нужно провести прозвонку с помощью мультиметра. Если во время проверки показания сопротивления отличаются, то вы нашли выводы одной обмотки.
Нередко одинаковые обмотки являются компонентами входной и выходной цепи питания осветительного устройства, выполняя функции балласта. Тогда они прозваниваются с одинаковыми показаниями сопротивления.
Дроссель
По поводу качества дросселей и почему они выходят из строя в новых светильниках.
Современные компактные балластные дросселя, в большинстве своем изготовлены намоткой одной катушки, в навал, без межслойных изоляционных прокладок. Плюс, пропитаны кое-как лаком, без защиты обмотки защитным компаундом.
Стоит попасть сырости в корпус со схемой и жди беды. Советские большие дросселя мотались только двухстержневой двухкатушечной конструкции, каждая из которых имела межслойную картонную изоляцию.
Отсюда и практически их вечность. Но современные маркетологи и производители в этом, к сожалению не заинтересованы.
Достоинства и недостатки
ДЛР — дуговая ртутная люминесцентная лампа высокого давления, куда добавляют специальный вид люминофора. Выпускается с мощностью от восьмидесяти до тысячи ватт. Имеет цветовую температуру в 3800 К. Эффективность оценивается в 40 люменов на ватт. Работает в течение 10 тысяч часов. Имеет низкую цветовую передачу.
ДРЛ 250
Широко применяется для общего уличного освещения, промышленного цеха и любых малолюдных местах. То есть основное ее применение там, где низкая цветовая передача и высокое энергосбережение. Основное преимущество таких ламп заключается в высокой эффективности. Из недостатков можно отметить тот факт, что очень интенсивно выделяется озон, зажигание при включении составляет 7 минут, повторное зажигание возможно через двадцать минут. Кроме того, в этой лампе нужно включать балластный дроссель, и концентрация ртутных паров достаточна для того, чтобы отравить человека при повреждении колбы.
Дуговая натриевая трубчатая лампа, имеющая высокое давление, это экономичный светильник, который применяется для того, чтобы осветить снаружи. Встречается на улице, транспортной магистрали, туннеле, вокзале, аэропорту и на промышленной территории.
Достоинство заключается в экономичности, высокой световой отдаче (КПД равен 30%) и большом сроке эксплуатации — от 12 до 25 000 часов. Из недостатков можно отметить достаточно продолжительное время зажигания.
Обратите внимание! Кроме того, работает такая лампа плохо при плохих погодных условиях. Высокая эффективность светопотока от ламп ДРЛ
Высокая эффективность светопотока от ламп ДРЛ
Лампы накаливания
Достоинства: 1. Их можно непосредственно включать в сеть с напряжением, равным рабочему напряжению лампы;
2. Они просты в изготовление, дёшевы, компактны;
3. Практически не зависят от условий окружающей среды;
4. Имеют незначительный период разгорания;
5. Световой поток к концу срока службы снижается незначительно.
6. В лампах накаливания уменьшение силы света обеспечивается простым уменьшением напряжения.
Однако эти лампы имеют ряд существенных недостатков:
1. Низкая экономичность (КПД 3-5%);
2. Низкая светоотдача (7-20 лм/Вт);
3. Однородный спектральный состав света (преобладание жёлтой и красной частей спектра при недостатке синей и фиолетовой по сравнению с естественным светом);
4. Нерациональное распределение светового потока для большинства ламп, что требует применения осветительной арматуры (светильников);
5. Малый срок службы (от 1000 до 3000 ч.).
Разновидностью ламп накаливания являются кварцевые галогенные лампы (КГ). Их принцип действия такой же как, и у обычных ламп накаливания, но в колбе находится галогенный газ (бром или йод), контролирующий испарение вольфрама. Колба галогенной лампы изготавливается, как правило, из кварцевого стекла, так как требуется поддержание минимальной температуры стенки колбы лампы на уровне 250°С. Это необходимо, чтобы галоид вольфрама оставался в газоразрядном состоянии и не осаждался на стенках лампы. У большинства галогенных ламп срок службы выше, чем у аналогичных ламп накаливания и составляет около 3000 часов, светоотдача – 30лм/Вт, спектр более белого цвета.
В связи с необходимостью экономии электроэнергии и сокращения выброса углекислого газа в атмосферу во многих странах введён или планируется к вводу запрет на производство, закупку и импорт ламп накаливания с целью вынуждения замены их на энергосберегающие (компактные люминесцентные, светодиодные, индукционные и др.) лампы.
23 ноября 2009 года Д. А. Медведев подписал принятый ранее Государственной думой и утверждённый Советом федерации закон «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Согласно документу, с 1 января 2011 года на территории страны не допускается продажа электрических ламп накаливания мощностью 100 Вт и более, а также запрещается размещение заказов на поставку ламп накаливания любой мощности для государственных и муниципальных нужд; с 1 января 2013 года может быть введён запрет на электролампы мощностью 75 Вт и более, а с 1 января 2014 года — мощностью 25 Вт и более.
Данное решение является спорным. В поддержку его приводятся очевидные доводы сбережения электроэнергии и подталкивания развития современных технологий. Против — соображение, что экономия на замене ламп накаливания полностью сводится на нет повсеместно распространённым устаревшим и энергонеэффективным промышленным оборудованием, линиями электропередачи, допускающими большие потери энергии, а также относительно высокой стоимостью компактных люминесцентных и светодиодных ламп. Кроме того, в России отсутствует налаженная система сбора и утилизации отработавших люминесцентных ламп, что не было учтено при принятии закона и в результате чего ртутьсодержащие люминесцентные лампы бесконтрольно выбрасываются.
В условиях низких температур многие «энергосберегающие» лампы оказываются неспособными запуститься. Люминесцентные энергосберегающие лампы неприменимы в прожекторах направленного света, так как светящееся тело в них в десятки раз крупнее нити накаливания, что не даёт возможности узкой фокусировки луча. В связи с вступившим в силу запретом на продажу ламп мощностью более 100 Вт некоторые производители начали выпускать лампы мощностью 93-95 Вт, а некоторые переименовали свои лампы мощностью от 100Вт в «теплоизлучатели различного назначения» и продают так.
Преимущества и недостатки
Достоинства и недостатки ДНаТ обуславливаются физическим принципом формирования светового потока. Но более верно считать их особенностями конструкции. Учитывая их, можно сделать вывод о целесообразности применения этого типа источников света в конкретном случае.
Плюсы
- Стабильность светового потока и большой охват площади
- Эффективность в туман.
- Достаточно высокий КПД.
- Длительный период полезной эксплуатации.
- Хорошие показатели светоотдачи. Показатель незначительно падает только в конце срока службы.
- Отличный вариант для досветки плодоносящих растений.
- Широкий диапазон температуры окружающей среды, при котором сохраняется работоспособность.
Минусы
- Недостаточно качественную цветопередачу, что ограничивает сферу применения. Субъективно зеленый цвет может казаться темно-синими или черным.
- Высокий уровень пульсаций.
- Длительное время выхода на рабочий режим.
- Сложности с утилизацией из-за наличия ртути (справедливо для большинства моделей).
- Дополнительные элементы для работы (справедливо для устаревающих моделей, в новые уже встроены ЭПРА).
- Не подходит для неплодоносящих растений.
- Взрывоопасность.
- Критичны к качеству электропитания. Не рекомендовано использовать при отклонениях напряжения свыше десяти процентов.
- Сложности утилизации (так как используется амальгама – соединение ртути с другими металлами).
Учитывая высокий уровень пульсации и недостаточную цветопередачу, не рекомендуется применять лампы типа ДНаТ для освещения производственных помещений. Их использование на промышленных объектах существенно повышает риск получения производственной травмы.
Конструкция и принцип работы
Действие натриевой газоразрядной лампы основано на свойстве паров натрия, способных излучать монохроматический яркий свет в жёлто-оранжевом спектре. Это газообразное вещество заключено в особой колбе (трубке), называемой горелкой. Поскольку разогретые до высокой температуры пары натрия агрессивно действуют на стеклянные поверхности, то трубку изготавливают из более устойчивых веществ – боросиликатного стекла либо из поликристаллической окиси алюминия (в зависимости от типа лампы).
С каждой стороны горелки расположены электроды, предназначенные для создания дуговых разрядов, разогревающих пары натрия. Эта конструкция размещена в вакуумной стеклянной колбе, заканчивающейся резьбовым цоколем.
Здесь уместно заметить, что существует два типа таких осветительных приборов: НЛНД (низкого давления) и НЛВД (высокого давления). Описанная выше конструкция даёт общее представление об устройстве газоразрядных натриевых светильников обоих типов. Различаются эти лампы конструкциями горелок и рабочим давлением паров внутри трубок.
В натриевых светильниках низкого давления, его величина не превышает 0,2 Па, а в НЛВД – порядка 10 кПа. Соответственно отличаются и рабочие температуры паров натрия: 270–300 °С для НЛНД и 650–750 °С в горелках высокого давления. Отсюда понятно, что горелки НЛВД обладают достаточно высокими уровнями световых потоков, то есть светят довольно ярко.
Нет ничего удивительного в том, что натриевые лампы высокого давления постепенно вытеснили с рынка осветительные приборы типа НЛНД. Хотя спектр света соответствующий низкому давлению более приятен для глаз, горелки НЛНД уступили более мощным моделям с довольно высоким световым излучением.
Учитывая данное обстоятельство, мы будем акцентировать внимание именно на лампах типа НЛВД. Конструкция такого источника освещения изображена на рисунке 1
Здесь приведена схема трубчатой лампы ДНаТ.
Рис. 1. Устройтство ДНаТ
Цифрами обозначено:
- 1 – внешняя колба;
- 2 – никелированный цоколь;
- 3 – контактные пластины;
- 4 – газоразрядная трубка (горелка);
- 5 – молибденовые электроды;
- 6 – пары натрия с примесью инертных газов (аргон или ксенон);
- 7 – амальгама натрия;
- 8 – уплотнённый ниобиевый ввод;
- 9 – металлические проводники;
- 10 – молибденовые пластины;
- 11 – геттеры (газопоглотители).
На рис. 2 представлено фото натриевой лампы данного типа.
Рис. 2. Пример фото натриевой лампы высокого давления (НЛВД)
Колбы натриевых светильников бывают цилиндрическими (как на рисунке 2), эллиптическими, покрытыми изнутри тонким слоем светорассеивающего вещества (ДНаС). Они могут быть матированными (ДНаМТ) или содержать зеркальный отражатель рядом с горелкой (ДНаЗ).
Принцип действия.
Зажигание горелки натриевой лампы происходит от электрической дуги, возникающей между электродами. В канале электрического разряда образуется поток заряженных частиц из паров натрия. Строго говоря, внутри газоразрядной трубки находится не чистый натрий, а смесь газов. Для лучшего зажигания дуги добавляют аргон или ксенон либо пары ртути.
Сегодня уже существуют безртутные светильники. Они пока имеют более сложную конструкцию, но разработки продолжаются и, вероятно, они когда-нибудь заменят обычные лампы с ртутью.
Принцип действия похож на работу ртутных ламп, но для включения светильника, наполненного парами натрия, требуется импульсное напряжение высшее, чем для включения ДРЛ. После разогрева горелки импульсные токи необходимо ограничить. Поэтому для данного типа осветительных приборов производители НЛВД разработали специальные пускорегулирующие аппараты со встроенными импульсными зажигающими устройствами. Без использования ИЗУ зажечь натриевую лампу, включив её непосредственно в электрическую сеть, невозможно.
Пусковые токи для ламп
Вольт-амперные характеристики ламп
| Марка/мощность | Рабочий ток А | Пусковой ток max | ёмкость конденсатора |
| ЛБ 15 | 0,31 | 0,49 | |
| ЛБ 20 | 0,37 | 0,6 | |
| ЛБ 30 | 0,34 | 0,5 | |
| ЛБ 40 | 0,44 | 0,65 | |
| ЛБ 65 | 0,67 | 0,95 | |
| ЛБ 80 | 0,87 | 130 | |
| ДРЛ 125 | 1,15 | 2,4 | 10 мкф |
| ДРЛ 250 | 2,15 | 4,5 | 20 мкф |
| ДРЛ 400 | 4,25 | 7,15 | 35 мкф |
| ДРЛ 700 | 5,45 | 12,0 | 50 мкф |
| ДРЛ 1000 | 7,5 | 16,5 | 90 мкф |
| ДНаТ 70 | 1,0 | 1,6 | 10 мкф |
| ДНаТ 100 | 1,2 | 2,0 | 15–20 мкф |
| ДНаТ 150 | 1,8 | 2,9 | 20–25 мкф > |
| ДНаТ 250 | 3,1 | 4,5 | 32–40 мкф |
| ДНаТ 400 | 4,6 | 7,8 | 45-50 мкф |
| ДНаТ 1000 | 8,2 | 12,5 | 150-160 мкф |
Простейший пример вычисления пускового тока — Лампа 60 Вт 220 В имеет рабочий ток 60/220=0,27 А. Сопротивление холодной лампы 60 Ом, т.е. пусковой ток 220/60=3,67 А. Соотношение 13,6 раза. Для дроссельных ламп при использовании входного конденсатора (параллельно сети) происходит компенсация емкостью индуктивности дросселя и ток, потребляемый комплектом лампа-дроссель снижается почти в 2 раза.
Пусковые токи у электрооборудования обычно выше, чем номинальные. Во-вторых, на многих приборах указывается среднее значение мощности
Поэтому следует обращать внимание на максимальную силу тока
Максимальная рекомендуемая нагрузка у электроприбора в 10 А (контактное включение) суммарно возможно подключить:
лампы накаливания , 2 кВт лампы люминисцентные без компенсации, 200 Вт лампы люминисцентные с компенсацией, 300 Вт лампы галогеновые низкого напряжения, 500 Вт лампы линейные галогеновые, 1000 Вт лампы энергосберегающие, 200 Вт лампа ДРЛ 1000 с компенсацией — 1 шт. лампа ДНаТ 1000 с компенсацией — 1 шт.
Светодиодные общей мощностью не более — 200-400 Вт. в зависимости от потребляемого тока.
Источник
Утилизация
Натрий по своей природе является летучим веществом и, контактируя с воздухом, он может резко воспламениться. По этой причине натриевые источники освещения недопустимо выбрасывать как обычный мусор. Как и любая энергосберегающая лампа, которая содержит ртуть, их тоже нужно утилизировать в специальные емкости
Если самостоятельно выбросить натриевые лампы ДНаТ с соблюдением мер предосторожности не удается, следует вызвать специальную службу
Газоразрядная дуговая натриевая лампа ДНаТ используется для освещения больших площадей, улиц городов, теплиц.
Не стоит путать натриевые лампы низкого и высокого давления. У них разная конструкция и принцип действия.
В спектре свечения у обоих преобладает оранжевый свет. У изделий низкого давления, излучение практически монохромное, они светят ярким золотистым светом.
Если их применять для освещения в комнатах, то цвета будут практически не различимы.
В лампах высокого давления спектр более разнообразный.
В тех моделях, которые используются в теплицах для выращивания растений, в световой спектр специально добавлено немного синего света.
В комплект для подключения лампы высокого давления входит несколько компонентов, без которых вы ее попросту не запустите. То есть, элементарно подав на нее 220 вольт, она у вас не загорится.
Для этого нужно специальное устройство – дроссель или балласт, который в свою очередь подключается по определенной схеме.
Схема эта зачастую изображена непосредственно на корпусе.
Вот ее более развернутый рисунок.
На ней нарисованы:
сам дроссель (баласт), на который подается фаза
далее эта фаза поступает на импульсно зажигающее устройство – ИЗУ
Через него можно подключать экземпляры разной мощности, от 70 до 400Вт.
ИЗУ создает стартовый импульс для пробоя содержимого горелки в колбе и образования дуги. Напряжение при этом достигает нескольких тысяч вольт!
А сама горелка в процессе работы разогревается до 1300 градусов.
Только после ИЗУ, подключается сама газоразрядная лампа.
Эта же схема подключения может быть изображена на стенках зажигающего устройства.
Кроме того, в комплекте для подключения рекомендуется применять конденсатор. Хотя он присутствует далеко не во всех схемах.
Для чего он необходим? Как известно, цепи с использованием дросселей питания, потребляют как активную, так и реактивную мощность. От второй, никакого полезного эффекта вы не получите.
Лампа от этого ярче светить не станет, а вот потери увеличатся. Именно для того, чтобы убрать эту реактивную составляющую и используют фазокомпенсирующий конденсатор.
Наглядное сравнение тока потребления светильника ДНаТ с конденсатором и без него:
Как видите, более чем двойная разница. В первом случае показан компенсированный ток (активный), а во втором случае полный (без конденсатора в цепи).
Некоторые думают, что тем самым они еще и уменьшают потребление эл.энергии, однако это не совсем так.
Счетчик у вас не рассчитан на подсчет реактивной или полной энергии, и фактическая экономия по затратам может составить максимум 3-4%.
Зато вы уберете лишние потери на нагрев проводов и железа.
Вот собранный своими руками компактный щиток, согласно схемы подключения.
Можно конечно все это собрать и в габаритном корпусе светильника, если позволяют размеры.
Очень важно, перед тем как самому собирать такую схему и использовать какие-либо компоненты, обычным мультиметром в режиме замера максимального сопротивления, проверить изоляцию дросселя и конденсатора. Нет ли пробоя на корпус
Нет ли пробоя на корпус
Нет ли пробоя на корпус.
Для подачи и отключения питания 220В используйте двухполюсный вводной автомат.
Для одного светильника мощность до 400Вт вполне сгодится автомат номиналом 5-6А. Кроме коммутационных операций вкл-выкл, он еще будет играть роль защитного аппарата.
Монтируется автоматический выключатель в самом начале схемы. Не забудьте также заземлить корпус всего щитка.
С автомата выходят два нулевых провода. Один из них согласно схемы, пускаете напрямую к лампе, а второй подключаете к соответствующему зажиму, подписанному “N” на пусковом устройстве.
Иначе можно случайно сжечь изделие, если при работе нулевой провод после балластного дросселя, случайно коротнет.
А провод с выходящего контакта подключаете на клемму “В” (Balast) пускорегулирующего изделия.
После чего, средний вывод Lp (Lampa) пускаете на патрон лампочки.
Заметьте, есть ИЗУ двухконтактные и трехконтактные. Первые подключаются параллельно самой лампе.
Как сделать светильник для натриевой лампы
Поскольку использовать изделия ДНаТ целесообразно в хозяйстве, применение таких лампочек актуально для многих. Но для их функционирования потребуются специальные светильники. Их стоимость высокая, поэтому есть смысл соорудить осветительный прибор своими руками.
Что понадобится?
Для выполнения задачи потребуется:
- пластина с металлическим напылением, ее размеры должны составить 35х40 см;
- алюминиевый лист, который будет использоваться в качестве отражательного элемента;
- комплект саморезов;
- молоток;
- ножницы по металлу;
- труба диаметром 15 см.
Пользователь Анатолий King Crimson подробно рассказал о подготовке к изготовлению светильника для ДНаТ лампочки, а также создании такого устройства.
Пошаговая инструкция
Руководство по сборке своими руками:
Подготавливается пластина с металлическим напылением. Она должна иметь зеркальную поверхность на рабочей стороне, а также быть упругой и жесткой. При ее отсутствии допускается установка пластины из нержавеющей стали, такой материал применяется в дымовых трубах.
Отражательный элемент предназначен для фокусировки световой энергии прибора и направлению осветительного потока в нужное место. Для расчета размеров рефлекторного устройства можно использовать специальный компьютерный софт, позволяющий точно рассчитать КПД.
Выполняется изгиб пластины вручную. При осуществлении этой задачи, когда сгибается центральная часть, можно воспользоваться молотком. Остальной лист изгибается с использованием подготовленной ранее трубы. Чтобы выровнять поверхность, надо действовать аккуратно. Но сделать это можно только руками.
На следующем этапе производится фиксация патрона с натриевым источником света, закрепить его можно на задней стенке. В данном примере она выполнена из боковой крышки процессорного блока ПК. В ней рекомендуется заранее сделать отверстия для вентиляции системы. Чтобы изготовить крышку, ее надо вырезать из металла, для этого используются специальные ножницы.
Фиксация патрона на задней поверхности осветительного прибора выполняется посредством самодельных шпилек, диаметр которых составляет 4 мм. Эти элементы выполнены из крючков, приобретенных в магазине. Желательно, чтобы их резьбовая часть была удлиненной. Это позволит сделать несколько шпилек.
Фиксация отражательного устройства осуществляется на задней стенке, для этого используются специальные алюминиевые заклепки. Их диаметр должен составить 3,2 мм. Если сделать все правильно и надежно закрепить элементы, конструкция в итоге получится жесткой.
Затем производится монтаж дроссельного элемента, а также высоковольтного импульсного устройства в осветительный прибор
Важно, чтобы эти составляющие компоненты подошли для корпуса светильника по размерам. Для более удобного размещения возможно демонтировать из корпуса плату
Но штекер питания, а также выключательное устройство с фильтрующим конденсаторным элементом можно оставить.
Производится установка дросселя. В данном примере используется балластный дроссельный элемент Galad 250 Вт, он оптимально подходит для корпуса по ширине, высоте и длине. Рядом с ним выполняется монтаж импульсного зарядного устройства. На нем должна быть схема подключения дросселя и лампочки, ей надо следовать.
На следующем этапе из корпуса к осветительному устройству надо вывести провода, их длина должна составить 3 метра. Для подключения к патрону необходимо использовать только термостойкие кабели. Их изоляция должна быть выполнена из стекловолокна.
Затем производится настройка собранного осветительного прибора, это надо обязательно сделать перед его использованием. Выполняется активация светильника, это нужно осуществить в темном помещении. Надо подождать, пока натриевый источник света полностью нагреется. Визуально необходимо оценить качество осветительного потока, который отражается рефлекторным устройством. Если требуется, этот элемент подгибается, но это следует сделать, пока он не нагрелся.
Процедуру регулировки рефлектора надо выполнять аккуратно, чтобы не зацепить сам источник света. В противном случае может произойти не только повреждением лампочки, но и ее взрыв. Для оптимизации светового потока можно слегка разогнуть края так называемой параболы на светильнике.
Пользователь Dmitriy Rostkov подробно рассказал о создании отражательного устройства для лампочки ДНаТ.
Характеристики
Мощность ламп ДРЛ равна в среднем 700 ватт, номинальный ток — 12 ампер, напряжение — 140 ватт, а светопоток — 40600 люменов. Тип цоколя Е27 и Е40, максимальный диаметр 152 миллиметра. Срок эксплуатации в среднем равен 4000 часов.
Что касается технических характеристик ДНАТ, в дополнение к теме, замена дрл на днат, то стоит указать, что срок службы с температурой работы равен 25000 часов и 40 градусов соответственно, тип резьбы цоколя — Е27, энергопотребление — 1000 ватт, напряжение — 120 вольт, светопоток — 130 тысяч люменов, светоотдача — 130 люменов на ватт, длина волны — 640 ньютон на метр, а пульсация светопотока 70%.
Вам это будет интересно Принципы работы и характеристика освещения индукционных ламп
Технические характеристики и сравнение
