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:
HSB\HSL – Sylvania,
HPL – Philips,
HRL – Radium,
MBF – GE,
HQL – Osram.
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.
Как можно запустить ДРЛ-лампу без дросселя?
Для эксплуатации дуговой лампы без дополнительного устройства можно пойти по нескольким направлениям:
- Использовать источник света со специальной конструкцией (лампа типа ДРВ). Особенностью ламп, способных работать без дросселя, является наличие дополнительной вольфрамовой спирали, которая выполняет роль пускателя. Параметры спирали подбираются под характеристики горелки.
- Запуск стандартной лампы ДРЛ при помощи импульса напряжения, подаваемого конденсатором.
- Розжиг лампы ДРЛ при помощи последовательного подключения лампы накаливания или иной нагрузки.
Розжиг лампы при помощи последовательного подключения кипятильника представлен в видеоролике, снятом для канала «Все понемногу».
Покупка специальной модели ДРЛ 250
Лампы прямого включения имеются в линейках продукции ряда компаний:
- TDM Electric (серия ДРВ);
- Лисма, Искра (серия ДРВ);
- Philips (серия ML);
- Osram (серия HWL).
Характеристики некоторых ламп прямого включения приведены в таблице.
| Параметр | ДРВ 160 | ДРВ 750 |
| Мощность, Вт | 160 | 750 |
| Поток, Лм | 8000 | 37500 |
| Цоколь | Е27 | Е40 |
| Ресурс, часов | 5000 | 5000 |
| Цветовая температура, К | 4000 | 4000 |
| Длина, мм | 127 | 358 |
| Диаметр, мм | 77 | 152 |
Принцип работы лампы ДРВ:
- На начальном этапе розжига лампы спираль обеспечивает напряжение на катодах в пределах 20 В.
- По мере разжигания дуги начинается рост напряжения, которое доходит до 70 В. Параллельно происходит снижение напряжения на спирали, вызывающее уменьшение свечения. В процессе работы спираль является активным балластом, который снижает эффективность работы основной горелки. Поэтому происходит снижение светового потока при равном потреблении электроэнергии.
Преимущества ламп ДРВ:
- возможность работы в сетях переменного тока 50 Гц с напряжением 220-230 В без дополнительных устройств пуска и поддержки горения разряда;
- возможность использования вместо ламп накаливания;
- малое время выхода на режим полной мощности (в пределах 3-7 минут).
Лампы обладают рядом недостатков:
- пониженная световая эффективность (по сравнению с обычными лампами ДРЛ);
- уменьшенный до 4000 часов ресурс, определяемый сроком жизни вольфрамовой нити.
В связи с недостатками, лампы ДРВ применяются в бытовых светильниках или в старых промышленных установках, предназначенных для монтажа мощных ламп накаливания. В этом случае устройства позволяют улучшить освещенность при одновременном снижении энергопотребления.
Использование конденсатора
При использовании ламп типа ДРИ пуск выполняется через ИЗУ — специальное устройство, дающее импульс зажигания. В состав входят последовательно подключенный диод D и сопротивление R, а также конденсатор C. При подаче напряжения на конденсаторе формируется заряд, который подается через тиристор K на первичную обмотку трансформатора T. На вторичной обмотке формируется импульс повышенного напряжения, обеспечивающий розжиг разряда.
Схема конденсаторного розжига
Использование элементов позволяет снизить потребление электроэнергии на 50%. Схема подключения идентична, параллельно устанавливается конденсатор сухого типа, рассчитанный на работу в цепях с напряжением 250 В.
Емкость конденсатора зависит от рабочего тока дросселей:
- 35 мкФ при токе 3А;
- 45 мкф при токе 4,4А.
Использование лампы накаливания
Для розжига ДРЛ может подключаться лампа накаливания с мощностью, равной газоразрядной лампы. Возможно включить лампу путем использования балластного сопротивления с аналогичной мощностью (например, кипятильника или утюга). Подобные способы не обеспечивают стабильной работы и не соответствуют требованиям безопасности, поэтому не рекомендованы к применению.
Розжиг ДРЛ 250 при помощи лампы накаливания с мощностью 500 ватт демонстрирует автор Андрей Иванчук.
Конструкция
Лампочка ДРВ в плане устройства очень похожа на зарядную ртутную горелку, как и в изделиях модели ДРЛ. Ее конструкция такая: сосут устройства оснащен вольфрамовой спиралью. Она располагается в аргоновом веществе во внешней колбе. Спираль будет в роли токоограничивающего компонента для горелки.
Из-за такой конструкции устройство данного вида не оснащается внешней пускорегулирующей кнопкой и ее можно использовать в светильники вместо традиционных лампочек накаливания.
Горелка
По мере нагрева горелки, ее напряжение растет примерно до 70 В, а на самой спирали оно начинает уменьшаться. Горелка закрепляется дополнительными фиксаторами, которые упираются в сосуд.
Внутренняя спираль
Спираль
В сосуде устройства дополнительно вместе с горелкой находится специальная спираль из вольфрама. Для горелки она будет как ограничителем тока.
Цоколь
Цоколь в лампах необходим для:
- работы изделия. В цоколе есть контакт, который при соединении начинает работать, то есть включать свет;
- легкой смены лампы, в случае ее перегорания или поломки.
Для чего нужен дроссель
Дроссель отвечает за правильную работу источника света. Нередко мощные устройства требуют внушительных показателей напряжения сети. Это в свою очередь приводит к перегреву и перегоранию прибора. Компонент позволяет избежать подобных последствий. При этом его нужно включать в электрическую цепь последовательно.
Таким образом дроссель ограничивает напряжение и силу тока во время работы.
Рисунок 1. Дроссель ДРЛ
Чтобы ограничить перепады тока, реализуется подключение через элемент сопротивления. Он представляет собой балласт из нескольких катушек индуктивности с высоким сопротивлением, которое не дает лампе сгореть. В газовой среде ДРЛ происходит электрический пробой, приводящий к появлению дугового разряда. Ионизированный газ при этом теряет сопротивление, что становится причиной возрастания тока и выделения значительного количества тепла. Если ток не ограничивать специальными дросселями, прогретая газовая среда выведет лампу из строя.
Если ДРЛ напрямую подключить в сеть, то поломка в большинстве случаев вопрос времени. Чаще перегрев проявляется мгновенно. На скорость поломки влияют конкретные показатели электрической цепи, величина напряжения, внешние факторы (температура воздуха, влажность и т.д.). Это касается только обычных ртутных светильников, которые составляют большую часть рынка.
Главный параметр для дросселя номинальный ток. Именно по нему подбирают оборудование с учетом мощности осветительного прибора. Можно воспользоваться следующей таблицей.
| Мощность используемой ДРЛ | Номинальный ток дросселя |
| 125 Вт | 1,15 А |
| 250 Вт | 2,15 А |
| 400 Вт | 3,25 А |
| 700 Вт | 5,45 А |
Несмотря на полезность дросселя он все больше уходит в прошлое. На смену приходят современные блоки электронной стабилизации дуги. С их помощью можно точно настраивать параметры работы, контролировать рабочие нагрузки. Выставленные показатели будут сохраняться даже при значительных перепадах напряжения в сети.
Рисунок 2. Дроссели разных параметров
Реактивное сопротивление дросселя связано с параметрами катушки индуктивности. 1 генри индуктивности пропускает 1 А тока при напряжении 1 В. При рассмотрении катушек стоит учесть:
- площадь поперечного сечения медного проводника;
- количество витков;
- материал сердечника;
- поперечное сечение магнитопровода.
Катушка также обладает активным сопротивлением, что надо учитывать при подборе деталей для конкретных осветительных приборов. К каждому типу ДРЛ подойдут дроссели определенных размеров.
Устройство и принцип работы ДРЛ
Чтобы согласовать технические характеристики с источником питания, во всех видах ртутных ламп применяются пускорегулирующие аппараты, позволяющие подключить лампу ДРЛ. Большинство приборов освещения запускается дросселем, который последовательно включается в цепь вместе с лампочкой.
Классическая лампа ДРЛ состоит из основных электродов, поджигающих или дополнительных электродов, вводных частей электродов, специального газа, позисторов и ртути. В качестве газа используется аргон, производящий начальную ионизацию и способствующий получению дугового разряда. Аргон еще называют буферным газом. С помощью позисторов ограничивается ток поджигающих электродов. Ртуть применяется для изменения величины потенциала при разряде.
Основные функциональные части обычной ДРЛ
- Цоколь, непосредственно принимающий электроэнергию из сети. Его контакты – точечный и резьбовой, соединяются с контактами патрона. Таким образом, переменный ток поступает на электроды лампы.
- Кварцевая горелка представляет собой основную часть. Изготавливается в виде колбы с расположенными по бокам четырьмя электродами, в том числе, два из них – основные, а два других – дополнительные. Пространство внутри горелки заполняется аргоном с целью недопущения теплообмена, а также небольшим количеством ртути.
- Стеклянная колба является внешней частью. У нее внутри размещается кварцевая горелка, к которой подводятся проводники от цоколя. Вместо воздуха внутрь колбы закачивают азот. Внутренняя сторона колбы покрывается люминофором.
Принцип работы ДРЛ довольно простой. Питание осуществляется от сетевого напряжения. После того как было выполнено подключение лампы ДРЛ, электрический ток начинает доходить до промежутка между обеими парами электродов, расположенными на противоположных концах лампы. Незначительное расстояние между ними способствует быстрой ионизации газа. Вначале газ ионизируется между поджигающими электродами, затем ток поступает к основным электродам и по окончании этого процесса лампа начинает излучать свет.
Полное свечение лампы начинается приблизительно через 7-10 минут. Данный промежуток времени требуется для разогрева ртути, расположенной в виде налета или сгустка на внутренних стенках колбы. Во время эксплуатации срок службы ламп постепенно сокращается, а период, необходимый для полного включения – увеличивается.
Горелка изготовлена из прозрачного материала – кварцевого стекла, заполнена инертными газами в строго определенных дозах. Вводимая в горелку ртуть, может иметь вид небольшого шарика, а также оседает на стенках и электродах в виде налета. Источником света является дуговой электрический разряд.
Схема лампы ДРЛ входит в общую схему подключения через дроссель. Марка дросселя должна соответствовать мощности лампы. Основное назначение дросселя – ограничение тока, поступающего на лампочку. В случае отсутствия дросселя лампа мгновенно перегорит, поскольку внешний электроток для нее слишком большой. Обычно в схему еще добавляют конденсатор, влияющий на реактивную мощность при запуске, что позволяет почти в два раза экономить электроэнергию.
Советуем изучить — Действия электротехнического персонала при перегорании высоковольтного предохранителя трансформатора
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.
Для чего нужен дроссель?
Дроссель для ДРЛ-ламп применяется для пуска, на рынке есть разные виды осветительных устройств, в которых он используется:
Дуговые ртутные лампы
Все осветительные устройства имеют отличия в принципе получения светового потока, есть и другие различия:
Объединяет эти виды ламп непостоянная величина пускового тока и сопротивления в процессе пуска и дальнейшей работы.
Для того чтобы ограничить величину рабочего тока, в осветительных устройствах этого вида применяют разного вида балласт: ЭПРА, ПРА и ЭмПРА, которые представляют собой катушки индуктивности (дроссели). В момент пуска каждое устройство этого типа имеет высокое значение сопротивления; когда осветительный прибор разжигается, происходит процесс электропробоя в среде инертного газа, которым наполнена лампа (ртутный или натриевый пар), и возникает дуговой разряд.
В процессе, когда происходит зажигание лампы, ионизированный газ теряет сопротивление от дугового разряда в несколько десятков раз, и по этой причине возрастает ток, идет выделение тепла. Если не ограничивать величину тока, он мгновенно создаст перегретую газовую среду, что приведет к поломке осветительного устройства, его повреждению изнутри. Для предотвращения этого в цепь прибора освещения включают сопротивление (дроссель).
Физические параметры и схема подключения дросселя
Последовательно включенный дроссель ДРЛ имеет реактивное сопротивление, величина которого зависит от катушки индуктивности: один генри пропускает один ампер тока, когда напряжение – один вольт.
Дроссель
К параметрам катушки индуктивности относятся:
Катушка индуктивности имеет активное сопротивление, которое всегда учитывается, когда проводится расчет балласта для каждого типа прибора освещения этого вида с учетом его мощности, от этого зависят габаритные размеры дросселя.
Рассмотрим простую схему включения балласта, когда в конструкции лампы ДРЛ предусмотрены электроды (дополнительные) для процесса возникновения тлеющего разряда, переходящего в электродугу.
Схема подключения лампы ДРЛ
В этом случае индуктивность ограничивает величину рабочего тока в осветительном устройстве.
Балласт для люминесцентных ламп
Конструктивно люминесцентный прибор освещения для пуска использует дроссель ПРА, в новых видах этого осветительного устройства применяется ЭПРА, это электронный вид пускорегулирующего аппарата. Задачей этого устройства является сдерживание возрастающего значения тока на одном уровне, который поддерживает необходимое напряжение на электродах внутри осветительного прибора.
Рассмотрим, как работает балласт для люминесцентных светильников. Когда его подключают, в цепи между параметрами напряжения и тока происходит сдвиг фаз, отставание характеризуется коэффициентом мощности, cos φ. Когда рассчитывается активная нагрузка, эту величину надо учитывать, так как при маленьком значении этого параметра нагрузка растет, по этой причине в схему пуска включается и конденсатор, который выполняет компенсационную функцию.
Схема включения
Специалисты по параметрам потери мощности различают несколько исполнений этих осветительных устройств:
Применение балласта имеет свои положительные моменты:
Схема включения люминесцентного прибора освещения через балласт и стартер Подключение ламп с применением конденсатора с компенсационной функцией Существует способ подключения люминесцентного прибора освещения без использования балласта, но для этого необходимо в два раза повысить сетевое напряжение с выпрямленным током, а вместо балласта использовать лампу с нитью накаливания. Схема такого включения:
READ Как подключить варочную панель miele
Подключение люминесцентного прибора без использования балласта
Применение тестера
Один из вариантов прикладного использования мультиметра – проверка лампочек. Для этой процедуры достаточно использовать простейший вариант прибора.
Какую же информацию можно получить с помощью мультиметра? Существует несколько показателей работы лампочек, отображаемых на этом приборе:
- пригодность лампочки – нарушение целостности электрического соединения приводит к прекращению прохождения тока;
- определение сопротивления лампочки;
- расчет ее мощности по показанному мультиметром сопротивлению.
Таким образом, можно проверить основные характеристики осветительного прибора, и понять, пригоден ли он к дальнейшему применению.
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.
Схемы подключения
Большая часть устройств ДРЛ имеет дроссель в цепи. Однако существуют методы, позволяющие использовать ДРЛ без дросселя.
Рисунок 3. Подключение к патрону лампочки
Через дроссель
Схема подключения любой лампы ДРЛ достаточно проста и включает в себя соединение нагрузок в электрическую цепь последовательно. Используется сеть 220 вольт, работающая на стандартной частоте. За счет этого даже высокомощный уличный источник освещения можно подключить к обычной домашней сети.
Сопротивление стабилизирует и корректирует показатели питания. За счет него достигается равномерное свечение без миганий и иных нежелательных факторов
Световой поток при этом остается неизменным, что важно для любого источника освещения
Рисунок 5. Схема подключения ДРЛ через дроссель
Во время пуска система потребляет значительное напряжение, которое нередко достигает показателя в два-три входных номинала. Сопротивление стабилизирует это напряжение и не дает устройству сгореть.
Мощность осветительных приборов может составлять от 50 до 2000 Вт. Конкретные показатели мощности не влияют на схему подключения и всегда требуют однофазную сеть 220 В с частотой 50 Гц.
Без дросселя
Если необходимо подключить светильник ДРЛ 250 без дросселя, простым решением будет приобретение ДРЛ, функционирующей без дополнительных компонентов. В приборах внутри установлена спираль, отвечающая за стабилизацию напряжения.
Также можно использовать традиционную лампу накаливания. Она должна быть эквивалентна по мощности используемой ДРЛ и иметь нужный номинал сопротивления. Лампа накаливания выполняет функцию резистора, эффективно понижающего напряжение на выходе.
Рисунок 5. Схема подключения ДРЛ без дросселя
Элемент сопротивления можно заменить конденсатором или набором конденсаторов
При этом важно максимально точно рассчитать выдаваемый цепью ток, чтобы он соответствовал рабочему напряжению
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.
Как подключить лампу дрл 125 ватт к сети
Рабочее напряжение лампы 125Вольт, рабочий ток 1Ампер
Совершенно не важно, каким способом вы подадите на лампу 125Вольт, хоть через любое включённое последовательно с лампой реактивное (дроссель, конденсатор), либо активное (Резистор), либо с помощью автотрансформатора или трансформатора или генератора.Последние три следует рассматривать как источники питания125вольт, а первые три(дроссель, либо конденсатор, либо резистор) как гасящее сопротивление, равное: (220в-125в)/1А=95ом и мощностью (220-125)*1А=95 Ватт.Что просходит при включении в сеть 220в последовательно соединённой лапы и гасящего сопротивления?: пока лампа не зажглась, по цепи протекает мизерный ток, а значит почти отсуствует падение напряжения на гасящем сопротивлении и почти всё напряжение сети приложено к ДРЛ, в результате возле электродов поджига, котрые расположены очень близко друг от друга, начинает ионизироваться инертный газ лампы, как только ионов станет достаточно для пробоя газа между удалёнными рабочими электродами,лампа зажжётся, по всей цепи потечёт рабочий ток а на гасящем сопротивлении падение напряжения достигнет 95вольт,естественно на лампе установится 125вольт.Любое изменение тока в цепи будет автоматически изменять падение напруги на гасящем сопротивлении, автоматически стабилизируя режим работы лампы,то есть выполнять роль БАЛЛАСТА и роль ПУСКОРЕГУЛИРУЮЩЕГО аппарата. И ещё одно: в типовой схеме включения параллельно цепи Балласт-Лампа включается конденатор ёмкостью 10-12мкф
Надо знать,что конденсатор не является элементом пускорегулирующего устройства,лампа и без него будет прекрасно запускаться и работать.Главное его назначение,это компенсация вырабатываемой дросселем реактивной мощности, исходя из которой и выбирается его ёмкость, в меньшей степени он также является фильтром радиопомех в момент запуска лампы. А почему в качестве балласта применяют более доростоящий дроссель, а не сопротивление? Причины две:на активном баласте падение напряжения осуществляется за счёт нагрева, а на реактивном (индуктивности) за счёт векторного сложения тока и напряжения (на 80%), второе:для безинерционных ламп за счёт свойств дросселя уменьшается мерцание.И ещё:ртуть в лампах в холодном состоянии находится в виде капель и пока они в процессе разогрева не превратятся в пар, лампа не выйдет на свой рабочий режим, на это уходит от 5 до 15 минут,в зависимости от погоды.Лампу ДРЛ невозможно запустить сразу после выключения, ей надо дать остыть, чтобы произошёл весь описанный выше цикл запуска.Мощность рассеивания балласта следует брать на 10-15% больше расчётной, поскольку пусковой ток значительно больше рабочего. Источник
