Натриевые лампы для уличного освещения: характеристики, особенности светильников, основное применение

Преимущества и недостатки

Как и любые другие осветительные приборы, светильники с лампами ДНаТ имеют свои преимущества и недостатки. К преимуществам можно отнести:

Высокая светоотдача. По этому параметру лампы ДНаТ занимают лидирующую позицию среди газоразрядных осветительных приборов, хотя и уступают светодиодным лампам.
Длительный срок службы. Наработка на отказ у ламп ДНаТ достигает 15 000 часов. Мощный светодиодный светильник с заявленной яркостью проработает столько же или ненамного больше.
Относительно низкая стоимость. Технология производства ламп не особо сложна и давно отлажена (лампе ДНаТ почти 100 лет!), а сам прибор не содержит дорогостоящих материалов. В этом плане светодиодные осветительные устройства катастрофически отстают от натриевых – они дороже в десятки раз.
Противотуманный эффект. Желто-оранжевый спектр, излучаемый лампами ДНаТ, плохо поглощается водой. Даже при дожде и сильном тумане качество освещения сохраняется на довольно высоком уровне.

Что касается недостатков, то они весьма существенные:

Низкий . Лампа ДНаТ излучает свет в узком желто-оранжевом спектре. Цвет практически всех предметов в таком свете сильно искажается. Именно из-за низкого качества света натриевые лампы абсолютно не подходят для использования в жилых и производственных помещениях.
Высокий коэффициент пульсаций. При использовании электромагнитного балласта (дросселя) свет лампы ДНаТ пульсирует с удвоенной частотой сети. При этом коэффициент пульсаций может достигать 15-20%. При длительном нахождении под таким светом глаза у человека быстро устают. Проблема полностью решается использованием электронных балластов, но стоимость их нередко выше, чем стоимость самой лампы.
Высокая рабочая температура. В процессе работы температура лампы ДНаТ достигает 300 градусов, а пускорегулирующие элементы (в частности, дроссель) нагреваются до 100 градусов. Это не только грозит серьезными ожогами при случайном прикосновении, но и требует принятия специальных мер по пожаробезопасности.
Затрудненный пуск при низких температурах. Из-за конструктивных особенностей лампы ДНаТ тяжело запускаются при низких температурах окружающей среды. Эта проблема частично решается использованием наружной колбы с вакуумом, но тем не менее при сильном морозе лампа может не запуститься. По этой причине использование ламп ДНаТ в районах крайнего севера не рекомендуется.
Большое время розжига. После включения лампа едва светит и лишь постепенно по мере разогрева горелки разгорается. Для выхода на рабочий режим лампам ДНаТ нужно 10-15 мин. Не сразу запустится и только что выключенная горячая лампа: сначала колбе нужно остыть, а потом снова запуститься и разгореться.

Вот, пожалуй, и вся информация о натриевых лампах высокого давления. Теперь ты знаешь, как устроен этот прибор, чем он хорош и какие имеет недостатки. А если ты решил самостоятельно организовать освещение при помощи ламп ДНаТ, то, прочтя эту статью, сможешь без посторонней помощи выбрать пускорегулирующую аппаратуру и подключить к ней лампу.

Предыдущая
СветодиодныеКак выбрать светодиодную гирлянду для улицы и дома
Следующая
СпециализированныеПодключение ламп ДРЛ на 125, 250, 400 Ватт и их технические характеристики

Спасибо, помогло!Не помогло

Сфера применения

Так как цветопередача ДНаТ достаточно низкая, то их не применяют для освещения жилых помещений, рабочих мест. Чаще всего натриевые источники света используются на улицах, они излучают яркий контрастный свет, повышая видимость на дорогах даже при тумане и снегопаде.

Сферы применения ламп ДНаТ:

Системы освещения для больших территорий, широких улиц, шоссе, автомобильных магистралей.
Фоновое освещение в туннелях, спортивных комплексах, аэропортах, железнодорожных вокзалах.
Подсветка памятников и других архитектурных сооружений.
Освещение цехов, складов, где уровень цветопередачи неважен.
Искусственное освещение в питомниках для растений, теплицах, цветниках.

Системы освещения с использованием натриевых источников света показывают качественную работу, устойчивость к погодным условиям и высокую энергоэффективность.

При выборе осветительного элемента, нужно четко понимать, какую функцию он будет выполнять. Ведь нужно подобрать устройство с подходящей мощностью.

Для теплиц и оранжерей можно использовать лампы от 70 до 400Вт. В идеале натриевая лампа для растений должна иметь мощность 150 – 250Вт. Искусственное освещение повышает темпы роста и урожайность овощей, ягод, цветов и т. д.

С определенным ограничением для растений можно использовать лампочки на 400Вт. В таком случае осветительную аппаратуру нужно размещать на расстоянии 50 см от объекта. Использовать устройства с более высокой мощность запрещено, так как они просто сожгут растение.

В уличные фонари обычно устанавливают ДНаТ на 70 – 150Вт. При этом для осветительных устройств нужно подбирать элементы с такой же мощностью. Например, для светильников 150Вт подойдет лампочка с таким же значением.

В домашние светильники не рекомендуется устанавливать натриевые лампы даже с малой мощностью. Они плохо влияют на зрительный аппарат человека.

Главные недостатки продукции

Помимо впечатляющего списка плюсов и положительных качеств, натриевые источники света имеют несколько специфических черт со знаком «минус».

Среди них выделяются такие позиции, как:

специфический цветовой диапазон, меняющийся в процессе продолжительной работы – не позволяет применять модули в помещениях, где установлены высокие требования относительно цветопередачи;
зависимость качества и насыщенности светопотока от погодных условий – при холодном температурном режиме излучение заметно ухудшается и теряет интенсивность;
высокий уровень чувствительности ко всему, что происходит в электросети – при серьезных системных колебаниях использовать приборы нежелательно. Эксплуатация допустима только в сетях с ровным напряжением, где лишь изредка наблюдаются незначительные колебания;
дополнительные элементы, необходимые для обеспечения безопасного функционирования, – в процессе горения образуется утечка натриевых атомов, а чтобы этого избежать, вместе с лампой используется разрядная монокристаллическая трубка;
длительное время, необходимое на первичный розжиг – при активации лампа загорается не сразу и выдает стабильный светопоток только через 6-10 минут;
проблематичное подключение и последующее обслуживание ПРА, имеющего внушительные габариты и подверженного потере до 60% мощности;
пульсация потока света с частотой сети 50 Гц;
стабильный рост потребляемой мощности на протяжении всего срока эксплуатации – иногда показатели превышают первичные цифры на 35-40%.

Учитывая все эти моменты, специалисты не рекомендуют использовать лампы для бытовых осветительных систем. В домашних условиях натриевые источники света просто не смогут проявить себя должным образом.

Лампы натриевого типа отлично подходят для освещения магистралей, шоссе и проезжих дорог. Они дают качественный светопоток с хорошим уровнем рассеивания и позволяют снизить энергопотребление почти на 50%

Зато там, где требуется экономичный, мощный, насыщенный свет без претензий к четкой и правильной цветопередаче модули отработают на пятерку и отлично справятся с поставленными задачами.

Люминесцентные лампы

Источники света, в основе работы которых лежит эффект люминесценции. В большинстве люминесцентных ламп аргонно-ртутная газовая смесь, которой заполнена стеклянная трубка, активизируется потоком электронов, в результате чего возникает излучение в ультрафиолетовом диапазоне. Внутренняя поверхность трубки покрыта люминофором, который трансформирует ультрафиолетовый свет в видимый. При этом необходимо учитывать, что интенсивность светового потока, излучаемого люминесцентными лампами, зависит от температуры окружающей среды, т.е. при 0°C интенсивность свечения лампы снижается на 45 % (а при —20°C она приближается к нулю).

Характеристики и особенности использования натриевых ламп ДНаТ

ДНаТ состоит из таких элементов:

Керамическая заглушка.
Трубка, которая пропускает свет.
Стеклянная колба, которая обладает высокой механической прочностью.
Электрод.
Металлический штенгель, через который эвакуируется газ из прибора.
Бариевый штенгель.
Цоколь.

Горелку наполняют соединениями натрия, парами ртути, ксеноном. Эти газоразрядные вещества необходимы для запуска лампы.

Справка. Источники света ДНаТ бывают двух типов: с низким и высоким давлением. Первые излучают приглушенный желтый свет, а вторые – светло-желтый. Устройства высокого давления не так сильно искажают цветопередачу, как ДНаТ низкого давления.

Горелка – это трубка в форме цилиндра, которая выполнена из керамики на основе оксида алюминия. Благодаря этому материалу колба устойчива к парам натрия и пропускает до 90% света. По обоим краям трубки размещены электродные элементы.

Колба из термически стойкого стекла оснащена прокладками, которые не пропускают воздух внутрь лампы

Важно сохранить вакуум внутри, так как горелка может достигать температуры 1300°, при попадании воздуха целостность лампы нарушается

При подключении ИЗУ создается импульс высокого напряжения, возникает электрический заряд, образуется дуга. Из-за необходимости предварительного разогрева натрия лампа зажигается постепенно. Маломощные источники света излучают полный световой поток через 5 минут, а приборы большей мощности – спустя 10 минут. Это время нужно для разогрева горелки.

Запустить металлогалогенные и натриевые устройства не получится без применения ИЗУ. Это устройство формирует напряжение в лампе, чтобы образовалась дуга. Однако во время запуска она холодная, а резкое нарастание тока может ее разрушить. Чтобы этого избежать, нужно использовать электромагнитный балласт.

В продаже имеются ДНаТ с встроенным импульсным зажигающим устройством.

Подключают натриевую лампу к сети с помощью цоколя типа Е (Эдисон). Для источников света с мощностью 50, 70, 100Вт применяют держатель Е27, а для осветительных устройств ДНаТ 150, 250, 400Вт – Е40. Цифра в маркировке обозначает диаметр разъемного соединителя (мм).

Специалисты выделяют такие характеристики и особенности натриевых ламп типа ДНаТ:

Коэффициент цветопередачи устройств очень низкий, поэтому они излучают едко-желтый свет, искажают цвета. Кроме того, они обладают высокой пульсацией, то есть часто мигают. Это приводит к снижению зрительной работоспособности, внимания, быстрому утомлению. Именно поэтому ДНаТ не используют для освещения домов, рабочих мест.
Уровень светоотдачи натриевых ламп высокий (от 100 Лм/Вт). Поэтому их часто применяют для освещения улиц. Однако со временем уровень светоотдачи снижается.
Длительность работы этих источников света составляет примерно 10000 часов. Однако так долго лампа будет работать только при соблюдении основных правил эксплуатации: температура от -30 до +40°, применение качественного ИЗУ, а также дросселя.
Из-за длительного зажигания ДНаТ не подходит для осветительных систем, которые требуют частого включения/выключения, например, датчиков движения.
ДНаТ потребляют небольшое количество электричества по сравнению с другими натриевыми лампами, имеют высокий коэффициент полезного действия (примерно 30%).
Натриевые устройства подходят для работы в условиях непогоды (снег, дождь, туман, пыль). Негативные факторы не влияют на световой поток.

Выбор сферы применения осветительных элементов зависит от их мощности. Например, источники света 70 – 400Вт применяют в теплицах для растений, цветниках. Для теплиц больше подойдут лампочки 150 или 250Вт. Если вы используете ДНаТ мощностью 400Вт, то следите, чтобы между растением и источником света был промежуток от 50 см, иначе оно может сгореть.

Осветительные элементы 70, 150Вт устанавливают в уличные фонари, для освещения тоннелей, спортивных залов.

При выборе ДНаТ для улицы, используйте лампы с защитой корпуса от влаги не менее IP-65.

Устанавливать натриевые источники света в домашних светильниках или на рабочих объектах не стоит, так как они плохо влияют на зрение, искажают цвет.

Особенности установки и эксплуатации

Для подключения НЛ (ДНаТ и остальных типов) необходима установка специального пускорегулирующего аппарата (балласта), которые делятся на электромагнитные (ЭмПРА) и электронные (ЭПРА). В случае с ДНаС, необходимо также подключение импульсного зажигающего устройства, которое снабжено 2 или 3 выводами. На самом устройстве показано, как правильно произвести подключение.

Самые распространенные пускорегулирующие устройства – это балластные индуктивные дроссели, которые ограничивают и стабилизируют ток. Схема подключения натриевых ламп заключается в подаче на клеммы светильника питающего напряжения.

Если подключение НЛ производится самостоятельно, рекомендуется использовать провод, соединяющий балласт с натриевой лампой, длиной не более 1 м. Также рекомендовано использование хлопчатобумажных перчаток.

При использовании для искусственного освещения растений НЛ располагаются не ближе чем за 50 см от них. Мощность может быть от 75 до 400 Вт. Однако в случае с мощностью в 400 Вт расстояние до растений следует увеличить до 1,8 – 2 м

Соблюдение данных условий важно для того, чтобы не повредить растениям

Натриевый светильник (как правило, уличный) должен быть укреплен защитной стеклянной колбой во избежание его повреждения вследствие различия внутренней температуры лампочки и внешней среды.

Качество света НЛ зависит и от своевременной их очистки от пыли и грязи. Для этого можно использовать салфетку, смоченную спиртом.

Обязательной является утилизация НЛ специальными учреждениями, во избежание загрязнения окружающей среды парами ртути (если содержится), а также для предотвращения взрыва газа натрия, который может произойти при его контакте с кислородом.

Особенности уличных светильников с датчиком движения

Фонари, имеющие сенсор движения, позволяют существенно снизить энергозатраты: осветительный прибор загорается только при появлении человека в зоне его действия. Приобретают такие уличные светодиодные светильники для дачи, частных или многоквартирных жилых домов, парковых зон, дворов, для освещения социальных и коммерческих объектов.

Основным компонентом датчика движения является линза, от которой во многом зависит качество работы всей конструкции. В одном датчике количество линз может быть до 60 штук, причем чем их больше, тем чувствительность сенсора выше и зона действия шире.

Выбирая светильник светодиодный уличного освещения с датчиком движения, нужно принимать во внимание его место установки. Например, это может быть парк, сквер, дорожка и т

Также важно учитывать степень защищенности осветительного прибора, размер, мощность и способ крепления. Датчик движения может быть встроенным или располагаться снаружи, быть частью светильника либо отдельным объектом

Ремонтопригодность, безопасность, утилизация

Определившись с эффективностью уличного освещения, не забудьте учесть ряд практических аспектов. При всех своих недостатках, ртутные и натриевые лампы — достаточно дешёвые источники света, к тому же в них предусмотрена возможность замены пускорегулирующей аппаратуры.

Выбирая светодиодные фонари, обратите внимание на качество технической реализации теплоотвода. Большинство дешёвой LED-техники грешит именно плохим отводом тепла, из-за чего наблюдается быстрая деградация и выход из строя источника

Наконец, в освещении открытых площадок далеко не последнюю роль играют погодные условия. Уличное LED-освещение в условиях тумана работает эффективнее прочих. Также стоит помнить, что ртутные лампы почти всех типов в холодную погоду требуют времени на разогрев, а экономки светят тусклее и требуют времени на разогрев из-за температурной погрешности конденсаторов, входящих в состав электронных пускорегулирующих устройств.

рмнт.ру

Виды ламп, применяемых для уличного освещения

Для уличного освещения светильники оснащают лампами следующих видов.

Накаливания: отличаются хорошими характеристиками по мощности светового потока и низкой экономичностью.
Галогенные: отличаются от первых тем, что внутрь колбы закачивается газ-галоген. Это увеличивает минимум вдвое срок эксплуатации прибора.
Газоразрядные: они идут на замену лампам накаливания и галогенным.

Существует несколько разновидностей газоразрядных светильников:

Ртутные: их свет излучается в результате электрических разрядов в ртутных парах, которыми заполнена колба. Характеризуются сильным разогревом самой колбы и близлежащих поверхностей, что требует применения жаростойких материалов. Ртутные лампы (ДРЛ) используют для освещения больших площадей.
Натриевые (ДНАТ): работают аналогично ртутным, но в колбу закачиваются пары натрия. От воздействия окружающей среды защищены специальным стеклом. Эта мера необходима, так как натриевые лампы неустойчивы к перепадам температур и к влажности.
Металлогалогенные (ДРИ): к ртутным парам в колбе добавляют галогениды. Отличаются большой мощностью (до 2 кВт), что гарантирует хорошую освещенность

Это важно для оборудования больших площадей и спортивных сооружений.
Ксеноновые: конструкция состоит из вольфрамовых электродов, между которыми постоянно проходит электрический разряд. В колбе находится инертный газ и соли металлов (ртути или натрия).
Люминесцентные: энергоэффективные лампы с большим сроком эксплуатации

Недостатком является применение паров ртути, заполняющих колбу. В случае повреждения колбы ядовитый газ становится опасным для здоровья человека. Люминесцентные приборы нельзя часто включать и отключать: это уменьшает их срок службы. Такие характеристики не являются препятствием для их применения для освещения городских улиц.
Индукционные: уличное освещение обеспечивается за счет ионизированного газа, в котором возникает плазменное свечение. Управление освещением осуществляется с помощью катушки индуктивности, образующей магнитное поле.

В отдельную группу можно выделить светодиодные прожектора для уличного освещения. Светильники такого типа постепенно идут на замену вышеперечисленным.

Уличный светодиодный светильник обладает следующими преимуществами:

высокий КПД;
продолжительный срок службы (100 тыс. часов и более);
экономичность: электроэнергия не расходуется на нагрев расположенных поблизости поверхностей, а служит только для образования светового потока;
устойчивость к изменениям температуры окружающей среды;
механическая прочность и устойчивость к воздействию влаги.

История развития электростатической ионизации газов

Принято считать годом рождения газоразрядных ламп 1675. Однажды ночью французский учёный Жан-Феликс Пикар заметил свечение ртутного барометра, когда переносил его из обсерватории в порт святого Майкла. Чтобы читатели представили явление, нужно учесть особенности конструкции. В ртутном барометре имеется трубка, запаянная с конца. Вдобавок наличествует чаша. Оба предмета заполнены металлической ртутью.

Для определения давления трубку резко переворачивают и опускают в чашу. Тогда ртуть под действием земного тяготения стекает вниз, образуя выше себя вакуум. В результате запаянный конец трубки остаётся полым, и протяжённость пустого пространства зависит от атмосферного давления, которое, действуя на ртуть в чаше, призвано уравновесить силу тяжести.

Барометр Пикара

При транспортировке барометра Пикар спешил и сильно растряс прибор. В результате произошла электризация стекла трением о ртуть, и статический заряд вызвал ионизацию металлических паров. Процесс сильно облегчался, благодаря созданному вакууму. Пары ртути и сегодня используются в отдельных газоразрядных источниках света. К примеру, ультрафиолетовая составляющая свечения активизирует люминофор лампы дневного света.

Пикар не смог объяснить обнаруженного явления, но немедленно доложил о произошедшем в научных кругах. Позднее изучением занялся известный швейцарский математик Иоганн Бернулли. Ему задача оказалась также не по зубам, но сей учёный муж активно практиковал опыт со свечением, дал представление французской академии наук. В 1700 году на демонстрации явление лицезрел английский механик, по совместительству учёный, Фрэнсис Хоксби. На базе Королевского научного общества Британии Хоксби принимается активно ставить опыты.

За основу решающего эксперимента Хоксби берет модель электростатического генератора Герике (1660 год). По описаниям машина представляла солидных размеров шар из серы, вращающийся на железном стержне. Трением о ладони оператора объект приобретал при вращении значительный заряд. Дальнейший ход мыслей Хоксби понятен. В инструкции Герике фигурировало предложение залить серу в стеклянный шар, потом разбить. Английский учёный пропустил указанный шаг. К сожалению, неизвестно, имели ли ранние работы (к примеру, трактат Гильберта 1600 года) представление об электризации стекла, но Хоксби выдвинул соответствующее предположение.

Модель электростатического генератора Герике

В результате экспериментальная установка содержала вместо серного шара стеклянный с каплями ртути на дне, а внутри по возможности создали вакуум. При вращении сферы на железном стержне и электризации путём трения ладонями наблюдалось свечение, чтобы читать книгу в непосредственной близости. В 1705 году английское научное общество продемонстрировало первую газоразрядную лампу. Предоставлялось верное объяснение, что к обнаруженному явлению причастны пары ртути. Потом – ход работ замер на целый век. Не находилось практического применения вновь открытому явлению.

НАТРИЕВЫЕ ЛАМПЫ ДЛЯ ТЕПЛИЦ И РАСТЕНИЙ

Пожалуй, никому не надо рассказывать насколько важную роль играет солнечный свет для роста и развития растений, однако далеко не все знают, как и на что влияют различные цвета света.

Ученые выяснили, что для ускорения процесса роста и развития зеленой части растения важнейшую роль играет преобладание в освещении синей (холодной) части спектра. Для ускорения процесса созревания урожая, стимуляции цветения и плодоношения в искусственном освещении должны преобладать теплые оттенки (красный спектр).

Именно последнее открытие и определило использование натриевых ламп в садоводстве. Еще одна причина их использования – ДНаТ являются дополнительными источниками тепла, так как они сильно нагреваются в процессе эксплуатации.

Однако сильный нагрев осветителей в теплое время года может вызывать нежелательные эффекты – в частности усиленный рост стебля растения и ожоги на его частях, близко расположенных к источнику света. К тому же, чрезмерное присутствие красного спектра света на ранней стадии саженцев нарушает естественный процесс роста растений.

Кроме этого, теплый свет натриевых светильников крайне привлекателен для всевозможных насекомых, в том числе и вредителей сельскохозяйственных культур.

Использование газоразрядных ламп с парами натрия накладывает ограничения на параметры питающего тока. В частности, колебания и скачки напряжения не должны превышать 10% от номинального.

Виды уличных светильников

В зависимости от вида установки уличные фонари могут быть:

Консольные светильники

Они чаще всего применяются для внешней подсветки домов, парковок, дорог, парков. Консольными они называются из-за способа монтажа. Фонарь на столб крепится при помощи кронштейна (консоли). Кроме столба, в качестве опоры для светодиодного прожектора, может служить стена дома, бетонное ограждение.

Разновидностью консольного фонаря можно считать подвесные конструкции. Они устанавливаются на не жесткий кронштейн, а на трос или цепь. Подвесные приборы применяются, когда нет возможности закрепить консоль. Их подвешивают под козырек крыши или крыльца, на столб.

Не все светильники и опоры стандартные. Перед монтажом нужно заранее выяснить, подходит ли крепление для выбранной опоры.

Парковые

Задачей садово-парковых светодиодных светильников является на только освещение в вечернее и ночное время, но и дополнение элементов ландшафтного дизайна. Внешний вид таких приборов не менее важен, чем энергосберегающие качества и защита от неблагоприятных погодных условий.

По способу монтажа парковые фонари могут быть консольными, подвесными, иметь подставку или крепится на столб. Все зависит от стиля паркового ансамбля (хайтек, ампир, классика). Кроме защиты от погодных воздействий, парковые фонари должны иметь повышенную защиту от вандализма, электроизоляцию, быть максимально безопасными.

Грунтовые

Или наземные виды светодиодных уличных прожекторов представляют собой плоские осветительные панели, которые устанавливаются на уровне земли. Грунтовые фонари могут монтироваться прямо в грунт, асфальтовую или бетонную дорогу, в ступени. Наземные светильники могут быть встраиваемые и не встраиваемые.

За счет плоского корпуса и горизонтального положения наземные фонари могут оснащаться солнечными батареями. Если садовый участок расположен преимущественно на солнечной стороне и нет значительного затемнения, то солнечные батареи позволяют существенно сэкономить на электроэнергии.

Прожекторы

Это переносные или легко монтируемые диодные фонари уличного освещения. Изначально прожекторы применялись для освещения стройплощадок, когда нужна была яркая, компактная и мобильная подсветка на ночь. Либо в кинематографе, когда прожектор устанавливается на столб.

Отличие прожектора от обычного фонаря в том, что он имеет боковые дефлекторы, которые сужают угол рассеивания светового потока. За счет этого излучение концентрируется в ограниченном пространстве и освещается только нужный участок, не ослепляя по периметру.

Автономные уличные осветители

Это системы уличного освещения, которые не требуют подводки стандартной электрокоммуникации. Автономные уличные фонари снабжены системой солнечных батарей, которые полностью заменяют потребление электричества.

Развитие автономных уличных фонарей стало возможным, благодаря появлению светодиодных элементов освещения. Поскольку они обладают значительной эффективностью, высокой светоотдачей на фоне малого потребления энергии.

Характеристики, особенности и применение натриевых ламп для уличного освещения