Днат лампы:виды,технические характеристики,устройство,принцип действия,схема подключения

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.

Схемы подключения

Для подключения ДНаТ к сети используется пускорегулирующая аппаратура, состоящая из балластного дросселя и источника высоковольтных импульсов (ИЗУ). Первый элемент включается последовательно, а второй – параллельно лампе. Ток, проходя через дросcель и ИЗУ, производит пуск лампы.

Мощность дросселя обязательно должна соответствовать мощности источника света. И включается он именно в фазную линию, которую можно определить, используя простейшую индикаторную отвертку. Для компенсации реактивной составляющей тока и снижения энергопотребления параллельно лампе включается гасящий конденсатор. Для ДНаТ-250 можно использовать модель емкостью 35 мкФ. Это необязательный элемент схемы.

Относительно использования ИЗУ у электротехников нет единого мнения. Дело в том, что он бывает двух типов:

с двумя точками подключения;
с тремя точками подключения.

Двухточечный ИЗУ

Схема генератора автоколебаний строится на двух динисторах. Включается параллельно лампе, поэтому устройство при возрастании пускового тока не оказывает балансирующего влияния на электросхему. Из-за этого дроссель может быть пробит. После запуска лампы ИЗУ продолжает работать, увеличивая энергопотребление.

Трехточечный ИЗУ

Особенностью устройства является то, что фазная линия проходит через него и по этой цепи оно оказывается включенным последовательно лампе. Поэтому при запуске его дроссель оказывает дополнительное компенсационное воздействие и лучше стабилизирует систему. Схема строится на полупроводниках последнего поколения, имеющих лучшие эксплуатационные характеристики. По этим причинам предпочтительнее использовать именно его.

Принцип работы ДНаТ

Требования к источникам тока ДРЛ и НЛВД, их принцип работы отличаются даже для ламп одинаковой мощности. Поэтому использование для их работы одних источников тока с аналогичными пускорегулирующими механизмами (ПРА) запрещено! Разжигатель НЛВД не разрешает применение зажигающих электродов, применяемых на лампах ДРЛ. Для розжига натриевой трубчатой лампы необходим обязательно пробой пространства между электродами. Из-за этого в конструкцию пускорегулирующего механизма включено импульсно-зажигательное устройство (ИЗУ), которое изготовлено отдельным цельным блоком.

НЛВД, для функционирования которого необходимо ИЗУ, маркируется треугольником, внутри которого обозначена латинская буква «Е». Если требуется замена на ДРЛ источников высокого давления и наоборот, ее можно осуществлять только на источники с меньшей мощностью.

Например:

Если нужно заменить ДРЛ лампу, мощность которой составляет 250 Вт, то стоит использовать вместо нее светильник ДНаТ, мощность которого 210 Вт.

Для улучшения конструкции применяется стальная проволока. Ее накручивают на горелку (разжигатель) плотно к стенкам. Данное приспособление — это «пусковая антенна», которая повышает электрическую емкость (уменьшает напряжение до пробоя). Такие лампочки маркируются буквой «I»

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.

Что нужно знать об индикаторных видах ламп

Индикаторная газовая лампа – это прибор с анодом и холодным катодом в виде цилиндра, стержня или диска, изготовленного из железа, алюминия, молибдена, никеля. При включении создается тлеющий заряд, излучающий оранжевый или красный цвет. Декоративные индикаторы оснащены балластовым редуктором и подключаются к бытовой сети 220 вольт. Для оснащения сигнальных источников света колба изнутри покрывается составом, превращающим красное излучение в зеленое. Для подсветки неоновые малогабаритные лампочки монтируются вместе со светодиодными.

Индикаторные лампы широко применяются в знаках. У них один анод и до 12-и катодов в форме букв или цифр. Такой знак хорошо виден на относительно большом расстоянии.

Подобное освещение используется:

в подсветке афиш, витрин, мостов, зданий;
в иллюминации во время праздников;
для подсветки вывесок и интерьеров ресторанов и ночных клубов;
в ландшафтном дизайне.

В быту яркий пример индикаторных лампочек – елочные гирлянды и небольшие светильники. Это осветительное оборудование компактное, экономичное, служит долго.

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 от погодных условий качества и насыщенности светопотока– при холодном температурном режиме излучение заметно ухудшается и теряет интенсивность;
высокий уровень чувствительности к параметрам электросети – при серьезных системных колебаниях использовать приборы нежелательно; эксплуатация допустима только в сетях с ровным напряжением, где лишь изредка наблюдаются незначительные колебания;
необходимость дополнительных элементов безопасности – в процессе горения образуется утечка натриевых атомов, а чтобы этого избежать, вместе с лампой используется разрядная монокристаллическая трубка;
длительность первичного розжига – 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.

Достоинства и недостатки натриевых ламп высокого давления

НЛВД имеют множество достоинств:

Внимание! НЛВД лучше всего использовать на последних стадиях роста саженцев. Если обеспечивать подсветку на ранних этапах, побеги начнут расти быстрее, вытягиваться и образовывать длинные стебли. Правильный рост можно обеспечить, если сочетать работу устройств с металлогалогенными осветительными источниками

Правильный рост можно обеспечить, если сочетать работу устройств с металлогалогенными осветительными источниками.

Недостатки НЛВД

Большой минус НЛВД – сильный нагрев, к тому же они разгораются не менее нескольких минут. Их освещение привлекает в парники насекомых-вредителей, которые наносят рассаде заметный ущерб.
НЛВД небезопасны. В качестве наполнителя выступает смесь ртути и натрия. Случайно разбив светильник, можно поставить крест на всем выращенном урожае.
Работа устройств зависит от напряжения. В случае, когда его колебания в сети превышают 10%, такие лампы внутри теплиц применять не рекомендуется.
В холод осветительные приборы теряют эффективность. Поэтому их использование в неотапливаемом укрытии ограничено.

Для справки! Растения в оранжереях, где работают НЛВД, зачастую выглядят бледными и нездоровыми. Но не стоит этого опасаться. Это обман зрения. Попросту натриевое освещение заметно искажает наше цветовосприятие.

Устройство натриевых ламп

Внешне эти лампы имеют сходство с ДРЛ. Внешний корпус – баллон цилиндрической формы из стекла, но бывает и в форме эллипса. В нем расположена «горелка» – трубка, внутри которой происходит дуговой разряд. Электроды расположены с ее торцов. Они соединены с цоколем. Натрий не применяется при изготовлении «горелки», так как его пары довольно сильно воздействуют на стеклянный корпус. Кроме того, внешняя колба играет еще и роль «термоса» – изолирует горелку от внешней окружающей среды.

На рисунке упоминается геттер. Он редко упоминается в справочной документации. Геттер – это газопоглотитель, адсорбер. Он способен улавливать и удерживать газ за исключением инертных. Он находит свое применение не только в газоразрядных лампах, но и в радиоэлектронике – электровакуумных приборах. Его основное назначение – увеличение срока службы. Отсутствие посторонних веществ снижает «отравление» электродов.

Сама горелка изготовлена из поликора – поликристаллической окиси алюминия. Ее получают путем спекания. Причем только альфа-форма кристаллической решетки приемлема для изготовления корпуса разрядной трубки. Она характеризуется максимальной плотностью «упаковки атомов». Это разработка фирмы General Electric. Разработчик назвал этот материал «лукалос». Он устойчив к парам натрия и пропускает около 90 процентов видимого излучения. К примеру, днат 400 имеет трубку длиной 8 сантиметров, диаметром 7.5 миллиметров. С увеличение мощности увеличивается размер «горелки». Электроды изготовлены из молибдена. Кроме натрия в парообразной форме, закачан инертный газ – аргон. Он требуется для облегчения образования разряда. Для улучшения светоотдачи вводят ртуть и ксенон. При работе лампы температура в горелке достигает 1200-1300 кельвинов. Около 13000 по шкале Цельсия. Для предотвращения повреждении из колбы выкачивается воздух. Вакуум достаточно сложно поддерживать, так как при температурном расширении могут появляться микроскопические щели и отверстия. Через них может заходить воздух. Для устранения этого используются специальные прокладки. Колба разогревается не так сильно, как горелка. Обычная температура – 1000 С. В свечении выражены оранжевый, желтый, золотистый цвета.

Ранее лампы имели только круглый резьбовой цоколь, как у бытовых ламп накаливания. Однако, недавно появился новый тип цоколя – Double Ended.

Вне зависимости от конструкции спектра будет примерно одинаков.

В основном, этот тип ламп используется агропредприятиями. Они, как правило, тоньше в два раза, чем стандартное исполнение натриевой лампы. Колба изготовлена из кварца. Внутри колбы находится азот. Горелка имеет два электрода для подачи импульса и последующего питающего напряжения для поддержания разряда. Выводы расположены с торцов лампы, это более совершенное решение, позволяющее избежать термической деформации колбы.

Разработаны ДНаТ-лампы и с двумя горелками.

Разновидность, представленная на фото, как правило, используется для тепличного размещения (в целях досветки). Вторая горелка – это металлогалогеновая лампа. По сути, эта модель представляет собой гибрид ДНаТ и МГЛ в едином корпусе.

Но существуют и модели, в которых находится пара идентичных горелок. Они находятся в общем баллоне и соединены параллельно. Делается это для поочерёдного использования каждой из газоразрядных трубок. Во время работы только одна излучает свет. Зажигается именно та, где будут более подходящие условия. Такое решение позволяет снизить общие эксплуатационные расходы. В остальном варианты с одной или двумя трубками не имеют никаких принципиальных различий, параметры мощности и светового потока будут одни и те же. Принципиальные схемы не изменяются.

Основные выводы

ИЗУ для ДНаТ – это важная часть комплекта для качественной и бесперебойной работы осветительного устройства.

Кроме того, вам понадобиться ПРА, конденсатор, которые стабилизируют ток и снимают напряжение с проводки.

Подбирайте зажигающее устройство и балласт с учетом мощности лампы.

Во время сбора комплекта для подключения осветительного устройства, четко соблюдайте схему.