Что такое натриевая лампа? Особенности натриевых ламп и их использовании в уличном освещении, схема подключения Воду греем натриевой лампой

Еще десяток лет назад натриевые лампы использовались для освещения дорог и улиц практически повсеместно. С появлением светодиодных источников света их стали применять несколько реже, но тем не менее сдавать свои позиции лампы ДНаТ не спешат. Что это за лампы и почему они уже не одно десятилетие держат первенство среди уличных осветителей? Сегодня мы постараемся это выяснить.

Даже сегодня старые добрые ДНаТ служат нам верой и правдой

Что такое ДНаТ и виды таких ламп

Лампы ДНаТ — это одна из разновидностей натриевых ламп высокого давления – НЛВД (англ. HPS Lamp — High-Pressure Sodium Lamp). ДНаТ — аббревиатура, расшифровка которой означает «Дуговая Натриевая Трубчатая». Существует еще несколько разновидностей приборов этого типа: ДНаМТ, ДнаЗ и ДНаС. Посмотрим, как они устроены и чем отличаются друг от друга.

Конструкция натриевой лампы

Конструктивно прибор представляет собой колбу, выполненную из специального изготовленного из оксида алюминия Al 2 O 3 стекла. В процессе работы колба разогревается до 1200 градусов Цельсия. Такое стекло не только выдерживает высокие температуры, но и способно противостоять разрушающему действию паров натрия.

В края колбы, которая называется горелкой, впаиваются два электрода. Сама она заполняется смесью буферных (инертных) газов с добавлением натриевой амальгамы: сплава натрия со ртутью. Дополнительно в буферные газы подмешивают ксенон, он обеспечивает более легкий старт лампочки. Горелка, в свою очередь, помещается в еще одну внешнюю колбу, выполненную из обычного термостойкого стекла. Обычно это тугоплавкое боросиликатное стекло. В колбе создается глубокий вакуум, а сама она снабжается цоколем того или иного типа для подключения к питающей сети.

Благодаря вакууму внешняя колба играет роль термоса, обеспечивающего нормальный пуск и работу натриевой горелки при низких температурах окружающей среды. Одновременно она уменьшает теплопотери, увеличивая КПД и ресурс прибора.

Устройство лампы ДНаТ

Самый распространенный цоколь, устанавливаемый на лампочки ДНаТ – резьбовой цоколь Эдисона. Для приборов небольшой мощности применяется Е27, для мощных осветителей – Е40. Тем не менее встречаются лампочки и с другими типами цоколей, а также двухцокольные.

ДНаТ с цоколем Е40 (слева) и двухцокольный софитный вариант

Иногда в одну внешнюю колбу устанавливаются две горелки. Это повышает мощность прибора без существенного увеличения его габаритов, а также несколько увеличивает КПД и срок службы устройства за счет меньших теплопотерь.

Лампочка ДНаТ с двумя горелками

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Задать вопрос эксперту

Справедливости ради стоит упомянуть о существовании натриевых лампочек низкого давления. Горелки таких устройств по конструкции напоминают хорошо знакомые тебе колбы люминесцентных лампочек. Их электроды представляют собой спирали, а пуск прибора осуществляется их разогревом.

Натриевая лампочка низкого давления

Как я отмечал выше, кроме ДНаТ, существуют еще несколько разновидностей натриевых осветительных приборов:

• ДнаЗ – с напыленным на часть внешней колбы зеркальным рефлектором, направляющим свет горелки в определенный сектор;

ДНаЗ имеет собственный рефлектор

• ДНаС – светорассеивающие. В этом приборе роль светорассеивателя исполняет специальный пигмент, нанесенный на внутреннюю поверхность внешней колбы. Спектр ламп ДНаС похож на дневной;

И внешне, и по излучаемому спектру ДНаС напоминает ртутный осветитель ДРЛ

• ДНаМТ – с матированной колбой. По сути, это аналог ДНаС, которая в настоящее время снята с производства. Предназначена для прямой замены ламп ДРЛ без ухудшения качества освещения.

Лампа ДНаМТ

Принцип действия

При подаче на электроды горелки питающего напряжения и одновременно высоковольтного импульса в колбе возникает тлеющий разряд, который начинает разогревать амальгаму натрия. По мере разогрева амальгама переходит в парообразное состояние, сопротивление газового промежутка в колбе уменьшается, и постепенно разряд переходит в дуговой – лампа разгорается.

Обычное время разогрева ДНаТ – 10-15 мин. При этом температура самой горелки достигает 1200, а внешней колбы – 250-300 градусов Цельсия. Чтобы разряд не перешел в неуправляемый дуговой, последовательно с лампой включается балласт. Под воздействием электрической дуги пары натрия начинают излучать видимый свет в желто-оранжевом спектре (резонансный спектр натрия). При этом светоотдача прибора составляет 150–200 лм/Вт в зависимости от мощности и типа прибора.

Спектр лампочки ДНаТ

Как запустить лампу ДНаТ

Как правильно подключить натриевую лампу ДНаТ к сети? Как видно из вышесказанного, на прибор недостаточно подать питающее напряжение: холодная горелка имеет большое сопротивление и просто не запустится. Для создания пускового высоковольтного импульса служит специальный узел – импульсное зажигающее устройство (ИЗУ).

После пуска лампочки ток через нее необходимо ограничивать. Этим занимается балласт: электромагнитный или электронный. Первый (ЭмПРА — электромагнитный пускорегулирующий аппарат) представляет собой дроссель — катушку с незамкнутым магнитопроводом. Второй (ЭПРА – электронный пускорегулирующий аппарат) является электронной схемой – ограничителем тока.

ЭмПРА (слева) и ЭПРА для осветительных приборов ДНаТ

Дроссель включается последовательно с лампочкой, ИЗУ – параллельно. Существует 2 типа ИЗУ – двухвыводной и трехвыводной. Первый более прост в подключении и меньше стоит, второй делает работу схемы более корректной. При использовании трехвыводного ИЗУ в момент пуска высоковольтный разряд подается только на лампу, а не на лампу + балласт, как в случае с двухвыводным устройством. Схема подключения осветителя с использованием обоих типов ИЗУ приведена ниже.

Схемы подключения лампы ДНаТ с использованием двух- и трехвыводного ИЗУ

Обрати внимание, что на схемах обозначены ноль и фаза. Балласт всегда включается в разрыв фазного провода. На ИЗУ тоже есть соответствующие обозначения, не забывай их соблюдать.

На зажигающих устройствах даже есть схема их подключения

Теперь по поводу конденсатора С, который обозначен на схеме штрихпунктиром. Он не является обязательным, но не будет лишним его поставить. Служит этот конденсатор для компенсации реактивной мощности и некоторого увеличения КПД схемы. Конденсатор должен быть неполярным бумажным и рассчитанным на напряжение не ниже 400 В. Его электрическая емкость зависит от мощности осветительного прибора. Для ДНаТ 250 Вт хватит 35 мкФ, для ДНаТ 400 Вт емкость нужно увеличить до 45 мкФ.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Для качественной и долговременной работы светильника мощность балласта должна соответствовать мощности лампы. Правило «чем больше, тем надежнее» тут не работает! ИЗУ выбирается таким, чтобы мощность осветителя укладывалась в диапазон, указанный на его (ИЗУ) корпусе.

И еще один совет. Устанавливай лампочку ДНаТ только в хлопчатобумажных перчатках или при помощи чистой тканевой салфетки. Дело в том, что колба прибора нагревается до 300 градусов. Оставленные тобой на колбе отпечатки пальцев сгорят, и образуется плохо проводящий тепло слой нагара. В результате произойдет локальный перегрев, и стекло лопнет. Если же ты или кто-то другой уже «захватали» лампочку, то протри ее салфеткой, смоченной спиртом.

Прибор можно выбросить из-за трещины, появившейся в результате локального перегрева грязного стекла

Условия утилизации

Горелка лампы ДНаТ содержит ксенон и сплав натрия со ртутью, поэтому выбрасывать прибор, как бытовые отходы, нельзя! Сгоревшие лампочки необходимо сдавать на специализированные пункты приемки. Кроме того, материалы горелки и колбы хоть и выглядят, как обычное стекло, имеют абсолютно другой химический состав. Попав в переработку с обычным стеклом, кварц и оксид алюминия просто испортят всю плавку.

Существует множество мест утилизации ртутьсодержащих приборов, но мы обычно не обращаем на них внимание

Согласно действующему законодательству (Постановление Правительства РФ от 06.05.2011 № 354) обязанность по сбору перегоревших энергосберегающих ламп возложена также на управляющие компании, ТСЖ, ЖСК и т.  п. То есть на организации, которые занимаются обслуживанием жилого фонда. Причем при неисполнении обязанностей коммунальщикам грозит штраф от ста тысяч рублей и выше.

Технические характеристики и сравнение с аналогами

Я уже говорил, что лампочки типа ДНаТ упорно держат свои позиции и все еще широко используются, несмотря на появление новых типов источников освещения. Чем же они завоевали такую популярность? Сравним их основные характеристики со светодиодными и дуговыми ртутными лампами ДРЛ, которые ты наверняка видел в уличных фонарях.

Основные характеристики осветительных приборов ДНаТ, ДРЛ и светодиодных аналогов

	Паспортная мощность, Вт	Создаваемый световой поток, лм	Средний срок службы, ч
100	9 400	6 000
150	14 000	10 000
250	24 000	15 000
400	47 500	15 000
ДРЛ-125	125	6 000	12 000
ДРЛ-250	250	13 000	12 000
ДРЛ-400	400	24 000	15 000
Светодиодный аналог ДРЛ-125	40	2 500	10 000
Светодиодный аналог ДРЛ-250	80	5 000	10 000

Из таблички хорошо видно, что, потребляя 150 Вт, натриевая лампочка обеспечивает , что и ДРЛ мощностью 250 Вт. Единственным серьезным конкурентом натриевой лампы по экономичности является светодиодный светильник.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

5 000 лм светодиодного светильника могут конкурировать с 13 000 лм ДРЛ за счет создания светодиодами направленного светового потока, дающего необходимую освещенность перед прибором. Именно это и требуется от уличного светильника. В то же время ртутная лампа светит во все стороны.

Но, во-первых, мощные светодиоды стоят в десятки раз дороже упомянутой лампы. А, во-вторых, технология сверхъярких диодов не так отработана, как технология изготовления ДНаТ, насчитывающая почти сотню лет.

Если добавить сюда огромное количество производителей светодиодной продукции, то окажется, что поиск гарантированно качественного полупроводникового оборудования становится весьма проблематичным. Что касается хваленой долговечности светодиодов, то при такой большой мощности кристаллы быстро деградируют (теряют яркость). При этом ресурс диодного фонаря нередко становится даже меньше, чем ресурс фонаря с лампой ДНаТ.

Сфера применения

Своеобразный световой спектр лампочек ДНаТ, как оказалось, идеально подходит для освещения улиц и автодорог. Именно из-за своего спектра уличные осветители с ДНаТ еще десяток лет назад использовались во всем мире повсеместно.

Обладая противотуманным эффектом, желто-оранжевый свет обеспечивает хорошую видимость на дороге и не слепит водителя. Если учесть, что натриевые лампы самые экономичные среди газоразрядных приборов и тем более лампочек накаливания, нет ничего странного в том, что почти 100% автодорог освещалось именно ДНаТами.

Использование ламп ДНаТ для освещения улиц и автодорог

В последние годы светильники ДНаТ частично вытесняются светодиодными, но в уличном освещении происходит это куда медленнее и неохотнее, чем в быту.

Понравился спектр излучения ламп ДНаТ и растениям. Это определило еще одну область применения натриевых приборов: для подсветки растений в теплицах и местах, где солнечного освещения недостаточно. Ты наверняка видел теплицы, освещенные мягким желто-оранжевым светом, — это лампы ДНаТ.

Использование ламп ДНаТ в теплицах для освещения растений

Преимущества и недостатки

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

1. Высокая светоотдача . По этому параметру лампы ДНаТ занимают лидирующую позицию среди газоразрядных осветительных приборов, хотя и уступают светодиодным лампам.
2. 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.
3. 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.
4. Противотуманный эффект . Желто-оранжевый спектр, излучаемый лампами ДНаТ, плохо поглощается водой. Даже при дожде и сильном тумане качество освещения сохраняется на довольно высоком уровне.

Ты наверняка видел на автомобилях фары с желтым стеклом — это противотуманки. Они используют тот же принцип, но желто-оранжевый спектр создается не лампой, а светофильтром.

Что касается недостатков, то они весьма существенные:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.

Натриевые лампы по сравнению с прочими источниками искусственного освещения, демонстрируют самый высокий КПД - близко 30%. Для экономии денежных средств рекомендуется покупать лампочки высокого давления. Свет, излучаемый натриевыми лампами высокого давления, позволяет практически во всем диапазоне различать цвета, исключая только коротковолновый, цвет в котором несколько тускнеет. Поговорим сегодня о возникновении, применении и подключении натриевых ламп своими руками.

Историческая справка

Самый большой вклад внесли в уличное освещение натриевые разрядные лампы высокого давления, которые являются основной помехой для астрономических наблюдений. Давайте углубимся в историю, чтобы понять, что они собой представляют. Трубчатые лампы, которые демонстрируют низкое давление ртути, были изобретены еще в предвоенный период.

Подобные люминесцентные лампы широкое распространение получили быстро. Но в парах натрия получить разряд не удавалось долгое время, это объяснялось низким парциальным давлением натрия при небольшой температуре. После комплекса технологических ухищрений были созданы натриевые лампы, которые работали при низком давлении. Но из-за сложной конструкции они не получили широкого распространения.

А вот судьба натриевых ламп, которые работают при высоком давлении, сложилась более удачно. Первоначальные заканчивались неудачей все попытки создания ламп в оболочке из кварцевого стекла. При высокой температуре повышается химическая активность натрия и как следствие - подвижность его атомов. Поэтому натрий в кварцевых горелках через кварц проникал быстро, разрушая оболочку.

Возникновение натриевых ламп

Ситуация кардинально измелилась в начале шестидесятых годов, когда компания “General Electric” запатентовала ранее не известный керамический материал, что способен работать в парах натрия при высокой температуре. Он получил наименование “лукалос”. В нашей стране эта керамика известна обитателям как “поликор”.

Данная керамика производится посредством высокотемпературного спекания окиси алюминия. Для светотехнических целей пригодной считается только одна модификация его кристаллической решетки - альфа-форма окиси, которая имеет в кристалле самую плотную упаковку атомов.

Процесс спекания такой керамики очень капризный, потому что она должна быть химически стойкой к парам натрия и должна иметь высокую прозрачность, чтобы в стенках разрядной трубки не терялась большая часть света. Пары натрия, которые служат газоразрядной средой в натриевых лампах, дают при свечении ярко-оранжевый свет. От присутствия в лампе натрия в обиход вошла аббревиатура ДНАТ, что означает дуговые натриевые лампы.

Достоинства и недостатки натриевых ламп

Натриевые лампы в два раза эффективнее светят, чем обыкновенные лампы дневного света аналогичной мощности - это можно объяснить маленькими размерами излучателя, световые лучи от которого намного легче направляются в нужную сторону и другими особенностями конструкции.

Кроме того с помощью натриевых дуговых ламп вы сможете воссоздать намного большую освещенность. Её потолок для приборов дневного света достигает 50 ватт на квадратный фут, а при помощи натриевых лам можно добиться без особых проблем в 3 раза большей!

С экономической точки зрения натриевые лампы выгоднее - менять их нужно только раз в полгода, а 1 лампа ДНаТ-400 сможет успешно заменить 20 ЛДС по 40 В. Также гораздо удобнее работать со средним балластом, чем с 15 маленькими. Так как электроэнергия используется натриевыми лампами вдвое эффективнее, то при их применении определенный результат достигается при вдвое меньших ее затратах.

Эффективность натриевых лампочек находится в прямой зависимости от температуры внешней среды, а это в свою очередь немного ограничивает их использование, потому что они хуже светят в холодную погоду. Также не совсем однозначен и тот факт, что они являются более экологичными, чем ртутные лампы, так как в большинстве натриевых светильников в качестве наполнителя применяется соединение натрия и ртути - амальгама натрия.

Использование натриевых ламп

Типичные объекты, где используются натриевые лампы: скоростные магистрали, улицы, площади, протяжные туннели, аэродромы, транспортные пересечения, спортивные сооружения, строительные площадки, аэропорты, вокзалы, архитектурные сооружения, складские и производственные помещения, пешеходные зоны и дороги, а также дополнительные источники освещения.

Если вы хотите свой приусадебный участок как-то украсить, то можно купить натриевые лампы, что нашли и в ландшафтном дизайне свое применение. Благодаря характеристикам натриевых ламп, теплому и яркому оранжевому свету их используют во вспомогательных целях для своеобразного декоративного эффекта, который имитирует открытое пламя или закат солнца.

Приобретение натриевых ламп нелишне, если хозяин выращивает рассаду, имеет зимний сад, теплицу или оранжерею. Безусловно, натриевые светильники естественного освещения и света солнца не заменят, но ваши растения никак от изменений погодных условий и пасмурных дней не будут зависеть при условии освещения цветов такими лампами.

Принцип работы натриевой лампы

Внутри внешнего баллона ДНаТ"а расположена «горелка» - трубка, что выполнена из алюминиевой керамики и заполнена разреженным газом, в котором создается между двух электродов электрическая дуга. В горелку вводится натрий и ртуть, а с целью ограничения тока используется индуктивный балласт или балласт электронный.

Для зажигания холодной натриевой лампы недостаточно напряжения сети, поэтому принцип работы натриевой лампы состоит в использовании специального ИЗУ - импульсного зажигающего устройства. Оно непосредственно после включения генерирует импульсы напряжением, которое составляет несколько тысяч вольт, что гарантированно создают дугу. Основной поток излучения генерируют ионы натрия, поэтому их свет отличается характерной желтой окраской.

Горелка разогревается при работе до 1300 градусов по Цельсию, поэтому откачан воздух из внешнего баллона для содержания ее в целости. У всех без исключения натриевых ламп при функционировании температура баллона превышает 100 градусов по Цельсию. Лампа светит слабо после возникновения дуги, вся энергия расходуется на нагрев горелки. Яркость растет по мере прогрева и через десять минут достигает нормального уровня.

Виды натриевых ламп

Если для вас более важной является экономичная работа света на протяжении долгого времени, то лучше всего приобрести натриевые светильники низкого давления, которые отличаются высокими показателями надежности в эксплуатации, светоотдачи в течение долгого времени и эффективности потребления энергии.

Натриевые лампы идеально подходят для организации освещения улиц, потому что способны излучать привычный для людей монохромный желтый цвет, но при этом не обладают достаточной передачей спектра света.

Для прочих целей использование лампочек низкого давления считается затруднительным, потому что цвета предметов, которые освещены такой лампой, невозможно различать. Цветовосприятие предметов в закрытом помещении искажается (к примеру, зеленый цвет преобразуется в темно-синий или черный), и теряется дизайнерский облик помещений.

Для экономии денежных средств рекомендуется покупать натриевые светильники высокого давления. Подключение натриевых ламп высокого давления подходит больше всего для спортивных залов, производственных и коммерческих комплексов. Свет, излучаемый натриевыми лампами высокого давления, позволяет цвета различать практически во всем диапазоне, кроме коротковолнового, в котором цвета могут несколько тускнеть.

Установка натриевых ламп

Натриевые лампы получили сегодня достаточно широкое применение в различных отраслях хозяйства, однако из-за недостаточной передачи спектра цвета, используются чаще всего в качестве уличного освещения. Натриевым лампочкам, в отличие от металл-галидных, без разницы, в каком положении функционировать.

Однако на основании многолетней практики считается, что более эффективно горизонтальное положение лампы, потому что она основной поток света излучает в стороны. Чтобы подключить любую газоразрядную лампу, требуется балласт. Натриевые лампы в этом смысле не являются исключением, балласт требуется для их «разогрева» и нормальной работы.

Пускорегулирующий аппарат

Для натриевых ламп балласт - это пускорегулирующий аппарат, электронный ПРА и импульсное зажигающее устройство. Несомненно, самыми лучшими ПРА считаются по праву электронные, которые имеют ряд преимуществ перед ПРА индуктивными, проигрывая последним по стоимости: в настоящее время их цена достаточно высока.

Самыми распространенными ПРА выступают балластные индуктивные дроссели, которые необходимы для ограничения и стабилизации тока. Необходимый балласт, который скоммутирован с лампой нужным образом, уже имеется в них, поэтому схема подключения натриевых ламп сводится исключительно к подаче на клеммы светильника питающего напряжения.

На сегодняшний день двухобмотчные дроссели являются устаревшими, поэтому стоит отдать предпочтение однообмоточным. Обычный дроссель отечественного производства можно купить на фирме приблизительно за 10 долларов, а на рынке - вдвое дешевле.

Он обязательно должен предназначаться именно для ДНаТ и иметь такую же мощность, как и лампа. Ставить необходимо «родной» дроссель, иначе у лампы может сократиться в несколько раз срок службы, или светоотдача катастрофически упадет. Также возможно «мигание», когда натриевая лампа гаснет непосредственно после прогрева, затем остывает, и все происходит сначала.

Импульсное зажигающее устройство

ИЗУ требуются, как было написано выше, для зажигания лампы. Производители ИЗУ выпускают устройства с 2 и 3 выводами, поэтому может несколько отличаться схема включения натриевой лампы. Но обычно она изображается на каждом корпусе ИЗУ. Из отечественных ИЗУ самым удобным является «УИЗУ», оно подходит для лампы любой мощности и способно работать со всеми балластами.

При этом можно расположить УИЗУ рядом с балластом и возле лампочки, подключив к ее контактам. Полярность при подключении УИЗУ не играет особой роли, но рекомендуется, чтобы «горячий» красный провод соединялся с балластом.

Помехоподавляющий конденсатор

Дуговые натриевые лампы являются потребителями реактивной мощности, поэтому есть смысл в некоторых случаях (при отсутствии фазокомпенсации) включить в схему натриевой лампы помехоподавляющий конденсатор С, который существенно снижает пусковой ток и предотвращает неприятные ситуации. Для дросселей ДНаТ-250 (3А) емкость конденсатора должна составлять 35 мкф, для дросселей ДНаТ-400 (4.4А) - достигать 45 мкф. Следует использовать конденсаторы сухого типа, номинальное напряжение которых 250 В.

Соединения принято выполнять толстым многожильным проводом большого сечения, сетевой кабель также должен рассчитывать на большой ток. Пайки делайте надежными. Винты затягивайте плотно, но без чрезмерного усилия - чтобы колодку не сломать.

При самостоятельном подключении натриевых ламп стоит учитывать такую рекомендацию - нельзя допускать превышения длины проводов, которые соединяют балласт с натриевой лампой больше одного метра.

Вопросы безопасности

Если вы светильник собирали сами - убедитесь, что схема его подключения абсолютна правильна. Если схема подключения не нарисована на вашем балласте, или у балласта/ИЗУ количество ножек не совпадает со схемой - стоит проконсультироваться с продавцом этих деталей или опытным электриком. Последствия такой ошибки - катастрофические: выгорание одного из 3 элементов схемы, выбивание пробок, взрыв лампы и пожар.

Если на баллоне натриевой лампы имеется жир или грязь, то она может лопнуть из-за неравномерного нагрева сразу после прогрева. Поэтому не прикасайтесь к лампе руками и протирайте спиртом на всякий случай после установки в патрон. Если на включенную лампу попали капли воды или другие жидкости, то это провоцирует взрыв со 100% вероятностью!

Используя вентилятор, стоит проверить, что он дует и вращается, куда надо. Подвешивать светильник необходимо надежно с целью избегания падения - натриевая лампа тяжелая и может что-то сломать при падении. При ремонте лампы некоторые измерения следует проводить на включенном устройстве - не делайте этого самостоятельно, если вы не имеете достаточного опыта работы с аппаратами высокого напряжения.

В процессе работы натриевой лампы раз в месяц стирайте пыль со светильника и рефлектора и проверяйте состояние вентилятора. Натриевые лампы менять рекомендуется раз в 4-6 месяцев, так как к концу срока полезной службы у них значительно падает светоотдача.

Неисправности натриевых ламп

Натриевые лампы по мере старения приобретают привычку «мигать»: светильник включается, как обычно разогревается, потом гаснет неожиданно, и все повторяется через некоторое время. Если вы заметили за своей лампой такое поведение - стоит попробовать поменять лампочку. Если смена лампы не помогла - нужно измерить напряжение в сети, может, оно несколько ниже обычного.

Если мигание натриевой лампы происходит нерегулярно - причина кроется в плохом контакте или скачках напряжения в сети. Наиболее неприятной ситуацией является замыкание в балласте между витками обмотки, тогда его необходимо поменять. Иногда могут мигать и новые лампы, однако это проходит через несколько часов.

Зачастую слышно, как трещит ИЗУ после включения светильника (признак работы), но лампа зажечься даже не пытается. Это случается чаще всего из-за пробоев в проводе, который идет к лампе от ИЗУ, или говорит о выгоревшей лампе. Может быть виноватым обрыв провода между фонарем и балластом или подгоревшее ИЗУ.

Можете попробовать сменить провод между лампой и ИЗУ. Также стоит обратить внимание на контакты ИЗУ и их состояние. Если не поможет - поменяйте лампу. Если и это не поможет - отключите ИЗУ, потому что оно способно сжечь вольтметр своими импульсами, и померяйте на патроне лампы напряжение - оно должно у ДНаТ соответствовать сетевому. Если на патроне есть напряжение - меняйте ИЗУ.

Если же натриевая лампа признаков жизни вообще не подает: ИЗУ не жужжит, светильник не светится - скорее всего в сетевом шнуре нарушен контакт или выбило предохранитель. Может, сгорело ИЗУ, или произошел в балласте обрыв обмотки - проверьте балласт, если он целый - стоит поменять ИЗУ.

Балласт можно проверить обычным Ом-метром. У них нормальное сопротивление составляет 1-2 Ом. Если показатель значительно больше - значит, был обрыв в обмотке или нарушился контакт между соединительной колодкой и выводами обмотки (подтяните винты).

Все сложнее при межвитковом замыкании - оно влияет на сопротивление постоянному току очень мало, поэтому обнаруживается трудно, при этом на лампу поступает мощность больше, чем нужно. Когда на натриевой лампе передоз по мощности, то светильник перегревается быстро и гаснет, в итоге также может наблюдаться «мигание».

Теперь вы знаете, как подключить натриевую лампу! В заключение стоит отметить, что дуговые натриевые лампы представляют из себя одну из наиболее эффективных категорий источников видимого излучения, потому что характеризуются самой высокой отдачей света среди всех известных человечеству газоразрядных ламп и незначительным уменьшением светового потока при большом сроке полезной службы.

В наше время появилось довольно много различных дуговых ламп высокого давления. Но наиболее высоким коэффициентом полезного действия среди них отличается ДНаТ, т. е. дуговая натриевая трубчатая лампа. Ее устройство практически схоже с ДРЛ – дуговой ртутной, только свечение намного ярче, она более экономична и долговечна. Мощность ДНаТ может составлять от 30 Вт до 1 кВт в зависимости от того, в какой сфере она будет использована.

Что же касается срока ее службы, то он составляет около 25 тыс. часов – мало какой из световых приборов может таким похвастаться. Но о преимуществах позже. Сейчас имеет смысл рассмотреть схему питания подобной газоразрядной лампы. Ведь хотя подобный источник света в чем-то схож по устройству с ДРЛ, все же в подключении его есть свои особенности.

Принцип и схема подключения

Помимо индуктивного дросселя, ограничивающего силу тока дуги, в схему ПРА или ЭПРА (электронного пускорегулирующего аппарата) включено ИЗУ – импульсное зажигающее устройство. Именно оно отвечает за создание импульсов, имеющих напряжение в несколько тыс. вольт.

Если обратить внимание на схемы подключения натриевой лампы, то можно заметить, что есть два варианта того, как подключить лампу ДНаТ. Во втором случае приборы освещения подключаются через 3-контактное импульсное зажигающее устройство, хотя большой роли это не играет. А вот в первой схеме показано включение ДНаТ с конденсатором. Делается это для того, чтобы сгладить напряжение, поступающее на ДНаТ, и тем самым увеличить ее срок службы. Подключение ДНаТ-светильников к дросселю необходимо осуществлять последовательно, а ИЗУ с осветительным прибором должны быть параллельно соединенными. При этом именно фаза, а не ноль идет на лампочку через индуктивный дроссель.

К тому же номинальная мощность ПРА (или ЭПРА), подключенного к осветительному прибору, должна совпадать с тем же параметром натриевой лампы.

Очень важен при монтаже схемы следующий момент. Не стоит игнорировать помеченные контакты. Если на него должен подключаться ноль – не нужно бросать туда фазу, и наоборот. Конечно, лампа зажжется, но срок службы как лампы, так и пускорегулирующего аппарата от этого значительно снизится.

Плюсы и минусы ламп ДНаТ

Подобные натриевые лампы имеют несколько основных преимуществ:

• Очень высок коэффициент полезного действия.
• Световой поток от подобного осветительного прибора достаточно стабилен.
• Сила этого потока высока и составляет около 150 люмен/ватт.
• Долговечность в полтора раза больше, чем у других подобных ей ламп.
• оптимальна, свечение приятного золотистого оттенка.
• Прекрасно работает даже в туман или снегопад.

• Практически идеальна в качестве фитолампы, т. к. излучение от ДНаТ активно помогает росту растений.
• Эти световые приборы хорошо показывают себя в работе при разнице температур от -60 до +40 градусов Цельсия.

Но, естественно, ни один прибор не обходится без недостатков – идеальных изделий не бывает. Основных минусов 5:

• Эти лампы крайне взрывоопасны.
• Внутри присутствуют тяжелые металлы.
• Требуется продолжительное время на розжиг (порой до 10 мин).
• При использовании в качестве фитолампы она не подойдет для выращивания редиса, лука и салата, т. к. они являются нецветущими.
• При необходимости подключить ДНаТ большей мощности (к примеру, ДНаТ 250 или ДНаТ 400) необходимо дополнительное охлаждение осветительного прибора.

Принцип работы

Строение, как уже упоминалось, очень похоже на ДРЛ наличием стеклянной колбы, внутри которой расположена трубка или горелка. Только вот стекло для изготовления трубки в ДНаТ использовать не получится (как в ДРЛ) по причине очень высокой температуры горения натрия. Для этого используется специальный материал – поликристаллическая окись алюминия. Только такой материал позволит пропускать 90% свечения и при этом будет устойчив к парам натрия.

Для изготовления электродов используют молибден. Световая отдача таких ламп увеличивается при помощи ксенона или ртути, ну а для облегчения запуска в натриевом осветительном приборе присутствует аргон.

Внутри колбы создан вакуум для поддержания ее целостности, т. к. при работе дуговая натриевая трубчатая лампа разогревается до 1 400 градусов Цельсия. Естественно, при работе лампы сложно предотвратить попадание воздуха через отверстия, но на этот случай предусмотрены специальные прокладки.

После подачи высоковольтного импульсного тока посредством ИЗУ в ДНаТ образуется электрическая дуга, разогревающая трубку. Происходит это в течение 6–9 минут, после чего натриевая лампа разгорается в полную силу. Так что принципы работы ДНаТ и ДРЛ практически совершенно одинаковы.

Некоторые неисправности

Как и любые газоразрядные лампы, натриевые со временем могут начать мигать. К примеру, световой прибор, разогревшись, вдруг гаснет, периодически повторяя это действие. Необходимо произвести замену лампы, а если это не поможет – есть смысл замерить напряжение в сети. Вполне возможно, что оно слишком низкое, и его не хватает на поддержание нормального горения натрия.

Бывает, что подобное происходит нечасто – тогда возможен плохой контакт или скачок напряжения. Ну а еще одна из возможных причин – это межвитковое замыкание. Лечится такое только заменой дросселя. При условии, что лампа новая и пускорегулирующий аппарат в порядке, необходимо просто подождать, пока ДНаТ разработается. Обычно на это уходит 2–3 часа.

Если слышен треск импульсного зажигающего устройства, а осветительный прибор не зажигается вовсе – причина, скорее всего, в обрыве провода с лампы на ИЗУ, либо ДНаТ и ЭПРА.

Имеет смысл осмотреть и соединения пускорегулирующего аппарата для натриевых ламп – такое происходит при их подгорании, а потому следует зачистить контакты, проверить проводку и снова попробовать ее зажечь.

Подведем итог

Дуговая натриевая трубчатая лампа уникальна в своем роде. Конечно, у нее есть недостатки, и главный – искажение цвета. И даже это поправимо, достаточно просто поднять светильник выше. Но все же минимальный расход электроэнергии, яркость и теплота свечения вкупе с ее долговечностью выводят ее в лидеры среди подобных осветительных приборов.

Конечно, кто-то может посетовать на сложное подключение и дороговизну, но это все окупается. Да и сложностей особых в монтаже схемы подключения лампы ДНаТ не наблюдается, подключить натриевую лампу сможет даже человек с малейшими навыками в электромонтаже.

Ну а для уличного освещения подобный осветительный прибор явно вне конкуренции, если, конечно, не принимать во внимание светодиодные фонари.

Натриевая газоразрядная лампа (НЛ) - электрический источник света, светящимся телом которого служит газовый разряд в пара́х натрия. Поэтому преобладающим в спектре таких ламп является резонансное излучение натрия; лампы дают яркий оранжево-жёлтый свет. Эта специфическая особенность НЛ (монохроматичность излучения) вызывает при освещении ими неудовлетворительное качество цветопередачи. Из-за особенностей спектра и существенного мерцания на удвоенной частоте питающей сети НЛ применяются в основном для уличного освещения, утилитарного, архитектурного и декоративного. Для внутреннего освещения производственных площадей используется в случае если нет требований к высокому значению индекса цветопередачи источника света.

В зависимости от величины парциального давления паров натрия лампы подразделяют на НЛ низкого давления (НЛНД) и высокого давления (НЛВД).

Несмотря на свои недостатки, натриевые лампы являются одним из самых эффективных электрических источников света. Светоотдача натриевых ламп высокого давления достигает 150 люмен/Ватт, низкого давления - 200 люмен/Ватт. Срок службы натриевой лампы до 28,5 тыс. часов.

Исторически первыми из НЛ были созданы НЛНД. В 1930-х гг. этот вид источников света стал широко распространяться в Европе. В СССР велись эксперименты по освоению производства НЛНД, существовали даже модели, выпускавшиеся серийно, однако внедрение их в практику общего освещения прервалось из-за освоения более технологичных ртутных газоразрядных ламп, которые, в свою очередь, стали вытесняться НЛВД. Схожая картина наблюдается в США, где НЛНД в 1960-х гг. были полностью вытеснены металлогалогенными лампами. Однако в Европе НЛНД по сей день распространены достаточно широко. Одним из их применений является освещение загородных автострад.

Лампы низкого давления отличаются рядом особенностей. Во-первых, пары натрия весьма агрессивны по отношению к обычному стеклу. Из-за этого внутренняя колба обычно выполняются из боросиликатных стёкол. Во-вторых, эффективность НЛНД сильно зависит от температуры окружающей среды. Для обеспечения приемлемого температурного режима колбы последняя помещается во внешнюю стеклянную колбу, играющую роль «термоса».

Создание ламп высокого давления потребовало иного решения проблемы защиты материала колбы от воздействия не только паров натрия, но и высокой температуры электрической дуги. Разработана технология изготовления трубок из оксида алюминия Al2O3. Такая прозрачная и химически устойчивая трубка с токовводами помещается во внешнюю колбу из термостойкого стекла. Полость внешней колбы вакуумируется и тщательно дегазируется. Последнее необходимо для поддержания нормального температурного режима работы горелки и защиты ниобиевых токовых вводов от воздействия атмосферных газов.

Горелка НЛВД наполняется буферным газом, в качестве которого служат газовые смеси различного состава, а также в них дозируется амальгама натрия (сплав с ртутью). Существуют НЛВД «с улучшенными экологическими свойствами» - безртутные.

Лампы светят жёлтым или оранжевым светом (в конце срока службы лампы спектр излучения изменяется и варьируется от тёмно-оранжевого до красного). Высокое давление паров натрия в горящей лампе вызывает значительное уширение излучаемых спектральных линий. Поэтому НЛВД имеют квазинепрерывный спектр в ограниченном диапазоне в жёлтой области. Цветопередача при освещении такими лампами несколько улучшается по сравнению с НЛНД, однако падает световая отдача лампы (примерно до 150 лм/Вт).

Натриевые лампы высокого давления используют в промышленном растениеводстве для дополнительного освещения растений, что дает возможность их интенсивного роста круглый год.

Номенклатура

В отечественной номенклатуре источников света существует ряд типов НЛВД:

• ДНаТ (Дуговые Натриевые Трубчатые) - в цилиндрической колбе;
• ДНаС (Дуговые Натриевые в Светорассеивающей колбе) - выпускались Полтавским Заводом Газоразрядных Ламп и предназначены для прямой замены ртутных газоразрядных ламп (ДРЛ). Горелка таких ламп помещена в эллиптическую внешнюю колбу, аналогичную лампам ДРЛ, но вместо люминофора изнутри покрытую тонким слоем светорассеивающего пигмента, что позволяет использовать эти лампы в светильниках или других осветительных установках, предназначенных для ламп ДРЛ, без ухудшения их оптических характеристик;
• ДНаМТ (Дуговые Натриевые Матированные) - выпускаются производственным объединением «Лисма» (г. Саранск), полностью аналогичны лампам ДНаС;
• ДНаЗ (Дуговые Натриевые Зеркальные) - производятся в различных модификациях. Мелкими партиями выпускаются лампы в колбе, аналогичной ДРИЗ, где горелка размещается аксиально (на геометрической оси отражателя). Более широкое распространение получили лампы, известные под торговой маркой «Reflux» («Рефлакс») с зеркализованной колбой специальной формы. В небольшом количестве изготавливались лампы-фары с горелкой ДНаТ.

(401 votes, average: 4,86 out of 5)

Лампы ДНаТ: источник света, который слишком рано списали на пенсию.

Как мы и обещали, наконец созрела статья про лампы ДНаТ (Дуговая Натриевая Трубчатая высокого давления). Все, кто работал или работает в области светотехники, о лампе ДНаТ знают не понаслышке. Но если кто не знает, объясним на пальцах: лампы ДНаТ - это как автомат Калашникова для освещения улиц и досветки растений - проверенный временем и надежный, но не лишенный недостатков источник света.

Собственно, эта статья про лампы ДНаТ скорее для начинающих; материал, изложенный грамотно, но доступным языком: без принципиальных схем подключения и полной разблюдовки основ поддержания столба разряда в горелке лампы ДНаТ. Но и специалистам, мы уверены, набросок понравится.

Почти 100% автодорог мира (никто, конечно, не подсчитывал) до недавнего времени освещали лампы ДНаТ, пока их не начали выпиливать с опор в пользу светодиодных светильников. Однако, даже сейчас, бывалые проектировщики предпочитают от греха подальше впихнуть в проект натриевый светильник, ибо светодиодка 1. реально дороже, 2. не на столько уж энергоэффективней и 3. до сих пор непредсказуема, т.к. количество просто зашкаливает. Но об этом позже.

Лампы ДНаТ бывают разных мощностей - от 50 до 1000 Вт (редко, но встречаются мощностью 2000 и 4000 Вт), что как бы намекает на их «промышленное» применение, нежели «бытовое». В основном лампы ДНаТ используют в светильниках для освещения улиц и дорог, реже - на производствах в купе с источниками света белого света (например со светильниками на МГЛ для достижения более теплого света и большей энергоэффективности). В самых извращенных случаях их ставят на производство в чистом виде. И то - до первой травмы или звонка «куда следует».

Но самое незаменимое применение - освещение теплиц, или досветка растений (что, собственно, одно и то же, но второе - по-научному).

Терминология

Вот за что мы не любим Википедию, так за то, что там пишут либо поверхностно, и не понятно, либо занудно и со всеми подробностями - что для непосвященных тоже не понятно. Самое обидное, что суть названия лампы ДНаТ в ней дают лишь в качестве расшифровки аббревиатуры, однако тут все намного интереснее.

Лампы ДНаТ во всем мире (кроме России) называют так, как они и должны называться - HPS Lamp (High-Pressure Sodium Lamp), то есть натриевые лампы высокого давления (НЛВД). Они у нас тоже так называются, но этот термин никто не использует. В Советском Союзе, когда только появились НЛВД, их стали производить различные заводы. Модификации и мощности были разные и их нужно было как-то отличать.

Различий действительно было много: форма (эллипсоидные/трубчатые) и прозрачность (матовые/прозрачные) колбы, мощность лампы (75/150/250/400/600/1000), наличие или отсутствие зеркального напыления в одной из полусфер. Так что и названий у НЛВД советского производства было много. Самыми распространенными стали лампы ДНаТ с различными приставками в виде мощности (150, 250 и т.д.).

Это было что-то вроде брендирования. Например сейчас в России существуют лампы ДНаТ-250 (с припиской, «такого-то производства»), а в Германии (да и во всем мире благодаря экспорту, маркетингу и качеству) существует лампа, например, VIALOX NAV-T 250 W SUPER 4Y производства Osram.

Так что по большому счету, лампы ДНаТ- это всего лишь разновидности модели лампы, а не тип источника света . А вот тип источника света - НЛВД, к которому относятся и лампы ДНаТ, и ДНаЗ (с зеркальным напылением) и даже ДНаС (со светорассеивающей колбой, чтоб меньше слепила). И, кроме специалистов, это мало кто знает. Вот так-то.

Кстати, если кому интересно, можно заглянуть в музей ламп (сайт на английском, но с кучей картинок) - здесь собрано бесчисленное количество различных ламп, в т.ч. и натриевых , за всю историю эпохи электрического освещения. Очень познавательно.

Устройство лампы ДНаТ

В принципе, лампы ДНаТ устроены не сложнее, чем любая газоразрядная лампа. Снаружи колба из термостройкого стекла и цоколь, внутри держатель горелки и сама горелка. Все.

Вот, собственно, и все устройство.

Подключение лампы ДНаТ

Подключение также примитивно до безобразия, как и устройство лампы. Так что мы не будем на этом долго останавливаться и лишь приведем одну из наиболее типовых схем подключения лампы ДНаТ.

Хотя тут стоит оговориться, что в действительности вариантов подключения лампы ДНаТ огромное множество. Обязательным компонентом подключения является также компенсирующий конденсатор. Как правило, схемы подключения указаны на блоках ИЗУ. Но на картинке выше приведен самый простой схематический вариант подключения.

Плюсы лампы ДНаТ

1. Энергоэффективность лампы ДНаТ

Этот источник света до сих пор считается одними из самых дешевых и энергоэффективных (2016 год). Да, да, не стоит делать такие глаза. Они вполне себе конкурируют со светодиодами, в т.ч. и по параметру лм/Вт. Так, с лучших представителей отрасли мощностью 250 Вт вполне можно снять до 130 лм/Вт (пруф). А со светильника - до 90…110 лм/Вт в зависимости от производителя, рассеивателя, отражателя, ПРА и качества питающей сети.

Интересно, что чем выше мощность и световой поток лампы ДНаТ, тем выше их светоотдача. К примеру, 50-ваттных ламп выше 80 лм/Вт почти не бывает. А вот с ДНаТ 1000 можно смело получить и 150 лм/Вт - жмяк . Еще раз - всего два года назад такие параметры светодиодам в массовом производстве и не снились.

Говорить просто о лампе без светильника не совсем корректно, т.к. только в нем можно увидеть все плюсы и минусы лампы ДНаТ. Энергоэффективность светильников с натриевыми лампами доходчиво иллюстрируют характеристики, заявленные производителями светильников на их же сайтах (редко когда врут). Но у нас есть и собственные, измеренные данные, полученные из лаборатории во время испытаний светильников для рейтинга:
– - 84 лм/Вт,
– с лампой GE - 81 лм/Вт,
– - 87 лм/Вт.
А вот теперь самое интересное. Если говорить о прямой замене, т.е. когда сняли старый натриевый светильник и на его место повесили новый светодиодный, - надо понимать, что светильник с лампой ДНаТ 150 Вт никогда не заменишь 50 или 70-ваттным светодиодным. То же самое касается 250 Вт натриевых светильников - их невозможно заменить светодиодкой 100 и даже 150 Вт (речь про рядовые светильники, а не про собранные на заказ с идеальными характеристикой и световой отдачей 150 лм/Вт со светового прибора) .

2. Цена лампы ДНаТ

Стоимость лампы ДНаТ варьируется от 300 до 10 000 рублей в зависимости от мощности, производителя, продавца и некоторых других переменных. Среднестатистическая лампочка мощностью 250 Вт стоит в районе 1000 рублей (±700). Но о цене абстрактной лампы ДНаТ тоже не совсем интересно говорить. Интересно говорить о стоимости лампы в составе светильника с ПРА (пуско-регулирующей аппаратурой), цоколем, защитным стеклом и т.д.

Вообще, лампа ДНаЗ, вместе с ее изобретателем, заслуживают отдельной статьи. И мы ее обязательно напишем. Нет. Серьезно. Кроме собственного сайта компании, об этой лампе почти не найдешь информации. Так что будем это исправлять.

Предыдущая статья: Декоративные растения Условия отправления заказов Следующая статья: Антенна параболическая Как выбрать спутниковую антенну