Cодержание
Лампы ДРЛ.
Лампа ДРЛ является электрическим газоразрядным светотехническим устройством для искусственного освещения. Аббревиатура расшифровывается – Дуговые Ртутные Лампы. Термин «ртутная лампа» или «РЛ» — общепризнанный. Он используется в технической документации.
- Д – дуга.
- Р – ртуть.
- Л – люминофор (источник света).
Физическим принципом работы является электрический разряд в ртутных парах.
При маркировке присутствует еще и цифра, обозначающая мощность. К примеру, ДРЛ-250 – 250 Ватт, Дуговая Ртутная Лампа.
В СССР, в России существуют регламентирующие документы на изготовление ртутных осветителей ГОСТ 27682-88 и 53074-2008.
Устройство дуговой ртутной лампы
Первые горелки, которые применялись в этом типе световых источников имели 2 электрода, это требовало наличия дополнительного устройства, которое генерирует мощные импульсы для зажигания дуги. Напряжения горения ламп ниже, чем напряжение запуска. Первым устройством было ПУРЛ-220 – Пусковое Устройство Ртутных Ламп. 220 – это рабочее напряжение в вольтах. ПУРЛ-220 было недолговечным, так как базировалось на газовом разряднике. В семидесятые годы двухэлектродные лампы были сняты с производства. На смену пришли горелки с четырьмя электродами. Им не требовалось внешнего устройства для запуска. Запуск происходит намного проще.
1 – основной электрод.
2 — поджигающий электрод.
3 – выводы электродов из горелки.
4 – аргон.
5 – резистор (сопротивление).
6 – ртуть.
В основе работы лежит два процесса:
- Электрическая дуга между электродами.
- Процесс люминесценции.
Внешний корпус изготавливают из специального жаропрочного стекла. Из колбы – внешнего корпуса откачан воздух. Вместо него закачан азот, либо инертный газ. Его предназначение – предотвращение теплообмена между горелкой и колбой. Тем не менее температура баллона может достигать 120 градусов. Цоколь предназначен для фиксации в патроне подключения. Внутренняя часть колбы покрыта изнутри люминофорным слоем. Люминофор – вещество, которое способно светиться в видимом нами спектре при облучении ультрафиолетом, либо при бомбардировке электронами. В случае с ДРЛ лампами – ультрафиолетовым излучением. Светящимся телом является электрическая дуга между электродами. Из-за наличия люминофорного покрытия колба непрозрачная.
В момент, когда лампа не подключена и холодная, ртуть может быть либо в виде шарика, может быть в виде тонкого слоя на стенках горелки.
Горелка представляет собой трубку из кварцевого стекла (либо специальной тугоплавкой прозрачной керамики), так как оно термостойкое и пропускает ультрафиолетовое излучение. Внутри находится строго дозированные порции инертного газа. Ультрафиолет вызывает свечение люминофорного слоя. Это самая главная часть — излучатель.
Резисторы необходимы для ограничения пусковых токов.
Виды ламп ДРЛ
Этот тип осветителей классифицируется по давлению паров внутри горелки:
- Низкого давления — РЛНД, не более 100 Па.
- Высокого давления — РЛВД, около 100 кПа.
- Сверхвысокого давления — РЛСВД, около 1МПа.
У ДРЛ есть несколько разновидностей:
- ДPИ – Дуговая Ртутная с излучающими добавками. Разница только в примененных материалах и наполнении газом.
- ДРИЗ – ДРИ с добавлением зеркального слоя.
- ДРШ – Дуговая Ртутная Шаровая.
- ДРT – Дуговая Ртутная трубчатая.
- ПРК – Прямая Ртутно-Кварцевая.
Западная маркировка отличается от российской. Этот тип маркируется как QE (если следовать ILCOS – общепринятой международной маркировке), по дальнейшей части можно узнать производителя:
HSB\HSL – Sylvania,
HPL – Philips,
HRL – Radium,
MBF – GE,
HQL – Osram.
Принцип работы и схемы подключения ДРЛ
Схема подключения двухэлектродной ДРЛ в статье не рассматривается, так как этот тип ламп морально устарел и более не производится.
На принципиальной схеме изображены:
EL – ДРЛ.
C – конденсатор (не является обязательным элементом).
LL – дроссель (катушка индуктивности).
FU – плавкий предохранитель.
При подаче напряжения, происходит ионизация газа между парами основных и поджигающих электродов. Так как они расположены в непосредственной близости, то ионизация газа происходит легко между ними. После ионизации газа происходит пробой между основными электродами – образуется дуговой разряд. Свет от самого разряда имеет голубой, либо фиолетовый оттенок.
Сам люминофор дает красноватый оттенок, таким образом, происходит смешивание основных цветов и синтезируется холодный белый свет. Видимый оттенок может незначительно меняться в зависимости от приложенного напряжения.
Разряд в горелке набирает яркость в течение семи-восьми минут. Это связано с тем, что изначально ртуть находится в виде шарика в жидком состоянии. При росте температуры происходит постепенное испарение ртути и разряд улучшается. Как только жидкий металл полностью перейдет в состояние пара, яркость достигнет максимума. При этом повышается и давление. Максимальная яркость достигается за десять-пятнадцать минут. Температура окружающей среды влияет на время выхода источника света на штатный режим.
Дроссель необходим, он является простейшим ПРА – пускорегулирующим аппаратом. Также он ограничивает ток, проходящий через электроды. Если ДРЛ-лампу подключить напрямую в сеть, то ее выход из строя неминуем. Обычно это происходит мгновенно. Полярность подключения дросселя не играет никакой роли. Его главное предназначение – стабилизация работы осветителя.
Подбор дросселя для конкретной ДРЛ лампы рассмотрен в таблице
|
|
ДРЛ 125 Вт |
ДРЛ 250 Вт |
ДРЛ 400 Вт |
ДРЛ 700 Вт |
|
Номинальный ток дросселя (ПРА) |
Iн=1,15 А |
Iн=2,15 А |
Iн=3,25 А |
Iн=5,45 А |
Подробно изучить конструкцию и принцип работы дросселя вы можете — тут
Используемая емкость конденсатора выбирается исходя из мощности лампы. Рекомендации представлены в таблице.
|
Тип лампы ДРЛ |
Емкость конденсатора |
|
ДРЛ-125 1.15 А |
12мкФ |
|
ДРЛ-250 2.15 А |
18мкФ |
|
ДРЛ-400 3.25 А |
25мкФ |
|
ДРЛ-700 5.25 А |
40мкФ |
При нынешнем развитии электроники, дроссель – архаичный элемент. Сейчас в продаже можно найти блоки электронной стабилизации дуги. Эти устройства могут выдержать точные параметры питания, которые необходимы для запуска и поддержания горения вне зависимости от изменения напряжения в осветительной сети.
Если не удается приобрести электронный балласт, его можно изготовить самостоятельно. Здесь Ф – фаза, 0 – ноль.
Сфера применения
ДРЛ предназначены для освещения больших площадей. Обычно они применяются в уличном освещении, на автозаправках, дорогах. Часто их используют на складах. Т.е. там, где не нужно высокое качество цветопередачи.
Для постоянного использования в жилом помещении их не применяют. Это объясняется малым коэффициентом цветопередачи и долгим выходом на штатный режим. В домашних условиях, как минимум, неудобно ждать около десяти минут после щелчка выключателем.
Очень часто они встречаются в осветительных установках для выставочных комплексов. Здесь их преимущества раскрываются в полной мере – максимальный мощность может составлять 1кВт, при этом световой поток достигает 52000 люмен. Свечение у них, как правило, одного цвета – 5500 кельвинов.
Утилизация
Рассматриваемые световые приборы отнесены к первому классу опасности. Поэтому, сейчас растет количество мест, где эти они запрещены к применению. Возможно, что через несколько лет ртутные лампы будут сняты с производства повсеместно, так как политика государств направлена на снижение количества оборудования, содержащего ртуть. Выполняя государственный приказ, коммунальное хозяйство сокращает применение ДРЛ.
К сожалению, не все задумываются о вопросах вывода таких источников света из эксплуатации. Этим они вредят не только себя, но и окружающим.
В скором времени их продажа будет полностью прекращена. Приборы, содержащие ртуть, будут оставлены только в медицинском оборудования до того момента, пока не будет найдет безопасный аналог.
В настоящее время утилизация ртутных ламп является лицензируемой услугой. 3 сентября 2010 года было принято соответствующее постановление правительства РФ. Документ описывает требования к процессу утилизации, содержит информацию о порядке действий при заражении ртутью. Описан процесс демеркуризации – удаления ртути.
Сейчас все юридические лица РФ обязаны формировать паспорт отходов на люминесцентные лампы и вести строгий учет ртутьсодержащих отходов. Наличие ртути – это уже потенциальная опасность.
Под переработкой и утилизацией понимаются восстановление отслуживших свой срок металлов из приборов их содержащих. Ртути в том числе. Поврежденная колба обеспечит выход жидкого металл в окружающую среду.
В России действует закон ФЗ-187 (статья 139). Согласно нему, за неправильную утилизацию или размещение контейнера для опасных отходов в ненадлежащем месте взыскивается штраф. Несанкционированный вывоз за территорию хранения также наказуем.
Выбор и характеристики ДРЛ
Среди зарекомендовавших с положительной точки зрения поставщиков можно упомянуть: GE, Philips, Osram, Sylvanya, Radium, DELUX, Лисма, Евросвет, E.NEXT.
Имеются модели с уже встроенным балластом. Таким внешний дроссель не требуется.
Для того, чтобы выбрать необходимый тип осветительного прибора потребуется ответить на такие вопросы:
- Какой срок службы необходим?
- Какая яркость будет достаточная для освещаемой площади?
- Патрон под какой цоколь будет использоваться?
- Какая потребуется мощность?
Особенностью этого типа ламп является требование к их размещению. Они должны быть расположены высоко. К примеру, осветитель мощностью 125 Вт должен быть поднят на высоту 4 метра, а мощностью 1 кВт – уже на 8 метров.
Достоинства и недостатки
Как и любой источник света, ДРЛ имеют свои положительные стороны. Но негативных сторон, к сожалению, больше.
- Большая светоотдача.
- Большая мощность (основной плюс).
- Малые габариты корпуса.
- Малая цена (в сравнении со светодиодной продукцией).
- Небольшое энергопотребление.
- Срок эксплуатации – до 12 тысяч часов. Этот параметр определяется качеством изготовления. Не все компании-изготовители тщательно контролируют процесс. Особенно это касается новых китайских фирм.
- Наличие ртути.
- Долгое время выхода на режим.
- Прогретую лампу не запустить до остывания. Это примерно пятнадцать минут.
- Чувствительность к броскам напряжения (отклонение напряжения на 15 процентов вызывает изменение яркости до 30 процентов).
- Чувствительность к температуре окружающей среды. Чем холоднее, тем больше время выхода на штатный режим работы.
- Пульсация света и низкая цветопередача (Ra не более 50, комфортно от 80).
- Очень сильный нагрев.
- Необходимость специальных термостойких проводов и патронов.
- Необходимость ПРА.
- Осветитель ДРЛ издает жужжащий звук.
- При работе формируется озон. По санитарным нормам должна присутствовать вентиляция.
- Все дуговые лампы несовместимы с димерами – устройствами плавной регулировки освещенности.
- В процессе эксплуатация люминофорный слой деградирует, световой поток ослабевает, спектр свечения отклоняется от эталонного. К концу срока эксплуатации теряют до пятидесяти процентов светового потока.
- При работе возможно мерцание.
- На постоянном токе работа невозможна.
Если Вы еще планируете использовать ДРЛ для освещения, то желательно воздержаться от приобретения дешевых ламп неизвестного происхождения.
В странах Европы лидирующие позиции по качеству изготовления осветительных приборов по-прежнему удерживают Osram и Philips.
Развитие технологии
Технология также совершенствовалась. Сейчас выпускаются металлогалоидные лампы. В них добавлены соединения йода и других металлов для улучшения видимого излучения и цвета.
Были создана новая разновидность — ДРВ. Это гибрид классической лампы накаливания и ДРЛ. В них добавлена нить из вольфрама. Она играет роль ограничивающего резистора и источника излучения одновременно. Резистор, как правило, угольный. Здесь – из тугоплавкого вольфрама. Такое конструкторское решение позволило отказаться от использования дросселя. Эту лампу подключают как обычную лампу накаливания – дополнительной пускорегулирующей аппаратуры она не требует.
Выводы
Так как скоро ДРЛ будет повсеместно запрещено, уже пришло время выбрать им альтернативу.
Эти лампы довольно долго использовались, но их история уже завершается.
В настоящее время, они активно вытесняются светодиодной продукцией. Экономически светодиодное освещение окупается в первый же год эксплуатации. Применение ДРЛ можно обосновать только сомнительной экономической целесообразностью – низкой ценой на момент приобретения.
24 сентября 2014 года Российская Федерация подписала Минаматскую конвенцию по ртути. С 2020 года законодательно запрещен импорт, экспорт ртутьсодержащих приборов. Ртутные лампы подпадают под действие этого документа.







