Лампа ДнаТ: устройство, принцип работы, схемы подключения

Освещение бытовых и промышленных нужд задействует большое количество разнообразного оборудования. Одним из ярких представителей осветительного оборудования являются лампы ДНаТ. В сравнении с другими видами ламп, ДНаТ обладает рядом технических особенностей, которые мы детально рассмотрим в данной статье.

Устройство

Согласно установленной аббревиатуры ДНаТ это (Д – дуговые, На – натриевые, Т — трубчатые) устройства. По принципу действия они относятся к осветительному оборудованию высокого давления. Конструктивно лампы ДНаТ представляют собой стеклянную колбу с цоколем, как правило, E27 или E40.

Устройство лампы ДНаТ
Рис. 1. Устройство лампы ДНаТ

Внутреннее устройство состоит из:

  • разрядная трубка – изготавливается из оксидов алюминия и предназначена для горения дуги внутри лампы;
  • электроды – предназначены для старта разряда, из-за чего они выполняются молибденовыми;
  • газовая смесь – выступает в качестве среды генерации светового излучения, основной процент здесь занимают пары натрия, но в качестве примеси включают аргон для ускорения возгорания, ртуть для обеспечения высокой светоотдачи.

Колба выполняется из жаропрочного стекла, так как газ в трубке может разогреваться до 1300ºС, в результате чего сама лампа типа ДНаТ на поверхности будет  иметь от 100 до  400 ºС.  Внутри лампы устанавливается вакуум для лучшей светоотдачи.

Принцип работы и схема подключения ДНаТ

Принцип действия натриевых источников заключается в пробое газового промежутка между двумя электродами внутри разрядной трубки.

Принцип работы лампы ДНаТ
Рис. 2. Принцип работы лампы ДНаТ

Для этого на искровой промежуток подается высокое напряжение – в пределах от 2 до 5 кВ, которого должно быть достаточно для мгновенного пробоя. Однако пробой от бытовой сети обеспечить невозможно, поэтому запуск, как и в других газоразрядных лампах, происходит с помощью  пускорегулирующего аппарата (ПРА). Сегодня на практике используют два варианта ПРА для дуговых натриевых и ртутных газоразрядных ламп – электронные и электромагнитные.

В состав ПРА для газоразрядных источников освещения входят три компонента:

  • дроссель-трансформатор – для ограничения резкого нарастания кривой тока, протекающего в цепи, позволяет выстроить параметры электрических величин в соответствии с характеристиками лампы ДНаТ;
  • импульсное зажигающее устройство (ИЗУ) – предназначены для кратковременного повышения напряжения до значения достаточного для получения разряда, разжигающего трубчатую лампу;
  • конденсатор – не является обязательным компонентом, но позволяет скомпенсировать вектор напряжения, смещаемого дросселем.

Сегодня можно встретить несколько вариантов схем подключения ДНаТ, которые отличаются как характеристиками компонентов, так и заводскими особенностями световых приборов.  Поэтому все схемы включения источника освещения могут быть с конденсатором или без, ИЗУ может иметь двухконтактное или трехконтактное подключение. Рассмотрим их более детально.

Схема подключения с двухконтактным ИЗУ
Рис. 3. Схема подключения с двухконтактным ИЗУ

Как видите, такой способ пуска натриевых лампочек подразумевает параллельное включение ИЗУ по отношению к нагрузке. Но вместе с тем, высокий потенциал подается и на дроссель, что со временем приведет к ухудшению характеристик и последующему пробою изоляции. Тем более что современные однообмоточные дроссели имеют только слабую пропитку без бумажного слоя. Поэтому эта схема включения ДНаТ актуальна для натриевых трубчатых моделей низкого напряжения.

Схема подключения с трехконтактным ИЗУ
Рис. 4. Схема подключения с трехконтактным ИЗУ

Эта схема лишена недостатков двухконтактных ИЗУ, так как лампа ДНаТ имеет отдельный вывод высокого напряжения с ИЗУ, который отделен от точки подключения к дросселю. Заметьте, что в любой схеме дроссель обязательно включается в фазный проводник, в противном случае при КЗ выйдет со строя натриевая лампа.

При трехконтактной схеме важно правильно соблюдать полярность маркировки ИЗУ:

  • B – подключается к балласту (дросселю);
  • Lp – фазный вывод к лампе высокого давления;
  • N – к нулевому выводу лампы и сети.

Помимо этого может использоваться схема с подключением конденсатора:

Схема подключения с конденсатором
Рис. 5. Схема подключения с конденсатором

Как видите на схеме, совместно с использованием ИЗУ в цепь лампы ДНаТ параллельно потребителю включен конденсатор, расположенный до балластного трансформатора. Эта схема компенсирует реактивные потери, которые не относятся к качеству светового потока.

Помимо этого для защиты лампы ДНаТ в цепи ее питания можно обустраивать защиту предохранителем или автоматическим выключателем.

Основные характеристики

В последнее время ДНаТ часто применяют для замены ДРЛ и других типов ламп в виду совершенствования конструкции и повышения их технических параметров, требования к которым были установлены ГОСТом Р 53073-2008.

Наиболее актуальными характеристиками для них являются:

  • допустимый температурный режим – от – 30°С до +50°С, для районов с особо агрессивной средой можно встретить модели ДНаТ и с большим температурным пределом.
  • КПД лампы составляет около 30%;
  • потребляемая мощность составляет от 30 Вт до 1кВт, обозначается цифрами в маркировке лампы после букв ДНаТ;
  • срок эксплуатации колеблется в пределах от 6 000 до 25 000 часов;
  •  способны выдавать поток в пределах от 3500 до 130 000 Лм, в зависимости от модели лампы;
  • эффективность ДНаТ находиться в пределах от 80 до 130 Лм/Вт, что приближает их к светодиодным светильникам;
  • спектр излучения находиться в районе 2000 К, а коэффициент цветопередачи Ra составляет всего 20 – 30.

В таблице ниже приведены параметры ламп ДНаТ с разной мощностью:

Таблица: параметры некоторых моделей ламп ДНаТ

МодельР, ВтU на лампе, ВСветовой поток, лмЦокольДлинаДиаметрИзготовитель
ДНаТ-50ц501003700Е2716542Россия
ДНаТ-70ц701006000Е2716542Россия
ДНаТ-100эл1001208000Е2717576Россия
ДНаТ-100ц1001209800Е2716542Россия
ДНаТ-100ц1001209000Е4021142Россия
ДНаТ-15015012015000Е4021148Россия
ДНаТ-25025012026000Е4025048Россия
ДНаТ-40040012045000Е4027848Россия
ДНаТ-10001000120130000Е4039066Россия

Вышеперечисленные данные ярко выделяют лампы ДНаТ среди остальных световых приборов, поэтому далее мы рассмотрим основные плюсы и минусы в их эксплуатации.

Преимущества и недостатки

Среди преимуществ ламп ДНаТ следует выделить следующие позиции:

  • Высокая энергоэффективность – количество получаемого света с каждого потребленного ватта электроэнергии превышает и дуговые ртутные источники, и смело конкурирует со светодиодными.
  • Хороший КПД – несмотря на высокую температуру нагрева, в сравнении с галогенными светильниками и лампами ДРЛ,  ДНаТ тратят не так уж и много электричества на обогрев пространства.
  • Срок службы превосходит большинство газоразрядных и люминесцентных ламп и не уступает в продолжительности светодиодам.
  • Обладают стабильным потоком с приятным для глаз желтым спектром свечения, который делает комфортным восприятие освещенного пространства.
  • В перерасчете стоимости лампочки ДНаТ на вырабатываемые люмены, цена прибора выходит даже дешевле, чем светодиодные.
  • Эффективных в уличном освещении при тумане, так как свет все равно обеспечивает довольно неплохую видимость.
  • Вес готового светильника ДНаТ в сравнении с другими типами оборудования получается на 10 – 15% ниже.

Однако, кроме плюсов, следует отметить и ряд недостатков этого типа световой аппаратуры:

  • Длительное время разгона до номинальной мощности – в среднем требуется от 6 до 10 минут, чтобы с начального разряда трубка разогрелась до заявленных параметров.
  • Низкая цветопередача – в зоне освещения вы практически не ощутите разницы между смежными цветами.
  • Взрывоопасны и токсичны для человека – в отличии от устройств низкого давления может легко разлететься и поранить окружающих, а находящиеся в трубке пары ртути способны вызвать отравление.
  • Подходят далеко не для всех задач – к примеру, в некоторых технологических процессах из-за коэффициента пульсации или для выращивания некоторых видов культур.
  • Со временем могут выгорать, из-за чего свет меняет спектр свечения, а лампочка мощность.

Область применения

Область применения ламп ДнаТ
Рис. 6. Область применения ламп ДнаТ

Наибольшее применение ДНаТ получили в качестве уличных светильников для освещения территории городов, парков, автомобильных дорог и прочих объектов. Внутри помещений их часто устанавливают в освещении теплиц для произрастания различных  культур, могут иметь смешанный диапазон света под разные растения. В домашних условиях они устанавливаются для подсветки рассады и других домашних растений, цветов и т.д. Хорошо зарекомендовали себя в освещении спортивных объектов, сцен и прочих локаций для массовых мероприятий.

Рекомендации по эксплуатации ДНаТ

В ходе эксплуатации ламп ДНаТ следует помнить, что температура внешней колбы достигает нескольких сотен градусов. Поэтому браться за нее голыми руками сразу после выключения  или в момент свечения ни в коем разе недопустимо. Иначе вы можете получить серьезные ожоги, необходимо дождаться более низкой температуры.

В ходе замены лампы ДНаТ важно не браться незащищенными ладонями за стеклянную поверхность, так как на ней останутся отпечатки пальцев рук. Со временем жир начнет подгорать и это может привести к преждевременному растрескиванию колбы. Если во время монтажа вы все же взялись голыми руками, следует протереть поверхность бумагой или тканью.

Подгорание следов от руки на колбе лампы
Рис. 7. Подгорание следов от руки на колбе лампы

Во время эксплуатации не допускайте попадания направленных потоков воды на лампочку, так как раскаленная колба попросту растрескается от такого взаимодействия. Но волноваться о нескольких каплях или аэрозоле при поливе также не стоит, современные ДНаТ имеют специальное стекло и устойчивы к подобным мелочам.

Если света от обычной ДНаТ вам не хватает или технические характеристики стандартной модели вас чем-то не устраивают, можете взять усовершенствованный световой прибор, к примеру, лампу ДНаЗ.

Список литературы

  1. М.И. Фугенфиров «Газоразрядные лампы» 1975г
  2. Е.А. Зельдин «Импульсные газоразрядные лампы и их схемы включения» 1961г
  3. Ф. Р. Исмагилов, Д. В. Максудов «Электрические и магнитные поля и газоразрядные процессы в гетерогенных диэлектрических средах» 2016г
  4. Ю.В.Осипенко, Г.Р. Валиева «Высокоэффективные уличные светильники на базе сверхъярких светодиодов» 2007г
  5. В.М.Леман «Выращивание растений при искусственном освещении» 1965

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *