Подключение ДНаТ (натриевой лампы) – схема, принцип работы

Схема подключения лампы ДНАТ (подключение лампы ДНАТ) поможет избежать ошибок соединения всех составляющих газоразрядных ламп.

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 ДНаТРис. 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.

Отечественная продукция

Большим спросом на рынке пользуются российские лампы Рефлакс, которые оснащаются встроенным отражателем. За счет этого свет направлен прямо на растения. Отражатель ламп Рефлакс обладает высоким КПД равным 95%, который сохраняется в течение всего периода эксплуатации. Что характерно, одна лампа Рефлакс, мощностью 70 Ватт, подвешенная на высоту полметра, способна осветить территорию площадью около 1,6 м2. А так как использование других источников света подразумевает большие затраты на электроэнергию, то использование ламп Рефлакс более рационально. Что касается габаритов, то Рефлакс имеет размеры 76×200 мм. Благодаря этому лампы Рефлакс лучше всего подходят владельцам теплиц.

Лампа Рефлакс

Принцип работы и схема подключения ДНаТ

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

Принцип работы лампы ДНаТРис. 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 ИЗУРис. 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 ИЗУРис. 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 конденсаторомРис. 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.

Особенности натриевых ламп типа ДНаТ

Стоит заметить, что сразу после включения натриевых ламп, они горят тускло и слабо, поскольку основные ресурсы тратятся на разогрев горелки. Лишь спустя 5-10 минут световой поток обретает необходимые параметры яркости, силы и насыщенности. В этот момент температура внутри горелки достигает необходимого значения.

Газоразрядная лампа высокого давления

Помимо ламп ДНаТ с отдельным подключением ИЗУ, в продаже есть разновидности, где это устройство уже является частью конструкции. И в этом случае они маркируются уже немного иначе – ДНаС. Как правило, таким производством занимаются такие компании, как Osram и Philips.

В то же время существуют и другие особенности, о которых желательно знать каждому.

Технические параметры ИЗУ

Покупая импульсное зажигающее устройство, необходимо знать значение наибольшего допустимого тока, максимального частотного импульсного показателя напряжения, напряжения, функции автоматического отключения устройства и максимальной длины кабелей. Допустимый ток не должен превышать двукратного показателя рабочего тока, максимальный частотный импульсный показатель напряжения не должен быть до 3,5 киловатт на выходе. В случае поломки устройства, импульсное зажигающее устройство должно иметь функцию автоматического отключения. Максимальная длина кабеля должна быть около 2-3 метров.

Технические характеристики

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

Модель Р, Вт U на лампе, В Световой поток, лм Цоколь Длина Диаметр Изготовитель
ДНаТ-50ц 50 100 3700 Е27 165 42 Россия
ДНаТ-70ц 70 100 6000 Е27 165 42 Россия
ДНаТ-100эл 100 120 8000 Е27 175 76 Россия
ДНаТ-100ц 100 120 9800 Е27 165 42 Россия
ДНаТ-100ц 100 120 9000 Е40 211 42 Россия
ДНаТ-150 150 120 15000 Е40 211 48 Россия
ДНаТ-250 250 120 26000 Е40 250 48 Россия
ДНаТ-400 400 120 45000 Е40 278 48 Россия
ДНаТ-1000 1000 120 130000 Е40 390 66 Россия

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

Светоотдача

Среди многих других типов с наихудшими показателями по качеству светового потока лампы ДНаТ выгодно отличаются от них в отношении уровня светоотдачи. Данный показатель достигает значения до 100 лм/Вт. В то же время это свойственно только новым источникам освещения. К концу срока службы это показатель значительно понижается – чуть ли не в два раза!

Качество свечения, включая и продолжительность работы ламп, во многом зависит от условий их эксплуатации. По заверениям производителей срок службы может составить до 10000 часов. Однако это достигается при соблюдении определенного температурного режима в период эксплуатации ламп – от -30 до +40 градусов. Причем с использованием ИЗУ высокого качества исполнения.

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.

Показатели мощности

Что касается этого параметра, то он варьируется в диапазоне от 75 Ватт до 1 и более киловатт. Стоит только учитывать, что в процессе работы лампы могут сильно нагреваться. В связи с этим, для области растениеводства следует выбирать номинальную мощность от 75 до 400 Ватт. Более сильные лампы могут просто сжечь нежную листву тепличных растений.

В силу опять-таки сильного нагрева таким источникам света нужны специальные светильники. Они будут служить надежной защитой от загрязнения и прямого попадания влаги, а с другой стороны способствуют подаче нужного количества воздуха для охлаждения.

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 лампыРис. 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.

Перспективы развития

Чтобы оценить перспективы требуется обратиться к характерным недостаткам ДНаТ. В настоящее время многие производители выделяют средства на усовершенствование этой технологии. Среди них: Philips, Toshiba, GE, Osram.

В основном ведутся работы, направленные на повышение цветопередачи и снижение пульсаций светового потока, снижение риск взрыва колбы и горелки. Многие современные источники света этого типа уже имеют встроенную схему розжига и управления напряжением на электродах.

Пускорегулирующее устройство

По сути, это связка двух основных устройств – балласта (дросселя) и ИЗУ. Вне всякого сомнения, электронные ПРА являются самыми лучшими в своем роде в отличие от индуктивных устройств. Однако и проигрывают им в плане стоимости – они у них довольно высока. По этой причине балластные индуктивные дроссели обладают, куда большим распространением. В некоторых лампах они уже включены в устройство. То есть остается подать напряжение на клеммы.

Схема подключения ДНаТ

В настоящее время двухобмотчные дроссели уже устарели и в связи с этим, стоит обращать внимание на однообмоточные типы. При этом балласт должен быть предназначен именно для источников света типа ДНаТ и обладать такой же мощностью, что и сами источники света.

При этом в схеме подключения лампы ДНаТ через дроссель должен присутствовать оригинальный (то есть «родной») балласт. В противном случае никто не может гарантировать полноценную работу, включая их срок службы. Либо светоотдача ламп может существенно снизиться.

Также нельзя исключать и прочие ситуации. К примеру, эффект «мигания» – когда лампа может погаснуть сразу же после нагрева, а после ее остывания весь процесс повторяется снова.

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

Особенности эксплуатации

ДНаТ 250 во время работы сильно нагревается, поэтому нужно соблюдать некоторые правила во время использования лампы:

  1. Не трогайте корпус на протяжении 15 минут после отключения светильника.
  2. Не прикасайтесь к лампочке голыми руками, на колбе останется жир, который после нагревания прибора превратится в темные пятна. Тогда повышается риск повреждения корпуса на этих участках.
  3. Обеспечьте источнику света и балласту вентиляцию, так как они нуждаются в охлаждении. Устанавливайте их на значительном расстоянии от воспламеняющихся устройств.

Берегите осветительный элемент от ударов, так как при его взрыве осколки летят на большое расстояние. Если при этом повредится горелка, то в помещение попадет ртуть, тогда его нужно будет обеззараживать.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...