Натриевая лампа: устройство, принцип работы, как подключить

Среди всех ламп для искусственного освещения растений больше всего подойдет натриевая лампа, которая пользуется большой популярностью.

Такой источник света обладает высокой эффективностью, и является самым экономным и долговечным. Мощность ламп может составлять от 30 до 1000 Вт, в зависимости от сферы использования. Что касается срока эксплуатации, то ресурс ламп рассчитан на 25000 часов работы. Для большинства теплиц это выгодный вариант в плане экономии, так как освещать растения необходимо довольно длительное время, особенно зимой.

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.

Преимущества и недостатки натриевых ламп

Натриевая лампа имеет существенные преимущества: • Высокий КПД. • Стабильный поток света. • Высокая световая отдача примерно 160 лм/Вт. • Долго срок службы, который в 1,5 раза превышает период эксплуатации прочих подобных ламп. • Лампы имеют приятное золотисто-белое излучение. • Эффективная работа в условиях тумана. За счет того, что дуговая лампа рефлакс 250 излучает красный спектр – это идеальный источник света для цветения растений, в том числе и плодоносящих. А наличие синего спектра свечения способствует их активному росту и развитию. Вдобавок лампы могут работать в широком диапазоне температуры – от -60 до +40 градусов. Наряду с достоинствами, имеются и некоторые недостатки. Главный из них заключается в сложности подключения. Обычный способ здесь не подходит, и здесь существуют свои особенности. Среди других минусов можно выделить следующие: • Взрывоопасность. • Наличие ртути в устройстве лампы. • Долгое время включения, которое может составлять до 10 минут. • Не подходит при выращивании нецветущих либо зеленых овощных культур (редис, лук, салат). Кроме того, если необходимо использовать натриевые лампы высокого давления мощностью 250 Ватт или более, необходимо позаботится об охлаждении, так как лампы сильно нагреваются. Хотя для теплиц большого размера этот недостаток может обернуться преимуществом, обеспечив растения дополнительным нагревом.

Область применения

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.

Принцип работы

По внешнему виду натриевые источники света немного похожи на лампы ДРЛ. Здесь также имеется стеклянная колба элиптической либо цилиндрической формы, внутри нее располагается разрядная трубка («горелка»), с каждой стороны которой находятся электроды. Эти выводы соединены с резьбовым цоколем. По причине того, что пары натрия оказывают сильное воздействие на стекло, этот материал не применим для изготовления «горелки». Ее изготавливают из поликора (поликристаллической окиси алюминия), что позволяет повысить устойчивость к парам натрия и пропускать до 90% видимого света. Лампа ДНаТ 400 имеет разрядную трубку с диаметром 7,5 мм и длиной 80 мм. Электроды трубки изготавливаются из молибдена. Помимо паров натрия, состав разрядной трубки содержит аргон, чтобы облегчить запуск ламп, а также содержит ртуть или ксенон, что позволяет увеличить световую отдачу. «Горелка» при работе разогревается до 1300 °C и чтобы сохранить ее в целости, из колбы выкачан воздух. Однако сложно поддерживать вакуум пока работает лампа, так как воздух может проникнуть через отверстия. Поэтому для предотвращения этого используются специальные прокладки. Стоит отметить, что при работе лампы ее колба разогревается до 100 °C. При включении импульсного зажигающего устройства (ИЗУ) создается импульсное напряжение, в результате чего образуется дуга. Но первое время натриевые лампы ДНАТ рефлакс 250 светят еще слабо, так как вся энергия расходуется на разогрев трубки. Спустя 5 или 10 минут яркость освещения нормализуется.

Как подключить натриевую лампу

В силу особенности строения газоразрядных ламп не получится просто подключить их к бытовой электрической сети, так как имеющегося напряжения не хватает для запуска. Вдобавок нужно ограничить ток дуги. И натриевые лампы здесь не исключение. В связи с этим необходимо использовать в цепи пуско-регулирующий аппарат или сокращено ПРА. Они могут быть электромагнитными (ЭмПРА) либо электронными (ЭПРА). В практике западных стран такие устройства именуются балластами Magnetic Ballast (для ЭмПРА) и Digital Ballast (для ЭПРА). В некоторых случаях не обходится без применения импульсного зажигающего устройства или ИЗУ. Использование ЭПРА для натриевых ламп 250 необходимо для их разогрева и дальнейшей бесперебойной работы. При этом на сам запуск затрачивается 3-5 минут, а полную мощность натриевые источники освещения набирают в течение еще 10 минут. Примечательно, что на момент запуска лампы ее номинальное напряжение увеличивается практически в 2 раза.

Пускорегулирующая аппаратура

Из-за особенностей строения, ДНаТ требует дополнительного оборудования для подключения. Это связано с тем, что источнику света не хватает напряжения для запуска, кроме того, необходимо снизить напряжение дуги. Именно для этой цели используют аппарат ПРА, а также ИЗУ.

Электронное пускорегулирующее устройство обладает многими преимуществами по сравнению с ЭмПРА (электромагнитное). Единственный недостаток в том, что устройства первого типа более дорогие.

Дроссели помогают уменьшить пульсацию напряжения, сгладить частоту тока или устранить его переменную составляющую. То есть, они ограничивают и стабилизируют электрическое напряжение. Достаточно просто подключить ПРА к лампе, чтобы устройство работало без перебоев.

Сегодня на смену устаревшим двухобмоточным электронным балластам пришли современные однообмоточные устройства.

Дроссель должен иметь такую же мощность, как и лампа, к которой он будет подключаться. В противном случае осветительный прибор быстрее выйдет из строя или снизится светоотдача. Например, если вы приобрели ДНаТ 250Вт, то мощность ЭПРА должна быть такой же.

Устройство ПРА

Пускорегулирующий аппарат состоит из трех основных компонентов: • Индуктивного дросселя. • ИЗУ. • Фазокомпенсирующего конденсатора. Дроссель служит для ограничения тока дуги и его мощность должна быть такой же, как и у используемой лампы. К примеру, если применяется лампа ДНаТ 250, то, соответственно, мощность дросселя тоже должна быть не меньше и не больше 250 Ватт. В последнее время схема подключения ламп зачастую включает однообмоточный дроссель, тогда как двухобмоточные уже морально устарели. ИЗУ необходимо для повышения напряжения до нескольких киловольт с целью образования дуги. Мощность ИЗУ может лежать в пределах от 35 до 400 Ватт. Помимо этого, устройство может быть двухконтактного или трехконтактного исполнения. Причем использование трехконтактных ИЗУ предпочтительнее. Что касается конденсатора, то это необязательная составляющая. Но его наличие дает определенные преимущества, так как позволяет снизить нагрузку на бытовую электросеть. В свою очередь, это снижает риск возникновения возгорания проводки к минимуму. Боле подробно будет рассказано ниже.

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.

Схемы подключения ламп ДНаТ

В зависимости от того, какое ИЗУ используется (с двумя выводами или тремя), натриевые лампы высокого давления 250 Ватт могут подключаться по-разному. Более подробно это отражает схема, изображенная ниже.

Схема подключения натриевой лампы

Как можно видеть из рисунков подключение дросселя (балласта) осуществляется последовательно, а вот ИЗУ подключается в цепь параллельно. Для своей работы натриевые лампы используют мощность реактивного характера. В связи с этим желательно чтобы схема подключения включала специальный конденсатор, который позволит подавить помехи и снизить силу пускового тока. Что в итоге продлевает срок службы ламп. Также этот элемент просто незаменим в случае отсутствия компенсатора фазы. Как видно на первом рисунке наличие фазокомпенсирующего конденсатора показано пунктирной линией. Его подключение осуществляется параллельно источнику питания. Главное, подобрать конденсатор оптимальной электроемкости. К примеру, при использовании той же лампы ДНаТ-250 его емкость должна составлять 35 мкф. Если в схеме присутствует лампа ДНаТ 400, тогда можно подобрать конденсатор чуть большей емкости – 45 мкф. Использовать в схеме допускается только сухие элементы и рассчитанные на напряжение не менее 250 В. При самостоятельном подключении ламп стоит взять кое-что на заметку. Длина провода, соединяющего сам источник освещения и дроссель, не должна превышать одного метра.

Распространенные ошибки при подключении

Чтобы устройство работало правильно и долго, нужно знать, какие ошибки не стоит допускать во время его подключения:

Некорректное подключение балласта на 4 контакта. В продаже имеются дросселя, которые имеют 4, 5 или 6 контактов. Многие новички заводят фазный и нулевой провод на одни контакты, а с других подключают осветительное устройство. Но это неправильно. На корпусе устройств есть схема, которой нужно следовать.
Установка лампы в патрон голыми руками. Жир от пальцев рук на стекле под воздействием высокой температуры превращается в темные пятна. Тогда повышается риск появления трещин на этих участках. Чтобы этого не случилось, протрите ее чистой тряпкой перед запуском.
Применение балласта с мощностью выше, чем у лампы. Тогда внутренняя колба перегреется, устройство начнет мигать и вскоре выйдет из строя.
Применения дросселя от дуговой ртутной люминофорной лампы для ДНаТ. При использовании балласта, предназначенного для ламп другого типа, источник света быстро придет в негодность.
Отсутствие конденсатора в комплекте для ДНаТ. Тогда провода будут постоянно перегреваться.

Старайтесь избегать этих ошибок, чтобы техника прослужила вам долго.

Меры предосторожности

В силу конструктивных особенностей, которыми обладает натриевая газоразрядная лампа 250, при работе этих источников света необходимо соблюдать крайнюю осторожность. Недопустимо отключать лампу сразу же после ее включения. Она должна остаться включенной как минимум 1 или 2 минуты. В противном случае лампа перестанет вовсе включаться и тогда ее необходимо обесточить и подождать некоторое время. В помещении, где работают лампы необходимо наличие качественной вентиляции. Ее температура во время работы может подниматься до 100 градусов и более. А согласно некоторым источникам и все 1000. Поэтому хорошая вентиляция – это залог продолжительной и безопасной работы источников освещения. Не стоит трогать руками лампы высокого давления во время работы во избежание ожогов. То же самое касается и ее отражателя. При установке источников освещения не нужно браться за колбу голыми руками, лучше всего использовать перчатки из материи. Или можно обернуть ее какой-либо бумагой или картоном, чтобы не оставлять на стекле жирных отпечатков пальцев. Поскольку температура нагрева очень высокая, то любой жировой налет или даже капли воды могут привести к взрыву лампы. В интернете можно найти много информации по этому поводу. Но сильно нагреваться могут не только лампы высокого давления, это касается и используемого балласта. Его температура может подниматься до 80-150 градусов. Поэтому в целях предосторожности следует этот элемент схемы изолировать, спрятав под огнеупорный и прочный корпус. Это позволит предотвратить попадание внутрь сухих листьев, кусочков ткани или бумаги и прочих предметов. Не стоит забывать и про элементарную технику безопасности при работе с электричеством. То есть исключить любую вероятность попадания воды на балласт, следить за целостностью электропроводки. Стоит всегда помнить, что в момент, когда запускается лампа ДНаТ, ИЗУ вырабатываются импульсы высокого напряжения. Поэтому лучше всего использовать специальные провода, которые рассчитаны для работы в экстремальных условиях. Они как раз рассчитаны на сильный нагрев.