Прежде чем рассмотреть технические характеристики лампы ДНаТ 250 Вт, следует разобраться, что представляет собой данный источник света, какова его конструкция и принцип действия. Специалисты в области светотехники знакомы с изделием, но новичкам термин «дуговая натриевая трубчатая лампа высокого давления» ни о чем не говорит. Кроме того, что лампа изготавливается в форме трубки, а излучающим элементом является натрий.
ДНаТ – это проверенные временем, надежные осветительные приборы, не лишенные недостатков по сравнению с современными аналогами.
Два десятилетия назад такие лампы использовались для освещения автомобильных трасс по всему миру, но со временем их начали заменять светодиодными устройствами. К слову, в прошлое натриевые лампы так и не ушли: опытные проектировщики нередко закладывают их в свои проекты, а обусловлено это рядом причин. Во-первых, стоимость светодиодов значительно выше, во-вторых, энергетическая эффективность последних не столь велика, в-третьих, количество производителей led-продукции слишком велико, из-за чего порою трудно выбрать качественные приборы.
ДНаТ простыми словами
Лампы ДНаТ за рубежом называются HPS Lamp, что расшифровывается как High-Pressure Sodium Lamp, переводится как «натриевые лампы высокого давления» и на русском сокращенно пишется НЛВД. Первые НЛВД производились в Советском Союзе в форме эллипса или трубки, с прозрачной или матовой колбой, зеркальным напылением или без него, различной мощности.
Получается, ДНаТ – это разновидность источника света НЛВД, но при выборе немецкого изделия фирмы Osram будьте готовы увидеть наименование типа VIALOX NAV-T 250 W SUPER 4Y.
К НЛВД относятся и другие источники света – ДНаЗ (зеркальное напыление) и ДНаС (светорассеивающая колба).
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.
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.
Конструкция
При рассмотрении конструкции лампы ДНаТ мы видим следующие элементы:
- стеклянная колба;
- цилиндрическая трубка с алюминиевым держателем.
Полость трубки заполнена парами ртути (как у люминесцентных источников) и натрия, образующими амальгаму натрия. Но это не все газообразные вещества: для пуска изделия применяется ксенон.
ДНаТ бывают и высокого, и низкого давления. Данный параметр, по сути, связан с температурой цвета: в первом случае лампа имеет светло-желтый оттенок, во втором – приглушенный желтый (как у галогенок и ламп накаливания).
Ксенон находится внутри горелки, обеспечивающей плавный пуск оборудования. Для повышения срока эксплуатации могут использоваться одновременно две горелки.
Горелка
Та самая цилиндрическая трубка, о которой сказано выше. Изготавливается из прозрачной керамики, устойчивой к воздействию высоких температур и химически активных веществ. Впервые была изготовлена компанией General Electric в 1960 году и запатентована под названием «лукалос» (у нас известна как «поликор»). В основу ее создания заложена технология спекания окиси алюминия при высоких температурах. К двум концам трубки припаяны вольфрамовые электроды.
Внутри нее находится смесь инертных газов и натриевой амальгамы под давлением 100 и выше кПа, которое обеспечивает легкость возникновения электрического разряда за счет большей плотности среды, а также расширяет область видимого спектра.
Цоколь
Для подключения к линиям электропитания используется резьбовой цоколь Эдисона типа Е. Для ламп ДНаТ мощностью 50, 70 и 100 ватт используется типоразмер Е27, для более энергоемких моделей 150, 250 и 400 ватт – Е40. Цифра указывает диаметр патрона в миллиметрах.
Лампы ДНаЗ
ДНаЗ, к слову, это один из тех отечественных продуктов, которым мы (вся наша редакция) искренне гордимся. Нет, серьезно. Более эротичного по своей простоте и лаконичности решения в светотехнике вы не найдете.
Лампа ДНаЗ 600 Вт с цоколем под патрон IP68
Инженеры годами бились над проблемой высокой температуры защитной колбы, над простыми способами формирования КСС, над минимализацией потерь в светильнике, над снижением веса светового прибора. И вуаля — советский инженер Владимир Пчелин делает лампу с внутренним зеркальным напылением, открывает компанию Рефлакс, патентует это дело и пускает в массовое производство. Профит.
Схематически, примерно так это и работает
Лампы ДНаЗ с легкостью двигают в секторе досветки растений таких мировых гигантов как Osram и Philips. А особой популярностью они пользуются у голландских растениеводов, что как бы намекает.
Владимир Пчелин и его изобретение: лампа ДНаЗ в корпусе уличного светильника
Возвращаясь к предыдущему пункту, эти лампы завирусились не только среди агрономов, но и среди дорожников, причем популярность еще только начинает расти. Больше всего нам довелось видеть лампы ДНаЗ на просторах Республики Беларусь, правда больше в сельских районах. В Москве их очень любят ставить во дворы. А буквально несколько месяцев назад ими осветили одну из улиц Долгопрудного, при том, что на соседней улице монтировали светодиодные. Пилотное сравнение?
Уличный светильник с лампой ДНаЗ
В рамках рубрики Проверено-Люмен нам удалось испытать один уличный светильник на лампе ДНаЗ. Т.к. в лампе встроен отражатель для формирования КСС (широкой осевой), а его колба одновременно выполняет функцию защитного стекла, можно смело говорить, что измеренные характеристики светильника = измеренным характеристикам лампы (кроме мощности). И, на секундочку, мы получили честных 114 лм/Вт при весе светильника в 2,5(!) кг, световом потоке в 30000(!) люмен и стоимости 7500 руб. Собственно вот.
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.
Принцип действия
Для возникновения электрического заряда в газовой среде необходим импульс высокого напряжения. Поскольку натрий плавится при достаточно высокой температуре, электрический заряд загорается медленно: маломощные ДНаТ выдают полный световой поток через 5–6 минут, а большой мощности – через 10–15 минут.
В момент запуска среда холодная, ее электрическое сопротивление мало, поэтому процесс сопровождается лавинообразным нарастанием тока в цепи, что может вызвать перегрев и разрушение электродов лампы. Поэтому в состав пускорегулирующей аппаратуры ДНаТ включается электронный балласт (дроссель) – катушка индуктивности без сердечника. Компенсация происходит за счет возникновения магнитного потока, направленного противоположно породившему его току.
Типовые часто задаваемые вопросы от читателей
Есть ДНаТ-400 который в последнее время перестал включаться. Может ли это быть из-за пониженного напряжения в конечных электрических цепях?
Как вариант, возможно, что уровня напряжения в конечной электрической цепи не хватает, но хотелось бы узнать более детальные подробности. Лампа не загорается совсем или время разогрева длиться дольше, чем обычно, возникают ли в момент включения хоть какие-то световые эффекты или лампа даже не мерцает?
Помимо такой возможной причины как пониженного напряжения в конечных электрических, лампу следует проверить на следующие неисправности:
Неисправно ИЗУ – из-за естественного износа элементов или при частых коммутациях без выдержки перерыва между включениями зажигающее устройство может выйти со строя. Замена на новое может полностью решить проблему, но подбирать нужно аналогичное.
Сгорел патрон – многие точки подключения в газоразрядных лампах страдают из-за повышенного напряжения, подаваемого на лампу. Поэтому патроны могут не выдерживать электрической нагрузки и просто перегорать. Для устранения неисправности замените патрон новым.
Соединительные провода – также перегорают на участке от ИЗУ до лампы из-за высокого напряжения и приложенной к ним нагрузки. Такую неисправность можно определить даже визуальным осмотром.
Перегорела сама лампа – проверяется визуальным осмотром или путем замены на аналогичную исправную.
Сравнение технических характеристик
В таблице ниже представлено сравнение технических характеристик ртутной газоразрядной лампы высокого давления (ДРЛ) и трубчатой дугово-натриевой лампы (ДНаТ) одинаковой мощности – 250 Вт.
| ДРЛ-250 | ДНаТ-250 | |
| Мощность (Вт) | 250 | 250 |
| Удельный световой поток (Лм/Вт) | 45 | 90 |
| Общий световой поток (Лм) | 13500 | 28000 |
| Время непрерывной работы (час) | 12000 | 20000 |
| Тип цоколя | Е40 | Е40 |
| Цветовая температура (К) | 3800 | 2000 |
| Индекс цветопередачи (Ra) | 45 | 25 |
| Время полного разогрева (мин) | 5–10, в зависимости от температуры окружающего воздуха | |
| Длина (мм) | 228 | 250 |
| Диаметр колбы (мм) | 91 | 48 |
Поджиг и запуск
При первой подаче напряжения начинается поджиг лампы. Данный стартовый этап и выход на максимальную яркость может занимать от 5 до 10 минут.
Цвет свечения должен быть ярко желтым до 150Лм на ватт.
Если уличное освещение выполненное такими моделями имеет раздражаюший, грязно оранжевый оттенок, это означает только одно – плафоны давно никто не мыл, и на них пыль и грязь.
Качественные, хорошие лампы всегда дают приятный оранжевый спектр.
Лампы ДНаТ весьма устойчивы и не боятся различного рода вибраций и встрясок.
Достоинства и недостатки ДНаТ
Достоинства этого типа ламп видны из приведенной выше таблицы. В первую очередь, она обладает большей энергетической эффективностью. Значительно выше и рабочий ресурс. За счет своей компактности может устанавливаться в светильники меньшего размера. Цветовая температура соответствует естественному солнечному свету. При такой частоте спектра на световой поток не влияют хлопья снега, капли дождя, туман или пыль.
Имеются и свои недостатки. Время выхода на полный световой поток очень велико – в сильный мороз ДНаТ 250 может разгореться на полную мощность лишь через 15 минут (время зависит от мощности источника света). Из-за низкого индекса цветопередачи предметы интерьера при освещении могут иметь совершенно иной вид. В процессе эксплуатации от промышленной сети частотой 50 Гц появляется мерцание, оказывающее негативное действие на зрительный аппарат. При таком свете долго работать не получится.
Возможные неисправности
Во время эксплуатации лампы могут появляться различные проблемы. Иногда, случается так, что ДНаТ 250 мигает, тогда, возможно, придется заменить источник света. Если после этого проблема не исчезла, то это может быть связано с тем, что напряжение в сети слишком низкое.
Лампочка может периодически гаснуть из-за плохого контакта или скачка напряжения. Еще она возможная причина – межвитковое замыкание, тогда нарушается изоляция обмоток катушки. Чтобы исправить проблему, замените балласт.
Если мигает новая лампа, а дроссель и зажигающее устройство исправные, то дайте время устройству разогреться.
Иногда случается так, что ИЗУ трещит, а светильник не зажигается. Это может быть связано с тем, что оборвался провод, идущий от источника света на зажигающее устройство. Тогда нужно проверить проводку и зачистить контакты.
Сферы применения
В первую очередь, используются натриевые лампы для уличного освещения, на фонарных столбах автострад и других объектов, где взвеси в воздухе могут негативно сказаться на безопасности. Свет дугово-натриевых ламп способен пробиться сквозь густой туман, ливень и снег, чего не скажешь об экономных светодиодных светильниках.
Благодаря большому содержанию ультрафиолета и инфракрасных волн оборудование используется в теплицах. Оно благотворно влияет на развитие и плодоношение растения, прогревая воздух и ускоряя фотосинтез.
Строго запрещено эксплуатировать ДНаТ на рабочих объектах, где требуется точное распознание цветов.
Особенности установки и подключения
Несмотря на то, что натриевые лампы отличаются широкой сферой применения, они преимущественно используются в организации уличного освещения. Обусловлено это недостаточной передачей спектра цвета. При этом нет особой разницы, в каком именно положении будут находиться светильники. В то же время, как показывает многолетняя практика, наиболее эффективное их положение – горизонтальное. В этом случае основной световой поток излучается в разные стороны.
Для правильного подключения ламп, как мы теперь знаем, не обойтись без помощи стороннего «оборудования». Речь идет о балласте или по-другому – дросселе для ДНаТ, а также импульсном запускающем устройстве (ИЗУ). Без этого натриевая лампа просто откажется запускаться. О них было уже упомянуто, теперь же пора познакомиться с ними поближе.
Схемы подключения
Для подключения ДНаТ к сети используется пускорегулирующая аппаратура, состоящая из балластного дросселя и источника высоковольтных импульсов (ИЗУ). Первый элемент включается последовательно, а второй – параллельно лампе. Ток, проходя через дросcель и ИЗУ, производит пуск лампы.
Мощность дросселя обязательно должна соответствовать мощности источника света. И включается он именно в фазную линию, которую можно определить, используя простейшую индикаторную отвертку. Для компенсации реактивной составляющей тока и снижения энергопотребления параллельно лампе включается гасящий конденсатор. Для ДНаТ-250 можно использовать модель емкостью 35 мкФ. Это необязательный элемент схемы.
Относительно использования ИЗУ у электротехников нет единого мнения. Дело в том, что он бывает двух типов:
- с двумя точками подключения;
- с тремя точками подключения.
Двухточечный ИЗУ
Схема генератора автоколебаний строится на двух динисторах. Включается параллельно лампе, поэтому устройство при возрастании пускового тока не оказывает балансирующего влияния на электросхему. Из-за этого дроссель может быть пробит. После запуска лампы ИЗУ продолжает работать, увеличивая энергопотребление.
Трехточечный ИЗУ
Особенностью устройства является то, что фазная линия проходит через него и по этой цепи оно оказывается включенным последовательно лампе. Поэтому при запуске его дроссель оказывает дополнительное компенсационное воздействие и лучше стабилизирует систему. Схема строится на полупроводниках последнего поколения, имеющих лучшие эксплуатационные характеристики. По этим причинам предпочтительнее использовать именно его.
Подключение лампы ДНаТ от дросселя ДРЛ
Многие задаются вопросом, а можно ли подключать такую лампочку от дросселя одинаковой мощности, рассчитанного на лампу ДРЛ? Теоретически это возможно, главное исключить из схемы ИЗУ.
Однако, хоть мощности могут быть и одинаковы, но из-за разного рабочего напряжения на лампах, баласт ДНаТ и ДРЛ будет выдавать разные рабочие токи выхода.
1 of 2
И это напрямую будет сокращать срок службы светильника (при превышении тока), либо наоборот не даст ему выйти на расчетный поток свечения (при меньшем токе).
Есть натриевые лампы со встроенными ИЗУ. Некоторые их ошибочно считают универсальными, и используют напрямую под замену, например в светильниках с ДРЛ 250Вт.
С одной стороны сплошная выгода. Получается, что при меньшей мощности 220Вт вместо 250Вт, можно легко получить гораздо больший световой поток.
- световой поток ДРЛ 250Вт – 13000Лм
- световой поток такой ДНаТ 220Вт – 18000Лм
Никаких переделок схем, просто меняете лампочки и получаете больше света на несколько тысяч люмен. Однако и такие модели нужно применять с балластами рассчитанными именно для натриевых ламп.
Иначе это будет сказываться на сроках службы светильника.
Меры предосторожности при эксплуатации
Внешняя колба лампы нагревается до температуры 250–300 град. Цельсия. Это и определяет список мер безопасности при работе с ней.
- Не касайтесь колбы лампы в течение 10–15 минут после ее выключения.
- Категорически нельзя трогать колбу руками без перчаток: потожировые следы на поверхности приведут к неравномерному прогреву и даже взрыву.
- Обеспечьте лампе хорошую вентиляцию и держите ее подальше от возгораемых конструкций. То же самое касается балластного дросселя, который нагревается до 150 град. Цельсия.
Кроме того, оберегайте лампу от ударов: при взрыве колбы осколки разлетаются на очень большое расстояние. При повреждении горелки возможно заражение помещения или территории ртутью.
Как сделать светильник для натриевой лампы
Поскольку использовать изделия ДНаТ целесообразно в хозяйстве, применение таких лампочек актуально для многих. Но для их функционирования потребуются специальные светильники. Их стоимость высокая, поэтому есть смысл соорудить осветительный прибор своими руками.
Что понадобится?
Для выполнения задачи потребуется:
- пластина с металлическим напылением, ее размеры должны составить 35х40 см;
- алюминиевый лист, который будет использоваться в качестве отражательного элемента;
- комплект саморезов;
- молоток;
- ножницы по металлу;
- труба диаметром 15 см.
Пользователь Анатолий King Crimson подробно рассказал о подготовке к изготовлению светильника для ДНаТ лампочки, а также создании такого устройства.
https://youtube.com/watch?v=mbmFqzkRe_I
Пошаговая инструкция
Руководство по сборке своими руками:
Подготавливается пластина с металлическим напылением. Она должна иметь зеркальную поверхность на рабочей стороне, а также быть упругой и жесткой. При ее отсутствии допускается установка пластины из нержавеющей стали, такой материал применяется в дымовых трубах. Отражательный элемент предназначен для фокусировки световой энергии прибора и направлению осветительного потока в нужное место. Для расчета размеров рефлекторного устройства можно использовать специальный компьютерный софт, позволяющий точно рассчитать КПД. Выполняется изгиб пластины вручную. При осуществлении этой задачи, когда сгибается центральная часть, можно воспользоваться молотком. Остальной лист изгибается с использованием подготовленной ранее трубы. Чтобы выровнять поверхность, надо действовать аккуратно. Но сделать это можно только руками. На следующем этапе производится фиксация патрона с натриевым источником света, закрепить его можно на задней стенке. В данном примере она выполнена из боковой крышки процессорного блока ПК. В ней рекомендуется заранее сделать отверстия для вентиляции системы. Чтобы изготовить крышку, ее надо вырезать из металла, для этого используются специальные ножницы. Фиксация патрона на задней поверхности осветительного прибора выполняется посредством самодельных шпилек, диаметр которых составляет 4 мм. Эти элементы выполнены из крючков, приобретенных в магазине. Желательно, чтобы их резьбовая часть была удлиненной. Это позволит сделать несколько шпилек. Фиксация отражательного устройства осуществляется на задней стенке, для этого используются специальные алюминиевые заклепки. Их диаметр должен составить 3,2 мм. Если сделать все правильно и надежно закрепить элементы, конструкция в итоге получится жесткой. Затем производится монтаж дроссельного элемента, а также высоковольтного импульсного устройства в осветительный прибор
Важно, чтобы эти составляющие компоненты подошли для корпуса светильника по размерам. Для более удобного размещения возможно демонтировать из корпуса плату
Но штекер питания, а также выключательное устройство с фильтрующим конденсаторным элементом можно оставить. Производится установка дросселя. В данном примере используется балластный дроссельный элемент Galad 250 Вт, он оптимально подходит для корпуса по ширине, высоте и длине. Рядом с ним выполняется монтаж импульсного зарядного устройства. На нем должна быть схема подключения дросселя и лампочки, ей надо следовать. На следующем этапе из корпуса к осветительному устройству надо вывести провода, их длина должна составить 3 метра. Для подключения к патрону необходимо использовать только термостойкие кабели. Их изоляция должна быть выполнена из стекловолокна. Затем производится настройка собранного осветительного прибора, это надо обязательно сделать перед его использованием. Выполняется активация светильника, это нужно осуществить в темном помещении. Надо подождать, пока натриевый источник света полностью нагреется. Визуально необходимо оценить качество осветительного потока, который отражается рефлекторным устройством. Если требуется, этот элемент подгибается, но это следует сделать, пока он не нагрелся.
Процедуру регулировки рефлектора надо выполнять аккуратно, чтобы не зацепить сам источник света. В противном случае может произойти не только повреждением лампочки, но и ее взрыв. Для оптимизации светового потока можно слегка разогнуть края так называемой параболы на светильнике.
Пользователь Dmitriy Rostkov подробно рассказал о создании отражательного устройства для лампочки ДНаТ.
Условия утилизации
Горелки натриевых ламп высокого давления содержат амальгаму натрия – сплав натрия и ртути. Категорически нельзя выбрасывать ДНаТ в контейнеры с обычным бытовым мусором или закапывать их на ближайшем пустыре. Утилизация приборов проводится по тем же правилам, которые приняты для ламп ДРЛ и других устройств, содержащих ртуть.
Дуговые натриевые лампы высокого давления имеют очень хорошие технические характеристики. По энергоэффективности и ресурсу работы они конкурируют со светодиодными источниками света, поэтому люди еще долго будут использовать их в разных сферах жизнедеятельности.
Световой поток и технические хаpaктеристики лампы на 250 Вт
Чаще всего, ДНаТ на 250Вт устанавливают в наружные светильники так как лампы излучают мощный световой поток. Благодаря яркому свету устройство улучшает видимость даже при наличии взвеси в воздухе.
При выборе осветительного элемента нужно изучить ее параметры. Это поможет правильно подобрать осветительное устройство и определить сферу применения источника света.
Хаpaктеристики ДНаТ 250:
- Номинальная мощность – 250Вт.
- Напряжение на лампочке – 220Вт.
- Световой поток – 26000 Лм.
- Светоотдача – 108 ЛМ/Вт.
- Цветовая температура – 2000К.
- Коэффициент цветопередачи – 25Ra.
- Тип разъемного соединителя – Е40.
- Диаметр лампы – 48 мм.
- Длина лампы – 235 мм.
- Ресурс работы – 15000 часов.
