Лампы ДРЛ: технические характеристики и подключение

Производство осветительных приборов в последнее время развивается очень активно. Появляются все новые лампы и приспособления для повышения качества освещения в помещениях и на производствах. От обычной старой лампы накаливания уже практически все отказались. Сегодня популярностью пользуются энергосберегающие, люминофорные и галогенные варианты. Одним из таковых вариантов является лампа ДРЛ 400. В этом материале будет разобрано, что это за осветительный прибор, какие у него характеристики и принцип действия.

Что такое лампа ДРЛ

Аббревиатура ДРЛ расшифровывается как «дуговая ртутная лампа». Иногда встречается сокращение РЛ. В некоторых документах литера «Л» означает «люминофор», так как именно он является основным источником света в устройстве. Элемент относится к категории газоразрядных ламп высокого давления.

Маркировка конкретной модели содержит цифру, означающую мощность оборудования.

ДРЛ мощность 400 Вт

Экономическое обоснование замены светильника

Давайте посчитаем затраты на эксплуатацию:

Сравним ДРЛ 400 и светодиодную лампу Е40 на 100Вт. При ежедневной эксплуатации в течении 12 часов LED отработает около одиннадцати лет. За 50000 часов работы энергопотребление составит 5000кВт/ч.

Затраты на электроэнергию – 5000кВт/ч х 0,3у.е = 1500у.е

На аналогичный период эксплуатации ртутного источника потребуется 5-6 замен лампочки. Энергопотребление соответственно составит 20000кВт.

Затраты на электроэнергию – 20000кВт/ч х 0,3 у.е = 6000 у.е

Реальные цифры будут даже выше, поскольку запуск ртутного источника света осуществляется через пускорегулирующее устройство, которое само по себе является энергопотребителем, затраты на электроэнергию будут выше на 10-15%.

Только при замене одной ртутной лампочки на светодиодную до конца срока эксплуатации она сэкономит более четырёх тысяч долларов.

На промышленных объектах таких светильников может быть десятки, а иногда и сотни.

Несмотря на значительно более высокую стоимость LED источников, они обладают крайне низким энергопотреблением, что окупает первоначальные затраты буквально в течении первого полугодия эксплуатации.

В заключение обратите внимание на этого свето-монстра, который потребляет чуть более 0,5 кВт.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:)

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

Плюсы и минусы

Источники ДРЛ давно используются для освещения улиц и помещений. За это время пользователи успели выделить преимущества и недостатки, определяющие выбор:

Преимущества:

• хорошая светоотдача;
• высокая мощность;
• относительно небольшие размеры корпуса;
• невысокая цена по сравнению со светодиодными;
• экономичное энергопотребление;
• большая часть продукции способна работать на протяжении 12 000 часов (показатель зависит от качества используемых компонентов).

Имеются и минусы, которые важно учитывать:

• внутри колб присутствуют вредные пары ртути, способные вызвать отравление в случае утечки;
• от включения до выхода на номинальную мощность проходит некоторое время;
• предварительно нагретую лампу невозможно включить, пока она не остынет (около 15 минут);
• чувствительны к скачкам напряжения (отклонение на 15% вызовет изменение яркости на 30%);
• оборудование плохо работает при низких температурах;
• во время работы наблюдается пульсация света;
• невысокая цветопередача;
• элементы сильно нагреваются;
• в схеме нужно использовать специализированные термостойкие компоненты (провода, патроны и т.д.);
• дуговому элементу требуется пускорегулирующая аппаратура;
• иногда включенный элемент издает неприятный звук;
• в помещении, где работают лампы обязательно наличие вентиляции для выветривания озона;
• со временем люминофор теряет свои свойства, что приводит к ослаблению светового потока и изменению спектра.

Большая часть минусов присуща только дешевым ДРЛ от сомнительных производителей и несущественна, когда нужен мощный источник освещения.

Вывод

Делая выбор осветительного прибора для освещения объекта, надо принимать во внимание тот фактор, что ДРЛ и ДНаТ могут проявить «эффект старения», когда световой поток со временем тускнеет. Специалистами начало этого периода определяется после 400 часов эксплуатации этого вида ламп, они начинают светить на 80% от заявленной мощности светового потока, а затем свечение понижается до 50%.

Лампы LED на сегодняшний день, несмотря на их стоимость, все больше применяются в освещении большого пространства. С учетом времени окупаемости и длительностью эксплуатации они дают возможность сэкономить на электрической энергии.

Конструкция лампы

Изначально в конструкциях использовались горелки с двумя электродами, требующие установки дополнительного модуля генерации импульсов при включении. Создаваемое ими напряжение было гораздо выше рабочего напряжения лампы.

Устройство элемента ДРЛ

Позднее двухэлектродные элементы сменили агрегаты с четырьмя электродами. Появилась возможность отказаться от внешнего оборудования, генерирующего импульсы для зажигания.

Лампа ДРЛ состоит из следующих компонентов:

• главный электрод;
• поджигающий электрод;
• выводы электродов от горелки;
• резистор, обеспечивающий нужное сопротивление цепи;
• инертный газ;
• пары ртути.

Основную колбу изготавливают из прочного стекла, устойчивого к высоким температурам. Воздух откачивают и заменяют на инертный газ. Главной функцией инертного газа является предотвращение теплообмена между грелкой и колбой. Но даже в этом случае корпус оборудования при работе может нагреваться до 120 градусов по Цельсию.

Для подключения лампы к сети предусмотрен цоколь. Он позволяет закрепить оборудование в патроне и обеспечивает максимально плотный контакт.

Изнутри колба покрыта люминофором, который переводит невидимое ультрафиолетовое излучение в видимое свечение. Под воздействием УФ-лучей люминофор нагревается и начинает испускать свет. Оттенок света зависит от состава покрытия.

Основным светящимся элементом внутри колбы является электрическая дуга между электродами.

Ртуть в источнике освещения

Ртуть выполняет функцию стабилизатора движения электронов и в холодном устройстве может иметь вид небольших шариков. При небольшом нагревании ртуть превращается в пар и взаимодействует с внутренними элементами конструкции.

Сама горелка выглядит как небольшая трубка из стекла или керамики. Основные требования к материалу: сохранение свойств при высоких температурах и способность пропускать ультрафиолетовые лучи.

Резисторы в схеме ограничивают силу тока и не дают другим элементам раньше времени выйти из строя.

Принцип работы

Принцип работы ДРЛ

Принцип работы ДРЛ предусматривает наличие источника освещения, конденсатора, дросселя и предохранителя.

Когда на электроды подается напряжение, в свободной области происходит ионизация газа. Между электродами возникает пробой и дуговой разряд. Свечение разряда может быть голубоватым или фиолетовым.

Люминофор подбирают красного оттенка. При смешивании спектров на выходе получается чистый белый свет. Оттенок может меняться при изменении подающегося на контакты напряжения.

Тематическое видео: Устройство, принцип действия и особенности эксплуатации ламп ДРЛ.

Выход на нужную яркость в ДРЛ занимает примерно 8 минут. Это связано с постепенным плавлением и испарением шариков ртути. Именно пары ртути обеспечивают стабильность процессов внутри горелки и улучшают свечение прибора. Максимальная яркость проявляется в момент полного испарения ртути.

Стоит отметить, что температура окружающей среды и начальное состояние лампы влияют на скорость достижения номинальной мощности.

Дроссель в схеме представляет собой примитивный пускорегулирующий механизм. С его помощью система контролирует силу тока, проходящего через электроды конструкции. Если попытаться в обход дросселя подключить лампу напрямую к сети, она очень быстро выйдет из строя.

Сейчас большая часть производителей электронного оборудования отходит от дросселя как от устаревшего решения. Стабилизация дуги осуществляется электронными устройствами, обеспечивающими нужные показатели даже при значительных перепадах напряжения в сети.

Подключение

В схеме подключения ДРЛ-лампы обязательно применение таких элементов, как дросселя, конденсатора и предохранителя.

Лампа дрл схема подключения.

Наличие дросселя обеспечивает бесперебойную работу лампы. Дроссель представляет собой катушку индуктивности с определённым числом витков. Во время розжига ДРЛ при возникновении пробоя в газонаполненной колбе сопротивление газово-ртутной смеси резко падает, провоцируя резкий подъём напряжения и, соответственно, скачкообразное повышение температуры.

Не будь этого простейшего устройства, подаваемый ток мог бы достичь критических значений, и лампа просто бы сгорала. Роль же конденсатора — гасить реактивные колебания мощности, тем самым делая светильник ДРЛ экономичным.

Технические характеристики

Главной технической характеристикой источников этого типа является мощность. Именно она указана в маркировке прибора рядом с аббревиатурой ДРЛ. Остальные параметры стоит рассмотреть отдельно. Они указываются на коробке или в паспорте оборудования.

Технические характеристики всегда указаны на упаковке прибора

К ним относят:

• Световой поток ДРЛ. Определяет эффективность прибора при освещении конкретной площади.
• Ресурс. Срок службы оборудования при соблюдении основных рекомендаций.
• Цоколь. Обозначение способа встраивания модели в осветительное оборудование.
• Размеры. Менее важная характеристика, обуславливающая использование модели в конкретных светильниках.

ДРЛ 250

Технические характеристики ламп ДРЛ 250

ДРЛ 400

Технические характеристики ламп ДРЛ 400

Сфера применения

Уличное применение ДРЛ

Все ДРЛ-источники используются для освещения больших площадей. Чаще всего их встраивают в уличные фонари, системы подсветки дорог и автозаправок. Нередко организуют освещение больших складов и других помещений, где параметр цветопередачи не является принципиальным, а также в выставочных комплексах. Высокая мощность приборов оказывается очень кстати.

В жилых домах и квартирах их не используют, т.к. плохая цветопередача и долгое включение делают такое решение неэффективным.

Срок службы

Срок службы ламп ДРЛ напрямую зависит от мощности. Наиболее распространенные ДРЛ 250 способны проработать около 12 000 часов без каких-либо неполадок. При этом важно помнить, что уменьшить ресурс могут следующие факторы:

• частые включения и выключения;
• перепады напряжения;
• постоянное использование при низких температурах окружающей среды.

Все это приводит к ускоренной деградации электродов и, как следствие, быстрому выходу из строя.

Утилизация

Наличие ртути в ДРЛ относит их к первому классу опасности. В ряде стран такие приборы запрещены к применению. Однако соблюдение правил эксплуатации и утилизации сводят к минимуму все риски для человека и окружающей среды.

Место для утилизации ДРЛ

Выбрасывать такие источники освещения вместе с обычным мусором запрещено. Попадающая в окружающую среду ртуть способна значительно навредить экологии.

Утилизация ДРЛ проводится теми же структурами, что работают с другими энергосберегающими лампами. Компания обязательно должна иметь лицензию государственного образца, разрешающую проведение подобных работ.

В крупных городах можно найти специальные баки, в которые помещаются отработавшие ресурс элементы. Также можно связаться с коммунальными службами, фирмами по производству или ремонту осветительного оборудования или организациям, занимающимся утилизацией опасных отходов.

Сравнение светильников ДРЛ, ДНаТ и светодиодных светильников

Таблица 1. Параметры типовых ламп и светильников ДРЛ и ДНаТ

* Световой поток с учетом потерь в отражателе светильника и первичной деградации ламп (в зависимости от их типа) при начальной эксплуатации.Таблица 2. Сравнительные характеристики светильников с лампами ДРЛ, ДНАТ и LED(светодиодный)

* Среднее время работы уличного освещения 3800 часов в год (Моссвет, Ленсвет)МИФЫ, которые вызывают ошибки при выборе светодиодного аналога светильникам ДРЛ и ДНаТМИФ №1. Производители светодиодных светильников завышают характеристики при подборе аналогов для ДРЛ и ДНаТ.
Возможно есть и недобросовестные производители и поставщики, завышающие параметры своих светильников, но не надо путать это с тем, когда вы сталкиваетесь с
не соответствием светового потока лампДРЛ и ДНаТ и предлагаемого светодиодного аналога
! Если мы
действительно подбираем «аналог»
, то они и не могут совпадать по определению этого слова. Нужно учесть не только заявленные начальные значения этого параметра (светового потока), но и понять какой он
будет реальный
с учетом установки ламп в светильник и начала эксплуатации.
Обычно эти значения расходятся до 30…60% и это все обосновано!Обоснование читайте далее: МИФ №2. Световой поток светильников ДРЛ и ДНаТ примерно равен справочным данным лампДРЛ и ДНаТ
. Как правило справочные таблицы светового потока приведены
НЕ для светильников
ДРЛ и ДНАТ
, а для ламп
ДРЛ и ДНАТ. Только часть светового потока лампы светит прямо из светильника , остальная часть светового потока должна отразится от светорассеивателя.
Отражатель-рассеиватель
светильника
имеет большие потери,
связанные с невозможностью собрать и сформировать весь световой поток из оптико-геометрических сложностей в изготовлении отражателя, а также из больших потерь отражающего материала, для которого ключевым параметром является надежность и цена, а не оптические свойства. Таким образом потери из-за отражателя составляют около
20-25%
. Если в светильники есть
защитное стекло
, оно также вноси потери
до 10%
.
Вывод:реальная разница между световым потоком светильника ДРЛ и ДНаТ и паспортным лампы составляет около 27%(25..35%) МИФ №3. При световых расчетах можно ориентироваться на паспортный световой поток светильника (световой поток ламп ДРЛ и ДНаТ с учетом потерь отражателя светильника).Лампы ДРЛ и ДНаТ имеют сильную деградацию в процессе первичной эксплуатации
, которую необходимо учитывать сразу при световых расчетах!
Лампы ДРЛ через три месяца теряют порядка 30%
светового потока, а через
1 год эксплуатации40% светового потока! Лампы ДНаТ через три месяца теряют порядка 15%
светового потока, а через
1 год эксплуатации 20% светового потока!Вывод:для расчетов освещенности
для светильников
с лампами ДРЛ и ДНаТ необходимо учитывать НЕ начальный
(паспортный)
световой поток, а световой поток после начальной эксплуатации , например через 3 месяца, а лучше 1 год эксплуатации! Примечание: В реальности светодиоды
тоже не идеальны, и есть факторы которые тоже вызывают деградацию светового потока. Но
для качественных светильников с правильно рассчитанным теплоотводом и стабилизаторами тока
, деградация является незначительной и ей можно пренебречь.
Светодиоды через три месяца теряют порядка 2%
светового потока, а через
1 год эксплуатации 4% светового потока!
МИФ №4. Эксплуатация светильников ДРЛ и ДНАТ, дороже светодиодных на стоимость ламп и работ по их замене.
Эксплуатация светильников ДРЛ и ДНаТ
, конечно в основном это недешевые работы по замене перегоревших и быстро деградирующих ламп, где нужно учесть не только закупку самих ламп, но и в основном
стоимость дорогих высотных работ с вышкой
. Также следует учитывать существенные дополнительные работы в процессе эксплуатации по удалении пыли и грязи с рассеивателей и отражателей светильников. Нужно достаточно
часто протирать светильники
, причем аккуратно, учитывая хрупкость ламп. Это является
достаточно дорогим и НЕОБХОДИМЫМ обслуживанием
. Если вовремя не протирать отражатель и рассеиватель светильника, потери светового потока могут составить до 50%!
Вывод:Светодиодные светильники
тоже пылятся, но их конструкция (за счет плоского стекла и герметичного корпуса, а также отсутствия отражателя, которому предъявляются повышенные требования по чистоте),
нуждается в существенно более редком и простом обслуживания
в процессе эксплуатации.

Дуговые ртутные лампы (ДРЛ)

Распространенный в настоящее время тип ламп используемых в уличном и промышленном освещении. Разработанные ранее других ламп и наименее трудоемкие в изготовлении лампы ДРЛ широко применяются для освещения внутри и вне помещений. Лампы ДРЛ обладают меньшей светоотдачей по сравнению с лампами ДНаТ

,
но в отличие от них не требуют для зажигания дополнительных высоковольтных запускающих устройств.
Эргономические показатели освещения ламп ДРЛ (коэффициент пульсаций светового потока, соответствие спектра излучения солнечному спектру) немного хуже, чем, например, у ламп ДРИ, но гораздо лучше, чем у ламп ДНаТ.

Дуговые натриевые трубчатые лампы (ДНаТ)

В настоящее время широко применяются для освещения улиц, транспортных магистралей, общественных сооружений и т.д. Лампы ДНаТ обладают самой высокой светоотдачей среди газоразрядных ламп

и меньшим значением снижения светового потока при длительных сроках службы. В связи с очень высоким коэффициентом пульсаций и большим отклонением спектра излучения лампы в область красного цвета, что
нарушает цветопередачу объектов
,
не рекомендуется
применять лампы ДНаТ для освещения
внутри производственных и жилых помещений
.
Большая зависимость светоотдачи и напряжения зажигания у ламп ДНаТ от состава и давления внутреннего газа, от проходящего через лампу тока и от температуры горелки предъявляют очень высокие требования к качеству изготовления и условиям эксплуатации ламп ДНаТ. Поэтому для эффективной работы ламп ДНаТ необходимо обеспечивать «комфортные» условия эксплуатации — высокую стабильность напряжения питания, температуру окружающей среды от -20С до +30С. Отклонение от «комфортных» условий эксплуатации приводит к резкому сокращению срока службы ламп и уменьшению светоотдачи. На срок службы ламп ДНаТ также влияет качество используемых импульсных запускающих устройств. В настоящее время существует широко распространенное заблуждение, что замена ламп ДРЛ на более эффективные лампы ДНаТ приводит к улучшению качества освещения и экономии электроэнергии. При этом не учитывается, что лампа ДНаТ аналогичной мощности при большем световом потоке имеет и больший потребляемый ток. Помимо этого, преобладание красного спектра от ламп ДНаТ ухудшает общую картину видимости освещаемых объектов, что особенно опасно для освещения скоростных автомобильных магистралей.
Светодиодные светильники LED

Сами по себе светодиоды используются достаточно давно, в основном для индикации. Излучение света светодиодом происходит путём рекомбинации фотонов в области p-n перехода полупроводника при прохождении тока. Прорыв в области светодиодов, произошедший несколько лет назад, был связан в первую очередь с получением новых полупроводниковых материалов, повышающих яркость светодиодов более чем в 20 раз.

В отличие от других технологий у светодиодов очень
высокое КПД
– не менее 90% (95-98%). В большинстве существующих технологий присутствует разогрев какого-либо тела или области, на что требуется приличные затраты энергии. Благодаря высокому КПД светодиодная технология обеспечивает
низкое энергопотребление
и малое тепловыделение. Помимо этого, в силу самой природы получения излучения, светодиоды обладают совокупностью характеристик, недостижимой для других технологий. Механическая и температурная устойчивость, устойчивость к перепадам напряжения,
продолжительный срок службы, отличная контрастность и цветопередача. Плюс экологичность, отсутствие мерцания и ровный свет
. Это и есть качество современной технологии.
Анализ:
Важно обозначить ещё один момент, о котором не сказано выше. У ламп ДРЛ и ДНаТ присутствует эффект старения. Достоверно известно, что после 400 часов работы падение светового потока у ламп ДРЛ составляет более 20%, а к концу срока жизни более 50%. Большую часть срока службы лампа излучает всего 50-60% от номинального светового потока. Это хорошо видно по кривой спада светового потока. С ДНаТами ситуация ещё печальней, ввиду их меньшей температурной устойчивости. У светодиодов подобного нет. Светодиоды в течение всего своего срока службы сохраняют свои параметры на первоначальном уровне. Лишь к концу срока может наблюдаться незначительное падение. Вот здесь-то и выявляется интересный и важный момент. Получается, что если проводить замеры параметров, например, каждый месяц в течение всего срока службы, а затем вычислить среднее, то оно будет составлять порядка (!) 60% от номинала. Заявленные значения параметров касаются лишь начального периода эксплуатации и будут постоянно падать по кривой с самого начала. Это ни что иное как издержки существующих технологий. Можно вышесказанное интерпретировать следующим образом. За заявленные характеристики(в первую очередь имеется ввиду световой поток) вы платите больше или платите 100% за характеристики в реальности на ~40% ниже.

Эффективность использования данных типов светильников.

ДРЛ.

Наиболее простая и доступная по цене технология. Низкие начальные затраты при условии отсутствия жёстких требований к освещению оправдывают её использование.
ДНаТ.
Лучшая светоотдача среди газоразрядных ламп – единственное серьёзное преимущество перед ДРЛ. Но очень слабый показатель цветопередачи и большая чувствительность к температуре ставит под сомнение целесообразность замены. ДНаТ не рекомендуется использовать для внутреннего освещения, а в некоторых странах даже существует запрет. Освещение дорог, особенно скоростных, также не рекомендуется. При освещении любых других зон использование ламп ДНаТ можно считать оправданным по сравнению с ДРЛ.
Светодиодные светильники
. Может показаться невероятным, но у светодиодных ламп нет технических недостатков. Они лучше во всём. В дополнение к сказанному выше можно добавить, что светодиодным лампам не требуются пусковые токи, а соответственно требуется меньшее сечение кабеля. Единственный минус это то, что в цене они прилично впереди. Насколько же оправдано их использование? С учётом всех факторов, касающихся издержек эксплуатации ламп ДРЛ или ДНаТ, срок окупаемости светодиодных аналогов начинается с 3-х лет. То есть – 3 года (или более) светодиодная лампа окупает себя, а во все последующие года приносит прибыль. При этом всё время выдавая самый качественный свет по сравнению с другими технологиями.
Перенапряжение и светодиоды. На светодиод как на таковой подавать напряжение нельзя из-за его ВАХ(вольт-амперная характеристика). Либо он не загорится, либо сгорит, поэтому светодиод управляется током. Самый простой способ – через резистор. В светильнике для подачи «съедобного» тока на светодиодную цепь предусмотрен так называемый драйвер. Драйвер не только выступает в роли преобразователя (адаптера), но также предохраняет светодиоды от перенапряжения и скачков в электросети. В случае удар на себя принимает именно драйвер, что существенно снижает стоимость не гарантийного ремонта светильника.