Натриевые лампы: разновидности, технические параметры, сфера применения + правила выбора

Конструкция натриевой лампы

Конструктивно прибор представляет собой колбу, выполненную из специального изготовленного из оксида алюминия Al2O3 стекла. В процессе работы колба разогревается до 1200 градусов Цельсия. Такое стекло не только выдерживает высокие температуры, но и способно противостоять разрушающему действию паров натрия.

В края колбы, которая называется горелкой, впаиваются два электрода. Сама она заполняется смесью буферных (инертных) газов с добавлением натриевой амальгамы: сплава натрия со ртутью. Дополнительно в буферные газы подмешивают ксенон, он обеспечивает более легкий старт лампочки. Горелка, в свою очередь, помещается в еще одну внешнюю колбу, выполненную из обычного термостойкого стекла. Обычно это тугоплавкое боросиликатное стекло. В колбе создается глубокий вакуум, а сама она снабжается цоколем того или иного типа для подключения к питающей сети.

Устройство лампы ДНаТ

Самый распространенный цоколь, устанавливаемый на лампочки ДНаТ – резьбовой цоколь Эдисона. Для приборов небольшой мощности применяется Е27, для мощных осветителей – Е40. Тем не менее встречаются лампочки и с другими типами цоколей, а также двухцокольные.

ДНаТ с цоколем Е40 (слева) и двухцокольный софитный вариант

Иногда в одну внешнюю колбу устанавливаются две горелки. Это повышает мощность прибора без существенного увеличения его габаритов, а также несколько увеличивает КПД и срок службы устройства за счет меньших теплопотерь.

Лампочка ДНаТ с двумя горелками

Справедливости ради стоит упомянуть о существовании натриевых лампочек низкого давления. Горелки таких устройств по конструкции напоминают хорошо знакомые тебе колбы люминесцентных лампочек. Их электроды представляют собой спирали, а пуск прибора осуществляется их разогревом.

Натриевая лампочка низкого давления

Как я отмечал выше, кроме ДНаТ, существуют еще несколько разновидностей натриевых осветительных приборов:

ДнаЗ – с напыленным на часть внешней колбы зеркальным рефлектором, направляющим свет горелки в определенный сектор;

ДНаЗ имеет собственный рефлектор

ДНаС – светорассеивающие. В этом приборе роль светорассеивателя исполняет специальный пигмент, нанесенный на внутреннюю поверхность внешней колбы. Спектр ламп ДНаС похож на дневной;

И внешне, и по излучаемому спектру ДНаС напоминает ртутный осветитель ДРЛ

ДНаМТ – с матированной колбой. По сути, это аналог ДНаС, которая в настоящее время снята с производства. Предназначена для прямой замены ламп ДРЛ без ухудшения качества освещения.

Лампа ДНаМТ

Порядок и правила утилизации

Утилизацию дуговых ртутных ламп необходимо производить в строгом соответствии с нормативами и заниматься этим могут только лицензированные предприятия.

Способы утилизации ДРЛ представлены:

• амальгамированием;
• демеркуризацией;
• термообработкой;
• высокотемпературным обжигом;
• вибропневматической технологией.

Помимо утилизации данные организации занимаются транспортировкой и хранением ртутных приборов освещения.

Все виды ДРЛ относятся к отходам с присваиваемым классом опасности I, так как содержат в своей конструкции ртуть. Хранить долго поврежденные изделия строго запрещено. Однако в случае необходимости временного хранения, устройства помещают в герметичные емкости на площади закрытого склада и ждут приезда специальных лицензированных организаций.

Принцип работы

С расшифровкой аббревиатуры лампы ДНаТ мы уже ознакомились, теперь пора разобраться в принципе ее работы. Все основывается на дуговых разрядах, которые образуются в так называемой «горелке». Это разрядная трубка цилиндрической формы, которая изготовлена из чистой окиси алюминия. Она помещена в стеклянный и прозрачный баллон. На его конце располагается резьбовой цоколь типа Е-27 или Е-40.

Внутренняя полость горелки заполнена смесью паров ртути и натрия с небольшим включением зажигающего газа ксенона. Как и любая другая газоразрядная лампа, тип ДНаТ требует для подключения импульсное запускающее устройство (ИЗУ) и балласт (дроссель).

Если вкратце, то работу натриевой лампы можно представить следующим образом: после ее включения ИЗУ подает электрические импульсы высокого напряжения (порядка нескольких киловольт). В результате действия этих импульсов возникает дуга. Необходимость дросселя в схеме подключения ДНаТ заключается в стабилизации напряжения и поддержании его в нужном режиме для полноценной работы лампы.

Светильники консольные уличные серии ЖКУ, ГКУ, РКУ

В настоящее время предприятие занимается поставками уличных светильников серий ЖКУ/ГКУ/РКУ-16, ЖКУ/ГКУ/РКУ-06 и ЖКУ/ГКУ/РКУ-74, которые производятся в России уже более 10 лет и зарекомендовали себя как очень надежные, неприхотливые в обслуживании и недорогие светильники. Данные серии консольных светильников покрывают все потребности в уличном освещении как по номенклатуре мощностей, так и по применению в производстве различных типов материалов.Мы поставляем светильники как с обычными электромагнитными балластами (ПРА), так и светильники с ЭПРА собственного производства .

Устройство натриевых ламп

Внешне эти лампы имеют сходство с ДРЛ. Внешний корпус – баллон цилиндрической формы из стекла, но бывает и в форме эллипса. В нем расположена «горелка» – трубка, внутри которой происходит дуговой разряд. Электроды расположены с ее торцов. Они соединены с цоколем. Натрий не применяется при изготовлении «горелки», так как его пары довольно сильно воздействуют на стеклянный корпус. Кроме того, внешняя колба играет еще и роль «термоса» – изолирует горелку от внешней окружающей среды.

На рисунке упоминается геттер. Он редко упоминается в справочной документации. Геттер – это газопоглотитель, адсорбер. Он способен улавливать и удерживать газ за исключением инертных. Он находит свое применение не только в газоразрядных лампах, но и в радиоэлектронике – электровакуумных приборах. Его основное назначение – увеличение срока службы. Отсутствие посторонних веществ снижает «отравление» электродов.

Сама горелка изготовлена из поликора – поликристаллической окиси алюминия. Ее получают путем спекания. Причем только альфа-форма кристаллической решетки приемлема для изготовления корпуса разрядной трубки. Она характеризуется максимальной плотностью «упаковки атомов». Это разработка фирмы General Electric. Разработчик назвал этот материал «лукалос». Он устойчив к парам натрия и пропускает около 90 процентов видимого излучения. К примеру, днат 400 имеет трубку длиной 8 сантиметров, диаметром 7.5 миллиметров. С увеличение мощности увеличивается размер «горелки». Электроды изготовлены из молибдена. Кроме натрия в парообразной форме, закачан инертный газ – аргон. Он требуется для облегчения образования разряда. Для улучшения светоотдачи вводят ртуть и ксенон. При работе лампы температура в горелке достигает 1200-1300 кельвинов. Около 13000 по шкале Цельсия. Для предотвращения повреждении из колбы выкачивается воздух. Вакуум достаточно сложно поддерживать, так как при температурном расширении могут появляться микроскопические щели и отверстия. Через них может заходить воздух. Для устранения этого используются специальные прокладки. Колба разогревается не так сильно, как горелка. Обычная температура – 1000 С. В свечении выражены оранжевый, желтый, золотистый цвета.

Ранее лампы имели только круглый резьбовой цоколь, как у бытовых ламп накаливания. Однако, недавно появился новый тип цоколя – Double Ended.

Вне зависимости от конструкции спектра будет примерно одинаков.

В основном, этот тип ламп используется агропредприятиями. Они, как правило, тоньше в два раза, чем стандартное исполнение натриевой лампы. Колба изготовлена из кварца. Внутри колбы находится азот. Горелка имеет два электрода для подачи импульса и последующего питающего напряжения для поддержания разряда. Выводы расположены с торцов лампы, это более совершенное решение, позволяющее избежать термической деформации колбы.

Разработаны ДНаТ-лампы и с двумя горелками.

Разновидность, представленная на фото, как правило, используется для тепличного размещения (в целях досветки). Вторая горелка – это металлогалогеновая лампа. По сути, эта модель представляет собой гибрид ДНаТ и МГЛ в едином корпусе.

Но существуют и модели, в которых находится пара идентичных горелок. Они находятся в общем баллоне и соединены параллельно. Делается это для поочерёдного использования каждой из газоразрядных трубок. Во время работы только одна излучает свет. Зажигается именно та, где будут более подходящие условия. Такое решение позволяет снизить общие эксплуатационные расходы. В остальном варианты с одной или двумя трубками не имеют никаких принципиальных различий, параметры мощности и светового потока будут одни и те же. Принципиальные схемы не изменяются.

Конструкция и принцип работы

Действие натриевой газоразрядной лампы основано на свойстве паров натрия, способных излучать монохроматический яркий свет в жёлто-оранжевом спектре. Это газообразное вещество заключено в особой колбе (трубке), называемой горелкой. Поскольку разогретые до высокой температуры пары натрия агрессивно действуют на стеклянные поверхности, то трубку изготавливают из более устойчивых веществ – боросиликатного стекла либо из поликристаллической окиси алюминия (в зависимости от типа лампы).

С каждой стороны горелки расположены электроды, предназначенные для создания дуговых разрядов, разогревающих пары натрия. Эта конструкция размещена в вакуумной стеклянной колбе, заканчивающейся резьбовым цоколем.

Здесь уместно заметить, что существует два типа таких осветительных приборов: НЛНД (низкого давления) и НЛВД (высокого давления). Описанная выше конструкция даёт общее представление об устройстве газоразрядных натриевых светильников обоих типов. Различаются эти лампы конструкциями горелок и рабочим давлением паров внутри трубок.

В натриевых светильниках низкого давления, его величина не превышает 0,2 Па, а в НЛВД – порядка 10 кПа. Соответственно отличаются и рабочие температуры паров натрия: 270–300 °С для НЛНД и 650–750 °С в горелках высокого давления. Отсюда понятно, что горелки НЛВД обладают достаточно высокими уровнями световых потоков, то есть светят довольно ярко.

Нет ничего удивительного в том, что натриевые лампы высокого давления постепенно вытеснили с рынка осветительные приборы типа НЛНД. Хотя спектр света соответствующий низкому давлению более приятен для глаз, горелки НЛНД уступили более мощным моделям с довольно высоким световым излучением.

Учитывая данное обстоятельство, мы будем акцентировать внимание именно на лампах типа НЛВД. Конструкция такого источника освещения изображена на рисунке 1

Здесь приведена схема трубчатой лампы ДНаТ.

Рис. 1. Устройтство ДНаТ

Цифрами обозначено:

• 1 – внешняя колба;
• 2 – никелированный цоколь;
• 3 – контактные пластины;
• 4 – газоразрядная трубка (горелка);
• 5 – молибденовые электроды;
• 6 – пары натрия с примесью инертных газов (аргон или ксенон);
• 7 – амальгама натрия;
• 8 – уплотнённый ниобиевый ввод;
• 9 – металлические проводники;
• 10 – молибденовые пластины;
• 11 – геттеры (газопоглотители).

На рис. 2 представлено фото натриевой лампы данного типа.

Рис. 2. Пример фото натриевой лампы высокого давления (НЛВД)

Колбы натриевых светильников бывают цилиндрическими (как на рисунке 2), эллиптическими, покрытыми изнутри тонким слоем светорассеивающего вещества (ДНаС). Они могут быть матированными (ДНаМТ) или содержать зеркальный отражатель рядом с горелкой (ДНаЗ).

Принцип действия.

Зажигание горелки натриевой лампы происходит от электрической дуги, возникающей между электродами. В канале электрического разряда образуется поток заряженных частиц из паров натрия. Строго говоря, внутри газоразрядной трубки находится не чистый натрий, а смесь газов. Для лучшего зажигания дуги добавляют аргон или ксенон либо пары ртути.

Сегодня уже существуют безртутные светильники. Они пока имеют более сложную конструкцию, но разработки продолжаются и, вероятно, они когда-нибудь заменят обычные лампы с ртутью.

Принцип действия похож на работу ртутных ламп, но для включения светильника, наполненного парами натрия, требуется импульсное напряжение высшее, чем для включения ДРЛ. После разогрева горелки импульсные токи необходимо ограничить. Поэтому для данного типа осветительных приборов производители НЛВД разработали специальные пускорегулирующие аппараты со встроенными импульсными зажигающими устройствами. Без использования ИЗУ зажечь натриевую лампу, включив её непосредственно в электрическую сеть, невозможно.

Натриевые лампы низкого давления

Лампы низкого давления чрезвычайно эффективны. Указанные выше длины волн становятся доминирующими, но далеко не единственными в спектре свечения. У ламп низкого давления большинство линий лежит в области чувствительности глаза. Это значит, свет максимально ярок. Иными словами лампы низкого давления обладают привлекательным КПД.

У лабораторных моделей коэффициент полезного действия достигает 50-60%. В результате световая отдача поднимается до 400 лм/Вт (теоретический предел для современного уровня технологии составляет 500 лм/Вт).

Предлагаем ознакомиться Лампы для растений характеристики

На практике приходится идти на жертвы (на лампочки Philips по-прежнему хороши и достигают световой отдачи в 133-178 лм/Вт). Температура колбы поднимается до необходимых 270-300 градусов Цельсия за счёт специальных мер по теплоизоляции (превышением радиуса колбы над максимально эффективным) и некоторого увеличения рабочего тока до оптимального.

Теплоизоляцию иногда дополняют и иными мерами. Отражающая рубашка из полупроводниковых материалов пропускает наружу полезное излучение жёлтого цвета, но отражает внутрь инфракрасное. Температура внутри дополнительно повышается. Но конструкция натриевой лампы сложнее.

Лампа низкого давления

В газовую смесь, помимо натриевых, добавляют пары ртути и снижающего напряжение розжига (до 2-4 кВ) ксенона. Давление в колбе находится в пределах от 4 до 14 кПа. Несложно заметить, что, согласно общей классификации разрядных ламп, указанный диапазон относится к низкому давлению.Для натриевых ламп выше 14 кПа указанный параметр не поднимается. Диапазон 4 – 14 кПа выносится в разряд сильного давления.

Максимум эффективности лежит в районе 10 кПа. Парциальное давление натриевых паров составляет десятую или двадцатую долю от общего. Прочее приходится на ртуть и ксенон. Давление последнего (в холодном виде) составляет 2,6 кПа. Если для снижения напряжения розжига применять смесь неона и аргона, световая отдача натриевой лампы снижается на четверть.

В качестве материала колбы используется алюминиевая керамика. Обычное силикатное стекло непригодно, пары натрия под действием немалой температуры вступают тогда в химическую реакцию. Образуемые соединения устойчивы, и колба ощутимо чернеет уже через несколько минут после начала работы изделия. Изменения необратимы, под действием сильного давления присутствует вероятность полного разрушения стекла.

Поликристаллическая керамика и трубчатый монокристалл при толщинах стенки от 0,5 до 1 мм одинаково устойчивы к действию агрессивной среды до температуры 1600 К, с некоторым запасом относительно оптимальной точки. Керамика обнаруживает достойный коэффициент пропускания излучения в видимом диапазоне, занимающий 30% потребляемой натриевой лампой энергии.

Запредельные температуры требуют специальной конструкции вводов. Изготавливаемые из ниобия с малой (1%) примесью циркония они герметизируются на входе в колбу особым стеклоцементом (способным выдержать указанные агрессивные условия). Столь изощрённый по составу сплав выбран неспроста. Конструкторы изыскали материал, коэффициент теплового расширения которого близок к керамике.

Натриевым лампам повышенного давления присуща инерционность. При первом зажигании свет жёлтый и монохроматический. Постепенно изделие выходит на режим с одновременным расширением излучаемого спектра. Для повторного розжига дуги газ остывает, отнимая 2-3 мин. Чтобы не превысить рабочих температур, требуется исключить отражение излучения на колбу. В противном случае натриевая лампа выходит из строя от перегрева.

Достоинства и недостатки

Если вы не можете определиться: ДНаТ или led лампы приобрести, то нужно рассмотреть плюсы и минусы натриевых устройств. Тогда вы сможете взвесить все за и против, чтобы сделать правильный выбор.

К положительным свойствам натриевых источников света относят их высокую светоотдачу, длительный срок службы, малое потребление энергии. Кроме того, они имеют высокий коэффициент полезного действия и устойчивы к перепадам температуры.

Однако ДНаТ требуют времени для запуска (5 – 10 минут), они имеют слабую цветопередачу, искажают цвета, чего не скажешь про светодиод. К минусам осветительного элемента можно отнести частое мерцание лампы, которое приводит к переутомлению глаз.

Подробнее о достоинствах и недостатках ламп ДНаТ будет рассказано далее.

Плюсы

Специалисты выделяют следующие положительные характеристики ламп ДНаТ:

1. Натриевые источники света излучают мощный световой поток (до 160Лм/Вт для ламп с высоким давлением, примерно 200 Лм/Вт для модулей с низким давлением). Эти показатели выше, чем у других видов натриевых устройств и лед-ламп.
2. Длительный ресурс эксплуатации – от 10000 до 30000 часов. При этом качество освещения не снижается.
3. ДНаТ потребляют минимальное количество электроэнергии, чему не могут не радоваться потребители. По этому показателю ДНаТ опережают ДРЛ.
4. Источники света корректно работают при температуре от -60 до +40. Светильник запускается даже при низкой температуре.
5. КПД лампы ДНаТ достигает 30%.

В зависимости от уровня внутреннего давления насыщенных паров натрия выделяют ДНаТ с высоким и низким давлением. Первые демонстрируют более высокие показатели, а вторые – низкие.

Натриевая лампа низкого давления (НЛНД) обладает всеми вышеописанными преимуществами. Ее применяют только для фонового освещения улиц, так как она выделяет едкий оранжевый цвет.

Натриевая лампа высокого давления (НЛВД) имеют более качественную цветопередачу, что позволяет устанавливать ее в спортивных залах, производственных помещениях. Кроме того, осветительный элемент обладает высокой светоотдачей при минимальном напряжении и длительным сроком эксплуатации. Запускаются натриевые лампы высокого давления быстрее, чем НЛНД.

Минусы

Кроме положительных характеристик лампы ДНаТ обладают негативными свойствами:

1. Низкая цветопередача, особенно у модулей низкого давления. Они искажают цвета, что не позволяет их использовать в жилых помещениях.
2. Температурное ограничение. Несмотря на заявленные производителем характеристики, рабочая температура ДНаТ находится в пределах от -20 до +30°. При нарушении этого условия прибор быстрее выйдет из строя и уменьшится светоотдача.
3. Чувствительность к перепадам электричества. Такие лампочки рекомендуется применять в сетях со стабильным напряжением. Хотя исправить этот недостаток может качественный дроссель.
4. Длительное время включения. После запуска лампочка горит слабо, максимальная светоотдача наблюдается через 5 – 10 минут.
5. Сильные пульсации тока (до 50Гц). По этой причине устройство не рекомендуется использовать для освещения домов и производственных помещений. Частое мерцание утомляет глаза.

Лампы ДНаТ содержат токсичную ртуть, поэтому утилизировать их нужно особым способом. Вышедший из строя прибор нужно отнести в специальные организации, которые занимаются опасными отходами.

Характеристики и особенности использования натриевых ламп ДНаТ

ДНаТ состоит из таких элементов:

1. Керамическая заглушка.
2. Трубка, которая пропускает свет.
3. Стеклянная колба, которая обладает высокой механической прочностью.
4. Электрод.
5. Металлический штенгель, через который эвакуируется газ из прибора.
6. Бариевый штенгель.
7. Цоколь.

Горелку наполняют соединениями натрия, парами ртути, ксеноном. Эти газоразрядные вещества необходимы для запуска лампы.

Справка. Источники света ДНаТ бывают двух типов: с низким и высоким давлением. Первые излучают приглушенный желтый свет, а вторые – светло-желтый. Устройства высокого давления не так сильно искажают цветопередачу, как ДНаТ низкого давления.

Горелка – это трубка в форме цилиндра, которая выполнена из керамики на основе оксида алюминия. Благодаря этому материалу колба устойчива к парам натрия и пропускает до 90% света. По обоим краям трубки размещены электродные элементы.

Колба из термически стойкого стекла оснащена прокладками, которые не пропускают воздух внутрь лампы

Важно сохранить вакуум внутри, так как горелка может достигать температуры 1300°, при попадании воздуха целостность лампы нарушается

При подключении ИЗУ создается импульс высокого напряжения, возникает электрический заряд, образуется дуга. Из-за необходимости предварительного разогрева натрия лампа зажигается постепенно. Маломощные источники света излучают полный световой поток через 5 минут, а приборы большей мощности – спустя 10 минут. Это время нужно для разогрева горелки.

Запустить металлогалогенные и натриевые устройства не получится без применения ИЗУ. Это устройство формирует напряжение в лампе, чтобы образовалась дуга. Однако во время запуска она холодная, а резкое нарастание тока может ее разрушить. Чтобы этого избежать, нужно использовать электромагнитный балласт.

В продаже имеются ДНаТ с встроенным импульсным зажигающим устройством.

Подключают натриевую лампу к сети с помощью цоколя типа Е (Эдисон). Для источников света с мощностью 50, 70, 100Вт применяют держатель Е27, а для осветительных устройств ДНаТ 150, 250, 400Вт – Е40. Цифра в маркировке обозначает диаметр разъемного соединителя (мм).

Специалисты выделяют такие характеристики и особенности натриевых ламп типа ДНаТ:

1. Коэффициент цветопередачи устройств очень низкий, поэтому они излучают едко-желтый свет, искажают цвета. Кроме того, они обладают высокой пульсацией, то есть часто мигают. Это приводит к снижению зрительной работоспособности, внимания, быстрому утомлению. Именно поэтому ДНаТ не используют для освещения домов, рабочих мест.
2. Уровень светоотдачи натриевых ламп высокий (от 100 Лм/Вт). Поэтому их часто применяют для освещения улиц. Однако со временем уровень светоотдачи снижается.
3. Длительность работы этих источников света составляет примерно 10000 часов. Однако так долго лампа будет работать только при соблюдении основных правил эксплуатации: температура от -30 до +40°, применение качественного ИЗУ, а также дросселя.
4. Из-за длительного зажигания ДНаТ не подходит для осветительных систем, которые требуют частого включения/выключения, например, датчиков движения.
5. ДНаТ потребляют небольшое количество электричества по сравнению с другими натриевыми лампами, имеют высокий коэффициент полезного действия (примерно 30%).
6. Натриевые устройства подходят для работы в условиях непогоды (снег, дождь, туман, пыль). Негативные факторы не влияют на световой поток.

Выбор сферы применения осветительных элементов зависит от их мощности. Например, источники света 70 – 400Вт применяют в теплицах для растений, цветниках. Для теплиц больше подойдут лампочки 150 или 250Вт. Если вы используете ДНаТ мощностью 400Вт, то следите, чтобы между растением и источником света был промежуток от 50 см, иначе оно может сгореть.

Осветительные элементы 70, 150Вт устанавливают в уличные фонари, для освещения тоннелей, спортивных залов.

При выборе ДНаТ для улицы, используйте лампы с защитой корпуса от влаги не менее IP-65.

Устанавливать натриевые источники света в домашних светильниках или на рабочих объектах не стоит, так как они плохо влияют на зрение, искажают цвет.

Общие рекомендации по эксплуатации ДНаТ

Если светильник собирается самостоятельно, то перед включением желательно еще раз просмотреть соответствие монтажа и принципиальной схемы. Провода от ИЗУ до цоколя желательно использовать минимальной длины, но не более одного метра. Балласт также должен быть расположен не далее одного метра. Расположение колбы может быть любое, работоспособность от этого не страдает, но для максимизации светового потока рекомендовано горизонтальное расположение.

Существуют корпуса светильников вентилируемые и невентилируемые. Корпус желательно использовать закрытого типа для защиты от внешних факторов. Следы пальцев, пыль, насекомые на колбе могут спровоцировать взрыв. Накопившуюся пыль желательно удалять при помощи сухого безворсового материала.

Категорически запрещено вкручивать цоколь в патрон, когда схема находится под напряжением.

Обычно ДНаТ при продаже имеют защитную упаковку из картона при продаже. При установке лампы в патрон желательно не извлекать ее полностью  из картонной упаковки, а извлечь только ее цокольный элемент, закрутить, и только после этого внять с ее колбы картон. Это предотвратит попадание кожного жира на стекло. Характерным признаком касания внешнего баллона послужат темные пятна на внешних стенках. Обычна такая лампа служит недолго, они либо треснет, либо взорвется.

Ключевые особенности разрядных натриевых ламп

Считается, что натриевые лампочки обладают самой большой светоотдачей, что предполагает наличие внушительного КПД. Изделия характеризуются, помимо прочего, долгим сроком службы. В период эксплуатации светоотдача снижается незначительно. Рабочие параметры (ламп высокого давления) мало зависят от температуры окружающей среды (перегрев исключается правильно реализованной конструкцией). Натриевые лампочки востребованы для освещения улиц. Присутствуют серьёзные недостатки:

1. Не слишком достоверная цветопередача (значения коэффициента – 25). Это долго считалось основным ограничением для применения разрядных ламп в быту. Крайне плохо выглядит при подобном освещении человеческая кожа.
2. Разряду в парах натрия присуща глубокая пульсация, что приводит к быстрому утомлению зрения. Эффект мерцания вреден для нервной системы и ряда аспектов человеческого здоровья. Упомянутое явление объясняется полной безынерционностью дуги в парах натрия – свечение повторяет закон приложенного напряжения (в сети обычно синусоида частоты 50 Гц).
3. По мере расходования ресурса жизни потребляемая мощность натриевой лампы постепенно растёт и повышается на 40% относительно первоначальной.
4. Пускорегулирующий аппарат натриевых ламп громоздкий (занимает много места) и характеризуется большими потерями (до 60% от полной расходуемой энергии).
5. Наличие пускового дросселя предопределяет низкий коэффициент передачи мощности (до 0,35). Что требует наличия солидного блока компенсирующих конденсаторов для устранения реактивной части.

Осветительное устройство

Перечисленное объясняет применение натриевых лампочек преимущественно для ночного освещения, в особенности, нежилых объектов: цехов, складов, железнодорожных станций. Дополнительно – для хранилищ, дорожных магистралей, архитектурных сооружений. Жёлтый свет натриевой лампы низкого давления позволяет человеку различать детали при сравнительно низкой интенсивности излучения, превосходно проходит сквозь туман в плохих погодных условиях. Указанная специфика делает возможным создание на основе описанных приборов множества сигнальных установок.

Часть приведённых выше недостатков удаётся устранить применением электронных балластов инверторного типа. Этим снижается энергопотребление, по причине отсутствия пускового дросселя коэффициент мощности достигает 0,95. Разумеется, масса электронного балласта невелика. Это известно человеку, знающему о преимуществах светодиодных и разрядных ламп с эдисоновской резьбой Е27. Вся электроника здесь умещается в цоколе.

Срок службы натриевых лампочек повышенного давления колеблется в пределах 12 – 28 тысяч часов. Это конкурентоспособные значения, в пересчёте на трудодни составляет 4 – 9,5 лет. Постепенно падение напряжения на лампах увеличивается со скоростью 1 – 5 В ежегодно. Что становится причиной, провоцирующей отказ.

Колба ламп низкого давления обычно цилиндрическая. У изделий высокого давления – иногда грибовидная с внутренним отражателем или эллипсоидная. В последнем случае спектры свечения градируются по мощности: для её средних величин давление в колбе максимальное, объясняя упомянутое деление. На спектральные характеристики влияет сетевое напряжение (если не используется электронный балласт). Критичен срок службы и к амплитуде: увеличение или снижение вольтажа лишь на 5% приводит к резкому старению изделия.

Для рядовых потребителей представляют интерес лампы с улучшенной цветопередачей. Соответствующий коэффициент изделий достигает 83, что признано прекрасным показателем. К примеру, для светодиодных лампочек типичными значениями считаются 70 и более. Последние массово применяются в быту, мало отыщется желающих на такие параметры жаловаться. А учитывая экономичность натриевых лампочек, полагаем, приборы станут достойным конкурентом для прочих семейств осветительных приборов.

Работа лампы

Натриевые лампы низкого давле­ния

Трубка наполняется соответст­вующим количеством металлическо­го натрия и инертными газами — не­оном и аргоном. Разрядная трубка помещается в защитную рубашку из прозрачного стекла, обеспечиваю­щую тепловую изоляцию разрядной трубки от наружного воздуха и под­держание оптимальной температу­ры, при которой тепловые потери незначительны. В защитной рубаш­ке должен быть создан высокий ва­куум, так как от величины и под­держания в период работы лампы вакуума зависит КПД лампы. На конце наружной трубки укреплен цоколь, обычно штиф­товой, для присоединения к сети.

Схемы подключения натриевых ламп высокого давления.

Сначала при зажигании натриевой лампы возникает разряд в неоне, и лампа начинает светиться красным светом. Под влиянием разряда в неоне разрядная трубка нагревается и натрий начинает плавиться (темпера­тура плавления натрия 98°С). Часть расплавленного натрия испаряется, и по мере повышения давления па­ров натрия в разрядной трубке лампа начинает светить­ся желтым светом. Процесс разгорания лампы продол­жается 10—15 мин.

Натриевые лампы относятся к наиболее экономич­ным из существующих источников света. На КПД лампы оказывает влияние ряд факторов: температура разрядной трубки, теплоизоляционные свойства защит­ной рубашки, давление газов-наполнителей и др. Для получения наибольшего КПД лампы температура раз­рядной трубки должна поддерживаться в пределах 270—280° С. При этом давление паров натрия составляет 4*10-3 мм рт. ст. Повышение и понижение температуры против оптимальной приводит к снижению КПД лам­пы.

Для сохранения температуры разрядной трубки на оптимальном уровне необходимо лучше изо­лировать разрядную трубку от окружающей атмосферы. Применяемые в отечественных лампах съемные защит­ные трубки не обеспечивают достаточной теплоизоляции, поэтому изготавливаемая нашей промышленностью лампа типа ДНА-140, мощностью 140 вт, имеет световую отдачу 80—85 лм/вт. Сейчас разрабатываются натриевые лам­пы, у которых защитная трубка представляет собой одно целое с разрядной трубкой.Такая кон­струкция лампы обеспечивает хорошую теплоизоляцию и вместе с усовершенствованием разрядной трубки пу­тем устройства на ней вмятин дает возможность поднять световую отдачу ламп до 110—130 лм/вт.

Давление неона или аргона должно быть не более 10 мм рт. ст., так как при более высоком их давлении может наблюдаться перемещение паров натрия в одну из сторон трубки. Это приводит к снижению КПД лампы. Для предотвращения перемещения натрия в лампе на трубке предусматриваются вмятины. Срок службы лампы определяется качеством стекла, давлением наполняющих газов, конструкцией и мате­риалами электродов и др. Под воздействием горячего на­трия, особенно его паров, стекло подвергается сильной эрозии.

Сравнительная шкала температур ламп.

Натрий — сильный химический восстановитель, поэтому, соединяясь с составляющей основой стекла, кремниевой кислотой, он ее восстанавливает до кремния, и стекло чернеет. Кроме того, стекло поглощает аргон. В конце концов в разрядной трубке остается один неон, и лампа перестает зажигаться. Средний срок службы лампы составляет от 2 до 5 тыс. ч.

Лампа включается в сеть с помощью автотрансфор­матора с большим рассеянием, который обеспечивает получение необходимого для зажигания лампы высокого напряжения холостого хода и стабилизацию разряда.

Основной недостаток натриевых ламп низкого давления — одноцветность излучения, что не позволяет использовать их для целей общего овещения в производственных условиях, из-за значительного искажения цвета предметов. Весьма эффективно приме­нение натриевых ламп для освещения, транспортных подъездных путей, автострад и в ряде случаев наружного ар­хитектурного освещения в городах. Отечественная промышленность выпускает натриевые лампы в ограни­ченном количестве.