Так как лампы высокого давления ДРЛ 250 имеют довольно долгий срок службы и высокую экономичность по сравнению с лампами накаливания, их с успехом применяют для освещения дачных участков, двора частного дома, а иногда даже гаражей внутри.
Они годами доказали свою надежность, качество освещения, и все это за небольшую сумму. Приобрести лампу ДРЛ 250 не составит особого труда. Она есть в продаже как специализированных магазинах, так и на рынках.
Проблему может составить дроссель, который входит в схему питания лампы. Так как он состоит из медной проволоки, стоимость его, даже бывшего в употреблении довольно высока. Поэтому в этой статье будет описано - как сделать дроссель для этой лампы из других часто встречающихся материалов. Например, из трех дросселей распространенных некогда светильников дневного света. Такие дроссели применялись в светильниках на лампы ЛД 40, соответственно дроссель у них был 40 Ватт. Также светильники на лампы ЛД 80 в которых дросселя рассчитаны на 80 Ватт. Для замены дросселя под лампу ДРЛ 250 ватт, вам понадобится два дросселя на 80 Ватт и один на 40 Ватт. Схемы их соединения можно видеть на рисунке.
Здесь видно, что все дроссели соединяются в параллель, то есть соединенные в параллель дроссели образуют один общий балласт.
Один провод, идущий от розетки 220 соединяется с одним концом дросселей, а другой провод в розетке 220 идет прямо на лампу. Провод с выхода дросселей идет на второй контакт лампы. Вариант монтажа дросселей на корпусе светильника можно увидеть на фотографиях.
Здесь также видно как подключаются провода. Очень важно позаботиться, чтобы контакты на клеммах дросселей имели хорошее соединение, иначе они будут искрить и нагреваться. На фото можно видеть, как работает такой дроссель и запускает лампу ДРЛ 250.
Такая конструкция была сделана и испытана, показавши хорошие результаты. Помимо монтажа дросселей на светильники, можно сделать отдельный ящик в котором они будут располагаться, а провода с него вывести на лампу. Такой вариант сборки обойдется гораздо дешевле покупки специального дросселя. Хотелось бы напомнить, что по правилам монтажа ламп ДРЛ, они должны находиться на высоте не менее трех метров. Так как считается, что они излучают достаточно много ультрафиолета, а это нежелательно для человеческой кожи.
На этом все. Пробуйте, и у вас получиться.
Дуговая ртутная лампа (ДРЛ) имеет еще одно название - дуговая ртутная люминофорная. Они относятся к категории лампочек высокого давления и используются, в основном, как общее освещение территорий с большими объемами: улиц, площадок, производственных помещений и др. Схема лампы ДРЛ позволяет получить высокую светоотдачу. Мощность колеблется в пределах от 50 до 2000 ватт, они работают при , напряжением 220 вольт и частотой 50 герц.
Для того, чтобы согласовать технические характеристики с источником питания, во всех видах ртутных ламп применяются пускорегулирующие аппараты, позволяющие правильно подключить лампу ДРЛ. Большинство приборов освещения запускается дросселем, который последовательно включается в цепь вместе с лампочкой.
Устройство и принцип работы ДРЛ
Классическая лампа ДРЛ состоит из основных электродов, поджигающих или дополнительных электродов, вводных частей электродов, специального газа, позисторов и ртути. В качестве газа используется аргон, производящий начальную ионизацию и способствующий получению дугового разряда. Аргон еще называют буферным газом. С помощью позисторов ограничивается ток поджигающих электродов. Ртуть применяется для изменения величины потенциала при разряде.
Основные функциональные части обычной ДРЛ
- Цоколь, непосредственно принимающий электроэнергию из сети. Его контакты - точечный и резьбовой, соединяются с контактами патрона. Таким образом, переменный ток поступает на электроды лампы.
- Кварцевая горелка представляет собой основную часть. Изготавливается в виде колбы с расположенными по бокам четырьмя электродами, в том числе, два из них - основные, а два других - дополнительные. Пространство внутри горелки заполняется аргоном с целью недопущения теплообмена, а также небольшим количеством ртути.
- Стеклянная колба является внешней частью. У нее внутри размещается кварцевая горелка, к которой подводятся проводники от цоколя. Вместо воздуха внутрь колбы закачивают азот. Внутренняя сторона колбы покрывается люминофором.
Довольно простой. Питание осуществляется от сетевого напряжения. После того как было выполнено подключение лампы ДРЛ, электрический ток начинает доходить до промежутка между обеими парами электродов, расположенными на противоположных концах лампы. Незначительное расстояние между ними способствует быстрой ионизации газа. Вначале газ ионизируется между поджигающими электродами, затем ток поступает к основным электродам и по окончании этого процесса лампа начинает излучать свет.
Полное свечение лампы начинается приблизительно через 7-10 минут. Данный промежуток времени требуется для разогрева ртути, расположенной в виде налета или сгустка на внутренних стенках колбы. Во время эксплуатации срок службы ламп постепенно сокращается, а период, необходимый для полного включения - увеличивается.
Горелка изготовлена из прозрачного материала - кварцевого стекла, заполнена инертными газами в строго определенных дозах. Вводимая в горелку ртуть, может иметь вид небольшого шарика, а также оседает на стенках и электродах в виде налета. Источником света является дуговой электрический разряд.
Схема лампы ДРЛ входит в общую схему подключения через дроссель. Марка дросселя должна соответствовать мощности лампы. Основное назначение дросселя - ограничение тока, поступающего на лампочку. В случае отсутствия дросселя лампа мгновенно перегорит, поскольку внешний электроток для нее слишком большой. Обычно в схему еще добавляют конденсатор, влияющий на реактивную мощность при запуске, что позволяет почти в два раза экономить электроэнергию.
Наибольшее свечение происходит, примерно, через 6-7 минут. Это время необходимо, чтобы перевести ртуть в газообразное состояние, улучшающее разряд между электродами. После этого лампа переходит в нормальный рабочий режим с наибольшей светоотдачей. После выключения лампочки, ее нельзя включать до полного остывания.
Схема подключения лампы ДРЛ через дроссель
Существует множество объектов, где требуются приборы освещения с высокой мощностью свечения. Одновременно они должны быть экономичными, обладать продолжительным сроком эксплуатации. Этим требованиям в полной мере соответствуют лампы ДРЛ. Мощность ламп ДРЛ находится в пределах 50-2000 Вт, для их работы необходима однофазная сеть на 220 В и частотой 50 Гц.
Важнейшей деталью ДРЛ является дроссель, без которого они просто не смогут работать. Дело в том, что в процессе запуска и последующей работы, данные осветительные приборы попадают под влияние непостоянных пусковых токов и сопротивлений. Поэтому для ограничения рабочего тока, осуществляется подключение ДРЛ через дроссель, представляющий собой разнородный балласт в виде . В момент запуска они обладают высоким сопротивлением. При разжигании лампы в газовой среде наступает электрический пробой, приводящий к возникновению дугового разряда.
В процессе зажигания лампы, ионизированный газ под действием дугового разряда теряет свое сопротивление во много раз. По этой причине происходит возрастание тока с одновременным выделением тепла. Если величину тока не ограничить, под его действием мгновенно возникнет перегретая газовая среда. Внутренние детали окажутся поврежденными, и осветительный прибор полностью выйдет из строя. Для предотвращения негативных последствий используется схема подключения лампы ДРЛ вместе с дросселем, создающим необходимое сопротивление.
Подключение лампы ДРЛ через дроссель, подключается последовательно с лампой. Его реактивное сопротивление тесно связано с параметрами катушки индуктивности. То есть, 1 генри индуктивности способен пропустить 1 А тока при напряжении 1 В. Основными характеристиками катушки являются площадь сечения медного проводника и количество его витков, а также материал сердечника и поперечное сечение магнитопровода. Большое значение имеет величина электромагнитного насыщения.
Следует учитывать, что катушка индуктивности обладает и активным сопротивлением. Это необходимо учитывать при расчетах балласта к каждому типу лампочек ДРЛ, поскольку от мощности светильника будут зависеть размеры самого дросселя. Для более правильного подключения дросселя к ДРЛ, следует рассмотреть простейшую схему, обеспечивающую появление тлеющего разряда и его дальнейший переход в электрическую дугу. Такое подключение дает возможность с помощью индуктивности дросселя ограничить рабочий ток в светильнике до нужного значения. В этом случае гарантируется продолжительная устойчивая работа лампы, без их-либо сбоев.
Подобная схема включения лампы ДРЛ считается наиболее простой. В ее состав входит сама лампа и дроссель, соединенные последовательно между собой. Получившаяся цепь подключается к электрической сети 220 В со стандартной частотой 50 Гц. Таким образом, светильники ДРЛ могут без проблем использоваться и в домашних условиях. Дроссель для ламп ДРЛ в данной схеме выполняет функции стабилизатора и корректировщика работы. Его использование позволяет точно ответить на вопрос, почему моргают лампы ДРЛ без дросселя, поскольку именно этот прибор обеспечивает ровный и устойчивый свет. Без него невозможно нормальное подключение и запуск рабочего процесса.
Подключение лампы ДРЛ без дросселя
Иногда ДРЛ без дросселя может быть запущена с применением специальной технологии. Это делается в тех случаях, когда прибор вышел из строя, а заменить его в данный момент нечем. Вместо дросселя можно использовать обычную лампу накаливания, обладающей такой же мощностью, что и ДРЛ и обеспечивающей необходимое сопротивление. Другой вариант предполагает установку одного или нескольких . Здесь потребуются точные расчеты выдаваемого ими тока, полностью соответствующему необходимому напряжению для работы.
В последнее время появились специальные лампы ДРЛ-250, работающие без дросселя. В их конструкции присутствует спираль определенного типа, выполняющая функции стабилизатора и дополнительно разбавляющая излучаемый световой поток.
Иногда светильник после подключения отказывается работать или работает неправильно. В этом случае лампу нужно протестировать и убедиться в ее работоспособности. Для этого используются омметр или тестер, с помощью которых все обмотки проверяются на разрыв или короткое замыкание. При их обнаружении прибор будет показывать ненормальное значение.
Поскольку лампы высокого давления ДРЛ 250 отличаются своей долговечностью, надежностью и высокой экономичностью работы по сравнению со стандартными лампами накаливания, то их часто применяют для создания освещения на дачных участках, во дворах частных домов, гаражах и т.д. Сами по себе подобные лампы довольно просто приобрести в любом специализированном магазине, они имеют вполне приемлемую цену и весьма распространены. Проблемой является то, что дроссель, который входит в схему питания лампы состоит из меди и может стоить гораздо дороже. Поэтому автор решил попробовать изготовить подобный дроссель самостоятельно.
Материалы и инструменты, которые использовал автор дя создания самодельных дросселей лампы ДРЛ 250:
1) 40 ватт дроссели от лампы ЛД 40
2) 80 ватт дроссели от ламп ЛД 80
3) провода
4) паяльная лампа
5) паяльные принадлежности
Рассмотрим более детально на примере фотографий, как именно собрать самодельный дроссель для ламп ДРЛ 250.
Как уже сказано выше обычные дроссели для лампы ДРЛ 250 стоят достаточно дорого, так как состоят из медной проволоки. Поэтому он решил сделать его сам из более дешевых аналогичных материалов. В качестве таких материалов автор выбрал другие дроссели из менее мощных ламп дневного освещения.
До использования ламп ДРЛ 250 автор использовал лампы ЛД 40 и ЛД 80, в которых имеются дроссели на 40 и 80 Ватт соответственно. Поэтому создавать дроссель для ДРЛ 250 было решено из них. Произведя некоторые расчеты автор получил, что для одного дросселя ДРЛ 250 необходимо как минимум два дросселя по 80 ватт и один на 40 ватт.
Ниже приведена схема их соединения:
Как видно из схем, все дроссели соединяются в параллель, образуя таким образом общий балласт. Это важно, так как при последовательном включении дросселей индуктивность будет складываться и индуктивное сопротивление соответственно увеличивается. Поэтому при последовательном включении ток будет ограничен на уровне 20-ваттной лампы.
Один из проводов идущих от розетки стандартной розетки напряжением 220 В автор соединил с одним из концов дросселя, а другой провод из розетки пустил прямо на лампу. Провод, который идет с выхода дросселей, автор подключил ко второму контакту лампы. Практическое применение подобной схемы представлено на фотографиях ниже:
На этих фотографиях так же заметно как именно подключаются провода. Автор замечает, что необходимо сделать так, чтобы контакты на клеммах дросселей имели достаточно хорошее соединение, в противном случае они будут искрить и нагреваться, что может привести к поломке.
На следующей фотографии видно как осуществляется работа такого дросселя и что он способен запускать лампу ДРЛ 250:
По заверениям автора подобная схема достаточно надежна для использования. Так он предполагает в будущем использовать отдельный ящик в котором будут располагаться дроссели, и просто выводить с него провода на лампы. Такой вариант сборки обошелся автору дешевле, чем покупка специального дросселя для лампы ДРЛ 250. Так же автор напоминает, что при испытания следует уделять особое внимание технике безопасности, а так же советует располагать лампы на высоте не менее трех метров, так как считает что они изучают довольно много ультрафиолета.
Лампа ДРЛ - недорогой источник света, принцип действия которого основан на преобразовании капель ртути в пары.
В основном используется в осветительных системах для улиц, промышленных объектов и иных комплексов, где не требуется высокое качество цветопередачи.
Существует несколько основных типов ДРЛ-лампы:
- Стандартная дуговая ртутная люминесцентная - характеризуется слабой цветопередачей, а во время свечения выделяется большое количество тепла. Для выхода на рабочий режим требуется около пяти минут с момента включения в сеть. Крайне неустойчивы к перепадам напряжения, поэтому эксплуатация допустима в цепях с постоянным источником питания. В конструкциях, в которых используются данные лампы, обязательно должны быть термостойкие провода.
- Дуговая ртутная эритемная вольфрамовая (ДРВЭД) - лампа, функционирующая без дросселя. Подключается через активный балласт так же, как и стандартные лампочки накаливания. За счет наличия йодидов металлов повышается светопередача и уменьшается потребление электроэнергии. Для большей яркости используется увиолевое стекло. Лучше всего подходят для комнат с недостатком естественного освещения.
- ДРЛФ - усовершенствованная ДРЛ, используемая для ускорения фотосинтеза растений. Изнутри колба покрывается отражающим материалом, благодаря чему лампочка и получила свое второе название - рефлекторная. Идеально подходит для подключения к сети переменного тока. Применяется в парниках и теплицах, где требуется дополнительный источник света.
- Дуговая ртутная вольфрамовая - повышенная световая отдача, большая продолжительность эксплуатации без пускорегулирующего аппарата. Отличный вариант для освещения улиц, паркингов, открытых площадок и т. п.
Устройство
Форма изделия продолговатая, напоминающая обычные лампочки накаливания. Но есть определенные конструктивные различия между ними.
В состав ДРЛ входят следующие элементы:
- стеклянная колба - то, что есть практически у всех источников света. Используется для защиты внутренних деталей;
- металлический цоколь - используется для вкручивания в плафон электрического прибора;
- трубка, заполненная парами ртути. Помещается внутрь стеклянной колбы и изготавливается из кварцевого стекла. Обычно ртуть разбавляется аргоном;
- лампы могут оснащаться второстепенными электродами и катодами. Это ускоряет зажигание изделия, выход на рабочий режим и повышает стабильность;
- угольный резистор необходим для соединения электродов и катодов.
Принцип работы
После включения электротехнического элемента в сеть напряжение по цоколю поступает на все электроды, благодаря чему формируется тлеющий разряд.
Внутри колбы появляются положительные ионы и свободные электроны. После достижения заданного уровня по количеству зарядов вместо тлеющего разряда образуется дуговой.
В большинстве случаев на все это уходит не более одной минуты.
Для того чтобы лампа ДРЛ работала на максимуме своих световых параметров, потребуется около пяти минут.
Связано это со временем, необходимым для испарения капель ртути, помещенных в газоразрядной камере.
Так улучшается яркость дугового разряда.
На точное время выхода на рабочие параметры влияет температура окружающей среды - чем выше, тем быстрее.
Технико-эксплуатационные характеристики
В процессе нагрева стеклянной колбы разбросанная по ее поверхности ртуть (в форме капель) начинает испаряться.
Чем сильнее процесс испарения, тем прочнее разряд между электродами и катодами.
Номинальный режим лампы ДРЛ - момент, когда все капли ртути преобразуются в пар.
Важно! После отключения питания от лампы ее можно будет повторно включить только после полного остывания.
Изделие характеризуется повышенной чувствительностью к скачкам температуры, поэтому его функциональность без колбы невозможна (исходя из физических законов).
Колба отвечает за две важные функции:
- Барьер между газоразрядной камерой с парами ртути и окружающей средой.
- Ускорение процесса преобразования ультрафиолетовых лучей в спектр красного свечения, что возможно благодаря наличию на стенках люминофора. К красному свечению добавляется зеленое, формируемое внутренним разрядом, что приводит к возникновению белого света.
Скачки напряжения сильно влияют на работу лампы ДРЛ.
Отклонение от номинального значения на 10–15 % считается допустимым, но если эта величина будет равна 25–30 %, то свечение станет неравномерным.
При еще большем уменьшении лампа либо не загорится, либо погаснет (если до этого была в работе).
Расшифровка маркировки изделий очень проста - число указывает на модель лампы, которая совпадает с номинальной мощностью.
В таблице ниже представлены параметры конкретных моделей ДРЛ:
| ДРЛ-125 | 125 | 125 | 177 | 77 | E27 | 6000 | 12 000 |
| ДРЛ-250 | 130 | 250 | 227 | 90 | E40 | 13 500 | 15 000 |
| ДРЛ-400 | 135 | 400 | 290 | 121 | E40 | 25 000 | 18 000 |
| ДРЛ-700 | 140 | 700 | 356 | 151 | E40 | 40 000 | 20 000 |
| ДРЛ-1000 | 145 | 1000 | 412 | 168 | E40 | 60 000 | 18 000 |
Схемы подключения
Лампа, состоящая из четырех электродов, подключается последовательно с дросселем. После соединения дросселя и ДРЛ к ним подается напряжение сети.
При использовании дросселя не имеет значения полярность, поскольку его основное предназначение - стабилизация работы осветительного прибора. Дроссель должен соответствовать заданной мощности лампы.
При добавлении в схему конденсатора достигается экономия электричества и становится возможной регулировка реактивной мощности.
Схема подключения через дроссель
Функция дросселя - уменьшение значения тока, необходимого для работы источника света. При отсутствии дросселя лампа перегорает из-за большого напряжения. Элементы соединяются последовательно.
Схема подключения без дросселя
Существует отдельная технология, применяемая для подключения ДРЛ без дросселя.
Идеальным вариантом станет приобретение заводской ДРЛ, для которой не нужен дроссель.
Изделие дополнено спиралью, работающей как обычный стабилизатор и разбавляющей световой поток.
Также к схеме может быть подключена обычная лампочка накаливания, мощность которой сопоставима с ДРЛ. Она выполняет функцию резистора, на выходе понижающего напряжение.
К схеме можно добавить один, два и более конденсаторов. Это актуально при соблюдении важного условия: следует с высокой точностью подсчитать ток, который они выдадут на выходе.
Проверяем работоспособность
Для проверки работоспособности ДРЛ используются тестеры (омметры), что необходимо в том случае, если лампа отказывается работать или функционирует неверно. Подключите устройство к каждому витку на обмотке, проверяя их на разрыв и ток короткого замыкания:
- При обнаружении разрыва прибор покажет огромное сопротивление, поэтому придется заменить обмотку.
- При отсутствии разрыва и регистрации потери изоляции (благодаря чему появляется короткое замыкание) разница в сопротивлении будет менее значительной.
- При наличии короткого замыкания на обмотке дросселя повышение сопротивления может не наблюдаться и технические характеристики останутся прежними. С другой стороны, данный факт никак не влияет на работоспособность самой лампы.
Если омметр так и не показал каких-либо отклонений, то искать проблему следует в осветительном приборе или электросети. Возможно необходим ремонт светильника.
Область применения
За счет дешевизны, долговечности, устойчивости к перепадам напряжения и средних (но иногда минимальных) показателей светоотдачи лампа ДРЛ используется для освещения:
- улиц;
- открытых территорий;
- промышленных объектов;
- складских помещений.
Достоинства и недостатки
Из преимуществ изделий отметим следующее:
- Достаточная световая отдача на фоне низкой стоимости.
- Независимость от наличия атмосферных осадков.
- Продолжительный эксплуатационный срок - от 20 000 часов и выше.
- Практически полное совпадение спектра излучения с естественным освещением.
- Малые габариты.
Недостатки хоть и незначительные, но их намного больше:
- Существенная разница в цене по сравнению с более качественными разновидностями ДРЛ.
- В процессе эксплуатации формируется озон.
- Лампы с вольфрамовыми нитями значительно дешевле и компактнее.
- Со временем люминофор устаревает, что приводит к ухудшению излучаемого спектра.
- Из-за использования ртути требуется специальная утилизация.
- Задержка при включении.
- Требуется несколько минут до выхода на номинальный режим.
- Низкое качество испускаемого света.
- Дополнительное мерцание при работе.
- Рекомендуется устанавливать на потолке на высоте не ниже 4 м.
- Функционируют исключительно от переменного тока.
Осветительные приборы на основе дуговых ртутных люминесцентных ламп - одно из самых экономичных решений для освещения промышленных объектов, открытых территорий (паркингов), складских помещений и внутреннего двора загородного дома. Отдельные модели в составе столбовых фонарей сочетают высокую мощность и декоративный внешний вид.
Лампа ДРЛ: разновидности, принцип работы, технические характеристики и подключение
Источник: https://220.guru/osveshhenie/istochniki-sveta/lampa-drl.html
Что такое дроссель и для чего он нужен?
В этой статье мы расскажем читателям энциклопедии домашнего мастера что такое дроссель и для чего он нужен. Drossel - это немецкое слово, которое обозначает сглаживание.
Конкретно будем говорить об электрическом дросселе. Сейчас трудно найти электрическую схему в которой нет данного устройства, которое даже в цифровой век широко используется в технике.
Он нужен для регулирования либо отсекания, в зависимости от назначения - сглаживать резкие скачки тока или отсекать электрические сигналы другой частоты, постоянный ток отделять от переменного.
Конструкция и принцип работы
Прежде всего поговорим о том, из чего состоит данный элемент цепи и как он работает. На схемах обозначение дросселя следующее:
Внешний вид изделия может быть таким, как на фото:
Это катушка из провода намотанного на сердечник с магнитопроводом, или без корпуса в случае высоких частот. Похож на трансформатор только с одной обмоткой.
Краткий экскурс в физику, ток в катушке не может мгновенно измениться.
Проведем мысленный эксперимент - у нас есть источник переменного тока, осциллограф, дроссель.
Во время начала полу волны мы наблюдаем нарастание тока с запозданием, это вызвано индуцированием магнитного потока в сердечнике.
Происходит постепенное нарастание тока в обмотках, когда с источника переменного тока сигнал уходит на спад, мы наблюдаем спад тока в дросселе, опять же с некоторым опозданием, поскольку магнитное поле в магнитопроводе продолжает толкать ток в катушке и не может быстро изменить свое направление. Получается в какой-то момент ток из внешнего источника противодействует току, наведенному магнитопроводом дросселя. В цепях переменного тока назначение дросселя - выступать ограничителем или индуктивным сопротивлением.
Для постоянного тока данный элемент схемы не является сопротивлением или регулирующим элементом.
Интересное пояснение по данному вопросу вы также можете просмотреть на видео:
Наглядное сравнение, объясняющее принцип работыТеоретическая часть вопроса
Как запустить лампы ДРЛ с дросселем и без?
Потребность общества в осветительных устройствах большой мощности свечения и одновременно экономичных в потреблении электроэнергии, а также долговечных в эксплуатации удовлетворяют производители ламп ДРЛ и других газоразрядных ламп.
Их применяют для освещения большой территории, объектов хранения материалов, зданий заводов. Лампа ДРЛ может иметь разброс мощности от 50 до 2 000 ватт, а подключается к однофазной электрической сети с напряжением 220 вольт и частотой 50 герц.
Для чего нужен дроссель?
Дроссель для ДРЛ-ламп применяется для пуска, на рынке есть разные виды осветительных устройств, в которых он используется:
- Лампы люминесцентные и ультрафиолетового освещения.
- Разного вида дуговые ртутные осветительные приборы: ДРТ, ДРЛ, ДРИЗ, ДРШ, ДРИ.
- Дуговые натриевые лампы: ДНаМТ, ДНаС, ДНаТ.
Все осветительные устройства имеют отличия в принципе получения светового потока, есть и другие различия:
- в их устройстве применяются разные материалы;
- отличаются наличием химических элементов;
- внутри колб давление по собственным параметрам каждого осветительного устройства;
- они различны по мощности и яркости светового потока.
Объединяет эти виды ламп непостоянная величина пускового тока и сопротивления в процессе пуска и дальнейшей работы.
Для того чтобы ограничить величину рабочего тока, в осветительных устройствах этого вида применяют разного вида балласт: ЭПРА, ПРА и ЭмПРА, которые представляют собой катушки индуктивности (дроссели).
В момент пуска каждое устройство этого типа имеет высокое значение сопротивления; когда осветительный прибор разжигается, происходит процесс электропробоя в среде инертного газа, которым наполнена лампа (ртутный или натриевый пар), и возникает дуговой разряд.
Схема подключения:
Розжиг лампы:
В процессе, когда происходит зажигание лампы, ионизированный газ теряет сопротивление от дугового разряда в несколько десятков раз, и по этой причине возрастает ток, идет выделение тепла.
Если не ограничивать величину тока, он мгновенно создаст перегретую газовую среду, что приведет к поломке осветительного устройства, его повреждению изнутри.
Для предотвращения этого в цепь прибора освещения включают сопротивление (дроссель).
Физические параметры и схема подключения дросселя
Последовательно включенный дроссель ДРЛ имеет реактивное сопротивление, величина которого зависит от катушки индуктивности: один генри пропускает один ампер тока, когда напряжение – один вольт.
К параметрам катушки индуктивности относятся:
- квадрат используемой медной проволоки;
- количество витков;
- какой сердечник и величина поперечного сечения магнитопровода;
- какое электромагнитное насыщение.
Катушка индуктивности имеет активное сопротивление, которое всегда учитывается, когда проводится расчет балласта для каждого типа прибора освещения этого вида с учетом его мощности, от этого зависят габаритные размеры дросселя.
Рассмотрим простую схему включения балласта, когда в конструкции лампы ДРЛ предусмотрены электроды (дополнительные) для процесса возникновения тлеющего разряда, переходящего в электродугу.
Схема подключения лампы ДРЛ
В этом случае индуктивность ограничивает величину рабочего тока в осветительном устройстве.
Балласт для люминесцентных ламп
Конструктивно люминесцентный прибор освещения для пуска использует дроссель ПРА, в новых видах этого осветительного устройства применяется ЭПРА, это электронный вид пускорегулирующего аппарата. Задачей этого устройства является сдерживание возрастающего значения тока на одном уровне, который поддерживает необходимое напряжение на электродах внутри осветительного прибора.
Рассмотрим, как работает балласт для люминесцентных светильников. Когда его подключают, в цепи между параметрами напряжения и тока происходит сдвиг фаз, отставание характеризуется коэффициентом мощности, cos φ.
Когда рассчитывается активная нагрузка, эту величину надо учитывать, так как при маленьком значении этого параметра нагрузка растет, по этой причине в схему пуска включается и конденсатор, который выполняет компенсационную функцию.
Специалисты по параметрам потери мощности различают несколько исполнений этих осветительных устройств:
- обычный вид исполнения, с литерой D;
- пониженный вид исполнения, с литерой B;
- низкий вид исполнения, с литерой C.
Применение балласта имеет свои положительные моменты:
- осветительное устройство работает в безопасном режиме, необходимо использовать и стартер для пуска;
- появляется способность сдерживать значение тока на установленном уровне;
- световой поток становится намного стабильнее, хотя полностью мерцание убрать нет возможности;
- стоимость такого исполнения светильника доступна для широкого потребления.
Схема включения люминесцентного прибора освещения через балласт и стартерПодключение ламп с применением конденсатора с компенсационной функцией
Существует способ подключения люминесцентного прибора освещения без использования балласта, но для этого необходимо в два раза повысить сетевое напряжение с выпрямленным током, а вместо балласта использовать лампу с нитью накаливания. Схема такого включения:
Подключение люминесцентного прибора без использования балласта
Как самостоятельно сделать дроссель?
Благодаря своим параметрам дуговые приборы освещения мощностью 250 или 125 ватт применяются обществом для освещения следующих помещений:
- гаражные кооперативы;
- дачные участки;
- загородный дом.
Купить устройство освещения этого вида можно в магазине или на рынке, часто возникает проблема, как найти дроссель для ламп ДРЛ, стоимость дросселя может быть выше самой лампы из-за конструктивных особенностей и наличия медной проволоки.
Решить этот вопрос помогут народные идеи изготовления балласта для лампы ДРЛ 250 из других материалов: три дросселя для лампы дневного света при мощности лампы 40 ватт или же два дросселя от лампы дневного света мощностью в 80 ватт. В нашем случае для того чтобы зажечь лампу ДРЛ, используя самодельный балласт, сделанный своими руками, рекомендуется применить два дросселя мощностью 80 ватт и один балласт мощностью 40 ватт, соединение показано на фото.
Подключение лампы ДРЛ с самодельным балластом
Из схемы видно, что все балласты образуют один дроссель, собрать пусковой балласт можно в общий ящик. Важно! Особенное внимание нужно уделить контактам на дросселях, они должны быть надежными, чтобы не нагревались и не искрились.
Как можно запустить ДРЛ-лампу без дросселя?
Существует возможность пуска дугового устройства освещения 250 ватт без балласта, но для этого необходимо применить другую технологию включения прибора.
Специалисты рекомендуют вариант покупки специальной лампы ДРЛ 250, у которой есть способность включения без балласта (дросселя), когда в конструкцию лампы добавляется спираль, в задачу которой входит разбавлять световой поток.
Еще народными умельцами применяется способ пуска ламп этого вида с использованием набора конденсаторов, но в этом случае надо точно знать величину получаемого тока. Также применяют пуск ламп ДРЛ с использованием простой лампы, но только при условии, что она имеет одинаковую мощность с ДРЛ-лампой.
Источник: https://LampaGid.ru/vidy/lyuminestsentnye/drossel-dlya-drl
Как работает лампа ДРЛ
В ночное время в уличных светильниках широко используются дуговые ртутные люминофорные (ДРЛ) лампы высокого давления.
Они применяются в производственных помещениях и на других объектах, не требующих качественной цветопередачи.
Принцип работы ДРЛ лампы достаточно сложен, однако это позволяет придать осветительным приборам необходимые характеристики. Чтобы понять, как работает такая лампочка, нужно хорошо знать ее конструкцию.
Устройство лампы ДРЛ
Стандартная лампа ДРЛ состоит из стеклянной колбы, у которой снизу установлен цоколь с резьбой.
Освещение происходит с помощью ртутно-кварцевой горелки, выполненной в виде трубки.
Внутренняя часть трубки заполнена аргоном и небольшим количеством ртути.
У каждой лампы ДРЛ расшифровка аббревиатуры соответствует полному названию дуговых ртутных ламп. В более ранних конструкциях символ Д означал дроссель или лампу, где используется дроссель.
В настоящее время используются бездроссельные лампы ДРЛ, доступные многим потребителям. Поэтому в связи с изменениями функциональности, в маркировке лампы ДРЛ расшифровка буквы Д была изменена.
Самые первые лампочки этого типа были оборудованы лишь двумя электродами.
В связи с этим для их запуска требовалось дополнительное крупногабаритное устройство поджога, работающего за счет высоковольтного импульсного пробоя газового промежутка горелки.
Эти лампочки были постепенно сняты с производства и заменены четырехэлектродными конструкциями, запускающимися только с помощью дросселя.
В четырехэлектродной лампочке имеются основные и дополнительные электроды.
Соединение электродов с главными катодами осуществляется путем соединения противоположных полярностей добавочным угольным резистором.
Применение дополнительных электродов позволяет стабилизировать работу лампы и значительно упростить ее зажигание.
Основная функция цоколя заключается в приеме электрической энергии из сети через точечный и резьбовой элемент от контактов патрона, установленного в светильнике.
Затем, происходит подача электроэнергии к электродам. В кварцевой колбе имеются ограничивающие сопротивления в количестве двух штук, находящиеся в одной цепи с дополнительными электродами.
На внутреннюю поверхность колбы наносится люминофор.
Принцип работы лампы ДРЛ
Каждая горелка изготавливается из прозрачного тугоплавкого материала, устойчивого к химическим воздействиям. Для этого используются керамические материалы или кварцевое стекло.
Инертный газ, закачиваемый внутрь, имеет точную дозировку. Окончательный дуговой электрический разряд создается путем добавления металлической ртути, обеспечивая нормальное свечение лампы.
Запуск выполняется с помощью зажигающих электродов.
Когда к лампочке подается питающая электрическая энергия, происходит создание тлеющего разряда между зажигающим и основным электродом, которые расположены очень близко относительно друг друга.
В результате, происходит накопление носителей зарядов, достаточных для появления пробоя на расстоянии между первым и вторым основным электродом. Тлеющий разряд в самые короткие сроки принимает дуговую форму.
Устойчивый свет и работа лампы типа ДРЛ начинается примерно через 10-15 минут, после подачи электроэнергии.
В течение этого времени ток, протекающий в лампочке, значительно выше номинального значения и ограничивается сопротивлением, находящимся в пускорегулирующей аппаратуре.
Продолжительность пуска напрямую зависит от температуры наружной среды. При низких температурах пусковой режим становится более продолжительным.
В процессе горения, излучение электрического разряда становится голубым или фиолетовым, благодаря свечению люминофора. Происходит смешивание зеленовато-белого света горелки и красноватого люминофорного свечения.
Получается яркий цвет, приближающийся к белому. Следует учитывать наличие колебаний напряжения электросети, оказывающих влияние на световой поток.
При низком напряжении лампочка ДРЛ может попросту не запуститься, а та, которая горит – может погаснуть.
Рассматривая принцип работы ртутных газоразрядных ламп (ДРЛ), следует учитывать ее сильный нагрев во время работы.
Поэтому конструкция приборов освещения с такими лампами предусматривает использование термостойких проводов и качественных контактов, устанавливаемых в патроне.
В процессе нагревания происходит рост давления внутри горелки с одновременным ростом пробойного напряжения. Из-за этого нагретая лампа может не включиться.
Прежде чем производить повторное включение, нужно дать ей остыть.
Лампы ДРВ и ДРЛ отличия
Оба типа светильников являются газоразрядными ртутными лампами, а точнее их разновидностями. Они широко используются во внешнем и внутреннем освещении.
Нередко возникает вопрос, как отличить лампу ДРЛ от ДРВ, поскольку внешне они абсолютно одинаковы.
Тем не менее, каждая из них обладает индивидуальными особенностями, собственными техническими характеристики и принципами работы.
В обеих лампах для горелок использовано кварцевое стекло или специальный керамический состав. В каждую горелку помещены точные дозы инертных газов с небольшим количеством ртути.
Напряжение поступает к ртутным лампам в область пары электродов, расположенных по бокам горелки.
За счет маленького расстояния газ между электродами быстро ионизируется, после чего в этом месте возникает тлеющий разряд.
Он постепенно переходит в зону между основными электродами, мгновенно превращается в дуговой разряд, после чего светильники с лампами ДРЛ начинают гореть в штатном режиме.
Полностью нормативные световые качества набираются лампами примерно через 10 минут после включения.
Для ограничения номинального тока в лампах ДРЛ используется пускорегулирующий прибор с установленным сопротивлением.
После того как амплитуда переходит значение сетевого напряжения, вся энергия, накопленная индуктивностью, уходит в нагрузку. В кварцевой горелке происходит некоторая задержка напряжения.
В лампах типа ДРВ (дуговых ртутных вольфрамовых) такая подкачка энергии не требуется поскольку в них отсутствует индуктивный балласт.
Функции ограничения тока выполняются самой вольфрамовой спиралью, с заранее установленным сопротивлением и мощностью, соответствующим пусковым режимам горелки.
Напряжение горелки будет нарастать по мере ее разогрева, и постепенно уменьшаться на спирали. В результате внутренняя колба ламп ДРВ будет светиться на 30% меньше, чем лампы уличного освещения ДРЛ.
Основным отличием этих двух ламп является невозможность использования ДРЛ без пускорегулирующего устройства, в качестве которого используется дроссель.
Он служит ограничителем тока, питающего лампу и должен обязательно соответствовать ее мощности. Если включение производится без дросселя, такая лампочка моментально сгорит под действием высокого тока, проходящего через нее.
Повторное включение лампы ДРЛ можно выполнять лишь после ее полного остывания.
Оба типа ламп обладают повышенной чувствительностью к перепадам температур. Поэтому вся конструкция защищена наружной колбой.
Кроме того, ее внутренняя сторона покрыта люминофором, с помощью которого ультрафиолетовое свечение преобразуется в часть спектра красного цвета.
Срок службы лампы ДРЛ
Данные лампы получили широкое распространение для уличного и промышленного освещения. В случае необходимости они могут использоваться и для внутреннего освещения помещений.
Такая популярность стала возможной, благодаря таким эргономическим показателям, как соответствие излучения солнечному свету, коэффициент пульсаций светового потока и другим.
Немаловажное значение имеет и тот факт, что ламп ДРЛ варьируется в очень широком диапазоне, значительно расширяя сферу их использования.
Особое внимание следует обратить на сроки службы, заявленные производителями.
Как показывает практика, ртутные лампы ДРЛ после 2-3 месяцев эксплуатации в зависимости от интенсивности использования, теряют значительную часть светового потока.
Вместе с тем, расход электрической энергии остается на том же уровне. Кроме того, было достоверно установлено, что эти лампы обладают так называемым эффектом старения.
То есть, через 400 часов работы их световой поток снизится примерно на 20%, а к концу срока эксплуатации данный показатель составит уже 50%.
Данные недостатки полностью перекрываются простотой и технологичностью, доступностью и низкой стоимостью ртутных газоразрядных лампочек. Их использование становится экономически выгодным при отсутствии жестких требований к освещению на конкретном объекте или участке.
Дуговая ртутная лампа (ДРЛ) – это источник света, который стал часто применяться для электрификации помещений с большой площадью (производственные цеха, площадки, скверы). Лампа ДРЛ не отличается качественной передачей цвета, но характеризуется высокой светоотдачей. Её мощность колеблется в пределах от 50 до 2000 Вт. Она используется в условиях переменного тока, при котором напряжение составляет 220 В. Чтобы обеспечить синхронизацию лампы типа ДРЛ с источником питания, обязательно наличие пускорегулирующего аппарата, которым в лампе выступает дроссель.
Дуговая ртутная лампа
Разновидности
- Дуговые ртутные люминесцентные лампы. Отличаются относительно посредственными свойствами передачи цвета, во время их работы выделяется много тепла. Время выхода на рабочий поток составляет около 5 минут. Они не устойчивы к скачкам напряжения, по этой причине рекомендуется использовать их при наличии регулярного источника электричества.
Конструкции, связанные с ними, в целях безопасности должны обладать термостойкими приводами.
- Дуговые ртутные эритемные вольфрамовые (ДРВЭД). Принцип работы такой лампы ДРЛ предусматривает ее использование без наличия дросселя. Их подключение происходит через активный балласт, подобно традиционным лампочкам накаливания. Благодаря йодидам металлов в их конструкции, достигается высокий уровень светопередачи, и снижается расход электроэнергии. Также наличие увиолевого стекла позволяет хорошо пропускать ультрафиолетовые лучи. Такие технические характеристики лампы ДРЛ делают её отличным изделием для иллюминации помещений с дефицитом ультрафиолетового излучения.
- Дуговые ртутные люминесцентные лампы (ДРЛФ), которые способствуют фотосинтезу растений. Их также называют рефлекторными, так как внутренняя поверхность их колбы покрыта отражающим материалом. Устройство является наиболее эффективным в сети с переменным током. Эта ртутная лампочка обычно эксплуатируется в сфере фотобиологии для снабжения дополнительным светом теплиц и парников.
Использование ламп ДРЛФ для освещения теплицы
- Дуговые ртутные вольфрамовые лампы. Дуговая лампа ДРЛ имеет следующие характеристики: эффективная светоотдача и долгий период работы даже без наличия ПРА, по сравнению с остальными разновидностями. Применяется для освещения открытых широких объектов: улиц, парков, площадок.
Конструкция
Лампа ДРЛ состоит из следующих элементов:
- Главные электроды.
- Электроды поджигания.
- Вводы электродов.
- Резервный газ.
- Позистор.
- Ртуть.
Когда только начинали изготавливаться лампы ДРЛ, их схема включала в себя лишь пару электродов. Для ее подключения был необходим источник высоковольтных импульсов, который имел очень маленькую длительность функционирования. Уровень знаний в сфере электрики на то время не позволял создавать качественные зажигающие устройства, поэтому в 70-х годах прошлого века их производство остановилось. Теперь же появились светильники с двумя парами электродов, для включения которых не нужны ПА.
Дуговая ртутная лампа содержит следующие функциональные элементы:
- Цоколь с резьбой. Осуществляет прием электричества из источника посредством резьбового и точечного контактов. После этого электроимпульсы передаются на электроды горелки.
- Ртутная горелка из кварца – главный компонент, наполненный парой ключевых и парой вспомогательных электродов. Она заполнена аргоном и ртутью, благодаря которым происходит теплообмен внутри лампы ДРЛ.
- Стеклянный баллон – внешняя деталь с кварцевой горелкой с проводниками внутри. Устройство баллона наполняют азотом. Также вмещает в себя пару ограничивающих сопротивлений и покрывается люминофором изнутри.
Принцип работы
Конструкция стеклянной или керамической горелки с термоустойчивыми свойствами наполняется тщательно отмеренным количеством инертного газа. Также её заполняют ртутью, которая при выключенной лампе принимает форму маленького шарика или оседает на стенках ёмкости. Генератором света здесь является пилон электрического разряда. Эти технические характеристики прямо влияют на схему подключения лампы ДРЛ с помощью дросселя.
Важно предельно аккуратно пользоваться ДРЛ, ведь она вмещает в себя пары ртути. Разбитая колба влечет за собой распространение токсичных паров на площадь в 20 кв. м.
Алгоритм включения ламп
- Люминесцентная лампа получает напряжение из сети, оно поступает в промежуток между главным и второстепенным электродами с одной стороны, и на аналогичный промежуток – с другой. Очередной областью, на которую воздействует ток, выступает пространство между парами главных электродов в горелке.
- Так как расстояние между главным и второстепенным электродами очень мало, происходит эффективная ионизация газа. Напряжение на данном пространстве обязательно сопровождается сопротивлениями. После завершения ионизации с двух концов горелки, оно переходит на интервал между главными электродами. Это основополагающий принцип схемы включения и горения лампы ДРЛ.
- Горящая лампа достигает пика своей производительности спустя 5 минут. Такое количество времени обусловлено агрегатным состоянием охлаждённой ртути. После включения она, нагреваясь, постепенно испаряется, тем самым улучшая силу разрядов. Как только ртуть полностью превратится в газ, лампа ДРЛ станет демонстрировать лучшие показатели отдачи света.
Как только лампа погаснет, её очередное включение становится возможным только после того, как она целиком охладеет. Это один из недостатков такого метода освещения, так как он зависим от качества электричества.
Подключение
Процедура включения 4-электродной лампы являет собой цепь из дросселя и ДРЛ, соединенных последовательным способом и подключенных к сети. Схема подключения через дроссель не зависит от полярности подключения. Так как главная его задача – стабилизировать работу светильника, важно подбирать дроссель, соответствующий мощности лампочки. С целью регулирования реактивной мощности и существенной экономии электричества схема может включать в себя конденсатор.
Подключение этой лампы к системе подачи питания осуществляется через дроссель, выбор которого связан с мощностью ДРЛ. Основная функция дросселя состоит в ограничении тока, который питает лампу. В случае подключения лампы без него, она сразу же сгорит, поскольку напряжение будет слишком высоким. В схему также нужно включить конденсатор, который в результате своего влияния на реактивную мощность помогает экономить электроэнергию в несколько раз.
Схема подключения лампы ДРЛ
Бездроссельное подключение лампы ДРЛ не допустимо по причине высокого пускового напряжения, когда лампочка может попросту сгореть.
Преимущества ламп ДРЛ
- Долгосрочная служба (в среднем – 10 тыс. часов);
- Эффективная светоотдача – до 50 лм/Вт;
- Стабильное бесперебойное функционирование на протяжении всего периода работы;
- Показатель светопередачи позволяет использовать такие лампы как для освещения на улице, так и в помещениях промышленного назначения.
- ДРЛ излучают свет, близкий по своей цветовой температуре к дневному (4200 К);
- Неприхотливы к особенностям внешней среды (за исключением сильных морозов);
- Компактные габариты в сочетании с высокой единичной мощностью.
Четырехэлектродные лампы
Минусы ламп ДРЛ
- Функционируют только с балластами, дросселями при наличии переменного тока;
- Их цветовой спектр включает в себя лишь оттенки синего и зелёного цветов, что не даёт реалистичного освещения;
- Требуют относительно долгого времени на включение, которое увеличивается в зависимости от снижения температуры окружающей среды;
- Невысокая передача света;
- Сильная чувствительность к перепадам сетевого напряжения;
- Повторное зажигание занимает 5 минут и более, так как перед этим лампа должна полностью остыть;
- Мощные пульсации потоков света;
- В конце периода службы световой поток снижается.
Почему тухнут. Видео
Ответ на вопрос, почету тухнут лампы ДРВ, можно найти в этом видео.
