Полезно знать

Натриевые лампы и способы их зажигания

Натриевая газоразрядная лампа (НЛ) - электрический источник света, светящимся телом которого служит газовый разряд в парах натрия. Поэтому преобладающим в спектре таких ламп является резонансное излучение натрия: лампы дают яркий оранжево-жёлтый свет. Из-за особенностей спектра натриевых ламп (НЛ) они применяются в основном для уличного, утилитарного, архитектурного и декоративного освещения.  

В зависимости от величины парциального давления паров натрия лампы подразделяют на натриевые лампы низкого давления (НЛНД) и натриевые лампы высокого давления (НЛВД). Исторически первыми из НЛ были созданы НЛНД. В 1930-х гг. этот вид источников света стал широко распространяться в Европе. В СССР велись эксперименты по освоению производства НЛНД, существовали даже модели, выпускавшиеся серийно, однако внедрение их в практику общего освещения прервалось из-за освоения более технологичных ламп ДРЛ, которые, в свою очередь, стали вытесняться НЛВД. Схожая картина наблюдалась и в США, где НЛНД в 1960-х гг. были полностью вытеснены металлогалогенными лампами. Однако в Европе НЛНД и по сей день распространены достаточно широко. Одним из их применений является подсветка автомобильных тоннелей в транспортных развязках.

НЛНД отличаются рядом особенностей, существенно затрудняющих как их производство, так и эксплуатацию. Во-первых, пары натрия при высокой температуре дуги весьма агрессивно воздействуют на стекло колбы, разрушая его. Из-за этого горелки НЛНД обычно выполняются из боросиликатных стёкол. Во-вторых, эффективность НЛНД сильно зависит от температуры окружающей среды. Для обеспечения приемлемого температурного режима горелки последняя помещается во внешнюю стеклянную колбу, играющую роль «термоса». 

Создание первых натриевых ламп высокого давления (НЛВД) потребовало иного решения проблемы защиты материала горелки от воздействия паров натрия: была разработана технология изготовления трубчатых горелок из оксида алюминия Al2O3. Такая керамическая горелка из термически и химически устойчивого и хорошо пропускающего свет материала помещается во внешнюю колбу из термостойкого стекла. Полость внешней колбы вакуумируется и тщательно дегазируется. Последнее необходимо для поддержания нормального температурного режима работы горелки и защиты ниобиевых токовых вводов от воздействия атмосферных газов.

Горелка НЛВД наполняется буферным газом, в качестве которого служат газовые смеси различного состава, а также в них дозируется амальгама натрия (сплав с ртутью). Существуют НЛВД «с улучшенными экологическими свойствами» — безртутные.

Лампы светят жёлтым или оранжевым светом (в конце срока службы лампы спектр излучения изменяется и варьируется от тёмно-оранжевого до красного). Высокое давление паров натрия в горящей лампе вызывает значительное уширение излучаемых спектральных линий. Поэтому НЛВД имеют квазинепрерывный спектр в ограниченном диапазоне в жёлтой области.

В отечественной номенклатуре источников света существует ряд типов НЛВД: 

• ДНаТ (Дуговые Натриевые Трубчатые) — в цилиндрической колбе

• ДНаС (Дуговые Натриевые в Светорассеивающей колбе) — предназначены для прямой замены ламп ДРЛ, помещаются в колбу ДРЛ с люминофорным слоем. Лампы аналогичной конструкции, вместо люминофора на колбу которых нанесён светорассеивающий слой белого пигмента, обозначаются

• ДНаМт (Дуговые Натриевые Матированные)

• ДНаЗ (Дуговые Натриевые Зеркальные) — производились в различных модификациях. Мелкими партиями выпускались лампы в колбе, аналогичной ДРИЗ, где горелка размещалась аксиально (на геометрической оси отражателя). В небольшом количестве изготавливались лампы-фары с горелкой ДНаТ.

Электрические параметры НЛВД и ДРЛ одинаковой мощности заметно отличаются друг от друга, поэтому работа этих источников света с одинаковыми пускорегулирующми аппаратами (ПРА) невозможна. Конструкция горелки НЛВД исключает возможность встраивания в них зажигающих электродов, подобно лампам ДРЛ. Из-за этого для зажигания НЛВД необходим пробой межэлектродного пространства импульсом высокого напряжения. 

Для этого в состав ПРА включается специальное импульсное зажигающее устройство — ИЗУ, конструктивно оформленное в виде отдельного блока. 

Однако более современным, технологически грамотным и предпочтительным на данный момент способом зажигания натриевых ламп является использование электронных пускорегулирующих аппаратов. Преимуществами ЭПРА перед стандартными ПРА является следующее: 

• 
  Увеличение срока службы лампы на 20% и более за счет оптимального режима ее работы 
  
• Возможность ступенчатого регулирования светового потока
  
• Наличие защиты от неисправностей ламп
  
• Отключение ЭПРА при неисправной лампе
  
• Бесшумная работа светильника
  
• Надежное зажигание при температурах до -40°С
  
• Постоянный световой поток лампы во всем диапазоне питающего напряжения
  
• Отсутствие стробоскопического эффекта
  
• Уменьшенный вес светильника.

Тем не менее, при питании светильников от силового трансформатора со схемой соединения звезда-звезда с нулем и загрузке этого трансформатора только светильниками с электронными балластами более чем на 60 % возникают колебания фазных напряжений с частотой 10-20 Гц, что приводит к мерцанию ламп и нестабильной работе остального оборудования. Максимальные напряжения при этом могут достигать значений 300 В и более, что будет в свою очередь приводить к выходу ЭПРА и другого оборудования со строя. Выходом из этой ситуации является применение силовых трансформаторов с Z – образной схемой соединения обмоток или загрузка трансформатора со схемой соединения звезда-звезда с нулем светильниками с электронными балластами не более чем на 60%. Остальная нагрузка трансформатора может быть активной или активно-индуктивной.

другая полезная информация