Лампы ДРВ: принцип работы и технические характеристики

ДРЛ и ДРВ лампы – это распространенная разновидность газоразрядных ртутных ламп. Они применяются для уличного и внутреннего освещения. Оба типа внешне почти не отличаются, особенно в выключенном состоянии. Это весьма эффективные в плане экономии энергии источники света, у которых наблюдается показатель свечения в пределах 30 лм/Вт. Это довольно много, но более современные разновидности лампочек могут иметь отдачу в 50 лм/Вт. Такое осветительное оборудование выпускают многие бренды имеющие мировое имя. При этом нужно отметить, что по причине содержания в лампах ртути, они запрещены во многих странах, поэтому постепенно количество ДРЛ и ДРВ уменьшается.

Как устроены ДРЛ и ДРВ лампы

При беглом взгляде на эти осветительные устройства можно найти некоторые сходства с обыкновенными лампами накаливания с цоколем Е27. Однако газоразрядные лампы имеют окрашенное в белый цвет стекло, с прозрачным участком непосредственно перед цоколем. Именно по причине непрозрачности нельзя увидеть, что внутри такие приборы имеют специфическое строение.

Устройство и принцип горения ДРЛ ламп
ДРЛ (Дуговая Ртутная Люминофорная) лампа. Ее конструкция предусматривает:

1 — Резьбовой цоколь
2 — Резистор
3 — Молибденовая фольга
4 — Зажигатель (вспомогательный)
5 — Несущая рамка
6 — Внешняя колба
7 — Сжатый спай
8 — Ртутная кварцевая лампа дугового разряда
9 — Азотный заполнитель
10 — Вольфрамовый электрод (основной)
11 — Свинцовые проволоки

Цоколь имеет стандартную конструкцию, как у подавляющего большинства бытовых лампочек применяемых в люстрах и фонарях. Он занимается приемом электроэнергии, передаваемой на его поверхность. В нем имеется две точки для приема. Один электрод располагается в центре, а боковая часть цоколя служит вторым электродом. Цоколь по резьбе вкручивается в патрон светильника.

Основным рабочим элементом лампы является кварцевая горелка. По ее сторонам располагается пара электродов. Один основной, а второй вспомогательный. Они расположены во внутренней кварцевой колбе, заполненной аргоном и парами ртути.

Стеклянная колба располагается поверх кварцевой. Для заполнения пространства в нее закачивается газ азот. Изнутри колба окрашена белым люминофором, поэтому она и не прозрачная.

Принцип работы таких ламп более сложный, чем у лампочек накаливания. При подаче электроэнергии на располагающиеся рядом электроды происходит создание тлеющего разряда. Это вызывает пробой энергии между ними. В результате тлеющий разряд перерастает в дуговой. Он создает в лампе голубое или фиолетовое излучение. Оно провоцирует яркое свечение люминофора, которым окрашивается изнутри стеклянная колба. Сам люминофор издает красноватый свет. В результате смешивания оттенков красного, голубого, фиолетового и создается яркий практически белый цвет.

Изначально лампа выдает небольшое количество света, и постепенно увеличивает свою эффективность. Спустя 10-15 минут с момента включения достигается максимальная яркость, скорость зависит от внешней температуры.

Колебания тока очень влияют на эффективность свечения ДРЛ. Даже при скачках электрического напряжения в пределах до 15% падения яркости могут составлять 30%. Если напряжение снизится до отметки 80%, то лампа погаснет.

Большим недостатком таких лампочек является их сильный нагрев. В результате возможно перегорание изоляции на проводе. Поэтому с этим при подключении нужно использовать только специализированный термостойкие патроны и кабель. В самой лампочке при работе сильно возрастает давление. В связи с этим после ее отключения нужно подождать, пока колба полностью остынет. Если включать повторно горячую лампочку, то она просто не зажжется.

Использование лампы ДРЛ подразумевает обязательное применение пускорегулирующей аппаратуры. В качестве нее обычно используется дроссель. Он ограничивает ток, который подается для питания лампы. Дроссель соответствует мощности осветительного прибора и направляет на него оптимальный объем энергии, чтобы минимизировать перегрев и предотвратить некомфортное освещение. Если при включении лампы не применять пускорегулирующий аппарат, то лампа почти мгновенно выйдет из строя.

Пускорегулирующий аппарат может встраиваться в лампу или быть подключенным снаружи. Первый вариант является более удобным, поскольку не требует осуществлять модернизацию электрической проводки.

Устройство ДРВ
ДРВ (Дуговая Ртутно-Вольфрамовая) лампа:

Она является гибридом между лампами накаливания и ДРЛ. В ней имеется вольфрамовая спираль. Она располагается вместе с горелкой в кварцевой колбе с аргоновой средой. При этом если ДРЛ лампа нуждается в индукционном пускорегулирующем аппарате, то ДРВ устройства в нем не нуждаются. Его функции берет на себя вольфрамовая нить.

Вольфрамовые нити выступают ограничителем, которые способны пропускать только определенное количество тока. Их потенциал рассчитан под особенности лампы. Вольфрамовая нить имеет высокое сопротивление, поэтому сжигает энергию, что снижает эффективность таких лампочек. Этот элемент является слабым звеном, именно поэтому срок свечения ДРВ редко превышает 2019 часов.

Нить находится в аргоне, инертном газе, который и вызывает быстрый износ накала. К примеру, в лампочках накаливания в колбах поддерживается вакуум, поэтому даже более тонкие вольфрамовые спирали служат намного дольше.

Область применения

ДРЛ и ДРВ лампы можно встретить довольно часто.

Что обычно освещают лампами ДРЛ:
  • Дороги и улицы.
  • Площади, скверы.
  • Автостоянки и автозаправочные станции.
  • Складские помещения и промышленные цеха.
Что освещают чаще лампами ДРВ:
  • Городские кварталы.
  • Бульвары, парки и скверы.
  • Складские помещения и промышленные цеха.
  • Автомобильные стоянки и гаражи.
  • Строительные площадки.
  • Растения в теплицах (только ДРВ 250).

Такие лампы производятся с мощностью от 150 до 2019 Вт. Очень редко можно встретить ДРЛ лампочки на 80 и 125 Вт. Самая мощная лампа может создавать свечение на 50 тыс. люмен. При этом цветовая температура достигает 2019 кельвинов. Маломощные лампочки производятся с патроном Е27. Благодаря этому их вполне можно вкручивать в стандартные люстры в городских квартирах и плафоны в подъездах. Более крупные ДРЛ и ДРВ делаются с цоколем Е40. Сегодня их можно встретить на фонарных столбах.

Маркировка ламп

ДРЛ и ДРВ имеют цифровое дополнение после буквенной аббревиатуры. Размер цифр отображает количество ватт. К примеру, ДРЛ-400 обозначает, что это дуговая ртутная люминофорная лампа с мощностью 400 Вт. ДРВ 250 – это дуговая ртутно-вольфрамовая лампа, имеющая мощность 250 Вт.

Преимущества и недостатки

ДРЛ и ДРВ отличаются между собой конструктивно, что естественно влияет и на эффективность их работы. В частности ДРВ имеют свечение внутренней колбы на 30% меньше, чем ДРЛ.

Положительными моментами выбора для использования ДРЛ ламп является:
  • Один из лучших показателей светоотдачи в своем ценовом классе.
  • Компактные размеры как для продемонстрированной эффективности.
  • Продолжительный срок службы при отсутствии скачков напряжения.

Что касается недостатков, то они есть:
  • Видимая пульсация светового потока.
  • Вероятность поломки при сильных скачках напряжения.
  • Невозможность быстрого повторного включения до момента полного остывания колбы.
Описывая ДРВ лампы можно назвать несколько положительных моментов:
  • Отсутствие необходимости в подключении дросселя.
  • Приятный спектр света для человеческого глаза.

Не лишены такие конструкции и недостатков. В первую очередь подобные осветительные приборы имеют очень скромный эксплуатационный ресурс. Кроме того у них намного меньший коэффициент полезного действия, чем у стандартных ртутных ламп.

ДРЛ и ДРВ являются довольно неплохим источником света, как для оборудования данного ценового сегмента. Выбирая такое оснащение можно улучшить работу старых светильников, при этом уменьшить энергопотребление. Огромным недостатком таких лампочек является их опасное для человека внутреннее наполнение. В связи с этим такое оборудование лучше не применять в зданиях, особенно в квартирах и домах. Хотя в лампочке используется очень мало ртути, но если колбу разбить, то испарение распространится по всему помещению

Государственная политика многих стран нацелена на уменьшение применения ртутьсодержащего оборудования. По той причине много где такие источники света запрещены. В России уже сейчас коммунальные хозяйства больше почти не используют ДРЛ и ДРВ лампы при обслуживании систем освещения, что стало следствием соответствующего приказа правительства. В скором времени производство и продажа таких лампочек будет полностью прекращена. Фактически останутся только содержащие ртуть медицинские приборы, у которых нет более безопасного аналога.

Проблемы утилизации

Лампы данного класса содержат ртуть, поэтому они относятся к первому классу опасности. В связи с этим их утилизация должна проводить с применением специального оборудования. Их нельзя сбрасывать в мусорные баки общего предназначения. Во многих магазинах, которые занимаются продажей осветительного оборудования, имеются особые урны, в которые можно бесплатно выбросить перегоревшие лампы ДРЛ и ДРВ. В дальнейшем они передаются на переработку. Перегоревшие источники света поддаются различным способам обработки. Это может быть сильный нагрев с обжигом или применения химических реагентов. Продуктами окончания переработки являются сулема и сорбент.

Похожие темы:
  • Металлогалогенные лампы
  • Индукционные лампы
  • Натриевая лампа
  • Люминесцентные лампы
  • Лампы накаливания
  • Светодиодные лампы
  • Галогенные лампы
  • Флуоресцентные лампы. Типы и устройство. Принцип действия и особенности
  • Ксеноновые лампы. Виды. Устройство. Работа. Цветовая температура
  • Умные лампы. Устройство и виды. Принцип действия и особенности
  • Лампы на светодиодах. Устройство, принцип действия

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.