Вопрос 11. Натриевые лампы высокого давления - достоинства, недостатки, основные характеристики

ОТВЕТ:

Натриевые лампы одна из наиболее эффективных групп ИС. Они обладают самой высокой световой отдачей среди известных РЛ и незначительным снижением светового потока при длительной продолжительности горения. Поэтому натриевые лампы, в первую очередь высокого давления, все шире применяются в разных системах освещения, особенно в наружном освещении. Недостатком ламп является низкое качество цветопередачи.

В зависимости от рабочего давления паров натрия различают натриевые лампы низкого давления (НЛНД) с давлением паров 0,2 Па и натриевые лампы высокого давления (НЛВД), у которых давление паров составляет 10 кПа.

НЛВД содержат смесь паров натрия и ртути при высоком давлении и зажигающий газ – ксенон. Натрий является основным рабочим веществом. Ртуть вводится в качестве буферного газа для повышения температуры разряда, градиента потенциала в столбе разряда и для снижения тепловых потерь; вклада в излучение ртуть практически не дает. Рабочее давление паров натрия 4…14 кПа,. Ксенон обеспечивает напряжение зажигания от 2 до 4 кВ и повышает световую отдачу за счет снижения теплопроводности плазмы.

НЛВД имеют световую отдачу ниже, чем НЛНД, но всё же превосходят по этой важнейшей характеристике другие источники света. Излучение НЛВД имеет приятный – золотисто-белый оттенок (индекс цветопередачи – в пределах от 23 до 85, цветовая температура – 1900…2800 К). Это обеспечивает лучшую цветопередачу, чем НЛНД, но в целом не позволяет применять НЛВД в случаях, когда требуется различение цвета.

НЛВД представляет собой цилиндрическую разрядную трубку диаметром 5…12 мм, смонтированную при помощи траверса внутри прозрачной колбы, из которой откачен воздух. Разрядная трубка изготавливается из поликристаллической окиси алюминия, представляющей собой пропускающую свет керамику (поликор или люкор). Лампа имеет два электрода, которые через ножку связаны с цоколем.

Зажигание НЛВД осуществляется с помощью импульсного зажигающего устройства (импульс 2…4 кВ). Время разгорания, в течение которого спектр излучения меняется, составляет 5…7 мин. Повторное зажигание возможно после остывания разрядной трубки – через 2…3 мин.

Характеристики НЛВД почти не зависят от температуры окружающей среды, поэтому диапазон рекомендуемых температур от –60 до +40 °С.

Пульсация светового потока НЛВД значительна (около 70%). Параметры ламп (световой поток, мощность, продолжительность горения) довольно сильно зависят от напряжения сети. Световая отдача составляет от 90 до 140 лм/Вт, Средняя продолжительность горения – до 20000 часов.

Область применения НЛВД – наружное и внутреннее освещение. Основной тип российских НЛВД – ДНаТ (дуговая натриевая трубчатая).

Цена НЛВД примерно в 2,8…3,5 раза выше, чем у лампы ДРЛ той же мощности. Однако если подсчитать условную стоимость одного люмена, получится, что у НЛВД и ДРЛ они примерно одинаковы. А за счёт уменьшенного электропотребления при той же создаваемой освещённости, НЛВД получает большое преимущество

ВОПРОС 12. Ксеноновые лампы, их характеристики.

ОТВЕТ:

В ксеноновых лампах используется разряд в инертном газе ксеноне при высоком и сверхвысоком давлениях и плотности тока, составляющей десятки и сотни А/см². Разряд этого типа имеет ряд характерных особенностей:

– непрерывность спектра излучения в пределах от 200 нм до 1,5…2 мкм, что делает спектр в видимой области близким к солнечному с цветовой температурой 6100…6300 К и обеспечивает высококачественную цветопередачу (индекс цветопередачи от 95 до 98);

– возрастающая вольтамперная характеристика на участке, соответствующем рабочему режиму лампы, что позволяет включать лампы в сеть без балласта;

– практическое отсутствие периода разгорания;

– высокое напряжение зажигания, требующее применения зажигающего устройства, создающего высокочастотный импульс напряжением до 50 кВ;

– независимость параметров ламп от рабочей температуры колбы и от температуры окружающей среды, способность работать при низких температурах (до –50 °С) без изменения параметров;

– большой рабочий ток, обуславливающий применение массивных электродов и вводов.

Пульсация светового потока очень большая (коэффициент пульсации – до 130%). Световая отдача по сравнению с другими РЛ невелика – от 20 до 48 лм/Вт. Также мала и средняя продолжительность горения – 500…2000 ч..

Дуговые трубчатые ксеноновые лампы ( типа ДКсТ)являются наиболее мощными (единичная мощность до 100 кВт – лампа «Сириус») из применяемых ИС, не требуют балластного сопротивления, имеют спектр излучения близкий к солнечному.

Схема включения лампы ДКсТ сложна, так как для зажигания необходимо обеспечить импульс напряжения 25…50 кВ. Лампы «капризны» в эксплуатации, чувствительны к вибрации, требуют высокой тщательности при монтаже (допустимый угол отклонения от горизонтали до 30°). По этим причинам, а также из-за низких экономических характеристик, значительной доли ультрафиолетовых излучений, большой пульсации светового потока они для освещения помещений используются крайне редко. Основная область их применения – освещение больших открытых пространств (площади городов, стадионы, товарные станции, карьеры, архитектурные сооружения, теплицы).