Дрл и дри отличия

Светодиодные (LED) лампы vs ДРЛ, ДРИ и ДНАТ

Для энергосберегающего освещения целесообразно применять светодиодные светильники и лампы.

Светодиодные светильники и лампы применяются повсеместно: в общественных зданиях, ресторанах, гостиницах, промышленных предприятиях, объектах транспортной инфраструктуры, автомагистралях, ж/д, в садоводствах и т.д.

Преимущества светодиодного освещения:

• высокая световая отдача;
• низкое потребление электроэнергии;
• длительный срок службы;
• экологичность;
• отсутствие ультрафиолетового излучения в спектре;
• низкие расходы на техническое обслуживание;
• стабильная работа при скачках напряжения, не требуется время для запуска;
• повышенная прочность и вибрационная устойчивость приборов;
• снижение стоимости подводимой мощности. При строительстве новых сетей наружного городского освещения в связи со снижением общей нагрузки на сеть требуется питающий кабель меньшего сечения, что значительно снижает как стоимость кабеля, так и стоимость подключения к сети.

Особое внимание стоит обратить на экологичность светодиодного освещения. В отличии от ламп ДРЛ, ДРИ, ДНАТ, в светодиодных лампах отсутствуют вредные материалы, прежде всего, ртуть. Согласно Минаматской конвенции по ртути, с 2020г. будет запрещены производство, импорт или экспорт продукта, содержащего ртуть. Под запрещение попадают лампы общего освещения ртутные высокого давления паросветные (РВДП), в частности лампы ДРЛ и ДРИ.

Варианты замены традиционных ламп ДРЛ, ДРИ, ДНАТ на светодиодные лампы:

К сожалению, на данный момент не существует светодиодных аналогов для замены мощных ламп — ДРЛ 1000, ДНАТ 400 и ДНАТ 1000. В этом случае приходится менять светильник либо целиком на светодиодный, либо применять в освещении дополнительные лампы.

Так же при эксплуатации традиционных ламп надо принимать во внимание следующие факторы:

1. Для работы ламп ДНАТ необходим ПРА, что еще более увеличивает потребляемую мощность. Кроме того, при деградации этих ламп возрастает рабочее напряжение (5-10 вольт на каждую 1000 часов), что ведет к перегреву изоляции или ПРА и выходу из строя светильника.
2. Необходимо учитывать затраты, связанные с более частой заменой как перегоревших ламп ДРЛ, так и вышедших из строя дросселей или ПРА.
3. Кроме стоимости самих комплектующих, необходимо учитывать также затраты на работы по их замене.

Пример расчета окупаемости замены ламп ДРЛ 250 на светодиодные лампы в светильниках уличного освещения.

Из приведенной выше таблицы, традиционную лампу ДРЛ 250 можно заменить светодиодной лампой мощностью 60-80 ватт без потери на качество освещенности территории или помещения.

Расчет экономии за счет снижения потребления электроэнергии:

Потребление электроэнергии за год при режиме работы 12 часов в сутки, т.о.

ДРЛ 250 0,33 кВт х 12 часов х 365 дней = 1445,4 кВт

LED Е40 0,08 кВт х12 часов х 365 дней = 350,4 кВт

Стоимость электроэнергии, потребляемой 1 светильником:

ДРЛ 250 1445,4 кВт х тариф (5,73 руб.) = 8282 рублей

LED Е40 350,4 кВт х тариф (5,73 руб.) = 2008 рублей

Ежегодная экономия от замены 1 лампы ДРЛ на светодиодную лампу:

8282 – 2008 = 6274 рублей

Таким образом, очевидно, что менее чем за 1 год светодиодная лампа окупит себя и в дальнейшем каждый год будет «экономить» своему обладателю более 6000 руб. экономии.

Дополнительно стоит отметить, что затраты на обслуживание светодиодных светильников существенно ниже, чем светильников с лампами ДРЛ, ДРИ, ДНАТ.

Источники света: газоразрядные лампы (ДРЛ, ДНаТ, МГЛ)

Газоразрядные лампы (High-intensity discharge — HID) предназначены для решения задачи генерации большого светового потока, получаемого от компактного и долговечного источника света. Они чаще всего используются для освещения улиц и парковок, для больших помещений, например школьных залов или промышленных производств. Большинство газоразрядных ламп можно сравнить с мощным точечным источником света, что делает их отличными источниками для точечного освещения трасс, транспортных развязок, рекламной подсветки, и даже освещения стадионов. Газоразрядные лампы, как правило, обладают низким энергопотреблением, производя от 50 до 100 люмен на ватт.

Особенности газоразрядных ламп

Как и в люминесцентных лампах, в HID-лампах балласт также регулирует электропитание газоразрядных ламп. Магнитные балласты, как правило, все еще используются для большинства газоразрядных ламп, хотя электронные балласты становятся все более популярными. Балласт часто может быть громоздким, тяжелым и шумным, но некоторые типы балластов могут быть установлены на расстоянии от самого светильника.

Газоразрядные лампы могут довольно сильно нагреваться при работе и, как правило, должны быть защищены от прямого прикосновения. Кроме того, некоторые металлогалогенные лампы должны быть полностью закрыты из-за вероятной возможности взрыва лампы.

HID-лампы требуют некоторое время, чтобы разогреться и выйти на номинальный режим, они светят все ярче и ярче в течение нескольких минут, пока не достигнут рабочего светового потока. Время выхода на рабочий режим, обеспечивающий номинальный световой поток и цвет свечения часто может достигать от двух до пяти минут. Если питание такой лампы прерывается, то она должна остыть, прежде чем вновь включать цепь зажигания. Такой период охлаждения лампы часто называют временем повторного зажигания. Некоторые HID лампы должны охлаждаться более 10 минут после того, как их выключили прежде чем их снова можно зажигать и начинать заново нагреваться.

Натриевые лампы высокого давления

ДНаТ — дуговая натриевая трубчатая лампа, газоразрядная лампа высокого давления. Наиболее распространённая мощность: 70, 100, 150, 250, 400 Вт. Цвет свечения — жёлтый. Диапазон рабочих температур: от -20 С до +30 С.

большая светоотдача — от 80 до 130 Лм/Вт, в зависимости от производителя;
экономичное потребление электроэнергии (лампа ДНаТ 150 Вт способна заменить лампу ДРЛ 250 Вт).

низкая цветопередача — 25 Ra;
при низких температурах светит менее ярко;
не переносит скачки напряжения (допустимый предел отклонения — 5%);
длительное время включения — от 5 до 15 минут, в зависимости от температуры окружающей среды.

Рекомендации: подходит для общего освещения улиц, придомовых территорий, дорог низкой и средней проходимости. Нежелательно применять для освещения скоростных автомагистралей в силу преобладания в излучении лампы красного спектра. Напротив, в условиях теплицы лампы 70 и 150 Вт оказывают благоприятное воздействие на растения.

Ртутные лампы высокого давления

ДРЛ — дуговая ртутная люминофорная лампа, газоразрядная лампа высокого давления. Наиболее распространённая мощность: 80, 125, 250, 400, 700, 1000 Вт. Цвет свечения — с синеватым отливом. Диапазон рабочих температур: от -20 С до +30 С.

относительно низкая стоимость;
относительно хорошая светоотдача — от 30 до 60 Лм/Вт, в зависимости от производителя;
традиционный источник уличного света — проверена временем;
допустимо колебание напряжения в сети в пределах 10-15% (сопровождается колебаниями светового потока в пределах 20-30%).

низкая цветопередача — 42 Ra;
долгий запуск при низких температурах;
длительное время включения в обычном режиме — от 5 до 15 минут;
падение светоотдачи на 50% к концу срока службы;
накаляется до 100 С;
интенсивное образование озона в процессе работы, т.е. при применении в помещении необходима хорошая система вентиляции.

Рекомендации: освещение дорог низкой и средней проходимости, придомовых участков, парков, аллей, площадей.

Металлогалогенные лампы высокого давления

МГЛ — металлогалогенная лампа, газоразрядная лампа высокого давления. Наиболее распространённая мощность: 70, 150, 250, 400, 1000, 2000 Вт. Цвет свечения — нейтральный белый, приближенный к естественному солнечному свету. Диапазон рабочих температур: от -20 С до +30 С.

хорошая светоотдача — в среднем 80 Лм/ Вт;
независимость технических характеристик от температуры окружающей среды;
цветопередача от 65 до 90 Ra, в зависимости от производителя (хорошим считается показатель 80 Ra и выше);
стабильный световой поток — снижение светоотдачи на конец срока службы составляет от 2 до 20%, в зависимости от модели лампы.

срок службы зависит от частоты включения (производиетелем для каждой модели предусмотрен определённый режим работы и «отдыха» лампы, при соблюдении которого срок службы будет максимальным).

Рекомендации: освещение автомагистралей, площадей, стадионов; художественная подсветка мостов и зданий. В качестве искусственного заменителя солнечного света возможно использовать для освещения зимних садов, оранжерей, аквариумов.

Схемы включения газоразрядных ламп

Искусственные источники освещения, использующие для выработки световых волн электрический разряд газовой среды в парах ртути, называют газоразрядными ртутными лампами.

Газ, закачанный в баллон, может находиться под низким, средним или высоким давлением. Низкое давление применяется в конструкциях ламп:

Высокое давление используется в лампах:

дуговой ртутной люминофорной (ДРЛ);

металлогенной ртутной с излучающими добавками (ДРИ) галогенидов металлов;

дуговой натриевой трубчатой (ДНаТ);

дуговой натриевой зеркальной (ДНаЗ).

Их устанавливают в тех местах, где необходимо освещать большие территории с малыми затратами электроэнергии.

Устройство лампы, использующей четыре электрода, схематично показано на картинке.

Ее цоколь, как и у обычных моделей, служит для подключения к контактам при вкручивании в патрон. Стеклянная колба герметично защищает все внутренние элементы от внешних воздействий. В ней закачан азот и размещены:

электрические проводники от контактов цоколя;

два токоограничивающих сопротивления, вмонтированные в цепь дополнительных электродов

Горелка выполнена в форме герметичной трубки из кварцевого стекла с закачанным аргоном, в которую помещены:

две пары электродов — основной и дополнительный, расположенные на противоположных концах колбы;

небольшая капелька ртути.

Источником света ДРЛ является разряд электрической дуги в среде аргона, протекающий между электродами в кварцевой трубке. Он возникает под действием приложенного к лампе напряжения в два этапа:

1. первоначально между близкорасположенными основным и зажигающим электродами начинается тлеющий разряд за счет движения свободных электронов и положительно заряженных ионов;

2. образование внутри полости горелки большого количества носителей зарядов приводит к быстрому пробою среды азота и образованию дуги через основные электроды.

Стабилизация пускового режима (электрического тока дуги и света) требует времени порядка 10-15 минут. В этот промежуток ДРЛ создает нагрузки, значительно превышающие токи номинального режима. Для их ограничения применяется пускорегулирующее устройство — дроссель.

Излучение дуги в парах ртути имеет голубой и фиолетовый оттенок и сопровождается мощным ультрафиолетовым излучением. Оно проходит через люминофор, смешивается с образуемым им спектром и создает яркий свет, приближенный к белому оттенку.

ДРЛ чувствительна к качеству питающего напряжения, а при его снижении до 180 вольт тухнет и не зажигается.

Во время дугового разряда создается высокая температура, передающаяся всей конструкции. Она влияет на качество контактов в патроне и вызывает нагрев подключенных проводов, которые из-за этого используют только с термостойкой изоляцией.

При работе лампы давление газов в горелке сильно увеличивается и осложняет условия для пробоя среды, что требует повышения приложенного напряжения. Если питание отключить и подать, то сразу лампа не запустится: ей надо остыть.

Схема подключения лампы типа ДРЛ

Четырехэлектродная ртутная лампа включается в работу через дроссель и предохранитель.

Плавкая вставка защищает схему от возможных коротких замыканий, а дроссель ограничивает ток, проходящий через среду кварцевой трубки. Индуктивное сопротивление дросселя подбирается по мощности светильника. Включение лампы под напряжение без дросселя приводит к ее быстрому перегоранию.

Конденсатор, включенный в схему, компенсирует реактивную составляющую, вносимую индуктивностью.

Внутреннее устройство лампы ДРИ очень похоже на то, которое используется У ДРЛ.

Но в ее горелке введена определенная доза добавок из гапогенидов металлов индия, натрия, таллия или некоторых других. Они позволяют увеличить выделение света до 70-95 лм/Вт и более с хорошей цветностью.

Колба выполняется в форме цилиндра или эллипса, показанного на рисунке ниже.

Материалом горелки может быть кварцевое стекло или керамика, которая обладает лучшими эксплуатационными свойствами: меньшее затемнение и больший срок службы.

Форма горелки в виде шара, используемая в современных конструкциях, повышает светоотдачу и яркость источника.

Основные процессы, происходящие при выработке света ламп ДРИ и ДРЛ совпадают. Отличие состоит в схеме зажигания. ДРИ не может запуститься в работу от приложенного напряжения сети. Ей этой величины недостаточно.

Для создания дугового разряда внутри горелки необходимо к межэлектродному пространству приложить высоковольтный импульс. Его образование возложено на ИЗУ — импульсное зажигающее устройство.

Как работает ИЗУ

Принцип действия устройства создания высоковольтного импульса условно можно представить упрощенной принципиальной схемой.

Рабочее напряжения питания подводится на вход схемы. В цепочке диода D, резистора R и конденсатора C создается зарядный ток емкости. По окончании заряда через конденсатор выдается импульс тока сквозь открывшийся тиристорный ключ в обмотку подключенного трансформатора Т.

В повышающей напряжение выходной обмотке трансформатора создается высоковольтный импульс величиной до 2-5 кВ. Он поступает на контакты лампы и создает дуговой разряд газовой среды, обеспечивающий свечение.

Схемы подключения лампы типа ДРИ

Устройства ИЗУ выпускаются для газоразрядных ламп двух модификаций: с двумя или тремя выводами. Для каждого из них создается своя схема подключения. Она приводится прямо на корпусе блока.

При использовании двухконтактного устройства фаза сети через дроссель подключается к центральному контакту цоколя лампы и одновременно на соответствующий вывод ИЗУ.

Нулевой провод подводится на боковой контакт цоколя и свой вывод ИЗУ.

У трехконтактного устройства схема подключения нуля остается такой же, а подвод фазы после дросселя изменяется. Она подключается через два оставшихся вывода на ИЗУ, как показано на картинке ниже: вход на устройство осуществляется через клемму «В», а вывод на центральный контакт цоколя через — «Lp».

Таким образом, в состав пускорегулирующей аппаратуры (ПРА) для ртутных ламп с излучающими добавками входят в обязательном порядке:

импульсное зарядное устройство.

Компенсирующий величину реактивной мощности конденсатор может входить в состав ПРА. Его включение определяет общее снижение потребления энергии осветительным устройством и продление срока эксплуатации лампы при правильно подобранной величине емкости.

Ориентировочно ее значение в 35 мкФ соответствует лампам с мощностью 250 Вт, а 45 — 400 Вт. При завышенной емкости возникает резонанс в схеме, который проявляется «миганием» света лампы.

Наличие в работающей лампе импульсов высокого напряжения определяет использование в схеме подключения исключительно высоковольтных проводов минимальной длины между ПРА и лампой, не более 1-1,5 м.

Это разновидность описанной выше лампы ДРИ, внутри колбы которой частично нанесено зеркальное покрытие для отражения света, которое формирует направленный поток лучей. Он позволяет фокусировать излучение на освещаемый объект и снижать световые потери, возникающие из-за переотражений.

Внутри колбы этой газоразрядной лампы вместо ртути используются пары натрия, расположенные в среде инертных газов: неона, ксенона или других, либо их смесей. По этой причине их называют «натриевыми».

За счет такой модификации устройства конструкторам удалось придать им наибольшую эффективность работы, которая доходит до 150 лм/Вт.

Принцип действия ДНаТ и ДРИ один и тот же. Поэтому схемы подключения их одинаковы и при соответствии характеристик ПРА параметрам ламп их можно использовать для зажигания дуги в обеих конструкциях.

Однако производители металл галогенных и натриевых ламп выпускают пускорегулирующие устройства под конкретные виды своих изделий и поставляют их в едином корпусе. Эти ПРА полностью налажены и готовы к работе.

Схемы подключения ламп типа ДНаТ

В отдельных случаях конструкции ПРА для ДНаТ могут иметь отличия от представленных выше схем запуска ДРИ и выполняться по одной из трех нижеприведенных схем.

В первом случае ИЗУ включено параллельно контактам лампы. После зажигания дуги внутри горелки рабочий ток не течет через лампу (см принципиальную схему ИЗУ), что экономит потребление электричества. При этом дроссель испытывает воздействие высоковольтных импульсов. Поэтому он создается с усиленной изоляцией для защиты от зажигающих импульсов.

Из-за этого схема параллельного включения используется с лампами маленькой мощности и импульсом зажигания до двух киловольт.

Во второй схеме применяется ИЗУ, работающее без импульсного трансформатора, а высоковольтные импульсы вырабатывает дроссель специальной конструкции, имеющий отвод для подключения к контакту лампы. Изоляция обмоток этого дросселя также усиливается: она подвергается воздействию высоковольтного напряжения.

В третьем случае используется метод последовательного подключения дросселя, ИЗУ и контакта лампы. Здесь высоковольтный импульс от ИЗУ не поступает на дроссель, а изоляция его обмоток не требует усиления.

Недостаток этой схемы в том, что ИЗУ потребляет повышенный ток, за счет чего происходит его дополнительный нагрев. Это обуславливает необходимость увеличения габаритов конструкции, которые превышают размеры предшествующих схем.

Этот третий вариант конструкции наиболее часто используется для работы ламп ДНаТ.

Во всех схемах может быть использована компенсация реактивной мощности подключением конденсатора так, как показано в схемах подключения ламп ДРИ.

Перечисленные схемы включения ламп высокого давления, использующих газовый разряд для свечения, обладают рядом недостатков:

заниженный ресурс свечения;

зависимость от качества питающего напряжения;

шум работающего дросселя и ПРА;

повышенное потребление электричества.

Большая часть этих недостатков устраняется применением электронных пусковых аппаратов (ЭПРА).

Они позволяют не только экономить до 30% электроэнергии, но и обладают возможностью плавного регулирования освещенности. Однако, стоимость таких устройств пока еще довольно высокая.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!