Модерне натријумске лампе високог притиска

Натријумске сијалице високог притиска (ХПЛ) су један од најефикаснијих извора светлости и већ данас имају светлосну ефикасност до 160 лм/В при снази од 30 — 1000 В, њихов радни век може премашити 25.000 сати. Мала величина светлосног тела и висока осветљеност натријумских лампи високог притиска значајно проширују могућности њихове примене у различитим расветним уређајима са концентрисаном дистрибуцијом светлости.

Типично, натријумске лампе високог притиска раде са индуктивним или електронским пригушницама. Натријумове лампе високог притиска се пали помоћу специјалних упаљача који емитују импулсе до 6 кВ. Време паљења лампе је обично 3 до 5 минута.

Предности модерних натријумових сијалица високог притиска укључују релативно мали пад светлосног флукса током радног века, што је, на пример, за лампе снаге 400 В 10-20% за 15 хиљада сати са 10-сатним горењем. циклус. За лампе које раде чешће, пад светлосног тока се повећава за приближно 25% за свако удвостручење циклуса.Исти однос важи и за израчунавање смањења радног века.

Опште је прихваћено да се ове лампе користе тамо где је економичност важнија од тачне репродукције боја. Њихово топло жуто светло је прилично погодно за осветљење паркова, трговачких центара, путева, а у неким случајевима и за декоративно архитектонско осветљење (Москва је одличан пример за то). Развој ових извора светлости у последњој деценији довео је до драматичног проширења могућности њихове употребе због појаве нових типова излаза, као и сијалица мале снаге и сијалица са побољшаним приказом боја.

1. Натријумске лампе високог притиска са побољшаним приказом боја

Натријумске лампе високог притиска су тренутно најефикаснија група извора светлости. Међутим, стандардне натријумске сијалице високог притиска имају низ недостатака, од којих је, пре свега, потребно приметити јасно погоршане особине приказивања боје, које карактерише низак индекс приказа боје (Ра = 25 — 28) и ниска боја. температура (Ттсв = 2000 — 2200 К).

Проширене натријумове резонантне линије изазивају златно жуту емисију. Приказ боја натријумових сијалица високог притиска сматра се задовољавајућим за спољно осветљење, али недовољним за унутрашње осветљење.

Побољшање перформанси боје натријум сијалица високог притиска је углавном због повећања притиска натријумове паре у горионику како се повећава температура хладне зоне или садржај натријума у ​​амалгаму.(амалгам — течни, полутечни или карбидни метал са живом), повећање пречника издувне цеви, увођење зрачећих адитива, наношење фосфора и интерферентних премаза на спољашњу сијалицу и напајање лампи високофреквентном импулсном струјом. Смањење светлосног тока се компензује повећањем притиска ксенона (тј. смањењем проводљивости плазме).

Многи стручњаци раде на проблему побољшања спектралног састава зрачења натријумових сијалица високог притиска, а велики број страних компанија већ производи висококвалитетне лампе са побољшаним параметрима боје. Дакле, у номенклатури водећих компанија као што су Генерал Елецтриц, Осрам, Пхилипс постоји широка група натријумових лампи са побољшаним својствима приказивања боја.

Такве лампе са општим индексом приказивања боја Ра = 50 — 70 имају 25% мању светлосну ефикасност и упола краћи век трајања у поређењу са стандардним верзијама. Вреди напоменути да су главни параметри натријумових лампи високог притиска прилично важни за промене напона напајања. Дакле, са смањењем напона напајања за 5-10%, снага, светлосни ток, Ра губе од 5 до 30% својих номиналних вредности, а када напон порасте, животни век нагло опада.

Покушаји да се пронађе економичан аналог лампе са жарном нити довели су до стварања нове генерације натријумових лампи. Недавно се појавила породица натријумових лампи мале снаге са побољшаним приказом боја. Пхилипс је представио серију 35-100 В СДВ сијалица са Ра = 80 и хрома емисије је блиска оној код сијалица са жарном нити. Светлосна ефикасност лампе је 39 — 49 лм / В, а система лампе — баласт 32 — 41 лм / В.Таква лампа се може успешно користити за стварање декоративних светлосних акцената на јавним местима.

° Асортиман сијалица ОСРАМ ЦОЛОРСТАР ДСКС, заједно са ПОВЕРТРОНИЦ ПТ ДСКС електронском контролном јединицом, је потпуно нови систем осветљења који омогућава, користећи исту лампу, промену температуре боје. Промена температуре боје са 2600 на 3000 К и назад се врши помоћу електронске пригушнице са посебним прекидачем. Ово вам омогућава да креирате светли ентеријер за експонате приказане у витринама које одговарају добу дана или годишњем добу. Лампе ове серије су еколошки прихватљиве, јер не садрже живу. Трошкови инсталације осветљења направљених од таквих комплета су 5-6 пута већи од цене халогених сијалица са жарном нити.

Модификована верзија ЦОЛОРСТАР ДСКС система, ЦОЛОРСТАР ДСКС2, развијена је за спољашњу расвету. Заједно са посебним баластом, светлосни ток система се може смањити на 50% номиналне вредности. Ова серија лампи такође не садржи живу.

Натријумске сијалице ниске снаге високог притиска

Међу тренутно произведеним натријумовим лампама високог притиска, највећи удео отпада на лампе снаге 250 и 400 вати. При овим снагама ефикасност лампи се сматра максималном. У последње време, међутим, дошло је до значајног пораста интересовања за натријумове сијалице мале снаге због жеље да се уштеди електрична енергија заменом сијалица са сијалицама са пражњењем мале снаге у унутрашњем осветљењу.

Минимална снага натријумових сијалица високог притиска коју постижу стране компаније је 30 — 35 В.Фабрика сијалица са гасним пражњењем у Полтави савладала је производњу натријумових сијалица мале снаге снаге 70, 100 и 150 В.

Потешкоће у стварању натријумових лампи мале снаге повезане су са преласком на мале струје и пречнике цеви за пражњење, као и са повећањем релативне дужине електродних површина у поређењу са растојањем између електрода, што доводи до веома високог осетљивост лампе на начин напајања, на одступања у пројектним димензијама издувне цеви и цеви и квалитет материјала. Због тога се у производњи натријумових сијалица мале снаге повећавају захтеви за усаглашеност са толеранцијама за геометријске димензије склопова издувних цеви, за чистоћу материјала и тачност дозирања елемената за пуњење. Основне технологије већ постоје за савладавање масовне производње ових економичних, дуготрајних извора светлости.

ОСРАМ такође нуди серију сијалица мале снаге за које није потребан упаљач (горионици садрже Пенингову мешавину). Међутим, њихова светлосна ефикасност је 14-15% нижа од оне код стандардних лампи.

Једна од предности сијалица које не захтевају импулсни упаљач је могућност уградње у живине лампе (под другим неопходним условима). На пример, лампа НАВ Е 110 са светлосним током од 8000 лм је прилично заменљива са живином лампом типа ДРЛ -125> са номиналним светлосним током од 6000 - 6500 лм. Слична унутрашња дешавања одавно се користе у нашој земљи. Тренутно, ЛИСМА ОЈСЦ, на пример, производи лампе ДНаТ 210 и ДНаТ 360, намењене као директна замена за ДРЛ 250 и ДРЛ 400, респективно.

НЛВД без живе

Последњих година учињени су запажени напори у области заштите животне средине у многим земљама. Једна област ових напора је да се смањи или избегне појава токсичних једињења тешких метала (нпр. жива) у индустријским готовим производима. Тако се медицински термометри који садрже живу постепено замењују онима без живе.

Исти тренд је распрострањен у области технологија производње извора светлости. Садржај живе у флуоресцентној лампи од 40 вати пао је са 30 мг на 3 мг. Код натријумових сијалица високог притиска овај процес не напредује тако брзо и због тога што жива у великој мери повећава ефикасност ових извора светлости, који су данас препознати као најекономичнији.

Чини се да постојеће и развијајуће лампе без живе имају светлу будућност. Већ поменута серија Осрам ЦОЛОРСТАР ДСКС лампе не садржи живу, што је велико достигнуће компаније. Ове лампе, заједно са специјалним електронским пригушницама, представљају системе посебне намене где ефикасност и једноставност нису на првом месту.

Силваниа линија лампи без живе је одавно позната. Произвођач посвећује посебну пажњу побољшаним особинама приказивања боја, упоређујући их са стандардним аналогима сопствене производње.

Не тако давно је објављен развој инжењера компаније Матсусхита Елецтриц (Јапан), који је НЛВД без живе са високим приказом боја који не захтева посебан пулсни баласт.

На крају радног века традиционалне лампе, боја зрачења поприма ружичасту нијансу, због промене односа натријума и живе у амалгаму.Ова нијанса не ствара посебно пријатан утисак, за разлику од жућкасте боје тест лампе под истим условима. Како температура боје расте, Ра прво расте до максималног нивоа (на Т = 2500 К), а затим пада.

Да би смањили одступање, програмери су променили притисак ксенона и унутрашњи пречник горионика. Закључено је да се одступање од линије црног тела смањује са повећањем притиска ксенона, али се повећава напон паљења. При притиску од 40 кПа, напон паљења је око 2000 В, чак и ако се узме у обзир присуство кола које то олакшава. Када се унутрашњи пречник промени са 6 на 6,8 мм, одступање од црне линије каросерије се смањује, али се смањује светлосна ефикасност, што је неприхватљиво за задатак.

Натријумова лампа са високим Ра без живе има скоро исте карактеристике као и њена пандана која садржи живу. Лампа без живе има 1,3 пута дужи животни век.

Лампе за осветљење високог притиска од 150 В са високим индексом приказивања боја: а — без живе, б — уобичајена верзија.

Натријумске лампе високог притиска са два горионика

Недавна појава серијских узорака натријумових сијалица високог притиска са паралелно повезаним горионицима бројних водећих произвођача сугерише да је овај правац обећавајући, јер такво решење не само да доприноси значајном повећању века трајања лампе, већ и уклања сложеност. тренутног поновног паљења, проширује потенцијал за комбиновање горионика различите снаге, спектралног састава итд.

Упркос наведеном солидном веку трајања, питању издржљивости ових лампи треба приступити са опрезом.Век трајања такве лампе се заиста удвостручује само ако лампе горионика светле непрекидно током целог века трајања лампе. У супротном, на крају ресурса, радни горионик често почиње да делимично заобилази други (овај феномен се понекад назива електричним «цурењем»; у овом случају, разређени гас у спољашњој сијалици је прекинут напоном импулса паљења ), па стога могу настати потешкоће са његовим паљењем.

Натријумске лампе високог притиска са високонапонским упаљачом

Јапански инжењери (Тосхиба Лигхтинг & Тецхнологи нуде оптимално, са њихове тачке гледишта, решење за отклањање горе наведених појава у лампи са два горионика. Дизајн лампе садржи две сонде за паљење које обезбеђују паљење одређеног горионика када напајају се позитивни или негативни импулси. Пригушнице за такве лампе садрже два намотаја. Коло је прилично једноставно и јефтино. Због оваквог дизајна лампе горионика светле наизменично. Наизменичним паљењем горионика обезбеђује се мање „старење“ горионика и значајно повећава укупан рад Инжењери из исте компаније нуде лампу са уграђеним упаљачом која не захтева сложену шему управљања.

Неки трендови у развоју натријумових лампи високог притиска

У којим правцима дизајнери и истраживачи траже ефикасна решења за натријумове лампе високог притиска? Да бисмо одговорили на ово питање, прво морамо да се позабавимо очигледним недостацима ових лампи који се односе на визуелни комфор, једноставност и неопходну електричну сигурност конструкције.Међу њима се може разликовати неколико главних: лоша својства приказивања боје, повећана пулсација светлосног тока, висок напон паљења и још више — поновно паљење.

Судећи по карактеристикама лампи са високим приказом боја, програмери су успели да се приближе оптималном за ову групу извора светлости. Борба против таласања зрачења, које достиже 70-80% у натријумовим лампама високог притиска, обично се спроводи уобичајеним методама, као што су укључивање лампи у различитим фазама мреже (у инсталацијама са много лампи) и снабдевање струјом високе фреквенције. . Употреба специјалних електронских пригушница практично елиминише овај проблем.

Уређаји за импулсно паљење (ИЗУ) који се тренутно користе са већином НЛВД - ПРА комплета компликују рад сијалица и повећавају цену лампе - ПРА комплета. Импулси паљења ИЗУ негативно утичу на баласт и лампу, постоје превремени кварови ових уређаја. Због тога програмери траже начине да смање напон паљења, што вам омогућава да напустите ИЗУ.

Проблем обезбеђивања тренутног поновног паљења обично се решава на два начина. Могуће је користити упаљаче који емитују импулсе повећане амплитуде, или користити поменуту лампу са два горионика, за коју нису потребни такви уређаји.

Радни век натријумских лампи се сматра најдужим међу изворима светлости високог интензитета. Међутим, у овој области дизајнери желе да постигну најбоље.Познато је да радни век и пад светлосног флукса током рада зависе од брзине којом натријум напушта горионик. Цурење натријума из пражњења доводи до обогаћивања састава амалгама живом и повећања напона лампе на (150 — 160 В) док се не угаси. Много истраживања, развоја и патената је посвећено овом проблему. Међу најуспешнијим решењима вреди напоменути дозатор амалгама из ГЕ, који се користи у серијским лампама. Дизајн дозатора обезбеђује стриктно ограничен проток натријум амалгама у цеви за пражњење током читавог века трајања лампе.Као резултат тога, животни век се повећава, затамњење крајева цеви се смањује, а светлосни ток остаје скоро константна (до 90% првобитне вредности) .

Наравно, истраживање и усавршавање натријумових сијалица високог притиска још није завршено, те стога треба очекивати нова, евентуално ексклузивна решења у великој породици ових перспективних извора светлости.

Коришћени материјали из књиге „Уштеда енергије у осветљењу“. Ед. Проф. И. Б. Еисенберг.