Лампа ДРЛ и ее особенности

На витринах магазинов, торгующих электротехническими товарами, рядом с привычными лампами накаливания и спиралями «экономок» можно увидеть необычные модели с белым непрозрачным стеклом и крупным цоколем типоразмера Е40 (хотя есть варианты и для Е27). Это лампы ДРЛ. Технические характеристики их настолько высоки, что, несмотря на весьма почтенный возраст технологии (первые были запущены в серию в далеких 50-х годах), все еще востребованы.

Они активно используются в производственных помещениях и для освещения улиц и даже в качестве источника света в зоне работы мостовых кранов, так как сопротивляемость к повреждению электродов у них выше, чем у других осветительных приборов.

Что такое лампа ДРЛ

Начнем, пожалуй, с аббревиатуры: сокращение расшифровывается как «дуговая ртутная лампа». Иногда букву «Д» расшифровывают как «дроссельная», но с появлением бездроссельных модификаций это стало верно лишь отчасти. Итак, ее внешняя колба выполнена из устойчивого к нагреву прозрачного стекла, покрытого с внутренней стороны слоем термостойкого люминофора (вещества, преобразующего ультрафиолетовое излучение в видимый глазом свет). Кстати, отсюда и белый цвет колбы. Внутри нее размещена герметичная трубка из высокопрочного кварцевого стекла, в которую заведены два или четыре электрода из вольфрама. Иногда эту конструкцию называют «горелкой», так как электрическая дуга формируется именно здесь. В этой трубке содержится немного жидкой ртути в атмосфере аргона, находящегося под высоким давлением. Ртутная лампа ДРЛ невероятно популярна прежде всего благодаря отличным эксплуатационным характеристикам. Например, световой поток лампочки накаливания мощностью 500 Вт составляет около 8400 люменов, а заявленный срок службы – всего лишь 1000 часов.

Для сравнения: лампа ДРЛ на 400 Вт выдает 24000 Лм, а продолжительность горения – не менее 15 тысяч часов. То есть, чтобы получить равное ей свечение необходимо установить 3 лампочки накаливания по полкиловатта каждая. Конечно же, в действительности столь долгое время работы редко достигается, так как по мере износа люминофора свечение уменьшается и лампу меняют на новую, даже если она еще может работать. В то же время среднестатистическая лампочка накаливания точно так же перегорает раньше, чем достигаются заветные 1000 часов эксплуатации.

Принцип работы

В модификациях с двумя электродами необходимо применение пуско-регулирующей аппаратуры (ПРА) – разрядник, конденсатор, выпрямитель и реактор. Часть элементов размещена внутри внешней колбы. Фактически, задача ПРА сводится к созданию первоначального импульса напряжения в несколько киловольт, необходимого для зажигания лампы, а также для дальнейшего ограничения потребляемого тока. Для того, чтобы лампа ДРЛ засветилась, нужно обеспечить появление между электродами внутренней кварцевой трубки электрической дуги. А так как величина напряжения пробоя газового промежутка намного больше, чем стандартные 220 В, то как раз для единовременного скачка и требуется ПРА.

После появления дуги ртуть в трубке переходит в газообразную форму. Так как нагрев газа в «горелке» неоднороден, то максимальная плотность тока приходится на центральную часть – формируется своеобразный шнур. Излучение от дуги попадает на слой люминофора, заставляя его светиться.

Нюансы использования

Хотя спектр электрической дуги частично видим невооруженным глазом, вместе с безобидным светом генерируется и ультрафиолетовое излучение. Поэтому в случае повреждения внешней колбы такая лампа ДРЛ должна быть незамедлительно утилизирована. Если же разбита "горелка", появляется дополнительная опасность в виде паров ртути.

После зажигания лампы и до установившейся интенсивности свечения проходит от 2 до 10 минут. За это время происходит полное испарение ртути и температурное уравновешивание участков. При низкой температуре окружающей среды продолжительность может увеличиваться. На время влияет и потребляемая мощность. Кроме того, если напряжение питания даже кратковременно снять, то повторный розжиг лампы происходит не сразу, а лишь тогда, когда температура колбы снизится. Это объясняется тем фактом, что с ростом нагрева увеличивается давление газа, что, в свою очередь, требует большего напряжения для пробоя промежутка.

И, наконец, нельзя не отметить, что свет, излучаемый лампой ДРЛ – пульсирующий. Так как частота сети составляет 50 Гц, то за единицу времени дуга меняет направление дважды, что в итоге дает около 100 Гц.

Хотя люминофор частично сглаживает мерцание, использование таких ламп в помещениях с вращающимися узлами (валы электродвигателей) должно быть ограничено во избежание возникновения стробоскопического эффекта.

Модификации

Существует несколько вариаций таких ламп. Выше мы рассматривали классическую схему с двумя электродами, однако есть и более совершенные, четырехэлектродные модели. Их основное отличие заключается в том, что в центральную трубку заводятся еще два проводника. Благодаря этому можно отказаться от использования внешнего ПРА, используя такую лампу в обычном светильнике, подходящем по габаритам и типу цоколя. Такие модели называются бездроссельными. При подаче питания 220 В между каждым основным и близко расположенным вспомогательным электродами возникает пробой. Пары ртути ионизируются, сопротивление газового промежутка уменьшается, что достаточно для появления основной дуги.

Ключевые параметры

Что следует принимать во внимание, выбирая лампы ДРЛ? Характеристики, конечно же. А они таковы:

• Электрическая мощность. Двухэлектродные модификации потребляют от 250 Вт до 1 кВт. Четырехэлектродные – от 80 до 1000 Вт.
• Тип цоколя. Обычно высокомощные снабжаются Е40, а более экономичные - Е27.
• Токовая нагрузка на сеть. Киловаттные потребляют до 8 А.
• Интенсивность светового потока. Это 3200 Люменов для 80 Вт и 52000 для 1 кВт.
• Срок службы и габариты.
• Необходимость использования ПРА.