Общая информация о натриевых лампах

Разряд в парах натрия в зависимости от их давления при работе лампы может излучать либо монохроматиче­ский, т. е. одноцветный, желтый свет, либо свет, содер­жащий лучи разных цветов и создающий вполне удов­летворительную цветопередачу. Различают натриевые лампы низкого и высокого давления.

Схема устройства натриевой лампы.

Натриевые лампы низкого давле­ния

Конструкция натрие­вой лампы: к обоим концам U-образной трубки выполненной из специального боросиликатного стекла, устойчивого к воздействию паров натрия,впаяны оксидные электроды.

Трубка наполняется соответст­вующим количеством металлическо­го натрия и инертными газами — не­оном и аргоном. Разрядная трубка помещается в защитную рубашку из прозрачного стекла, обеспечиваю­щую тепловую изоляцию разрядной трубки от наружного воздуха и под­держание оптимальной температу­ры, при которой тепловые потери незначительны. В защитной рубаш­ке должен быть создан высокий ва­куум, так как от величины и под­держания в период работы лампы вакуума зависит КПД лампы. На конце наружной трубки укреплен цоколь, обычно штиф­товой, для присоединения к сети.

Схемы подключения натриевых ламп высокого давления.

Сначала при зажигании натриевой лампы возникает разряд в неоне, и лампа начинает светиться красным светом. Под влиянием разряда в неоне разрядная трубка нагревается и натрий начинает плавиться (темпера­тура плавления натрия 98°С). Часть расплавленного натрия испаряется, и по мере повышения давления па­ров натрия в разрядной трубке лампа начинает светить­ся желтым светом. Процесс разгорания лампы продол­жается 10—15 мин.

Натриевые лампы относятся к наиболее экономич­ным из существующих источников света. На КПД лампы оказывает влияние ряд факторов: температура разрядной трубки, теплоизоляционные свойства защит­ной рубашки, давление газов-наполнителей и др. Для получения наибольшего КПД лампы температура раз­рядной трубки должна поддерживаться в пределах 270—280° С. При этом давление паров натрия составляет 4*10-3 мм рт. ст. Повышение и понижение температуры против оптимальной приводит к снижению КПД лам­пы.

Для сохранения температуры разрядной трубки на оптимальном уровне необходимо лучше изо­лировать разрядную трубку от окружающей атмосферы. Применяемые в отечественных лампах съемные защит­ные трубки не обеспечивают достаточной теплоизоляции, поэтому изготавливаемая нашей промышленностью лампа типа ДНА-140, мощностью 140 вт, имеет световую отдачу 80—85 лм/вт. Сейчас разрабатываются натриевые лам­пы, у которых защитная трубка представляет собой одно целое с разрядной трубкой.Такая кон­струкция лампы обеспечивает хорошую теплоизоляцию и вместе с усовершенствованием разрядной трубки пу­тем устройства на ней вмятин дает возможность поднять световую отдачу ламп до 110—130 лм/вт.

Давление неона или аргона должно быть не более 10 мм рт. ст., так как при более высоком их давлении может наблюдаться перемещение паров натрия в одну из сторон трубки. Это приводит к снижению КПД лампы. Для предотвращения перемещения натрия в лампе на трубке предусматриваются вмятины.
Срок службы лампы определяется качеством стекла, давлением наполняющих газов, конструкцией и мате­риалами электродов и др. Под воздействием горячего на­трия, особенно его паров, стекло подвергается сильной эрозии.

Сравнительная шкала температур ламп.

Натрий — сильный химический восстановитель, поэтому, соединяясь с составляющей основой стекла, кремниевой кислотой, он ее восстанавливает до кремния, и стекло чернеет. Кроме того, стекло поглощает аргон. В конце концов в разрядной трубке остается один неон, и лампа перестает зажигаться. Средний срок службы лампы составляет от 2 до 5 тыс. ч.

Лампа включается в сеть с помощью автотрансфор­матора с большим рассеянием, который обеспечивает получение необходимого для зажигания лампы высокого напряжения холостого хода и стабилизацию разряда.

Основной недостаток натриевых ламп низкого давления — одноцветность излучения, что не позволяет
использовать их для целей общего овещения в производственных условиях, из-за значительного искажения цвета предметов. Весьма эффективно приме­нение натриевых ламп для освещения, транспортных подъездных путей, автострад и в ряде случаев наружного ар­хитектурного освещения в городах. Отечественная промышленность выпускает натриевые лампы в ограни­ченном количестве.

Натриевые лампы высокого давле­ния

По внешнему виду они напомина­ют лампы типа ДРЛ. Внутри стеклян­ной колбы, имеющей эллиптическую или цилиндриче­скую форму, размещена разрядная трубка с двумя электродами и выводами, присоединенными к резьбо­вому цоколю. В отличие от натриевых ламп низкого давления эти лампы излучают приятный золотисто-бе­лый свет. Стекло не может быть использовано для изго­товления трубки натриевых ламп высокого давления вследствие очень сильного действия на него паров на­трия. В качестве материала для изготовления разряд­ной трубки применяется поликристаллическая окись алюминия (поликор).

Схема сравнения натриевых ламп.

Очень чистый порошок окиси алю­миния формуется в виде трубки и спекается при высо­кой температуре. Трубка из поликора пропускает до 90% видимого излучения и является весьма устойчивой к воздействию паров натрия. Для лампы мощностью 400 вт трубка имеет внутренний диаметр 7,5 мм и длину 80 мм. Вводы в разрядную трубку выполняются из мо­либдена. Электроды на концах этих трубок представ­ляют собой молибденовый керн с навитой на него спи­ралью из вольфрама.

Наряду с натрием в разрядную трубку вводятся аргон для облегчения зажигания разряда и ртуть для повышения световой отдачи лампы. В рабочем состоя­нии давление паров ртути составляет от 2 до 20 ат. В не­которых образцах ламп в трубку вводился ксенон при давлении 20 мм рт. ст., что увеличивает ее световую отдачу.

http://fazaa.ru/www.youtube.com/watch?v=dNhqhKjignk

В отличие от натриевых ламп низкого давления в лампах высокого давления максимум световой отдачи имеет место при давлении паров натрия 200 мм рт. ст. Световая отдача составляет от 90 до 110 лм/вт, а срок службы 3—6 тыс. ч.

Для получения высоких световых параметров на­триевых ламп необходимо очень тщательно поддержи­вать тепловой режим. Поэтому воздух из наружной кол­бы удаляется, и там создается высокий вакуум. Лампа включается в сеть с последовательным индуктивным бал­ластом. Напряжение сети питания 240 в. Напряжение зажигания 1 800 в. Пускорегулирующий аппарат обеспе­чивает пик напряжения 2,5 кв при рабочем токе порядка 3 а. Время разгорания лампы не превышает 2—3 мин. Время охлаждения для повторного зажигания — 3 мин.

http://fazaa.ru/www.youtube.com/watch?v=26vlOOQPfPY

На световые и электрические параметры лампы практи­чески не оказывают влияния колебания температуры окружающей среды. Лампы могут эксплуатироваться в вертикальном и горизонтальном положениях.