Технические характеристики ламп ДРЛ и особенности утилизации

Существуют десятки разновидностей электрических ламп. Для освещения открытых территорий или больших помещений вроде складов и ангаров часто применяются лампы дуговые ртутные люминесцентные (ДРЛ).

О том, как они устроены и на что способны, поговорим в данной статье, тема которой — лампы ДРЛ: характеристики.

Описание

Для понимания того, что из себя представляет лампа ДРЛ, полезно ознакомиться с классификацией светильников такого рода. Итак:

1. Лампы, работающие за счет образования электрической дуги в газовой среде, называются газоразрядными. В отечественной терминологии их принято обозначать буквосочетанием РЛ (разрядная лампа).
2. Все разрядные лампы делятся на три типа: низкого (РЛНД), высокого (РЛВД) и сверхвысокого давления (РЛСВД).
3. Те из РЛ, в которых главным переносчиком заряда выступают пары ртути, называются ртутными.

В установившемся режиме парциальное давление паров ртути составляет:

• у ртутных ламп, относящихся к категории РЛНД: менее 100 Па;
• относящихся к категории РЛВД: 100 кПа;
• относящихся к категории РЛСВД: 1 МПа и выше.

Лампы ДРЛ относятся к категории РЛВД. Источником света в ней является горелка — трубка из кварцевого стекла или светопропускающей керамики, заполненная аргоном в строго определенном количестве с добавкой небольшой капли ртути или ртутного соединения, которое в холодном состоянии имеет вид шарика или налета на колбе.

Раньше в подобных лампах устанавливали два электрода. Но при таком исполнении для пробоя газовой среды с целью создания дуги требовалось слишком высокое напряжение. Из-за этого приходилось применять газовый разрядник, который имел гораздо меньший срок службы, чем сама лампа.

Впоследствии стали применять схему с 4-мя электродами: в разных концах лампы устанавливаются один основной и один зажигательный электроды. Напряжение подается одновременно и на основные электроды, и на каждую пару «основной-зажигательный». Газовый промежуток между основным и зажигательным электродами пробивается небольшим напряжением, поскольку он является коротким.

Возникший тлеющий разряд ионизирует газ, в результате чего быстро увеличивается количество частиц, способных переносить заряд. Их присутствие облегчает пробой большого промежутка между основными электродами: здесь также возникает тлеющий разряд, который тут же превращается в дуговой.

Переход на такую систему зажигания позволил вместо недолговечного газового разрядника применять пускорегулирующий дроссель, срок службы которого равен или превосходит срок службы лампы.

Электрическая дуга в среде ртутных паров производит ультрафиолетовый свет и видимый зеленовато-белый. Чтобы сбалансировать цветовое содержание света, горелку помещают в колбу, покрытую изнутри особым веществом — люминофором. Под действием ультрафиолетового излучения оно начинает светиться видимым красным светом, который в сочетании с зеленым дает близкое к белому свечение.

Попутно колба обеспечивает теплоизоляцию горелки, вследствие чего та быстрее разгорается.

Особенности ламп ДРЛ

Светильники этого типа обладают рядом положительных качеств:

1. Имеют высокий порог мощности, при этом она может быть и достаточно низкой.
2. Отличаются компактными размерами.
3. Отличаются высокой светоотдачей.
4. Имеют значительный ресурс.
5. Способны функционировать при низких температурах, что делает возможным применение их на улице.
6. Позволяют ощутимо снизить затраты на эксплуатацию и техобслуживание уличных фонарей.
7. Такая разновидность ДРЛ ламп, как ртутно-вольфрамовые, способна включаться без пускового устройства.

При этом осветительные приборы работают с некоторыми особенностями:

1. Разгораются постепенно, выходя на полную светимость за 7 – 15 мин. Объясняется это тем, что в холодной лампе ртуть конденсируется. Указанное время требуется для ее разогрева и полного превращения в пар.
2. Требовательны к качеству электроснабжения: при низком напряжении (80% от номинального или менее) включить ДРЛ лампу невозможно; если же она уже была включена, то при снижении напряжения потухнет. При уменьшении напряжения на 10% — 15% лампа продолжает гореть, но ее яркость сокращается на 25% — 30%.
3. Во время работы сильно греются. Из-за этого к проводам и контактам предъявляются высокие требования как по термостойкости, так и по качеству.
4. После выключения не включаются, пока полностью не остынут (требуется 10 – 15 мин). Дело в том, что в нагретом состоянии давление газа в колбе сильно повышается, вследствие чего значительно возрастает и напряжение пробоя газового промежутка. Напряжения сети для этой цели не хватает, пока лампа не остынет и давление в ней не снизится. Данная особенность ДРЛ ламп в сочетании с требовательностью к качеству электроснабжения представляет серьезный недостаток: при проседании напряжения, которое в электросетях время от времени случается, светильник тухнет и после этого включается только через четверть часа.
5. При работе издают жужжащий звук.

Характеристики

Выше свойства ламп ДРЛ были описаны в общих чертах, теперь же приведем точные их параметры:

1. КПД. У разных ламп меняется от 45% до 70%.
2. Мощность. Минимальная — 80 Вт, максимальная — 1000 Вт. Отметим, что для ртутных ламп это далеко не предел. Так, некоторые разновидности дуговых ртутных ламп могут иметь мощность 2 кВт, а ртутно-кварцевые светильники (ДРТ, ПРК) — 2,5 кВт.
3. Вес. Зависит от мощности светильника. Лампа ДРЛ-250 весит 183,3 г.
4. Показатель тактовой нагрузки сети. Максимальное значение, характерное для самых мощных ламп, составляет 8 А.
5. Световой поток. В зависимости от мощности варьируется в пределах от 40 до 59 лм/Вт. Так, осветительный прибор ДРЛ мощностью 80 Вт излучает свет силой 3,2 тыс. лм, светильник мощностью 1000 Вт — силой 59 тыс. лм.
6. Использование пускового механизма. В лампах ДРЛ пусковое устройство (дроссель) является обязательным. В нем не нуждаются только ртутно-вольфрамовые лампы, в которых имеется вольфрамовая нить накаливания.
7. Цоколь. ДРЛ лампы оснащаются цоколями двух типов: при мощности менее 250 Вт используется цоколь типа Е27, при мощности 250 Вт или большей — Е40.
8. Период эксплуатации. Полный ресурс лампы типа ДРЛ составляет 10 тыс. часов. Но нужно учитывать, что яркость лампы в течение всего этого срока не остается стабильной. В результате износа люминофора она постепенно снижается и к концу срока службы может упасть на 30% — 50%. Поэтому обычно лампы ДРЛ утилизируют раньше, чем они перестанут работать.

Полезно знать: у зарубежных производителей ртутные лампы обозначаются различными аббревиатурами:

• Philips: HPL;
• Osram: HQL;
• General Electric: MBF;
• Radium: HRL;
• Sylvania: HSL и HSB.

В международной же системе обозначений (ILCOS) лампы этого типа принято обозначать буквосочетанием QE.

Необходимо отметить, что ртутно-вольфрамовые лампы, которые включаются без пускового устройства и загораются сразу, во многом уступают лампам ДРЛ:

• имеют низкий КПД;
• дорого стоят;
• не обладают достаточной износостойкостью;
• имеют ресурс 7,5 тыс. часов.

Малый срок службы и низкий КПД объясняются присутствием нити накаливания. Но зато она улучшает цветопередачу, что позволяет применять такие лампы в бытовых помещениях.

Сегодня лампы ДРЛ успешно вытесняются металлогалогенными лампами (обозначаются буквосочетанием ДРИ), которые отличаются наличием в газовой смеси так называемых излучающих добавок. ДРИ так и расшифровывается — дуговая ртутная с излучающими добавками.

В этом качестве используются галогениды различных металлов — таллия, индия, натрия и некоторых других. Их присутствие способствует увеличению светоотдачи до 70 – 90 лм/Вт и даже выше. Намного лучше становится и цветность. Ресурс у ДРИ ламп такой же, как у ДРЛ — от 8 до 10 тыс. часов.

Выпускаются ДРИ лампы, колба которых частично покрыта изнутри зеркальным составом (ДРИЗ). Такой светильник весь производимый им свет подает в одном направлении, за счет чего его светоотдача с этой стороны значительно возрастает.

Техника безопасности

ДРЛ лампу нельзя просто выбросить, как обычную лампочку накаливания.

Присутствие в колбе ртути обуславливает необходимость специальных мер по утилизации.

Заниматься этим может только предприятие, имеющее соответствующую лицензию.

Компания, использующая ДРЛ или другие ртутные лампы, заключает с таким предприятием договор и собирает отслужившие свое приборы в специальном контейнере, за которым периодически приезжают утилизаторы.

Если выбрасывать ртутные лампы обычным способом, ртуть со временем отравит почву, а затем и воду.

Также из-за присутствия этого металла обращаться со ртутными лампами следует крайне осторожно: при разгерметизации колбы ртуть попадет в помещение и вызовет серьезные осложнения здоровья у находящихся там людей вплоть до летального исхода.