Главная · Освещение · Импульсное зажигательное устройство. Схемы включения газоразрядных ламп.

Импульсное зажигательное устройство. Схемы включения газоразрядных ламп.

Ни одно подключение любой газоразрядной лампы не обходится без балласта. Натриевые лампы также требуют подключения с балластом. Это необходимо для того, чтобы лампа высокого давления нормально разогрелась и бесперебойно работала. Балластом для натриевых ламп является индуктивные и электронные пускорегулирующие аппараты и импульсное зажигающее устройство (ИЗУ). Время зажигания лампы колеблется от трёх до пяти минут. Полной мощности натриевые лампы достигают через десять минут. Во время зажигания лампы номинальное значение тока превышается почти в два раза.

Балластный индуктивный дроссель натриевых ламп

Он считается самым распространённым пускорегулирующим аппаратом в настоящее время. Дроссель необходим для ограничения подачи и стабилизации тока. Импульсные устройства применяются непосредственно для зажигания лампы. Когда натриевая лампа включается, устройство подаёт на электроды мощные импульсы, имеющие высокое напряжение. Импульс обеспечивает пробой в газовой смеси. Само устройство зажигания имеет вид небольшого блока. Дроссель необходим для длительного срока службы лампы, а также для хорошей светоотдачи.

Существуют также и различные схемы для подключения ламп. Натриевые лампы широко применяются во всевозможных сферах хозяйства. В основном их используют для уличных освещений, так как лампы имеют недостаточную передачу цветового спектра.

Такие натриевые уличные лампы приходят на смену дуговым ртутным люминесцентным лампам. Натриевые лампы имеют необходимый балласт, который уже коммутируется с ними. Это означает, что когда необходимо использовать светильник, то подключение ограничивается подачей напряжения сразу на клеммы светильника.

Схемы натриевых ламп

Для того чтобы заниматься самостоятельной сборкой схемы подключения необходимо наличие дросселя и зажигающего импульсного устройства. Дроссели с двойной обмоткой в нынешнее время уже изжили себя и их практически нигде не применяют. Предпочтительнее применять дроссель с одной обмоткой.

Производители импульсных устройств делают их и с тремя и с двумя выводами. Схемы подключения могут различаться между собой из-за этого. Практически на каждом корпусе зажигающего устройства изображается определённая схема, по которой и будет подключаться натриевая лампа.

Конденсатор натриевых ламп

Натриевые лампы высокого давления потребляют реактивную мощность. Поэтому, не лишним будет включить в схему специальный конденсатор C, который позволяет подавлять помехи и снижает пусковой ток. Конденсатор необходим в том случае, когда отсутствует компенсатор фазы.


Для дросселей натриевых трубчатых ламп высокого давления (ДНаТ-250) оптимальная ёмкость конденсаторов составляет 35 мкф. Для ДНаТ-400 подходит на 45 мкф. Следует использовать конденсаторы с обозначенным напряжением не менее 250 В. Тип конденсатора должен быть сухим.

Если лампы подключаются самостоятельно, стоит учитывать, что нельзя превышать длину провода, который соединяет балласт с лампой, больше чем один метр.

И в заключение о балласте. Самыми лучшими пускорегулирующими устройствами считаются электронные виды. Они имеют больше преимуществ, чем индуктивные ПРА, но и стоимость их гораздо выше.

Фотосинтез - это краеугольный камень питания растений. И первая половина этого слова "фото" недвусмысленно говорит нам об участии в этом процессе света. Занимаясь выращиванием растений на гидропонике в домашних условиях, вы обязательно столкнётесь с необходимостью создания искусственного освещения для ваших зелёных насаждений. Не спорю, бывают условия естественного освещения, близкие к идеальным: большие окна, солнечная сторона, отсутствие домов напротив окон, южные широты, вечное лето... Но в большинстве случаев необходимость как-минимум досветки искусственным светом всё-же имеется.

И нам необходимо выбрать - какой же тип искусственного освещения использовать. Помимо бытовых критериев выбора типа ламп, таких как стоимость, КПД, удобство применения, для гровера существует ещё один важный критерий - спектр излучения лампы. Про спектры на нашем сайте уже есть , но, вкратце, суть в том, что растения нуждаются в свете определённых длин волн - в основном в районе красной и синей частях спектра. А лампы как-раз сильно отличаюся по этому показателю, и большая часть ламп, существующих на современном рынке, отсеивается именно в связи с несоответствием этому требованию. К ним относятся лампы накаливания, ультрафиолетовые, большинство галогенных ламп и некоторые другие.

Типы ламп для растений

Но существуют лампы более-менее удовлетворяющие потребностям растений, и которые успешно используются в домашнем и промышленном растениеводстве. К ним относятся:

  • Некоторые энергосберегающие лампы.
    Они малоэффективны, но их можно использовать при близком расположении к растениям и большом количестве ламп. Разные "энергосберегайки" различаются по спектру, поэтому с ними надо экспериментировать, и выбирать те, на которые растения реагируют лучше всего.
  • Люминесцентные лампы.
    Бывают различного спектра, подходящие и не очень. В растениеводстве рекомендуется использовать лампы T5 и T8. Также требуют близкого расположения к растениям, и большого количества ламп. Часто используются как дополнение к основному свету, либо как основное освещение для выращивания рассады.
  • Светодиоды, LED.
    Недавно появились на рынке и весьма перспективны, но в настоящий момент их активное использование сдерживается высокой стоимостью светильников.
  • Ртутные лампы высокого давления, ДРЛ.
    Могут использоваться как основной свет, но имеют свои недостатки: назкая светоотдача и высокая температура.
  • Металло-Галогенные лампы, МГЛ, ДРИ.
    Активно используются как основное и дополнительное освещение. В своём спектре имеют много синего света, который используется растениями на вегетативной стадии роста. Поэтому эти лампы хороши при выращивания растений, в которых ценится зелёная часть.
  • Натриевые лампы высокого давления, ДНаТ.
    Самые популярные и активно используемые лампы на настоящий момент. По спектру хорошо подходят для выращивания плодоносящих растений. Как и другие лампы, тоже имеет свои минусы: некоторый недостаток синей составляющей спектра (решается досветкой другими лампами), и сильное нагревание при работе.

Запуск ДНаТ

В силу своего устройства, лампу ДНаТ нельзя подключать напрямую к нашей домашней электрической сети - для зажигания холодной лампы напряжения сети недостаточно. К тому же, ток дуги лампы требуется ограничивать. Поэтому лампы ДНаТ используются совместно с Пуско-Регулирующими Аппаратами (ПРА) - электромагнитными (ЭмПРА) и электронными (ЭПРА) .

В западной терминологии эти устройства называются балластами - Magnetic Ballast и Digital Ballast, соответственно. Про электронные балласты зарубежного производства мы можете почитать в , а здесь мы рассмотрим устройство и процесс самостоятельной сборки электромагнитного балласта.

Устройство и сборка ПРА - пуско-регулирующего аппарата для лампы ДНаТ

Итак, в ПРА используется всего три составляющих:

  • Индуктивный дроссель. Он как-раз ограничивает ток дуги. Стоимость от 600 руб , зависит от производителя, мощности. Мощность дросселя должна соответствовать мощности лампы. Т.е. для лампы ДНаТ 250 ищем в магазине дроссель мощностью 250 Вт.
  • ИЗУ - импульсное зажигающее устройство. Сразу же после включения оно генерирует импульсы напряжением несколько тысяч вольт, которые и создают дугу. Стоимость от 300 руб . При покупке таже обращаем внимание на мощность. ИЗУ имеют диапазон мощностей, например 35-400 Вт. Смотрим, чтобы мощность нашей лампы попадала в этот диапазон.
  • Фазокомпенсирующий конденсатор. Этот компонент может остутствовать, но его использование даёт дополнительнае преимущества. Стоимость от 150 руб . Про параметры конденсаторов будет сказано ниже.

При покупке дросселя и ИЗУ уточнайте у продавцов, подходят ли предлагаемые ими товары для использования с лампами ДНаТ. По некоторым сведениям, для ламп ДНаТ и ламп ДРИ используются разные компоненты. Буду рад компетентному мнению по этому вопросу в комментариях к этой статье .

Все компоненты можно найти в продаже на рынках электрики. Компоненты существуют как отечественного, так и зарубежного (Израиль, Германия) производства. В интернете, как водится, ругают отечественные, и хвалят импортные.

Схемы ПРА выглядят следующим образом:


Представлены варианты с двух- и трёхконтактными ИЗУ - и те и другие встречаются в продаже. На третьей схеме показан вариант с применением фазокомпенсирующего конденсатора (на схеме обозначен С ). В схему с трёхконтактным ИЗУ конденсатор подключается точно также, параллельно. На ИЗУ и на дросселе вы увидите похожие схемы, но более подробные, с обозначением маркировок контактов ваших конкретных устройств. Обязательно следуйте этим маркировкам! При достаточной внимательности проблем во время сборки возникнуть не должно.

При сборке и использовании этих цепей необходимо обратить внимание на то, по какому проводу подаётся фаза. Изучая материалы в интернете, я пришёл к выводу, что это важный момент (если я не прав, поправьте меня в комментариях). Решая этот вопрос, я пометил вилку и розетку, обозначив на них фазу.

Также при сборке схемы удобно пользоваться цветами проводов. Это ускоряет монтаж, и устраняет необходимость их прозванивать. Правила такие:

Для соединения трёх проводов в одной точке (ноль от лампы, от ИЗУ и от вилки), удобно использовать трёхконтактный клеммник.

Все электрические соединения выполняются толстым многожильным проводом, пайки (если имеются) должны быть надежными. Винты в соединительных колодках должны затягиваться плотно, но без чрезмерных усилий - чтоб не сломать колодку.

Вот так выглядит собранный ПРА для ДНаТ 250 у меня:


Конденсатор в схеме ПРА

Вы вероятно заметили, что в своей цепи я не использовал конденсатор. К сожалению, я его просто не нашёл в продаже. Зачем нужен конденсатор в схеме ПРА для ДНаТ, ведь цепи работают и без него? Суть в том, что использование фазокомпенсирующего конденсатора позволяет уменьшить нагрузку на вашу домашнюю электропроводку и на цепь вашего осветительного устройства в частности. Более подробно и очень показательно о преимуществах использования фазокомпенсирующего конденсатора вам расскажут на этом видео .

Ёмкость конденсатора для нашей цепи подбираем по такой таблице:

Мощность лампы Конденсатор 220 В ~ 50 Гц 150 Вт20 мкФ250 Вт32 мкФ400 Вт45 мкФ600 Вт60 мкФ1000 Вт85 мкФ

Безопасность

В связи с конструктивными особенностями лампы ДНаТ, при экспериментах с ней и её дальнейшем использовании следует соблюдать меры предосторожности:

  • Нельзя выключать лампу сразу после включения. Она должна погореть минуту-другую. После кратковременного отключения лампа "зависает", и уже не включается. Для включения требуется отключать лампу от сети и давать ей "отдохнуть".
  • Обеспечьте лампе хорошую вентилляцию. Температура работающей лампы ДНаТ намного превышает 100 градусов С (по некоторым источникам, до 1000 градусов!). Поэтому хорошая вентилляция - это не только гарантия хорошего самочуствия ваших "растишек", но и вашей личной безопасности. Не касайтесь работающей лампы и её отражателя.
  • Старайтесь не касаться лампы в принципе. Перед установкой протрите лампу чистой мягкой тканью, не беритесь за лампу голыми руками. Лучше всего использовать матерчатые перчатки. Дело в том, что из-за той же высокой температуры, любой посторонний налёт (жиры, вода) на колбе лампы может вызвать её взрыв. В сети много об этом пишут, но вот вам замечательное видео на эту тему.
  • В зависимости от мощности, балласт также может сильно нагреваться - от 80 до 150 градусов. Поэтому вопрос защиты от высокой температуры балласта надо вам как-то решить. Скажем, изолировать ПРА в надёжном огнеустойчивом корпусе, предотвратить попадание на него бумаги, ткани, сухих листьев.
  • Соблюдайте общую технику безопасности при работе с электричеством. Исключите возможность попадания на балласт воды, уберите его подальше и подвесьте повыше. Провода должны иметь целую изоляцию, лучше применить специальный провод для суровых условий. Помните, что в момент зажигания лампы ИЗУ вырабатывает импульсы очень высоко напряжения. Это кроме "обычных" 220 вольт, которые присутствуют по всей схеме.

GORSHKOFF.TV

В этой статье я несколько раз упоминал видео из замечательного канала на YouTube GORSHKOFF.TV . Пожалуй, это лучший научно-популярный (не побоюсь этого слова) канал, посвящённый гидропонике, из тех, которые я встречал! Я вам всем очень рекомендую пересмотреть все видео канала, а сам с нетерпением жду появления новых познавательных материалов, а также выражаю глубокую благодарность за эту активность лично

(322 votes, average: 4,83 out of 5)

Лампы ДНаТ: источник света, который слишком рано списали на пенсию.

Как мы и обещали, наконец созрела статья про лампы ДНаТ (Дуговая Натриевая Трубчатая высокого давления). Все, кто работал или работает в области светотехники, слышали об этом монстре. Но если кто не слышал, объясним на пальцах: лампы ДНаТ - это как автомат Калашникова для освещения улиц и досветки растений - проверенный временем и надежный, но не лишенный недостатков источник света.

Собственно, эта статья про лампы ДНаТ скорее для начинающих; материал, изложенный грамотно, но доступным языком: без принципиальных схем подключения и полной разблюдовки основ поддержания столба разряда в горелке лампы ДНаТ. Но и специалистам, мы уверены, набросок понравится.


Почти 100% автодорог мира (никто, конечно, не подсчитывал) до недавнего времени освещали лампы ДНаТ, пока их не начали выпиливать с опор в пользу светодиодных светильников. Однако, даже сейчас, бывалые проектировщики предпочитают от греха подальше впихнуть в проект натриевый светильник, ибо светодиодка 1. реально дороже, 2. не на столько уж энергоэффективней и 3. до сих пор непредсказуема, т.к. количество просто зашкаливает. Но об этом позже.


Лампы ДНаТ бывают разных мощностей - от 50 до 1000 Вт (редко, но встречаются мощностью 2000 и 4000 Вт), что как бы намекает на их «промышленное» применение, нежели «бытовое». В основном лампы ДНаТ используют в светильниках для освещения улиц и дорог, реже - на производствах в купе с источниками света белого света (например со светильниками на МГЛ для достижения более теплого света и большей энергоэффективности). В самых извращенных случаях их ставят на производство в чистом виде. И то - до первой травмы или звонка «куда следует».


Но самое незаменимое применение - освещение теплиц, или досветка растений (что, собственно, одно и то же, но второе - по-научному).

Терминология

Вот за что мы не любим Википедию, так за то, что там пишут либо поверхностно, и не понятно, либо занудно и со всеми подробностями - что для для непосвященных тоже не понятно. Самое обидное, что суть названия лампы ДНаТ в ней дают лишь в качестве расшифровки аббревиатуры, однако тут все намного интереснее.

Лампы ДНаТ во всем мире (кроме России) называют так, как они и должны называться - HPS Lamp (High-Pressure Sodium Lamp), то есть натриевые лампы высокого давления (НЛВД). Они у нас тоже так называются, но этот термин никто не использует. В Советском Союзе, когда только появились НЛВД, их стали производить различные заводы. Модификации и мощности были разные и их нужно было как-то отличать.


Различий действительно было много: форма (эллипсоидные/трубчатые) и прозрачность (матовые/прозрачные) колбы, мощность лампы (75/150/250/400/600/1000), наличие или отсутствие зеркального напыления в одной из полусфер. Так что и названий у НЛВД советского производства было много. Самыми распространенными стали лампы ДНаТ с различными приставками в виде мощности (150, 250 и т.д.).


Это было что-то вроде брендирования. Например сейчас в России существуют лампы ДНаТ-250 (с припиской, «такого-то производства»), а в Германии (да и во всем мире благодаря экспорту, маркетингу и качеству) существует лампа, например, VIALOX NAV-T 250 W SUPER 4Y производства Osram.


Так что по большому счету, лампы ДНаТ- это всего лишь разновидности модели лампы, а не тип источника света . А вот тип источника света - НЛВД, к которому относятся и лампы ДНаТ, и ДНаЗ (с зеркальным напылением) и даже ДНаС (со светорассеивающей колбой, чтоб меньше слепила). И, кроме специалистов, это мало кто знает. Вот так-то.


Кстати, если кому интересно, можно заглянуть в музей ламп (сайт на английском, но с кучей картинок) - здесь собрано бесчисленное количество различных ламп, в т.ч. и натриевых , за всю историю эпохи электрического освещения. Очень познавательно.

Устройство лампы ДНаТ

В принципе, лампы ДНаТ устроены не сложнее, чем любая газоразрядная лампа. Снаружи колба из термостройкого стекла и цоколь, внутри держатель горелки и сама горелка. Все.


Вот, собственно, и все устройство.

Подключение лампы ДНаТ

Подключение также примитивно до безобразия, как и устройство лампы. Так что мы не будем на этом долго останавливаться и лишь приведем одну из наиболее типовых схем подключения лампы ДНаТ.


Хотя тут стоит оговориться, что в действительности вариантов подключения лампы ДНаТ огромное множество. Обязательным компонентом подключения является также компенсирующий конденсатор. Как правило, схемы подключения указаны на блоках ИЗУ. Но на картинке выше приведен самый простой схематический вариант подключения.

Плюсы лампы ДНаТ

1. Энергоэффективность лампы ДНаТ

Этот источник света до сих пор считается одними из самых дешевых и энергоэффективных (2016 год). Да, да, не стоит делать такие глаза. Они вполне себе конкурируют со светодиодами, в т.ч. и по параметру лм/Вт. Так, с лучших представителей отрасли мощностью 250 Вт вполне можно снять до 130 лм/Вт (пруф). А со светильника - до 90…110 лм/Вт в зависимости от производителя, рассеивателя, отражателя, ПРА и качества питающей сети.


Интересно, что чем выше мощность и световой поток лампы ДНаТ, тем выше их светоотдача. К примеру, 50-ваттных ламп выше 80 лм/Вт почти не бывает. А вот с ДНаТ 1000 можно смело получить и 150 лм/Вт - жмяк . Еще раз - всего два года назад такие параметры светодиодам в массовом производстве и не снились.


Говорить просто о лампе без светильника не совсем корректно, т.к. только в нем можно увидеть все плюсы и минусы лампы ДНаТ. Энергоэффективность светильников с натриевыми лампами доходчиво иллюстрируют характеристики, заявленные производителями светильников на их же сайтах (редко когда врут). Но у нас есть и собственные, измеренные данные, полученные из лаборатории во время испытаний светильников для рейтинга:
— - 84 лм/Вт,
— с лампой GE - 81 лм/Вт,
— - 87 лм/Вт.
А вот теперь самое интересное. Если говорить о прямой замене, т.е. когда сняли старый натриевый светильник и на его место повесили новый светодиодный, - надо понимать, что светильник с лампой ДНаТ 150 Вт никогда не заменишь 50 или 70-ваттным светодиодным. То же самое касается 250 Вт натриевых светильников - их невозможно заменить светодиодкой 100 и даже 150 Вт (речь про рядовые светильники, а не про собранные на заказ с идеальными характеристикой и световой отдачей 150 лм/Вт со светового прибора) .

2. Цена лампы ДНаТ

Стоимость лампы ДНаТ варьируется от 300 до 10 000 рублей в зависимости от мощности, производителя, продавца и некоторых других переменных. Среднестатистическая лампочка мощностью 250 Вт стоит в районе 1000 рублей (±700). Но о цене абстрактной лампы ДНаТ тоже не совсем интересно говорить. Интересно говорить о стоимости лампы в составе светильника с ПРА (пуско-регулирующей аппаратурой), цоколем, защитным стеклом и т.д.

Вообще, лампа ДНаЗ, вместе с ее изобретателем, заслуживают отдельной статьи. И мы ее обязательно напишем. Нет. Серьезно. Кроме собственного сайта компании, об этой лампе почти не найдешь информации. Так что будем это исправлять.

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта «Заметки электрика».

Чтобы добраться до клеммника, необходимо отвернуть 2 болта с пластиковыми головками (барашки) и наклонить светильник.



Жилы питающего кабеля подключаются на клеммник светильника следующим образом:


Как видите, . Фазу (L) необходимо подключить на клемму с двумя отходящими белыми проводами, ноль (N) — с синим отходящим проводом, а защитный проводник (РЕ) — по центру.

А сейчас рассмотрим внутреннюю схему светильника ЖКУ.

Схема подключения светильника для натриевых ламп

Из-за особенностей конструкции и принципа действия натриевых ламп, при их подключении необходимы:

    пуско-регулирующий аппарат (ПРА), еще его называют дросселем или балластом

  • импульсно-зажигающее устройство (ИЗУ)
  • компенсирующий конденсатор

Существует две схемы подключения ламп ДНаТ:


В моем случае используется вторая схема:


Я специально на схеме выделил провода соответствующим цветом, которые Вы увидите на фотографиях ниже.



Элементы схемы

Рассмотрим все элементы, которые входят в данную схему:

1. ПРА (дроссель)

Вообще существует два вида ПРА (дросселей):

  • электромагнитные или индуктивные (ЭМПРА)
  • электронные (ЭПРА)

У каждого ПРА имеются свои, как достоинства, так и недостатки. Об этом я расскажу Вам в следующих своих статьях (чтобы не пропустить новые статьи — подписывайтесь на рассылку).

В рассматриваемом светильнике используется отечественный встраиваемый электромагнитный однообмоточный ПРА (дроссель) «Galad» 1И70ДНаТ46Н-666 УХЛ2. Он включается последовательно с лампой, тем самым ограничивая и стабилизируя ток ее потребления. Кстати, весит он 1,3 (кг) и его розничная цена составляет порядка 350-390 рублей.

Это я к тому, чтобы Вы ориентировались по ценам, вдруг придется менять его, ведь они частенько выходят из строя. Причин может быть несколько: межвитковое замыкание в обмотке, либо ее обрыв.


На корпусе дросселя изображена схема его подключения и некоторые характеристики.

  • мощность 70 (Вт)
  • напряжение 220 (В)
  • рабочий ток лампы 1 (А)
  • пусковой ток лампы не более 1,6 (А)
  • коэффициент мощности 0,38
  • ток, потребляемый из сети 0,54 (А)
  • максимальная допустимая температура обмотки в рабочем режиме 130°С

2. Импульсно-зажигающее устройство (ИЗУ)

ИЗУ бывают двух видов:

  • с тремя выводами
  • с двумя выводами

В нашем примере используется отечественное компактное ИЗУ-1М 35/70-3 от ООО «Ремар» с тремя выводами. Розничная цена составляет порядка 120-150 рублей.


ИЗУ необходимо для «пуска» лампы ДНаТ. При включении светильника в сеть, оно подает кратковременный высоковольтный импульс 1,8-2,5 (кВ), который обеспечивает пробой газового промежутка в колбе лампы.

Для ламп ДРЛ ИЗУ не требуется.


Схему подключения и некоторые характеристики можно увидеть на его корпусе.

  • напряжение 220 (В)
  • напряжение срабатывания 170-195 (В)
  • мощность лампы ДНаТ 35-70 (Вт)
  • параллельный тип подключения
  • амплитуда импульса 1,8-2,5 (кВ)
  • длительность импульса не менее 1,62 (мкс)

3. Конденсатор

Для повышения коэффициента мощности (косинуса «фи») светильника используют конденсатор. В моем случае это пленочный полипропиленовый конденсатор К78-99емкостью 10±10% (мкФ) напряжением 250 (В), который подключается параллельно питающей сети (прямо на клеммник).

До компенсации косинус светильника был равен 0,38, после компенсации — 0,85.


Для каждого типа дросселя необходима определенная емкость конденсаторов. Ее можно рассчитать по формулам самостоятельно, а можно воспользоваться специальными таблицами от производителей.

Обслуживание светильников с ДНаТ лампами

Если своевременно проводить техническое обслуживание светильников, то срок их службы будет соответствовать заявленному в паспорте. Необходимо всего лишь периодически выполнять следующие действия:

    проверять надежность контактных соединений в клеммнике, дросселя и ИЗУ

    очищать светильник от пыли и грязи

    если лампа ДНаТ сгорела, то на ее место устанавливать лампу аналогичной мощности, а не больше или меньше

P.S. На этом, пожалуй, все. Если есть вопросы по теме статьи, то готов ответить на них. Спасибо за внимание.