Газоразрядные лампы ДНАТ и ДРИ
Газоразрядные лампы ДНАТ 
Лампы ДНАТ, расшифровывающиеся как Дуговые Натриевые Трубчатые, относятся к категории натриевых ламп высокого давления. Газоразрядная натриевая лампа представляет собой электрический источник света, в котором телом освещения служит газовый разряд в парах натрия. Поэтому лампы такого типа имеют весьма неприглядный оранжевый свет. Из-за этого специфического светового спектра, а также по причине мерцания при удвоенной частоте натриевые лампы используются для уличного, архитектурного, либо декоративного освещения. Лампы ДНАТ считаются наиболее эффективными среди всех видов газоразрядных ламп высокого давления, так как они превосходят в два раза по световой отдаче лампы ДРЛ и не уступают им по продолжительности горения. Эффективность ламп ДНАТ напрямую зависит от температуры, что ограничивает их применение. Такие лампы при низких температурах весьма плохо осуществляют освещение. Не столь и верно утверждение, что лампы ДНАТ отличаются более высоким уровнем экологичности, чем ртутные лампы, стоит напомнить, что в качестве наполнителя для ламп ДНАТ используется амальгама натрия, иначе говоря, соединение натрия с ртутью. Однако такие лампы обладают весьма высоким КПД, около 30 процентов. Используя газовые примеси и люминесцирующие материалы, либо изменяя давление в лампе, можно улучшить цветопередачу, однако подобные приемы уменьшат световой поток лампы и КПД.
Газоразрядные лампы ДРИ
Другим видом газоразрядных ламп высокого давления является металлогалогенная лампа. В отличие, от ламп описанных выше, в качестве светящегося тела используется плазма дугового электрического разряда высокого давления, но для коррекции спектральной характеристики добавляются излучающие добавки, которые содержат в себе галогениды некоторых металлов. Световая отдача лампы ДРИ (Дуговая Ртутная с Излучающими добавками) составляет порядка 70 — 95 лм/Вт и выше, и достигается за счет введения в ее горелку строго дозированных добавок, а именно галогенидов таких металлов, как натрия, таллия, индия. Лампы ДРИ нашли свое предназначение в освещении парков, открытых территорий, выставочных или торговых залов, спортивных площадок, театральных сцен, на рыболовецких судах.
Кабельные стяжки
Ни один процесс монтажа уличного освещения не обходится без кабельных стяжек. Кабельные стяжки предназначаются для быстрого, одновременно надежного крепления кабеля к различным конструкциям. Конструкция кабельных стяжек за счет посередине расположенного замка и по всей длине зубцов позволяет производить стяжки между собой, что позволяет стягивать пучки кабеля большего диаметра.
Сравнение светильников ДРЛ, ДНаТ и светодиодных светильников
МИФ №1. Производители светодиодных светильников завышают характеристики при подборе аналогов для ДРЛ и ДНаТ.
Возможно есть и недобросовестные производители и поставщики, завышающие параметры своих светильников, но не надо путать это с тем, когда вы сталкиваетесь с не соответствием светового потока ламп ДРЛ и ДНаТ и предлагаемого светодиодного аналога!
Если мы действительно подбираем «аналог», то они и не могут совпадать по определению этого слова. Нужно учесть не только заявленные начальные значения этого параметра (светового потока), но и понять какой он будет реальный с учетом установки ламп в светильник и начала эксплуатации. Обычно эти значения расходятся до 30. 60% и это все обосновано!
Обоснование читайте далее:
МИФ №2. Световой поток светильников ДРЛ и ДНаТ примерно равен справочным данным ламп ДРЛ и ДНаТ .
Как правило справочные таблицы светового потока приведены НЕ для светильников ДРЛ и ДНАТ , а для ламп ДРЛ и ДНАТ. Только часть светового потока лампы светит прямо из светильника , остальная часть светового потока должна отразится от светорассеивателя. Отражатель-рассеиватель светильника имеет большие потери, связанные с невозможностью собрать и сформировать весь световой поток из оптико-геометрических сложностей в изготовлении отражателя, а также из больших потерь отражающего материала, для которого ключевым параметром является надежность и цена, а не оптические свойства. Таким образом потери из-за отражателя составляют около 20-25%. Если в светильники есть защитное стекло, оно также вноси потери до 10%.
Вывод: реальная разница между световым потоком светильника ДРЛ и ДНаТ и паспортным лампы составляет около 27% (25..35%)
МИФ №3. При световых расчетах можно ориентироваться на паспортный световой поток светильника (световой поток ламп ДРЛ и ДНаТ с учетом потерь отражателя светильника).
Лампы ДРЛ и ДНаТ имеют сильную деградацию в процессе первичной эксплуатации, которую необходимо учитывать сразу при световых расчетах!
Лампы ДРЛ через три месяца теряют порядка 30% светового потока, а через 1 год эксплуатации 40% светового потока!
Лампы ДНаТ через три месяца теряют порядка 15% светового потока, а через 1 год эксплуатации 20% светового потока!
Вывод: для расчетов освещенности для светильников с лампами ДРЛ и ДНаТ необходимо учитывать НЕ начальный (паспортный) световой поток, а световой поток после начальной эксплуатации , например через 3 месяца, а лучше 1 год эксплуатации!
Примечание: В реальности светодиоды тоже не идеальны, и есть факторы которые тоже вызывают деградацию светового потока. Но для качественных светильников с правильно рассчитанным теплоотводом и стабилизаторами тока, деградация является незначительной и ей можно пренебречь.
Светодиоды через три месяца теряют порядка 2% светового потока, а через 1 год эксплуатации 4% светового потока!
МИФ №4. Эксплуатация светильников ДРЛ и ДНАТ, дороже светодиодных на стоимость ламп и работ по их замене.
Эксплуатация светильников ДРЛ и ДНаТ, конечно в основном это недешевые работы по замене перегоревших и быстро деградирующих ламп, где нужно учесть не только закупку самих ламп, но и в основном стоимость дорогих высотных работ с вышкой.
Также с ледует учитывать существенные дополнительные работы в процессе эксплуатации по удалении пыли и грязи с рассеивателей и отражателей светильников. Нужно достаточно часто протирать светильники, причем аккуратно, учитывая хрупкость ламп. Это является достаточно дорогим и НЕОБХОДИМЫМ обслуживанием. Если вовремя не протирать отражатель и рассеиватель светильника, потери светового потока могут составить до 50%!
Вывод: Светодиодные светильники тоже пылятся, но их конструкция (за счет плоского стекла и герметичного корпуса, а также отсутствия отражателя, которому предъявляются повышенные требования по чистоте), нуждается в существенно более редком и простом обслуживания в процессе эксплуатации.
Дуговые ртутные лампы (ДРЛ)
Распространенный в настоящее время тип ламп используемых в уличном и промышленном освещении. Разработанные ранее других ламп и наименее трудоемкие в изготовлении лампы ДРЛ широко применяются для освещения внутри и вне помещений. Лампы ДРЛ обладают меньшей светоотдачей по сравнению с лампами ДНаТ, но в отличие от них не требуют для зажигания дополнительных высоковольтных запускающих устройств. Эргономические показатели освещения ламп ДРЛ (коэффициент пульсаций светового потока, соответствие спектра излучения солнечному спектру) немного хуже, чем, например, у ламп ДРИ, но гораздо лучше, чем у ламп ДНаТ.
Дуговые натриевые трубчатые лампы (ДНаТ)
В настоящее время широко применяются для освещения улиц, транспортных магистралей, общественных сооружений и т.д. Лампы ДНаТ обладают самой высокой светоотдачей среди газоразрядных ламп и меньшим значением снижения светового потока при длительных сроках службы. В связи с очень высоким коэффициентом пульсаций и большим отклонением спектра излучения лампы в область красного цвета, что нарушает цветопередачу объектов, не рекомендуется применять лампы ДНаТ для освещения внутри производственных и жилых помещений. Большая зависимость светоотдачи и напряжения зажигания у ламп ДНаТ от состава и давления внутреннего газа, от проходящего через лампу тока и от температуры горелки предъявляют очень высокие требования к качеству изготовления и условиям эксплуатации ламп ДНаТ. Поэтому для эффективной работы ламп ДНаТ необходимо обеспечивать «комфортные» условия эксплуатации — высокую стабильность напряжения питания, температуру окружающей среды от -20С до +30С. Отклонение от «комфортных» условий эксплуатации приводит к резкому сокращению срока службы ламп и уменьшению светоотдачи. На срок службы ламп ДНаТ также влияет качество используемых импульсных запускающих устройств. В настоящее время существует широко распространенное заблуждение, что замена ламп ДРЛ на более эффективные лампы ДНаТ приводит к улучшению качества освещения и экономии электроэнергии. При этом не учитывается, что лампа ДНаТ аналогичной мощности при большем световом потоке имеет и больший потребляемый ток. Помимо этого, преобладание красного спектра от ламп ДНаТ ухудшает общую картину видимости освещаемых объектов, что особенно опасно для освещения скоростных автомобильных магистралей.
Светодиодные светильники LED
Сами по себе светодиоды используются достаточно давно, в основном для индикации. Излучение света светодиодом происходит путём рекомбинации фотонов в области p-n перехода полупроводника при прохождении тока. Прорыв в области светодиодов, произошедший несколько лет назад, был связан в первую очередь с получением новых полупроводниковых материалов, повышающих яркость светодиодов более чем в 20 раз. В отличие от других технологий у светодиодов очень высокое КПД – не менее 90% (95-98%). В большинстве существующих технологий присутствует разогрев какого-либо тела или области, на что требуется приличные затраты энергии. Благодаря высокому КПД светодиодная технология обеспечивает низкое энергопотребление и малое тепловыделение. Помимо этого, в силу самой природы получения излучения, светодиоды обладают совокупностью характеристик, недостижимой для других технологий. Механическая и температурная устойчивость, устойчивость к перепадам напряжения, продолжительный срок службы, отличная контрастность и цветопередача. Плюс экологичность, отсутствие мерцания и ровный свет. Это и есть качество современной технологии.
Анализ:
Важно обозначить ещё один момент, о котором не сказано выше. У ламп ДРЛ и ДНаТ присутствует эффект старения. Достоверно известно, что после 400 часов работы падение светового потока у ламп ДРЛ составляет более 20%, а к концу срока жизни более 50%. Большую часть срока службы лампа излучает всего 50-60% от номинального светового потока. Это хорошо видно по кривой спада светового потока. С ДНаТами ситуация ещё печальней, ввиду их меньшей температурной устойчивости. У светодиодов подобного нет. Светодиоды в течение всего своего срока службы сохраняют свои параметры на первоначальном уровне. Лишь к концу срока может наблюдаться незначительное падение. Вот здесь-то и выявляется интересный и важный момент. Получается, что если проводить замеры параметров, например, каждый месяц в течение всего срока службы, а затем вычислить среднее, то оно будет составлять порядка (!) 60% от номинала. Заявленные значения параметров касаются лишь начального периода эксплуатации и будут постоянно падать по кривой с самого начала. Это ни что иное как издержки существующих технологий. Можно вышесказанное интерпретировать следующим образом. За заявленные характеристики(в первую очередь имеется ввиду световой поток) вы платите больше или платите 100% за характеристики в реальности на ~40% ниже.
Эффективность использования данных типов светильников.
ДРЛ. Наиболее простая и доступная по цене технология. Низкие начальные затраты при условии отсутствия жёстких требований к освещению оправдывают её использование.
ДНаТ. Лучшая светоотдача среди газоразрядных ламп – единственное серьёзное преимущество перед ДРЛ. Но очень слабый показатель цветопередачи и большая чувствительность к температуре ставит под сомнение целесообразность замены. ДНаТ не рекомендуется использовать для внутреннего освещения, а в некоторых странах даже существует запрет. Освещение дорог, особенно скоростных, также не рекомендуется. При освещении любых других зон использование ламп ДНаТ можно считать оправданным по сравнению с ДРЛ.
Светодиодные светильники. Может показаться невероятным, но у светодиодных ламп нет технических недостатков. Они лучше во всём. В дополнение к сказанному выше можно добавить, что светодиодным лампам не требуются пусковые токи, а соответственно требуется меньшее сечение кабеля. Единственный минус это то, что в цене они прилично впереди. Насколько же оправдано их использование? С учётом всех факторов, касающихся издержек эксплуатации ламп ДРЛ или ДНаТ, срок окупаемости светодиодных аналогов начинается с 3-х лет. То есть – 3 года (или более) светодиодная лампа окупает себя, а во все последующие года приносит прибыль. При этом всё время выдавая самый качественный свет по сравнению с другими технологиями.
Перенапряжение и светодиоды.
На светодиод как на таковой подавать напряжение нельзя из-за его ВАХ(вольт-амперная характеристика). Либо он не загорится, либо сгорит, поэтому светодиод управляется током. Самый простой способ – через резистор. В светильнике для подачи «съедобного» тока на светодиодную цепь предусмотрен так называемый драйвер. Драйвер не только выступает в роли преобразователя (адаптера), но также предохраняет светодиоды от перенапряжения и скачков в электросети. В случае удар на себя принимает именно драйвер, что существенно снижает стоимость не гарантийного ремонта светильника.
Качество освещения ламп ДНаТ, ДРИ, ДРЛ, ДРВ
При выборе ламп, кроме схемы их включения, необходимо руководствоваться требованиями, предъявляемыми к качеству освещения:
- Насколько важно качество цветопередачи освещаемых объектов
- Имеются ли ограничения по пульсациям светового потока источника света
- Лампы типа ДНаТ — имеют индекс цветопередачи 20-30, обеспечивают наихудшую цветопередачу
- Лампы ДРЛ и ДРВ — имеют индекс цветопередачи 40-60
- Лампы типа ДРИ — имеют индекс цветопередачи 80-90, обеспечивают наилучшую цветопередачу
- Лампы типа ДРВ – 70-90% (имеют наибольший коэффициент пульсации)
- Лампы типа ДРЛ и ДНаТ — от 60 до 70 % (имеют средний коэффициент пульсации)
- Лампы типа ДРИ – 30% (имеют наименьший коэффициент пульсации)
- Электронные ПРА, питающие лампы типа ДРИ и ДНаТ, обеспечивают коэффициент пульсаций не более 2%
Сравнение светильников ДРЛ, ДНаТ и светодиодных светильников
Выбирая аналог светильникам ДРЛ и ДНаТ важно понимать, что невозможно подобрать идентичный аналог. Многие характеристики могут совпадать, даже большая их часть. Различия проявляются при эксплуатации лампы. Всё это происходит потому что многие склонны преувеличивать свойства ламп. Значения разнятся от 30 до 60 процентов.
Миф 2
Сведения, приведенные в информационных таблицах, распространяются только на сами лампы ДРЛ и ДНаТ, а не на светильники. Поэтому утверждение, что у них одинаковый световой поток в корне неверно. И этому есть простое объяснение: частично свет отражается от рассеивателя, а другая часть светит непосредственно из корпуса светильника. Из-за математических сложностей при изготовлении отражателя он не в состоянии сфокусировать весь поток лампы. Немаловажную роль играет материал, из которого сделан отражатель, являющийся надежным и недорогим, но также не способен полноценно отражать весь световой поток. В итоге потери достигают 25% и это без учета защитного стекла, который снизит еще 10%. Если посчитать разницу между заявленными данными в паспорте и реально получаемым световым потоком она составит максимум 35%.
Миф 3
Сильная деградация ламп ДРЛ и ДНаТ наступает в период первой эксплуатации. Поэтому при расчете необходимо ориентироваться на паспорт лампы, с учетом всех потерь, но не забывать о сильном износе. В первые несколько месяцев использования лампы ДРЛ могут потерять до 30%, а через год до 40% светового потока. Лампы ДНаТ в этом плане менее деградируют, теряя в первые месяцы использования 15%, а в течении года до 20%. В итоге, надо делать расчет, учитывая все потери, хотя бы при полугодовой эксплуатации. При использовании качественных светильников можно использовать светодиоды. Они менее деградируют при эксплуатации, изначально теряя 2%, а далее максимум 4% светового потока.
Миф 4
Светодиодные светильники гораздо дешевле обходятся, чем ДРЛ и ДНАТ. Ртутные лампы быстро деградируют, поэтому часто придется заменять их, плюсом оплачивая стоимость ламп. При всем сроке эксплуатации надо поддерживать чистоту светильников, часто протирая рассеиватели и отражатели, очищая их от грязи. Всю работу следует производить очень аккуратно, не повредив хрупкую конструкцию. Естественно это очередные, но важные, затраты. Если отказаться от удаления пыли на рассеивателях, то световой поток сразу снизится до 50%. В итоге светодиодное освещение наиболее выгодно Светодиоды не требуют частой работы по уборке пыли, благодаря защищенному корпусу и отсутствию отражателя.
Характеристики ДРЛ
На сегодняшний день именно лампы ДРЛ являются лидером по использованию в промышленности. Лампы ДНаТ имеют более высокую светоотдачу, но для корректной работы им необходимы специальные устроства с высокой подачей тока. Если сравнивать по основным показателям, то ДРЛ в этих показателях обошли ДНаТ, уступая лишь ДРИ.
Характеристики ДНаТ
Лампы ДНаТ являются незаменимыми, освещая многочисленные улицы, скоростные трассы и различные сооружения. Среди галогенных ламп – это лидер по светоотдаче и минимальной деградацией при всем сроке эксплуатации. У ламп ДНаТ завышенный спектр красного цвета, поэтому не следует использовать их в помещениях. Также некоторые особенности есть при эксплуатации. При применении ДНаТ предъявляются определенные требования: стабильное напряжение, комфортная температура. В противном случае светоотдача существенно снизится, как и длительность жизни лампы. Сегодня считается, что устаревшую лампу ДРЛ можно заменить ДНаТ и это приведет к значительной экономии электроэнергии и улучшению освещения. Но необходимо вспомнить тот факт, что, выдавая более сильный свет ДНаТ потребляют огромное количество энергии. При этом большое количество красного цвета значительно снижает видимость, что недопустимо.
Светодиодные светильники LED
Использование светодиодов в современном мире не является открытием. Но только недавно ученые смогли получить инновационные составляющие, способные увеличивать яркость светодиодов до 20 раз. Практически во всех технологиях современности применяется, нагрев тела или области, что, естественно, ведет к дополнительному потреблению энергии. Светодиоды в этом плане выигрывают, имея КПД 95-98%. Благодаря этому энергии потребляется очень мало. К плюсам еще можно отнести невероятную устойчивость к температуре, скачкам напряжения, механическим повреждениям. При этом светодиоды показывают отличную контрастность и цветопередачу и имеют продолжительный срок службы. Также у них отсутствует мерцание. Поэтому, на сегодняшний день, светодиоды являются примером новых технологий.
Не стоит забывать, что лампы ДРЛ в течении срока эксплуатации значительно теряют световой поток от 20-50%. Максимально, даже новая лампа, сможет выдать не более 60% заявленных характеристик. У ДНаТ наблюдаются такие же проблемы, а то и хуже, благодаря большой чувствительности к перепадам напряжения и температуры. Со светодиодами таких проблем нет. Они сохраняют все свои характеристики от начала до конца службы. Только к самому концу срока эксплуатации может проявиться небольшой спад. Если провести анализ, то можно заметить, что средние данные составят около 60% от изначально прописанных. Если перефразировать, то за заявленный световой поток происходит 100% оплата, если не больше, а за реальные характеристики ниже на 40%. Самая используемая технология – это лампы ДРЛ. Минимальные затраты и требования являются одной из первых причин использования данного типа ламп. У ламп ДНаТ есть одно неоспоримое преимущество — более высокая светоотдача. Но присутствие большого количества красного цвета и зависимость от комфортных условий тормозит замену ДРЛ ламп лампами ДНаТ. В некоторых странах запрещено использование ДНаТ как раз из-за невозможности эксплуатации в помещениях. При уличном освещении всё же существует преимущество и целесообразность замены.
Светодиодные светильники.
Если разобраться, то сначала кажется, что у светодиодов во всем преимущество. Они выигрывают и в длительности службы и по характеристикам и неприхотливости в использовании, но есть и негативные стороны. Это цена. Если брать в совокупности все факторы, то окупаемость у светодиодов наступает после третьего года эксплуатации. На протяжении всего этого времени показывают максимально заявленные характеристики.
На сам светодиод напряжения подавать нежелательно, потому что есть риск, что он просто сгорит. Управление такими лампами происходит посредством резистора. В светильниках есть специальный драйвер, отвечающий за подачу тока, выступающий как преобразователь и предохраняющий светодиоды от перепадов напряжения. В случае неожиданного скачка напряжения именно драйвер способствует его восстановлению, что гораздо дешевле при ремонте в постгарантийный период.