4.12.2. Натриевые лампы высокого давления
В натриевых лампах высокого давления используется рабочая смесь натрия, ртути и ксенона. Давление натрия составляет 50…150 мм рт.ст. Давление ртути – в 10…20 раз выше. Давление ксенона примерно 30 мм рт.ст. Ксенон необходим для зажигания разряда, ртуть – для повышения температуры разряда и уменьшения тепловых потерь. Иногда для улучшения стартовых условий добавляют в состав газовой смеси смесь Пеннинга, но при этом несколько снижается светоотдача. Напряжение зажигания разряда 2…4 кВ.
Спектр излучения уширен. Цвет – ярко-золотистый. Эквивалентное значение цветовой температуры 2100 К. Координаты цветности: x = 0,51, y = 0,41. Основное обозначение: ДНаТ 250 – дуговая натриевая лампа высокого давления трубчатой конструкции мощностью 250 Вт.
Типичные значения параметров для двух типов ламп высокого давления указаны в табл. 4.9.
Таблица 4.9
Натриевые лампы высокого давления
Параметры |
ДНаТ 250 |
ДНаТ 400 |
Мощность, Вт |
250 |
400 |
Напряжение горения, В |
100 |
100 |
Рабочий ток, А |
3,0 |
4,7 |
Световой поток, клм |
25 |
47 |
Яркость на оси лампы, кд/м2 |
400 |
600 |
Срок службы, ч |
10000 |
15000 |
Конструкция большинства натриевых ламп высокого давления напоминает ДРЛ. Как и для ДРЛ, в конструкцию натриевой лампы высокого давления входят защитная оболочка и горелка с рабочим газом.
Ввиду того, что в натриевых лампах высокого давления содержание натрия существенно больше, чем в лампах низкого давления, возрастает степень воздействия металлического натрия на материал оболочки. В связи с этим оболочка горелки в этих лампах выполняется из поликристаллического α-корунда (поликор) либо монокристаллических вариантов окиси алюминия (сапфирит, лейкосапфир и т.д.), обладающих повышенной стойкостью к воздействию натрия. В зависимости от выделяемой энергии толщина стенок оболочки может меняться от 0,5 до 1 мм, диаметр колбы –5…12 мм, длина – 75…85 мм. Коэффициент прозрачности таких оболочек составляет примерно 90…95 %.
Электрические выводы выполнены из ниобия – материала, стойкого к воздействию натрия и обеспечивающего возможность изготовления согласованных вакуумно-плотных спаев с оболочкой. Пайка осуществляется через высокотемпературный стеклоцемент при температуре 1400…1500 0С. Натрий и ртуть в колбу вводятся в виде амальгамы.
Защитная оболочка может быть цилиндрической формы (рис. 4.44, а) либо овальной, по форме аналогичной оболочке ДРЛ (рис. 4.44, б), либо в софитном исполнении (рис. 4.44, в).
В пространстве между горелкой и внешней оболочкой создается вакуум, который поддерживается в процессе эксплуатации с помощью бариевого газопоглотителя (геттера) на уровне 10-4 мм рт.ст.
Разряд в горелке зажигается от высокочастотного источника. Напряжение зажигания разряда 2,5…4 кВ. Время разгорания разряда 5…7 мин. После погасания разряда повторное зажигание возможно не ранее чем через 2…3 мин.
Р
абочее
положение оговаривается для каждой
конструкции особо. Обычно – вверх
цоколем либо вниз с отклонением ± 90.
Если не соблюдать эти условия, увеличивается
напряжение горения и сокращается срок
службы.
Температура окружающей среды на рабочие характеристики влияет слабо. Рабочий диапазон по температуре окружающей среды –60…+40 0С. Температура наружной стороны оболочки во время горения разряда составляет 350…400 0С. Срок службы 10…15 тыс. часов. За это время световой поток снижается на 15…20 %.
Коэффициент пульсации светового потока – 70 %.
Основная область применения натриевых ламп высокого давления – освещение улиц, автострад, площадей. Ввиду невысокого качества цветопередачи рекомендуется чередовать эти лампы с аналогичными по мощности ДРЛ. Лампы софитной конструкции по области применения и основным параметрам аналогичны галогенным лампам накаливания, но имеют худшую цветопередачу.