Как собрать днат своими руками

Лампа ДнаТ: устройство, принцип работы, схемы подключения

Освещение бытовых и промышленных нужд задействует большое количество разнообразного оборудования. Одним из ярких представителей осветительного оборудования являются лампы ДНаТ. В сравнении с другими видами ламп, ДНаТ обладает рядом технических особенностей, которые мы детально рассмотрим в данной статье.

Устройство

Согласно установленной аббревиатуры ДНаТ это (Д – дуговые, На – натриевые, Т — трубчатые) устройства. По принципу действия они относятся к осветительному оборудованию высокого давления. Конструктивно лампы ДНаТ представляют собой стеклянную колбу с цоколем, как правило, E27 или E40.

Рис. 1. Устройство лампы ДНаТ

Внутреннее устройство состоит из:

• разрядная трубка – изготавливается из оксидов алюминия и предназначена для горения дуги внутри лампы;
• электроды – предназначены для старта разряда, из-за чего они выполняются молибденовыми;
• газовая смесь – выступает в качестве среды генерации светового излучения, основной процент здесь занимают пары натрия, но в качестве примеси включают аргон для ускорения возгорания, ртуть для обеспечения высокой светоотдачи.

Колба выполняется из жаропрочного стекла, так как газ в трубке может разогреваться до 1300ºС, в результате чего сама лампа типа ДНаТ на поверхности будет иметь от 100 до 400 ºС. Внутри лампы устанавливается вакуум для лучшей светоотдачи.

Принцип работы и схема подключения ДНаТ

Принцип действия натриевых источников заключается в пробое газового промежутка между двумя электродами внутри разрядной трубки.

Рис. 2. Принцип работы лампы ДНаТ

Для этого на искровой промежуток подается высокое напряжение – в пределах от 2 до 5 кВ, которого должно быть достаточно для мгновенного пробоя. Однако пробой от бытовой сети обеспечить невозможно, поэтому запуск, как и в других газоразрядных лампах, происходит с помощью пускорегулирующего аппарата (ПРА). Сегодня на практике используют два варианта ПРА для дуговых натриевых и ртутных газоразрядных ламп – электронные и электромагнитные.

В состав ПРА для газоразрядных источников освещения входят три компонента:

• дроссель-трансформатор – для ограничения резкого нарастания кривой тока, протекающего в цепи, позволяет выстроить параметры электрических величин в соответствии с характеристиками лампы ДНаТ;
• импульсное зажигающее устройство (ИЗУ) – предназначены для кратковременного повышения напряжения до значения достаточного для получения разряда, разжигающего трубчатую лампу;
• конденсатор – не является обязательным компонентом, но позволяет скомпенсировать вектор напряжения, смещаемого дросселем.

Сегодня можно встретить несколько вариантов схем подключения ДНаТ, которые отличаются как характеристиками компонентов, так и заводскими особенностями световых приборов. Поэтому все схемы включения источника освещения могут быть с конденсатором или без, ИЗУ может иметь двухконтактное или трехконтактное подключение. Рассмотрим их более детально.

Рис. 3. Схема подключения с двухконтактным ИЗУ

Как видите, такой способ пуска натриевых лампочек подразумевает параллельное включение ИЗУ по отношению к нагрузке. Но вместе с тем, высокий потенциал подается и на дроссель, что со временем приведет к ухудшению характеристик и последующему пробою изоляции. Тем более что современные однообмоточные дроссели имеют только слабую пропитку без бумажного слоя. Поэтому эта схема включения ДНаТ актуальна для натриевых трубчатых моделей низкого напряжения.

Рис. 4. Схема подключения с трехконтактным ИЗУ

Эта схема лишена недостатков двухконтактных ИЗУ, так как лампа ДНаТ имеет отдельный вывод высокого напряжения с ИЗУ, который отделен от точки подключения к дросселю. Заметьте, что в любой схеме дроссель обязательно включается в фазный проводник, в противном случае при КЗ выйдет со строя натриевая лампа.

При трехконтактной схеме важно правильно соблюдать полярность маркировки ИЗУ:

• B – подключается к балласту (дросселю);
• Lp – фазный вывод к лампе высокого давления;
• N – к нулевому выводу лампы и сети.

Помимо этого может использоваться схема с подключением конденсатора:

Рис. 5. Схема подключения с конденсатором

Как видите на схеме, совместно с использованием ИЗУ в цепь лампы ДНаТ параллельно потребителю включен конденсатор, расположенный до балластного трансформатора. Эта схема компенсирует реактивные потери, которые не относятся к качеству светового потока.

Помимо этого для защиты лампы ДНаТ в цепи ее питания можно обустраивать защиту предохранителем или автоматическим выключателем.

Основные характеристики

В последнее время ДНаТ часто применяют для замены ДРЛ и других типов ламп в виду совершенствования конструкции и повышения их технических параметров, требования к которым были установлены ГОСТом Р 53073-2008.

Наиболее актуальными характеристиками для них являются:

• допустимый температурный режим – от – 30°С до +50°С, для районов с особо агрессивной средой можно встретить модели ДНаТ и с большим температурным пределом.
• КПД лампы составляет около 30%;
• потребляемая мощность составляет от 30 Вт до 1кВт, обозначается цифрами в маркировке лампы после букв ДНаТ;
• срок эксплуатации колеблется в пределах от 6 000 до 25 000 часов;
• способны выдавать поток в пределах от 3500 до 130 000 Лм, в зависимости от модели лампы;
• эффективность ДНаТ находиться в пределах от 80 до 130 Лм/Вт, что приближает их к светодиодным светильникам;
• спектр излучения находиться в районе 2000 К, а коэффициент цветопередачи Ra составляет всего 20 – 30.

В таблице ниже приведены параметры ламп ДНаТ с разной мощностью:

Таблица: параметры некоторых моделей ламп ДНаТ

Модель	Р, Вт	U на лампе, В	Световой поток, лм	Цоколь	Длина	Диаметр	Изготовитель
ДНаТ-50ц	50	100	3700	Е27	165	42	Россия
ДНаТ-70ц	70	100	6000	Е27	165	42	Россия
ДНаТ-100эл	100	120	8000	Е27	175	76	Россия
ДНаТ-100ц	100	120	9800	Е27	165	42	Россия
ДНаТ-100ц	100	120	9000	Е40	211	42	Россия
ДНаТ-150	150	120	15000	Е40	211	48	Россия
ДНаТ-250	250	120	26000	Е40	250	48	Россия
ДНаТ-400	400	120	45000	Е40	278	48	Россия
ДНаТ-1000	1000	120	130000	Е40	390	66	Россия

Вышеперечисленные данные ярко выделяют лампы ДНаТ среди остальных световых приборов, поэтому далее мы рассмотрим основные плюсы и минусы в их эксплуатации.

Преимущества и недостатки

Среди преимуществ ламп ДНаТ следует выделить следующие позиции:

• Высокая энергоэффективность – количество получаемого света с каждого потребленного ватта электроэнергии превышает и дуговые ртутные источники, и смело конкурирует со светодиодными.
• Хороший КПД – несмотря на высокую температуру нагрева, в сравнении с галогенными светильниками и лампами ДРЛ, ДНаТ тратят не так уж и много электричества на обогрев пространства.
• Срок службы превосходит большинство газоразрядных и люминесцентных ламп и не уступает в продолжительности светодиодам.
• Обладают стабильным потоком с приятным для глаз желтым спектром свечения, который делает комфортным восприятие освещенного пространства.
• В перерасчете стоимости лампочки ДНаТ на вырабатываемые люмены, цена прибора выходит даже дешевле, чем светодиодные.
• Эффективных в уличном освещении при тумане, так как свет все равно обеспечивает довольно неплохую видимость.
• Вес готового светильника ДНаТ в сравнении с другими типами оборудования получается на 10 – 15% ниже.

Однако, кроме плюсов, следует отметить и ряд недостатков этого типа световой аппаратуры:

• Длительное время разгона до номинальной мощности – в среднем требуется от 6 до 10 минут, чтобы с начального разряда трубка разогрелась до заявленных параметров.
• Низкая цветопередача – в зоне освещения вы практически не ощутите разницы между смежными цветами.
• Взрывоопасны и токсичны для человека – в отличии от устройств низкого давления может легко разлететься и поранить окружающих, а находящиеся в трубке пары ртути способны вызвать отравление.
• Подходят далеко не для всех задач – к примеру, в некоторых технологических процессах из-за коэффициента пульсации или для выращивания некоторых видов культур.
• Со временем могут выгорать, из-за чего свет меняет спектр свечения, а лампочка мощность.

Область применения

Наибольшее применение ДНаТ получили в качестве уличных светильников для освещения территории городов, парков, автомобильных дорог и прочих объектов. Внутри помещений их часто устанавливают в освещении теплиц для произрастания различных культур, могут иметь смешанный диапазон света под разные растения. В домашних условиях они устанавливаются для подсветки рассады и других домашних растений, цветов и т.д. Хорошо зарекомендовали себя в освещении спортивных объектов, сцен и прочих локаций для массовых мероприятий.

Рекомендации по эксплуатации ДНаТ

В ходе эксплуатации ламп ДНаТ следует помнить, что температура внешней колбы достигает нескольких сотен градусов. Поэтому браться за нее голыми руками сразу после выключения или в момент свечения ни в коем разе недопустимо. Иначе вы можете получить серьезные ожоги, необходимо дождаться более низкой температуры.

В ходе замены лампы ДНаТ важно не браться незащищенными ладонями за стеклянную поверхность, так как на ней останутся отпечатки пальцев рук. Со временем жир начнет подгорать и это может привести к преждевременному растрескиванию колбы. Если во время монтажа вы все же взялись голыми руками, следует протереть поверхность бумагой или тканью.

Рис. 7. Подгорание следов от руки на колбе лампы

Во время эксплуатации не допускайте попадания направленных потоков воды на лампочку, так как раскаленная колба попросту растрескается от такого взаимодействия. Но волноваться о нескольких каплях или аэрозоле при поливе также не стоит, современные ДНаТ имеют специальное стекло и устойчивы к подобным мелочам.

Если света от обычной ДНаТ вам не хватает или технические характеристики стандартной модели вас чем-то не устраивают, можете взять усовершенствованный световой прибор, к примеру, лампу ДНаЗ.

Типовые часто задаваемые вопросы от читателей

Как вариант, возможно, что уровня напряжения в конечной электрической цепи не хватает, но хотелось бы узнать более детальные подробности. Лампа не загорается совсем или время разогрева длиться дольше, чем обычно, возникают ли в момент включения хоть какие-то световые эффекты или лампа даже не мерцает?

Помимо такой возможной причины как пониженного напряжения в конечных электрических, лампу следует проверить на следующие неисправности:

Неисправно ИЗУ – из-за естественного износа элементов или при частых коммутациях без выдержки перерыва между включениями зажигающее устройство может выйти со строя. Замена на новое может полностью решить проблему, но подбирать нужно аналогичное.

Сгорел патрон – многие точки подключения в газоразрядных лампах страдают из-за повышенного напряжения, подаваемого на лампу. Поэтому патроны могут не выдерживать электрической нагрузки и просто перегорать. Для устранения неисправности замените патрон новым.

Соединительные провода – также перегорают на участке от ИЗУ до лампы из-за высокого напряжения и приложенной к ним нагрузки. Такую неисправность можно определить даже визуальным осмотром.

Перегорела сама лампа – проверяется визуальным осмотром или путем замены на аналогичную исправную.

Источник

Как самому изготовить практичные отражатели для ДНАТ

Несмотря на растущую популярность светодиодных систем, для уличного освещения чаще всего используются мощные натриевые лампы. Они очень производительные и яркие. Поскольку на улице площади освещения большие, каждый консольный светильник оборудуется специальным отражателем, значительно усиливающим световой поток лампочки. В данном посте поговорим о формах отражателей и научимся делать их самостоятельно.

Немного информации о «ДНАТ»

Под аббревиатурой ДНаТ понимается дуговая натриевая трубчатая (лампа). Такие лампочки оборудованы удлинённой трубчатой колбой, загнутой в виде подковы (дуги). Внутрь колбы закачаны натриевые пары, которые усиливают генерируемый разряд.

Они идеально подходят для уличного освещения, так как светят очень ярко, в приятном тёплом спектре. При этом сам свет достаточно мягкий, он не производит слепящего эффекта. Колба такой лампы выполнена из особо прочного стекла, которое стойко переносит температурные перепады.

Важный момент – этих ламп, как и галогенных, крайне нежелательно касаться голыми руками. Жировая плёнка на поверхности (возникающая даже от абсолютно чистых рук) со временем может привести к «закапчиванию» стенок, локальному перегреву и взрыву колбы.

Ввиду достаточно сложной конструкции, такие лампы имеют высокую себестоимость и цена на них немаленькая. Зато они обеспечивают очень хорошую светоотдачу — до 150 лМ/Вт. К тому же в неблагоприятных условиях улиц, при высоких нагрузках, такие лампы способны проработать от 30000 до 60000 часов – впечатляет.

Основной недостаток таких систем заключается в крайне низком уровне цветопередачи. Пары натрия, раскаляясь, выдают поток в интенсивно-жёлтом спектре. И в результате индекс цветопередачи у них едва достигает 20 (при эталонном значении 98-100 у ламп накаливания). Именно поэтому они используются преимущественно для уличного освещения. Да и время полного запуска до нормативного уровня у таких моделей долгое – почти 5-7 минут.

Свет от днат лампы

Впрочем, натриевые лампочки хороши не только для наружного освещения, ими можно оборудовать здания теплиц. Их свет наиболее благоприятен для вегетации растений.

Возможности отражателей

Для ещё большего усиления интенсивности подсветки используются всевозможные рефлекторы (отражатели). Они одновременно собирают, усиливают и рассеивают пучок, идущий от лампы. Ими можно оборудовать готовый консольный светильник для повышения его эффективности.

Настоятельно рекомендуем вам не игнорировать возможности отражателей. Они способны повысить эффективность ламп до 50 %. Потратиться на них нужно только раз, а экономия будет постоянной, без дополнительного расхода во время эксплуатации.

Стоимость готовых моделей многих пользователей приводит в уныние, особенно если отражатель нужен не один. Но почему бы не попытаться сделать какую-нибудь несложную модель самостоятельно? Ведь даже простейшие рефлекторные конструкции усилят световой поток процентов на 15-20.
Чаще всего отражатели, созданные заводским способом, изготавливаются из специального алюминия, имеющего ячеистую фактуру. Он показывает высокие светотехнические характеристики. Так уровень его светоотражения может достигать 98% — великолепный результат!

Каждая ячейка по-своему преломляет лучи ламп, этим достигается комфортный рассеянный свет.
Поскольку чаще всего для уличного освещения используется консольный светильник, рассмотрим самые популярные формы рефлекторов для него.

Формы отражателей

Металлическому (алюминиевому) листу-заготовке можно придавать разные формы. От этого будет зависеть интенсивность и направленность светового пучка. В любом варианте исполнения отражатель будет максимально ориентирован на потребности человека в заданном объекте.

1 – в виде полукруга – это самая популярная версия, в этом случае свет округлым островком направляется вниз, прямо под консольный светильник;
2 – в виде треугольника — направляет свет строго вниз и в стороны, при этом достигается высокий уровень локальной освещённости;
3 – м-образный – равномерно распределяет лучи по всему объекту, при этом отсутствует слепящий эффект — идеальный вариант для использования в складах, теплицах или для наружного освещения;
4 – в виде трапеции, даёт схожий эффект, что и вариант 2, поскольку это тот же треугольник, только усечённый. Главное отличие – усиление освещённости на участке, ближе к центру светильника.
5 – в виде параллельных цилиндров – фокусирует свет на вытянутых в длину участках: трассах, дорожках, клумбах и т.д.
6 – в виде «галочки» — идеален для общей подсветки парковых зон, так как создаёт комфортный общий световой фон, не слепя при этом отдыхающих – т.к. свет рассеивается в стороны выше уровня глаз.

Понятно, что существует множество других конструкций отражателей, помимо указанных, и у каждой есть свои плюсы и минусы. Всё зависит от ваших потребностей и фантазии. Меняя формы рефлекторов можно регулировать угол рассеивания (или наоборот, фокусировки) потока светильника, концентрировать его луч на определённом участке или распространять свет по всему окружающему пространству.

Сделай сам

В принципе, вполне можно собрать простой отражатель для днат своими руками из подручных материалов. Подойдёт и оцинкованное железо, и алюминиевые листы, и трубы, причём совсем не обязательно брать новые материалы.

Для пробы – можно изготовить рефлектор из пустой алюминиевой банки. Итак, вымытую и высушенную банку разрезаем и сгибаем так, как это показано на картинках.

Рефлектор из банки

Совет: Учитывая внушительные размеры натриевых ламп лучше поискать банки ёмкостью 1 литр или склепать из нескольких стандартных банок полотно больших размеров.

Стоит отметить, что такой отражатель будет достаточно хлипким, поэтому его лучше устанавливать в местах, хорошо защищённых от ветра (в тех же теплицах, например).

Если для уличного освещения будет использоваться мощная лампа большого размера, вместо банки воспользуйтесь подходящей по размеру оцинкованной трубой, которая обычно служит для отвода угарного газа в дымоход.

Удобно, что они бывают разного диаметра, длины и толщины – всегда можно подобрать размер под любую лампу. Разрежьте трубу пассатижами и согните пополам «птичкой» — по аналогии с баночным вариантом.
Однако если стенка трубы толстая — ровно согнуть её будет достаточно проблематично. Поэтому можно разрезать её на две части — вдоль пополам, немного расклепав и выровняв скруглённые концы с одной стороны. Затем соедините половинки друг с другом по центру, сложив расклёпанные участки внахлёст. Это будет своеобразное ребро жёсткости, что позволит дополнительно усилить конструкцию.

Из обрезков трубы (или металлического профиля) сделайте крепление для патрона и прикрутите его к рефлектору.

Такой рефлектор, можно установить на консольный светильник в любом месте возле дома – увеличение интенсивности свечения будет заметно даже на глаз.

А можно сделать ещё проще – взять половинку оцинкованной трубы большого диаметра (водосточной, например). Прикрепите к ней патрон на металлический профиль (уголок, уровень) – отражатель готов!

Помимо отражения он ещё будет исполнять защитную функцию, и служить козырьком.

Если Вы не ищите лёгких путей, и обладаете определёнными инженерными навыками, приведём несколько более сложных конструкций отражателей.

Ниже показана «выкройка» восьмиугольного отражателя – он максимально походит на фонари промышленного производства. Раскрой металлического листа можно выполнить по следующей схеме:

Перенесите её на лист жести (стали, алюминия) в нужном масштабе. Сделайте разрезы (с припуском на швы в местах стыков) и согните заготовку. Для получения ровной грани при сгибе прокладывайте с обеих сторон профили из дерева.

Также понадобится отрезок полосы необходимой длины – в нём в дальнейшем будет закреплён патрон лампочки.

Вот что в итоге должно у вас получиться. Если Вы хотите чтобы он давал более мягкий, рассеянный свет – выкрасьте внутреннюю поверхность светлой термостойкой краской. После этого рефлектор будет не отличить от произведённого заводским способом – не хватает только защитного стекла. Осталось только установить его на консольный светильник.

Также из цельного листа жести или алюминия можно согнуть такой рефлектор. Мест сгиба всего будет пять. По бокам прикрепите к заготовке металлические держатели и крепление для патрона, сделанные из обрезков.

Для этого отлично подойдут и упомянутые ранее ячеистые алюминиевые листы. Светоотражательные характеристики такой поделки будут очень высокими. Только выбирайте листы высокой плотности, толщиной не менее одного-полутора миллиметров – они будут лучше держать форму.
Как вариант, можно сделать нечто похожее на модели заводского производства. Не забывайте только делать по центру крепёжную планку, усиливающую жёсткость конструкции. Иначе из-за порывов ветра или обледенения зимой она может изогнуться.

Или можно склепать из куска жести рефлектор, состоящий из трёх деталей. Конструкция простейшая: две половинки овала и прямой лист. В одной из половинок нужно сделать отверстие под патрон. Размеры подбирайте исходя из габаритов используемой ДНаТ лампочки.

Чтобы внутренняя металлическая поверхность чрезмерно не бликовала – покройте отражатель матовой термокраской.

Важный момент – нужно обеспечить достаточную вентиляцию данной конструкции, так как лампа и сам отражатель сильно нагреваются во время работы. Поэтому такой рефлектор лучше ставить на консольный уличный светильник, и сделать в корпусе отражателя несколько дополнительных вентиляционных отверстий.

Конечно, не стоит ожидать что «самоделка» будет обладать настолько же высокой производительностью, как и консольный светильник, созданный заводским способом. Но одно можно сказать точно – обойдётся она вам в десятки раз дешевле готовых изделий. Почему бы не попробовать?

Источник