Ртутные лампы: виды, характеристики + обзор лучших моделей ртутьсодержащих ламп

Достоинства и недостатки ртутных ламп

Некоторые специалисты называют ртутные источники света технически устаревшими и рекомендуют сокращать их использование не только в бытовых, но и в промышленных целях.

Однако, такое мнение несколько преждевременно и газоразрядные лампы еще рано списывать со счетов. Ведь есть места, где они проявляют себя на высшем уровне и обеспечивают яркий, качественный свет при разумном потреблении.

Плюсы газоразрядных модулей 

У ртутьсодержащих источников света специфические положительные качества, которые довольно редко встречаются у прочих ламповых изделий.

Среди них такие позиции, как:

• высокая и эффективная светоотдача на протяжении всего эксплуатационного периода – от 30 до 60 Лм на 1 Ватт;
• широкая линейка мощностей на классических видах цоколей E27/E40 – от 50 Вт до 1000 Вт в зависимости от модели;
• пролонгированный срок службы в обширном температурном диапазоне окружающей среды – до 12 000-20 000 ч;
• хорошая морозостойкость и корректная работа даже при низких показателях термометра;
• возможность использовать источники света без подключения ПРА – актуально для вольфрамово-ртутных устройств;
• компактные размеры и хорошая прочность корпуса.

Максимальную отдачу приборы высокого давления демонстрируют в системах уличного освещения. Отлично проявляют себя в рамках подсветки крупногабаритных крытых помещений и открытых площадок.

Минусы ртутьсодержащих изделий

Как и у всякого другого технического элемента, у ртутных газоразрядных модулей имеются некоторые недостатки. Этот перечень содержит всего несколько позиций, которые обязательно нужно учитывать при организации осветительной системы.

Первый минус – это слабый уровень цветопередачи R_a, в среднем не превышающий 45-55 единиц. Для освещения жилых помещений и офисов этого мало.

Поэтому в местах предъявления повышенных требований к спектральному составу светопотока ртутные лампы монтировать нецелесообразно.

Ртутные приборы не способны передать в полном объеме оттеночную гамму цветового спектра человеческих лиц, интерьерных элементов, мебели и прочих мелких предметов. Зато на улице этот недостаток практически незаметен

Низкий порог готовности к включению тоже не прибавляет привлекательности. Чтобы войти в режим полноценного свечения, лампа обязательно должна разогреться до нужного уровня.

Обычно на это уходит от 2 до 10 минут. В рамках уличной, цеховой, промышленной или технической электросистемы это большого значения не имеет, но в домашних условиях оборачивается существенным недостатком.

Если в момент функционирования прогретая лампа вдруг отключается по причине падения напряжения в сети или из-за других обстоятельств, включить ее сразу не представляется возможным. Сначала прибор должен полностью остыть и только потом его получится снова активировать.

Возможность регулировки яркости подаваемого света у изделий отсутствует. Для их корректной работы обязательно требуется определенный режим подачи электрики. Все происходящие в нем отклонения негативно сказываются на источнике света и в разы снижают его рабочий ресурс.

Проблемный момент функционирования ртутьсодержащих элементов – режим базового старта и последующего выхода на номинальные параметры работы. Именно в это время прибор получает максимальную нагрузку. Чем меньше активаций испытывает лампочка, тем дольше и надежнее она служит

Переменный ток действует на газоразрядные осветительные приборы крайне негативно и в итоге приводит к возникновению мерцания с сетевой частотой в 50 Гц. Устраняют этот неприятный эффект с помощью электронных ПРА, а это влечет за собой дополнительные материальные расходы.

Сборка и установка ламп должны происходить строго по схеме, разработанной квалифицированными специалистами. При монтаже необходимо использовать только качественные термопрочные комплектующие, устойчивые к серьезным эксплуатационным нагрузкам.

В процессе использования ртутных модулей в жилых и рабочих помещениях колбу желательно закрывать специальным защитным стеклом. Во момент неожиданного взрыва лампы или короткого замыкания это обезопасит людей, находящихся рядом, от травм, ожогов и других повреждений.

Виды и их особенности

Классификация видов дуговых ртутных ламп (ДРЛ) основывается на таком показателе как давление внутреннего наполнения. Различают модули низкого давления, высокого и сверхвысокого.

Низкого давления

Устройства низкого давления или РЛНД включают в себя люминесцентные лампы компактного и линейного типа. Они чаще всего используются для освещения жилых и рабочих помещений, офисов и небольших складов.

Цвет излучения – естественный, натуральный, комфортного для глаза оттенка. Форма может быть самой разнообразной: от стандартной до  кольцевой, U-образной и линейной. Цветопередача более высокого качества, чем у ламп накаливания, но меньшего, чем у светодиодов.

Высокого давления

Областью применения дуговых ртутных ламп высокого давления является уличное освещение и отрасли медицины, промышленности и сельского хозяйства.

Мощность приборов может варьироваться в рамках от 50 Вт до 1000 Вт. Такие устройства нередко эксплуатируются при разработке систем освещения придомовых территорий, спортивных сооружений, транспортных магистралей, производственных цехов, больших по площади складских помещений, то есть в местах, не предназначенных для постоянного пребывания людей.

Прогрессивным аналогом ртутных ламп высокого давления являются ртутно-вольфрамовые устройства. Их главная особенность – отсутствие необходимости использования при подключении дросселя. Эту функцию берет на себя нить накала из вольфрама, обеспечивающая не только генерацию света, но и ограничение электрического тока. При этом все технические характеристики у них такие же, как и у РЛВД.

Еще один вид – это дуговые металлогалогены (ДРИ). Высокая эффективность светового  потока достигается за счет специальных излучающих добавок. Однако для их подключения понадобится пускорегулирующее устройство. Чаще всего эту разновидность ДРЛ можно увидеть при подсветке архитектурных сооружений, стадионов, выставочных залов и рекламных баннеров. Они могут с одинаковым успехом использоваться как внутри, так и вне помещений.

ДРИЗ – модули с расположенным на внутренней стороне колбы зеркальным слоем, который не только увеличивает мощность светового луча, но и позволяет более точно скорректировать его направление.

Ртутно-кварцевые трубчатые лампы можно узнать по удлиненной форме колбы с электродами, расположенных на торцах. Чаще всего этот тип устройств применяется в узкотехнологической области (копировальные работы, уф-сушка).

Сверхвысокого давления

Округлая колба присутствует у большинства шаровых модулей ртутно-кварцевого типа, которые относятся к дуговым ртутным лампам сверхвысокого давления.

Несмотря на компактные размеры и умеренную базовую мощность эти устройства характеризуются высокоинтенсивным излучением. Данное свойство кварцевых ламп позволяет их использовать при конструировании лабораторного и проекционного оборудования.

Необходимость утилизации люминесцентных ламп

Эволюционный путь длинной почти в два столетия формировал облик современных источников электрического освещения. Результатом многолетнего соперничества именитых ученых во главе с Лодыгиным и Эдисоном в начале XX века появляется электрическая лампа с вольфрамовой нитью накаливания, которая на долгое время стала альтернативой дневному освещению и практически без изменения дошла до наших дней.

Десятилетиями спустя свет увидели (и стали дарить) люминесцентные лампы, использующие газовый разряд в парах ртути, которые создали конкуренцию лампам накаливания, и, несмотря на дальнейшее появление ярких галогеновых или современных, сверхэкономичных светодиодных ламп продолжают активно использоваться в наши дни. Причиной такой популярности явились явные преимущества перед лампами накаливания:

• высокая светоотдача почти в 5 раз выше, чем у лампы накаливания;
• КПД выше в 3-4 раза;
• рассеянный свет и возможность выбирать комфортные оттенки;
• высокая (в разы) продолжительность срока службы.

Это делает энергосберегающую лампочку более привлекательной для использования, однако лампы такого типа имеют один существенный недостаток – в люминесцентных лампах разного типа: линейных для производственных светильников и в энергосберегающих компактных лампах содержится ртуть. Этот опасный элемент, количество которого может достигать в зависимости от типа лампы от 0.0023 до 1.0 гр., представляет собой вещество I кл. опасности и может вызывать отравление вплоть до летального исхода.

Ртуть, попавшая в окружающую среду из разбитых отработанных ртутьсодержащих ламп, не только несет опасность человеку и животным, она имеет свойство накапливаться в почве, проникать с грунтовыми водами в водоемы и даже откладываться в тканях рыб. Не случайно утилизация ртутьсодержащих ламп представляет серьезную проблему для человечества.

Утилизация отработанных люминесцентных ламп, способы и проблемы

Прежде всего, следует отметить, что категорически нельзя выбрасывать отработанные люминесцентные лампы в общественных местах сбора мусора (контейнера, шахты мусоропровода) и тем более нарушать их целостность. На сегодняшний день существует два безопасных и высокоэффективных способа избавления от опасных отходов:

• сбор и отправка на переработку ртутьсодержащих отходов на заводы вторсырья, где по отработанным технологиям стекло, металлические части, а также ртуть отделяются друг от друга для вторичного использования;
• отработанные ртутьсодержащие лампы отправляются на полигоны захоронения токсичных и химических веществ, для безопасного их хранения.

Таким образом, технологии, при помощи которых можно утилизировать люминесцентные лампы, отработаны и эффективно применяются, зачастую оставляя проблемы со сбором и вывозом ртутьсодержащих ламп.

В производственных условиях эти вопросы решаемы относительно простым способом, как правило, проблемы сбора и хранения отработанных люминесцентных ламп находятся в компетенции ответственных лиц (главного энергетика, главного инженера). Они несут персональную ответственность за правильную утилизацию, хранение и транспортировку отработанных ртутных осветительных приборов. Намного сложнее решается проблема для физических лиц, которые используют в быту люминесцентное освещение и также время от времени оказываются перед необходимостью утилизировать отработанные энергосберегающие лампочки. В крупных городах начинают появляться специальные контейнеры, организуются компании по утилизации опасных отходов. В случае необходимости избавиться от них, чтобы узнать, как это сделать, можно:

• созвониться с управляющей компанией;
• поискать информацию в интернете;
• обратиться за помощью в МЧС.

Главное не выкидывать в общие мусороприемники, этим Вы подвергаете опасности здоровье свое и окружающих, создаете угрозу экологии.

Дефекты и нарушения в электроустановках и на объектах

В данной статье будут описаны основные дефекты и нарушения в электроустановках и на объектах, а также ссылки на нормативные документы, пояснения чем тот или иной дефект опасен или к чему может привести.

Подробнее…

Опасность использования системы заземления ТТ

Опасность использования системы заземления ТТ, заключается в малых токах короткого замыкания на землю, в связи с этим возможно образования опасного потенциала, на заземленных, проводящих частях электрооборудования. Подробнее…

Достоинства и недостатки ламп ДРЛ

К несомненным плюсам можно отнести:

• высокую степень светового потока;
• длительный срок службы;
• возможность использования при минусовых температурах;
• наличие встроенных электродов, благодаря чему не требуется дополнительное устройство поджога;
• невысокую стоимость пускорегулирующей аппаратуры.

К недостаткам следует отнести:

• согласно ГОСТ ртуть и люминофор ламп ДРЛ, должны утилизироваться по специальной технологии;
• низкий уровень цветопередачи (примерно 45%);
• необходимость стабильного напряжения, иначе светильник не включится, а включённый перестанет светить при его понижении более чем на 15%;
• на морозе ниже -20° C светильник может не зажечься, а использование в таких условиях значительно сократит срок службы;
• повторно включить светильник получится по истечении 10-15 минут;
• примерно после 2 000 часов службы у ламп ДРЛ 250 световой поток начинает резко убывать.

Соблюдение правил использования указанных изготовителем обеспечит надёжную и долгую службу светильников ДРЛ. Неправильное положение во время работы снизит срок эксплуатации или приведёт к выходу из строя.

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. . 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.

Сегодня в продаже часто встречаются лампы, производители которых заявляют ресурс в 15 и даже 20 тыс. часов. Чем более мощной является лампа, тем дольше она обычно служит.

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.

Дуговые ртутные лампы используются для наружного освещения

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, 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.

Плюсы и минусы энергосберегающих ламп дневного света

Компактные источники света данного типа пользуются широкой популярностью, благодаря их несомненным положительным качествам:

• Высокие показатели отдачи света люминесцентных ламп или световой КПД. При одинаковом количестве потребленной электроэнергии, они выдают значение светового потока, в 5-6 раз превышающее этот показатель у обыкновенных лампочек со спиралями. За счет этого экономия электроэнергии достигает 75-85%.
• Излучение осуществляется всей площадью поверхности стеклянной колбы, а не только нитью, как традиционной лампой.
• Более длительный период работы компактной люминесцентной лампы в режиме непрерывного цикла. Подобным осветительным приборам противопоказаны частые коммутации – включение и выключение.
• Имеется возможность создавать лампы с заданными показателями цветовых температур, сохраняя при этом их высокий коэффициент полезного действия.
• Колбы и основания почти не подвержены нагреву, в том числе и сам светильник. По этому показателю превосходство остается лишь за светодиодными лампами.

Поскольку идеальных изделий не существует в принципе, компактные энергосберегающие лампы имеют ряд отрицательных качеств:

• При наложении спектров излучения различных источников освещения, цветопередача может вызвать искажения освещаемых предметов.
• Компактные лампы не переносят частых включение и выключений. Должен соблюдаться обязательный временной интервал, необходимый для предварительного разогрева и составляющий 0,5-1 секунду. Лампы, включающиеся мгновенно, каждый раз теряют свой ресурс. В связи с этим, данные источники света ограничены местами использования.
• Невозможность использования люминесцентных ламп с диммерами обычной конструкции. Существуют специальные регулировочные устройства для КЛЛ, требующие более сложных подключений и применения дополнительных проводов.
• На запуск и включение негативно влияют низкие температуры и высокие показатели влажности, что ограничивает подобные устройства в использовании для наружных систем освещения.

Размеры люминесцентных ламп

Виды люминесцентных ламп

Цветовая температура люминесцентных ламп

Схема люминесцентной лампы

Маркировка люминесцентных ламп

Схема подключения люминесцентной лампы

Условия хранения отработанных ртутьсодержащих ламп.

2.1. Главным условием при замене и сборе ОРТЛ является сохранение герметичности.

2.2. Сбор ОРТЛ необходимо производить на месте их образования отдельно от обычного мусора и старого раздельно с учётом метода переработки и обезвреживания.

2.3. В процессе сбора лампы разделяются по диаметру и длине.

2.4. Тарой для сбора и хранения ОРТЛ являются целые индивидуальные картонные коробки от ламп типа ЛБ, ЛД, ДРЛ и др.

2.5. После упаковки ОРТЛ в тару для хранения их следует сложить в отдельные коробки из фанеры или ДСП.

2.6. Для каждого типа лампы должна быть предусмотрена своя отдельная коробка. Каждая коробка должна быть подписана (указывать тип ламп – марку, длину, диаметр, максимальное количество, которое возможно положить в коробку).

2.7. Лампы в коробку должны укладываться плотно.

2.8. Помещение предназначенное для хранения ОРТЛ должно быть просторным (чтоб не стесняло движение человека с вытянутыми руками), иметь возможность проветриваться, так же необходимо наличие приточно – вытяжной вентиляции.

2.9. Помещение, предназначенное для хранения ОРТЛ, должно быть удалено от бытовых помещений.

2.10. В помещении предназначенное для хранения ОРТЛ пол должен быть сделан из водонепроницаемого, не сорбционного материала, предотвращающего попадание вредных веществ (в данном случае ртути) в окружающую среду.

2.11. Для ликвидации возможной аварийной ситуации, связанной с разрушением большого количества ламп, в целях предотвращения неблагоприятных экологических последствий, в помещении где хранятся ОРТЛ необходимо наличие емкости с водой, не менее 10 литров, а так же запас реактивов (марганцевого калия).

2.12. При разбитии ОРТЛ контейнер для хранения (место разбития) необходимо обработать 10 % раствором перманганата калия и смыть водой. Осколки собираются щёткой или скребком в металлический контейнер с плотно закрывающейся крышкой, заполненной раствором марганцовокислого калия.

2.13. На разбитые лампы составляется акт произвольной формы, в котором указывается тип разбитых ламп, их количество, дата происшествия, место происшествия.

2.14. ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

Хранить лампы под открытым небом; Хранение в таких местах, где к ним могут иметь доступ дети; Хранение ламп без тары; Хранение ламп в мягких картонных коробках, покаленных друг на друга; Хранение ламп на грунтовой поверхности.

Достоинства и недостатки

Характеристики изделий зависят от температуры среды. Это обусловливается силой давления ртутных паров, располагающихся внутри изделия. Если температура стенок колбы равняется сорока градусам, светильник работает на максимуме.

Главные достоинства оборудования состоят в следующем:

• высокая степень светоотдачи, достигающая максимум 75 лм/Вт;
• большой срок работы (до 10 тысяч часов);
• небольшая яркость, позволяющая светить, не слепя при этом глаза.

Недостатки оборудования следующие:

• Ограниченная мощность люминесцентных ламп (единичная) при больших габаритах.
• Сложное подключение оборудования.
• Отсутствие реальной возможности обеспечения питания товара током с постоянной величиной.
• При отклонении температуры воздуха от стандартных показателей (18-25 градусов) мощность подаваемого света значительно меньше. Если в помещении холодно (меньше десяти градусов), она может не заработать.

Анализируя достоинства и недостатки, следует вывод, что оборудование подходит для использования в местах, где оно оправдывает необходимость его эксплуатации и позволяет достичь эффекта, который не получится от изделия другого типа.

Сколько ртути в лампах

Каждый вид ртутьсодержащих модулей имеет различное содержание ртути в лампах, количество также зависит от места изготовления (отечественное/зарубежное):

• Натриевые РЛВД содержат 30-50/30 мг ртути.
• В люминесцентных трубчатых имеется 40-65/10 мг.
• ДРЛ высокого давления содержат 50-600/30 мг.
• Компактные люминесцентные — 5/2-7 мг.
• Металлогалогенные источники света 40-60/25 мг.
• В неоновых трубках содержится более 10 мг ртути.

Учитывая предельную концентрацию жидкого металла для населенных зон в размере 0,0003 мг/м3, становится понятно, почему в ФККО ртутьсодержащие отходы относятся к первому классу опасности.

Альтернативные источники света

Несмотря на простоту и дешевизну производства ДРЛ лампы этого вида начали вытесняться светодиодными аналогами, значения характеристик которых недостижимы с помощью иных технологий. На смену ДРЛ и ДНаТ приходят светодиодные лампы мощностью 20-130 Вт. По мере увеличения мощности светодиодных светильников увеличивается количество дополнительных устройств, при мощности свыше 60 Вт светодиодный светильник комплектуется вентилятором, обеспечивающим усиленное охлаждение. Для светодиодной лампы мощностью более 100 Вт обязателен выносной драйвер питания.

Светодиодные технологии обеспечивают КПД до 98%, а с дополнительными устройствами не менее 90%. Поэтому значительно снижается потребление электроэнергии и затраты на ненужный нагрев светодиодных светильников. Поскольку для их работы не используются значительные пусковые токи можно для подключения светодиодной лампы использовать провода меньшего сечения. Светодиодные лампы устойчивы к механическим воздействиям и температуре, они не реагируют на скачки напряжения, время безотказной работы достигает 50 000 часов, обладают хорошей контрастностью и цветопередачей. К перечисленным достоинствам стоит добавить экологическую безопасность, меньший вес, отсутствие мерцаний, постоянный уровень освещённости.

У ламп ДРЛ и ДНаТ световой поток со временем ослабевает. Уже через 400 часов работы он падает на 20%, а в конце на 50%. Таким образом, получается, что значительную часть времени они дают только 50-60% света от номинального значения. Потребляемая мощность после этого остаётся прежней. У светодиодных светильников характеристики не меняются на всём протяжении времени работы.

К разряду минусов светодиодных светильников причисляют надобность отведения тепла от светодиода. Так как перегрев может привести к потере работоспособности. Высокую стоимость тоже следует зачислить в недостатки, но затраты окупаются в течение года при работе по 12 часов ежедневно за счёт экономии электроэнергии, уменьшения затрат на эксплуатацию и замену ламп.

Как вам статья?