Ртутные лампы: характеристики, разновидности + лучшие ртутьсодержащие лампы

Общее описание ртутных приборов

Ртутьсодержащие газоразрядные лампы представляют собой особый источник света, в котором газовый разряд генерирует оптическое излучение в парах ртути. В технической номенклатуре этот вариант называется газоразрядной лампой (РЛ).

Наличие токсического вещества значительно снижает привлекательность продукции. Однако полностью от них еще не отказались, и считать ртутные приборы устаревшими преждевременно.

Ртутные установки высокого давления отлично справляются с освещением больших внутренних и наружных пространств. Интенсивность их свечения при равной мощности почти в 10 раз превышает результаты стандартных ламп накаливания

Обзор существующих видов

Газоразрядные источники света высокого давления, к которым относятся дуговые лампы ДРЛ, делятся на две основные группы: общие и узкоспециализированные. Первый вариант устанавливается в светильник уличного освещения. Вторая группа источников света высокого давления используется в медицине, некоторых отраслях промышленности и сельском хозяйстве.

Кроме того, газоразрядные лампы делятся на виды в соответствии с конструктивными и функциональными отличиями. Диапазон мощностей: от 80 до 1000 Вт. Чаще используются более мощные версии 100 Вт, 250 Вт, 400 Вт и др. также существует деление по количеству электродов: двухэлектродные (мощностью от 80 до 1000 Вт); четырехэлектродный (250 -1000 Вт).

Дуговые металлогалогенные источники света (ДРИ)

Отличительной особенностью таких ламп являются излучающие добавки, отсюда и название: ДРИ (дуговые ртутные осветительные элементы с излучающими добавками). По внешним признакам этот источник света напоминает аналог ДРЛ.

Ртутные лампы ДРИ

Отличие между ними заключается в том, что в состав ПВЖ входят и специализированные компоненты, строго дозированные: галогениды натрия, индия и некоторые другие. Это способствует значительному увеличению эффективности излучения.

Колба может иметь форму эллипсоида или цилиндра. Ртутные лампы этого типа сегодня все чаще содержат керамическую горелку вместо кварцевого аналога. Газоразрядные источники света этой группы также имеют более совершенную конструкцию, в частности форма внутренней колбы может быть сферической. Ртутные лампы ДРИ требуют включения в цепь дросселя.

Газоразрядные осветительные элементы этого типа применяются при организации наружного освещения: парков, улиц, скверов, применяются в качестве освещения зданий, торговых и выставочных залов, а также больших арен (спортивных, футбольных полей).

Металлогалогенные с зеркальным слоем (ДРИЗ)

Ртутные лампы этого типа имеют сходный с аналогами ДРИ состав: основное наполнение + излучающие добавки. Но помимо этого в конструкции предусмотрен зеркальный слой. Благодаря этой функции лампы высокого давления ДРИЗ обеспечивают направленный световой пучок.

Металлогалогенные источники света с зеркальным слоем (ДРИЗ)

Применяются в условиях плохой видимости, так как высокий уровень мощности в совокупности с конструктивными особенностями способствует организации эффективного освещения площади объекта за счет направленного свечения.

Ртутно-кварцевые шаровые источники света (ДРШ)

Такие лампы высокого давления выделяются из ряда аналогов. Этому способствуют следующие факторы: сферическая форма колбы, излучение с повышенной интенсивностью. И вдобавок к этому ртутно-кварцевая лампа отличается сверхвысоким давлением.

Лампы высокого давления ДРШ

Область применения – узкоспециализированные направления, особенно проекционные системы, лабораторное оборудование.

Ртутно-кварцевые (ПРК, ДРТ)

Этот тип лампочки имеет иную форму колбы, чем рассмотренные выше аналоги. Например, ПРК расшифровывается как прямой ртутно-кварцевый световой элемент. Это первоначальное обозначение лампы ДРТ (дуговая ртутная трубка).

Переход на другую маркировку произошел в 80-х годах прошлого века. Ртутно-кварцевая лампа в этой конструкции характеризуется формой колбы в виде цилиндра, при этом электроды расположены на торцевых частях колбы.

Цвет излучения

Благодаря наличию в конструкции люминофора ртутьсодержащие лампы на выходе дают цвет, максимально приближенный к белому. Нейтральный оттенок достигается за счет смешивания излучения газообразных компонентов колбы и люминофора. В частности, пары ртути дают свечение разных цветов: синее, зеленое, пурпурное, оранжевое. И помимо этого излучают ультрафиолет (мягкий, жесткий).

Комбинированное свечение люминофора и газового наполнения колбы, размещенной внутри колбы высокого давления ДРИ, позволяет получать разные цвета свечения: зеленый, фиолетовый и т д. Это достигается изменением состава и соотношения излучающих добавок.

Пускорегулирующие аппараты

Люминесцентные ртутные лампы подключаются к сети в большинстве случаев через дроссель (ПРА). По сути, этот узел является ограничителем тока, способствующим плавному пуску источника света высокого давления. При отсутствии балласта лампочка ДРЛ будет перегорать из-за прохождения через электроды больших токов.

Однако существуют аналоги прямого включения. Для нормальной работы дроссель не требуется; в светильник можно установить лампу высокого давления. Такие источники света обозначаются ДРВ (дуговые ртутно-вольфрамовые). По характеристикам они аналогичны варианту ДРЛ. Выбор балласта производится на основании данных об эффекте лампочки.

Читайте также: Фитолампа для растений: 3 схемы

Общие технические характеристики

Определение наиболее подходящего типа лампы осуществляется с учетом основных параметров источника света:

• напряжение питания — обычно указывается для элементов прямого освещения, устанавливаемых без дросселя (ДРВ);
• мощность – варьируется от 80 до 1000 Вт;
• световой поток напрямую зависит от уровня создаваемой нагрузки: он варьируется от 1 900 до 59 000 лм;
• время горения: от 1 500 до 20 000 часов, при этом наименьший срок эксплуатации отмечается у прямых вольфрамовых ламп;
• базовый тип: Е27, Е40;
• габариты изделия — варьируются в зависимости от версии светильника.

Свойства и характеристики различных источников света

Для источников света ДРЛ и других аналогов, подключаемых через дроссель, можно указать напряжение лампы.

Хранение и утилизация

Учитывая, что ртуть (1 класс опасности) входит в состав осветительных элементов типа ДРЛ и других подобных конструкций, запрещается хранить изделия с перегоревшими лампочками в неподготовленных для этого помещениях. Особенно, когда речь идет о количестве опасных отходов в промышленных масштабах. Хранение, транспортировка и дальнейшая утилизация должны осуществляться организациями, имеющими соответствующую лицензию (ЮНЕП).

Допускается временное хранение ламп ДРЛ. Поэтому для сбора и накопления выделяется закрытый склад, готовятся герметичные контейнеры. Опасные отходы должны храниться для транспортировки для дальнейшей утилизации.

Фактический процесс ликвидации ртутьсодержащих ламп осуществляется разными способами: демеркуризация, амальгамация, высокотемпературный обжиг, термическая утилизация, вибропневматическая технология. Для этого есть инструкция.

Но объединяет их одно – необходимость переработки отходов (1 класс опасности) по окончании срока их службы или после нарушения целостности опоки. Для утилизации предоставляются инструкции, и такие услуги оказывают лицензированные организации, такие как ЮНЕП.

Особенности устройства

В конструкции светильника ДРЛ предусмотрено несколько основных элементов:

• цоколь является контактной частью, а осветительные элементы с держателем Е40, Е27 легко установить в любой современный светильник;
• кварцевая колба – содержит инертный газ и некоторое количество ртути, соединенной с электродами;
• внешняя колба — из термостойкого стекла, по форме — аналог лампы накаливания, внутри — кварцевая колба (горелка).

Газоразрядные источники света изнутри покрыты люминофором. Дуговая лампа содержит углекислый газ, который заполняет внешнюю колбу. Большинство этих осветительных элементов работают с помощью пускорегулирующего аппарата (ПРА), но есть и отдельный вид – газоразрядные лампы с прямым включением, которые не требуют установки пускорегулирующих аппаратов, а подключаются непосредственно к сети.

Дизайн лампы ДРЛ

Лампы накаливания работают на основе явления люминесценции. В этом случае свечение происходит под действием ультрафиолетового излучения. Его также производят пары ртути, входящие в состав газообразного наполнения кварцевой колбы. Эти процессы происходят в предположении, что через кварцевую горелку проходит электрический разряд.

Классификация ламповых аппаратов

Первичная классификация ртутных изделий происходит в зависимости от внутреннего давления наполнения.

Расшифруйте буквенную аббревиатуру:

• РЛНД — лампы низкого давления;
• РВД — модули высокого давления;
• РЛСВД — аппараты со сверхвысоким давлением.

К первой группе относятся изделия с базовым парциальным давлением паров ртути в установившемся режиме менее 0,01 МПа. Во втором это значение колеблется от 0,1 МПа до 1 МПа, а в третьем превышает 1 МПа.

№1 — особенности изделий низкого давления

В перечень ртутной продукции низкого давления входят линейные и малогабаритные люминесцентные лампы, предназначенные для организации систем бытового освещения жилых, офисных и производственных помещений.

По форме они могут быть кольцевыми, линейными, П-образными и стандартными.

Установки низкого давления лучше всего работают при температуре окружающей среды 18-25 °C. Отклонения от этих цифр плохо сказываются на работе, снижая насыщенность, яркость и силу светового потока

Спектральная цветопередача превосходит традиционные лампы накаливания. В температуре свечения преобладают натуральные оттенки.

Изделия низкого давления обеспечивают равномерный, мягкий, не раздражающий свет, насыщенность которого достигает 75 лм/Вт. Их срок службы может достигать 10 000 часов

Устройства критикуют за зависимость от показателей температуры окружающей среды, невозможность подачи постоянного тока и эффект периодической пульсации.

Подробнее об устройстве, преимуществах и недостатках люминесцентных ламп читайте в этой статье.

№2 — отличия ламп высокого давления

Основным представителем класса газоразрядных устройств высокого давления являются дуговые ртутьсодержащие лампы (ДРЛ) общего и узкоспециализированного назначения.

Первые монтируются в модули для организации систем наружного освещения, вторые применяются в некоторых отраслях промышленности, медицине и сельском хозяйстве.

В классических лампах ДРЛ используется люминофорное покрытие для коррекции цветопередачи излучаемого потока. Наносится на внутреннюю поверхность колбы и обеспечивает более насыщенный, качественный свет

Мощность устройств находится в пределах от 50 до 1000 Вт. Светильники подходят для общего освещения автомобильных дорог, улиц, прилегающих территорий, закрытых и открытых площадок, мастерских, складов и других объектов, где не предусмотрено постоянное проживание людей.

К этому же классу относятся более совершенные ртутно-вольфрамовые лампы. Они имеют аналогичные показатели, но отличаются от простых ртутных ламп тем, что ртутно-вольфрамовые лампы можно корректно включать в сеть без балласта.

Такую возможность обеспечивает вольфрамовая нить. Он играет две роли одновременно: будучи источником света накаливания, он также функционирует параллельно как ограничитель электрического тока.

Металлодуговые галогенные лампы (ДРИ) также относятся к категории ртутных ламп. Основное их отличие заключается в специальных лучистых добавках, значительно повышающих эффективность свечения.

Для подключения металлогалогенных ламп к электрической сети в цепь необходимо встроить дроссельный элемент.

Металлогалогенная колба может быть эллиптической или цилиндрической. Внутри не стандартная кварцевая горелка, а более эффективная и надежная керамическая горелка

Светильники данного типа актуальны для освещения зданий, исторических объектов и архитектурных сооружений, спортивных арен, футбольных полей, торговых, рекламных и выставочных залов как внутри помещений, так и снаружи.

Металлогалогенные ртутные модули с зеркальным слоем (ДРИЗ) функционально аналогичны приборам МДР. Но за счет плотного слоя зеркального покрытия они способны обеспечить насыщенный световой пучок, который можно направить на конкретную область.

Продукция DRIZ наиболее эффективна в условиях плохой и плохой видимости. С их помощью легко и практично освещать конкретные объекты, на которые вы хотите обратить внимание

Ртутно-кварцевые трубчатые лампы (РТЛ) имеют колбу в виде удлиненного цилиндра, на концах которого размещены рабочие электроды. Они используются для УФ-сушки, фотокопирования и других узких технологических целей.

№3 — нюансы модулей сверхвысокого давления

Шаровые установки ртутно-кварцевого типа (ДРШ) относятся к классу ламп сверхвысокого давления. Специфическая круглая форма колбы позволяет излучать интенсивное излучение при относительно небольшой базовой силе и компактных размерах.

Для работы устройства DRSH требуется источник питания. Помогает активировать лампу и осуществляет начальный розжиг горелки

Область применения таких устройств значительно уже. Как правило, они используются в проекционных системах и универсальном лабораторном оборудовании, например, в мощных микроскопах.

Оттенки излучения приборов

Внутри изделия с ртутью содержится фосфор. Благодаря его наличию исходящий световой поток имеет насыщенный светлый оттенок, максимально приближенный к естественному белому цвету.

Нейтральный тон светового потока в лампах может быть достигнут в результате правильного смешения излучения газообразных веществ, находящихся в колбе, с компонентами люминофора

Пары ртути, сконцентрированные во внутреннем пространстве колбы, способны регенерировать не только естественный белый цвет, но и цветное освещение, например оранжевое, зеленое, фиолетовое или синее.

Достоинства и недостатки ртутных ламп

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

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

Плюсы газоразрядных модулей

Ртутьсодержащие источники света обладают особыми положительными свойствами, которые довольно редко встречаются в других ламповых изделиях.

Среди них такие позиции, как:

• высокая и эффективная светоотдача на протяжении всего периода эксплуатации – от 30 до 60 лм на 1 Вт;
• широкий диапазон мощностей на классических типах розеток Е27/Е40 – от 50 Вт до 1000 Вт в зависимости от модели;
• увеличенный срок службы в широком диапазоне температур окружающей среды — до 12 000-20 000 часов;
• хорошая морозостойкость и корректная работа даже при низких показаниях термометра;
• возможность использования источников света без подключения балластов — актуально для вольфрамово-ртутных приборов;
• компактные габариты и хорошая прочность корпуса.

Блоки высокого давления показывают максимальную эффективность в системах уличного освещения. Отлично подходит для освещения больших внутренних и наружных площадей.

Минусы ртутьсодержащих изделий

Как и любой другой технический элемент, модули выброса ртутных газов имеют некоторые недостатки. В этом списке содержится лишь несколько моментов, которые необходимо учитывать при организации системы освещения.

Первый минус — слабый уровень цветопередачи Ra, который в среднем не превышает 45-55 единиц. Этого недостаточно для освещения домов и офисов.

Поэтому в местах, где предъявляются повышенные требования к спектральному составу светового потока, устанавливать ртутные лампы нецелесообразно.

Приборы Mercury не способны в полной мере передать цветовую гамму человеческих лиц, элементов интерьера, мебели и других мелких предметов. Но на улице этот недостаток практически незаметен

Не повышает привлекательность и низкий порог готовности включиться. Для выхода в полноценный режим свечения лампа обязательно должна быть нагрета до нужного уровня.

Обычно это занимает от 2 до 10 минут. В условиях уличной, цеховой, промышленной или технической электросети это не имеет значения, но в домашних условиях становится существенным недостатком.

Если нагретая лампа в момент работы внезапно выключается из-за падения напряжения в сети или по другим причинам, включить ее сразу не представляется возможным. Сначала устройство должно полностью остыть и только потом его можно снова активировать.

Изделие не имеет возможности регулировки яркости включенного света. Для правильной работы необходим определенный способ питания электрики. Любые отклонения, возникающие в нем, негативно сказываются на источнике света и значительно сокращают срок его службы.

Проблемным моментом для эксплуатации ртутьсодержащих элементов является режим базового пуска и последующего вывода на номинальные рабочие параметры. Именно в это время устройство получает максимальную нагрузку. Чем меньше активаций испытывает лампочка, тем дольше и надежнее она работает

Переменный ток крайне негативно влияет на газоразрядные осветительные приборы и в результате приводит к мерцанию на частоте сети 50 Гц. Устранить этот неприятный эффект можно с помощью электронных балластов, а это влечет за собой дополнительные материальные затраты.

Сборку и установку светильников необходимо производить строго по схеме, разработанной квалифицированными специалистами. При монтаже необходимо использовать только качественные термостойкие комплектующие, устойчивые к серьезным эксплуатационным нагрузкам.

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

В чем опасность для человека?

Нарушение целостности колбы – большая проблема, ведь ртуть, попадая в атмосферу, повреждает все вокруг.

Неисправный продукт не может храниться дома и не подходит для утилизации в обычном мусорном контейнере.

В северных районах России стартовал экологический проект «Утилизируй правильно». В рамках данной акции на улицах городов были расставлены специальные контейнеры, куда население может складывать отработавшие ртутные и люминесцентные лампы

Продукт должен быть утилизирован ответственным образом в соответствии с принятыми правилами. Это могут делать только организации со специальной лицензией.

В их обязанности входит прием светильников от населения, их транспортировка, хранение на складе, оборудованном герметичными ящиками, и последующая утилизация.

Процесс утилизации осуществляется такими способами, как:

• слияние;
• снятие маркировки;
• термическая обработка;
• высокотемпературный обжиг;
• вибропневматическая техника.

Наиболее подходящий вариант уничтожения выбирает переработчик. Все дальнейшие действия выполняются строго по регламентирующей процесс инструкции.

В малых городах России программа утилизации организована несколько иначе. Там раз в месяц спецавтомобили выезжают в определенные места, а сотрудники уполномоченных предприятий принимают от населения бывшие в употреблении источники света с токсичным содержанием

В начале осени 2014 года Российская Федерация подписала международный документ – Минаматскую конвенцию по ртути. Согласно информации, с 2020 года будет запрещено производство, ввоз и вывоз всей ртутьсодержащей продукции.

Среди источников освещения под это положение подпадают ртутные лампы высокого давления, особенно модули с маркировкой DRI и DRL.

Обзор лучших моделей на рынке

Поскольку лампочки, оснащенные ядовитой ртутью, в основном применяются в системах наружного освещения, внутренних производственных и технических помещений, а в быту применяются редко, их внешний вид не отличается оригинальностью.

Место #1 — лампочки торговой марки Osram

Даже известные бренды придерживаются классики и не считают нужным придавать устройствам необычную форму и сложную конфигурацию.

Агрегаты типа «Меркурий» можно установить в гараже. Они обеспечат стабильный и резкий луч света, способствующий концентрации внимания

Ртутные модули HQL Standard производства Osram надежны и не боятся интенсивных эксплуатационных нагрузок. Диапазон мощностей очень широк и начинается от 50 Вт и заканчивается 1000 Вт.

Для правильного подключения ламп и последующей нормальной работы необходима установка балласта.

Приборы ртутного типа от немецкого бренда Osram подходят для освещения больших складских и производственных помещений, где к яркости излучения предъявляются максимальные требования, а к уровню цветопередачи таких жестких требований нет

Продукция выпускается с каплевидной матовой колбой, оснащенной люминофорным покрытием и цоколем Е27/Е40. Внутренняя горелка изготовлена ​​из прочного кварца.

Светильники меньшей мощности, до 125 Вт, дают нейтральное белое свечение, а модули мощностью 250 Вт и выше дают чуть более естественный дневной свет.

Лампы Osram, изготовленные на ртутно-вольфрамовой основе, превосходят обычные газовыделения по всем характеристикам. Срок их службы намного больше, а область применения шире. Второй параметр обусловлен улучшенным цветовым спектром излучения модулей.

При мощности 160 Вт изделия излучают свет с температурой 3600 К, близкой к теплому диапазону. Более белый оттенок 3800 К обеспечивают лампы мощностью 250 Вт. А всего 500 Вт дают нейтральное белое свечение 4000 К.

Такие модули подходят для создания привлекательного, яркого и эффектного освещения парковых зон, открытых пространств и центральных городских улиц, пешеходных зон, концертных залов и других мест массового проживания, но не постоянного проживания людей.

Место #2 — ассортимент компании Philips

Ртутьсодержащие лампы Philips входят в серию HPL-N. Это простые газоразрядные модули высокого давления, оснащенные 1 или 2 вспомогательными электродами.

Преимущественно их используют для устройства наружного освещения на открытых пространствах, прилегающих территориях и других местах с подобной планировкой.

Внутри колбовой части ламп Philips находится кварцевая горелка высокого давления, заполненная парами ртути и смесью аргона. Излучаемый световой поток, в зависимости от мощности, составляет 1800 лм для модуля мощностью 50 Вт и до 58 500 лм для модуля мощностью 1000 Вт

Особенность изделий в том, что они не теряют время на розжиг, а сразу с момента активации обеспечивают равномерное, яркое и качественное освещение помещения.

Каплевидная матовая колба выпускается в двух вариантах:

• СГ — легкоплавкое стекло с нанесенным в три слоя люминофорным покрытием;
• HG — тугоплавкое стекло, иногда с примесью кварца — проявляет повышенную стойкость к рекордно высоким температурам.

Элементы SG используются для светильников малой и средней мощности, а элементы HG используются в модулях от 500Вт до 1000Вт.

Цветовой диапазон источников света 3900-4200 К. Эти цифры говорят о нейтральном оттенке свечения, близком к натуральному. Гарантия компании предоставляется на 1 год.

В серию ML входят инновационные ртутно-вольфрамовые лампы с люминофорным покрытием внутри. Их особенностью является однородный, насыщенный и яркий световой пучок с высоким уровнем цветопередачи.

Они доступны с цоколями E27/E40 и имеют базовую мощность 100, 160, 250 и 500 Вт.

С помощью ртутно-вольфрамовых модулей ML можно создать приятное для глаз, эстетичное, экономичное и долговечное освещение в непосредственной близости

Температура светового потока варьируется в пределах 3400-3700 К. Лампы этого типа можно назвать одними из самых горячих в своем классе. Их удобно использовать не только для уличного освещения, но и для крупных магазинов, концертных залов и торговых центров.

Место #3 — предложения торговой марки Delux

Молодой и перспективный украинский бренд Delux, зарегистрированный в 2005 году, достаточно успешно конкурирует с зарубежными производителями. Важнейшие предприятия бренда расположены в промышленных зонах Китая.

Высокий уровень изготовления и безупречное качество сборки делают светильники Delux актуальными и востребованными.

Ртутный модуль Delux обеспечивает мощный световой поток с хорошим уровнем рассеивания. Гарантия компании дается на 12 месяцев при соблюдении основных правил и условий эксплуатации, указанных в сопроводительных документах

Стандартные изделия представлены линейкой GGY и предназначены для эффективного использования вне помещений. Рабочая колба имеет слегка вытянутую каплевидную форму.

Металлическим основанием Е27 оснащаются модели мощностью 125 Вт. Остальные изделия комплектуются базовым элементом Е40. Диапазон их мощности находится в пределах 250-1000 Вт.

Более совершенная серия ртутно-вольфрамовых приборов GYZ включает модули E27/E40 с рабочей мощностью 160, 250 и 500 Вт.

Изделия работают надежно и долго, всегда дают плотный и насыщенный световой поток с оптимальным уровнем цветопередачи.