Лампы ДРВ: популярный гибрид двух разных источников

В статье рассказывается о популярных гибридных ртутно-вольфрамовых лампах.

Иногда светотехника преподносит сюрпризы: неудачный источник света приобретает настолько большую популярность, что его массовым выпуском занимаются ведущие светотехнические фирмы. Речь идет о лампах дуговых ртутно-вольфрамовых (ДРВ) .

Конструктивно ртутно-вольфрамовая лампа представляет собой разрядную ртутную горелку, аналогичную лампам ДРЛ. Но дополнительно в колбе монтируется последовательно с горелкой вольфрамовая спираль. Она размещена во внешней колбе, в среде аргона, и служит токоограничивающим элементом для горелки. Такая лампа не требует внешней пускорегулирующей аппаратуры (ПРА) и может непосредственно устанавливаться в светильник вместо ламп накаливания .

Именно эта возможность и обусловила коммерческий успех ламп ДРВ. Дело здесь не только в бедности предприятий стран СНГ – спрос на данный тип ламп очень высок и в странах с развитой экономикой. Причина в том, что в наследство от мощных ламп накаливания достался огромный парк светильников зонтичного типа. Замена таких светильников, особенно в производственных помещениях, связана с затратами не только на сами осветительные приборы, но и системы крепления и разводку осветительных линий.

Поэтому, возможность непосредственной замены традиционных ламп на более эффективные гибридные источники обеспечило очень высокий спрос на лампы ДРВ. В Украине более 60% закупок ртутных ламп высокого давления приходится на ртутно-вольфрамовые источники света .

Но нужно отдавать себе отчет, что световые параметры подобных источников гораздо хуже даже не очень эффективных ламп ДРЛ. О причинах и особенностях работы ламп ДРВ и пойдет речь ниже.

На первый взгляд, эффективность гибридного источника должна быть выше, чем каждого в отдельности источника: ртутная горелка возбуждает люминофор, а вольфрамовая спираль дополнительно дает небольшой, но свой вклад в суммарный световой поток. На практике получается обратная картина: эффективность ламп ДРВ на 30-50% процентов ниже, чем у ламп ДРЛ с индуктивным дросселем.

Постараемся разобраться в причинах подобного явления. Прежде всего, об эффективности свечения вольфрамовой спирали, играющей роль ограничителя тока через горелку. Ее сопротивление и мощность рассчитывают из условий пусковых режимов ртутной горелки. При начальном поджиге напряжение на горелке равно двум катодным падениям потенциала, т.е. около 20В.

По мере разгорания горелки напряжение на ней растет до 60-70В, а на спирали оно, соответственно, уменьшается. Поэтому в рабочем режиме вольфрамовая спираль светит чуть лучше, чем лампа накаливания, включенная на половинное рабочее напряжение. Но ведь светит же! Вторая причина малой эффективности лампы ДРВ менее очевидна.

Горелка ламп ДРЛ обычно работает с индуктивным балластом. При переходе напряжения сети через амплитудное значение индуктивность начинает отдавать накопленную энергию в нагрузку, «затягивая» напряжение на горелке. Поэтому «площадка» высвечивания столба плазмы при питании от индуктивного балласта составляет около 80% длительности полупериода сетевого напряжения.

А вот при ограничении тока активным балластом (вольфрамовой спиралью) подобная подкачка энергии отсутствует. Поэтому длительность свечения горелки сокращается на 25-30%. Соответственно, падает световой поток и эффективность лампы. Вклад свечения вольфрамовой спирали не может компенсировать это падение, им можно вообще пренебречь.

Поэтому лампы ДРВ даже от ведущих производителей (Philips, OSRAM) имеют эффективность не более 30 лм/Вт . Для сравнения: лампы ДРЛ этих фирм имеют отдачу 40-50 лм/Вт. Сравнительно низкая световая отдача и небольшой срок службы, обычно не более 4000 часов, является характерным недостатком ламп ДРВ. Он определяется вольфрамовой спиралью и делает эти гибридные источники невыгодными для наружного освещения. Замена таких ламп требует применения вышек, что увеличивает расходы при эксплуатации. Но использование ламп ДРВ для внутрицехового освещения еще долго будет стимулировать спрос на эти лампы.

Номенклатура этих источников ограничена: лампы мощностью 160 с цоколем Е27 и более мощные лампы 250, 500Вт с цоколем Е40. Отдельными фирмами предлагаются лампы мощностью 700 и 1000Вт, но они имеют еще более ограниченное применение.