Подключение мощной металлогалогеновой лампы

Варианты исполнения металлогалогенных ламп

— Двухцокольное исполнение (HTI, HMD). Лампы со штырьковыми или резьбовыми цоколями для простого монтажа.

Лампы выполнены с использованием традиционной геометрии для двухцокольных ламп, знакомой многим по отечественному аналогу лампе ДРИШ. Особенно хочется отметить лампы типа GS (gap short) с уменьшенным межэлектродным расстоянием, возросшая в последнее время популярность которых объясняется тем, что эта технология позволяет концентрировать большее количество светового потока вблизи оптического центра светового прибора, снижая потери световой энергии и, тем самым, увеличивая кпд системы. Также немаловажную роль играет то, что для этих ламп стандартом является исполнение Super Quiet (сверхтихое), хотя оптимальное подавление звуковых помех все же достигается при использовании лампы совместно с электронным ПРА.

— Одноцокольное исполнение без наружной колбы (HTI). Лампы с минимальными размерами, с безупречным в оптическом отношении качеством света — для компактных светотехнических систем.

Специальный цоколь лампы этого исполнения, не смотря на свои очень маленькие размеры, обеспечивает безупречное повторное зажигание из горячего состояния: преимущество для очень компактных светильников.

Такие лампы были разработаны для применения в миниатюрных световых приборах, где, тем не менее, требуется высокая яркость. Несмотря на свои небольшие размеры эти лампы обладают всеми преимуществами ламп HMI.

— Одноцокольное исполнение с наружной колбой (HSR, HSD). Простые в обслуживании лампы, способные работать длительное время без сервисного обслуживания. Без возможности повторного зажигания из горячего состояния.

Наружная колба гарантирует простое обслуживание лампы, оптимальное подавление помех при работе с электронным ПРА, улучшенную по сравнению с двухцокольными лампами регулировку светового потока.

Еще одним достоинством этих ламп является возможность стабильной работы в любом положении.

— Лампа с отражателем. Это исполнение представлено лишь одной лампой HMI 1200 PAR. В ней горелка герметично запаяна в интерференционный отражатель PAR 64. Основная область ее применения — прожекторы дальнего действия с концентрированным световым пучком.

Основное неудобство, возникающее при использовании металлогалогенных ламп, — необходимость всегда иметь под рукой дорогой и объемный высоковольтный источник питания. Тем не менее, благодаря очень хорошей цветовой температуре и высокой светоотдаче металлогалогенные лампы находят широкое применение в сценическом и театральном освещении. Все больше убеждаются в преимуществах ламп HMI фотографы и операторы.

Довольно большую группу источников света составляют аналогичные лампам HMI металлогалогенные лампы HTI, HSR, HSD, HMD, отличающиеся тем, что имеют меньшую длину разрядной дуги. Для них характерна высокая световая отдача от 60 до 100 лм/Вт. Кроме этого, общий индекс цветопередачи таких ламп лежит в пределах 80 — 95, что говорит об очень хорошей передаче цветов этими лампами (группа 1А и 1В — смотри меню «Цветопередача») . В отличие от тепловых излучателей ( например, галогенных ламп накаливания) спектр излучения металлогалогенных ламп представляет собой не сплошную линию, а состоящую из многих линий кривую, близкую к спектру солнечного света.

Типы и характеристики

Металлогалогенные лампы обладают разной мощностью, поэтому всегда есть возможность подобрать наиболее оптимальный вариант для работы и других дел.

Существует несколько типов таких лампочек, классификация которых происходит в зависимости от следующих показателей:

• Мощность. Для подключения в электрическую сеть, напряжение которой составляет 220 Вольт, используются изделия мощностью от 20 Вт и выше, но не более 2000 Вт. Такие лампы применяются там, где напряжение достигает 380 Вольт.
• Излучаемые оттенки. Данный тип атрибутов может излучать цветной световой поток: синий, пурпурный, зеленый и т. д.

• Тип конструкции:
  1. Бесцокольные. Этот тип не имеет цоколя, а его мощность составляет от 2 тысяч до 3,5 тысяч Вт. Подключение происходит благодаря гибким токоотводам.
  2. Одноцокольные. Среди их большого разнообразия есть модели, работающие только в горизонтальном или вертикальном положении, а также те, которые нормально работают в обоих положениях.
  3. Двухцокольные. Другое название – софитные. Их колба делается из кварца, обладает небольшим размером. Они дают свет исключительно в горизонтальном положении.

Основные характеристики металлогалогенных ламп условно обозначаются буквами ДРИ: дуговая, ртутная, йодидная лампочка. Некоторые типы имеют в букву «Ш» в конце (ДРИШ), что обозначает шаровую форму разрядной трубки. Далее следует обозначение мощности: 400, 700, 1000 и т. д. Получается следующее: ДРИ700.

Световой поток металлогалогенной лампы 250 в вт, связан в основном с видом используемого галогена. Добавки натрия дают оранжевый цвет, таллия — салатовый, индия — синий. В давние времена металлогалогенные изделия использовали там, где необходим был свет похожий на естественный дневной.

Иногда от МГЛ изделий можно получить 100% дневное освещение с индексом цветопередачи больше 90. Можно получить любую цветовую температуру в интервале от 2500 до 20000 К.

Некоторые виды металлогалогенных ламп используются для лучшего роста цветов или овощей, для рыбок или животных, где необходим особый спектр.

Обратите внимание! При покупке лампы нужно обратить внимание на то, что показатели цвета изначально могут отличаться от тех, что прописаны в спецификации, потому что эти показатели относятся к изделию, уже отработавшему более 70 часов, то есть вначале они могут немного различаться

Устройство ртутной газоразрядной лампы

Большое различие по параметрам можно увидеть у металлогалогенных изделий с предварительным нагревом, в них отличие по температуре цветности достигает 350 К.

От напряжения зависит яркость свечения, например если напряжение низкое, то свет будет холодным, а если очень высокое, то появится теплый оттенок. Поэтому лучше иметь дома стабилизатор напряжения, чтобы не испортить не только лампы, но и электрические приборы.

Конструкционные разновидности МГЛ

Металлогалогенные светильники применяются для освещения как коридоров и комнат, так и больших открытых промышленных площадок. Поэтому их мощность варьируется от 10 до 2000 Вт.

Лампы с высоким потреблением электроэнергии обычно подключаются к сети 380 В и используются лишь на промобъектах. Наиболее востребованные модели имеют небольшую мощность 35-250 Вт.

При монтировании МГЛ с винтовым цоколем необходимо добиваться плотного соединения нижнего контакта лампы с металлической пластиной патрона

Единых международных стандартов маркировки МГЛ нет, однако в большинстве случаев буква M обозначает «металлогалогенная», а H информирует о содержании в лампе ртути.

Отечественные производители могут использовать свою аббревиатуру: Д – дуговая; И – йодидная, Р – ртутная. После указания модели обычно идет обозначение типа и диаметра цоколя.

Металлогалогенные светильники имеют разную конструкцию.

Ниже приведены варианты классификаций этих изделий, в зависимости от их технических параметров:

1. По типу ориентации: вертикальные (BUD), горизонтальные (BH), универсальные (U).
2. По размеру колбы: BT – бульбовидно-трубчатая, R – рефлекторная, E или ED – эллипсоидальная, ET – эллипсоидно-трубчатая, T – трубчатая , PAR – параболическая.
3. По цвету излучения: белый, желтый, пурпурный, зеленый и прочие.
4. По типу конструкции: бесцокольные — с гибкими токоотводами, одноцокольные, двухцокольные.

Внешнее исполнение металлогалогенной лампы мало влияет на ее эффективность, потому что непосредственный излучающий элемент находится в защищенной внутренней колбе. Именно он определяет характеристики испускаемого света.

Преимущества и недостатки

Электрические параметры металлогалогенных изделий могут достаточно сильно меняться, выбор на рынке большой. Качество лампочек и повышенная светоотдача делают МГЛ изделия очень популярными.

Устройства для освещения аквариума

Лампочки небольшие, мощные, подходят для источника освещения, и будут на сегодня лучшей заменой классическим дуговым люминесцентным изделиям, из-за безопасного спектра для людей.

Яркость свечения у МГЛ в 3 раза больше, чем у ЛН, а светоотдача в основном будет 70-90 Лм/ватт.

Температура цвета может быть:

• 6500 К (холодный оттенок);
• 4500 К (дневной свет) или 2500 К (теплый оттенок).

Вам это будет интересно Обзор и сравнение светодиодных ламп разных производителей

Их можно получить при цветопередаче около 90-95%, КПД будет превышать в 6 раз лампочку накаливания.

Диапазон мощности от 15 Вт до 3500 Вт у одного светильника, также температура в помещении и за коном не влияет на работу лампочки. МГЛ достаточно долго служат, в среднем 10000 часов бесперебойной работы.

Принцип работы

Но также же существует ряд недостатков МГЛ:

• цена считается на рынке выше средней;
• если скачет напряжение, то кардинально меняется цвет освещения;
• долгое время до включения лампы, а также невозможность быстрого запуска после недолгого ее выключения;
• металлогалогенные изделия необходимо устанавливать в закрытые светильники, иначе от скачков напряжения они могут разорваться.

Электрики рекомендуют покупать только известные марки галогенок, так как в китайских подделках большое количество опасных для здоровья химикатов и веществ, а срок службы очень низкий, и большой риск разрыва колбы.

Интересные факты.

Лампочки для растений и аквариумов.

Для оранжерей и теплиц выпускают особые лампы с искаженной цветопередачей. Таким образом добиваются ускоренного роста растений при помощи специального спектра, не подходящего для работы людей. Индекс цветопередачи в таком случае составляет всего 50-60%. Подробнее про лампы для аквариума можете прочитать в статье «Освещение аквариума».

Чтобы получить оранжевый цвет в разрядную трубку добавляют ионы натрия. Зеленые оттенки света даст таллий, а синие – индий.

Характеристики света, указанные на упаковке МГЛ относятся к лампе, отработавшей 70-100 часов. Следовательно, новая лампа может светить по-другому.

На цветовую температуру влияет напряжение сети: при заниженном спектр будет холоднее, с примесью голубого. При завышенном напряжении будут примешиваться красные оттенки.

Металлогалогенные лампы – особенности и преимущества

Главная > Информационный раздел > Основы светотехники и технологические новинки > Металлогалогенные лампы – особенности и преимущества

Металлогалогенная лампа (МГЛ, ДРИ) — тип газоразрядной лампы высокого давления, в горелке которой наряду с парами ртути присутствуют галогениды некоторых металлов (аргон, ртуть, йодид натрия, йодид скандия) — специальные излучающие добавки, создающие оптимальные спектральные характеристики лампы. Использование этих добавок позволило добиться лучших спектральных показателей лампы, по сравнению с натриевыми (ДНАТ) и ртутными (ДРЛ) лампами, а также получать различный цвет свечения: теплый белый, нейтральный, холодный, а также синий, зеленый, красный и др.

Основными  преимуществами металлогалогенных ламп являются:

• высокая светоотдача и энергоэффективность;
• качественная цветопередача;
• компактный размер;
• независимость работы лампы от внешних температурных условий.

Недостатки металлогалогенных ламп:

• Длительность процесса разгорания и остывания;
• Довольно высокая цена;
• Необходимость использования ПРА;
• Зависимость цветности от перепадов напряжения.

Эти характеристики обуславливают сферу применения ламп МГЛ

В общем числе – это территория, помещения и объекты, где требуется четкая и качественная передача цвета, размера, фактуры объектов, внимание к мелким и движущимся объектам

Металлогалогенные лампы применяются для освещения стадионов, спортивных и строительных площадок, фасадов зданий, фонтанов, мостов и памятников, магазинов, бутиков и салонов, галерей и музеев, экспозиций и выставок, фотостудий и телестудий, зимних садов и оранжерей.

Освещение бутика металлогалогенными лампами	Архитектурная подсветка металлогалогенными лампами	Спортивное освещение металлогалогенными лампами

Конструкция ламп МГЛ как правило представляет из себя  кварцевую или керамическую горелку, помещенную в стеклянную колбу с выводом электродов на цоколь.

Колба обеспечивает нормальный тепловой режим горения и поглощает резкое ультрафиолетовое излучение от горелки. Применяются как одноцокольные (Е27, Е40), так и двухцокольные МГЛ лампы.

Некоторые модели ламп имеют ограничения на положения горения: вертикальное или горизонтальное.

Как и другие газоразрядные лампы, для запуска и работы МГЛ ламп необходима пускорегулирующая аппаратура. Выход лампы на нормальный режим работы от пуска до полного разгорания может занимать продолжительное (до 10мин) время. Для повторного пуска МГЛ лампы после отключения лампе необходимо остыть, что тоже занимает определённое время.

Эта проблема «неоперативности» может быть решена за счет применения блоков горячего перезапуска, выдающей мощный импульс, достаточный для запуска горячей лампы. Это оправдано, например, при освещении спортивных соревнований, аэродромов. Однако такой режим работы лампы является «стрессовым» и неизбежно снижает эксплуатационный срок.

МГЛ лампы насчитывают множество видов, отличающихся формой, размером, типом цоколя, цветностью, мощностью и сроком службы. Наиболее распространенными металлогенными лампами являются:

Лампа используются в консольных светильниках, уличных прожекторах, подвесных купольных светильниках.

Применяются для освещения улиц и дорог, больших открытых территорий и площадок, архитектурной подсветки, спортивного, складского и промышленного освещения.

Двухцокольные лампы RX7s: CDM TD, MHN TD, HCI TS, HQI TS, HIT DE, HSI TD. Мощность таких ламп 70-150вт. Срок службы достигает 16000 часов. Индекс передачи — до 96Ra, светоотдача до 90 лм/Вт.

Применяются в трековых прожекторах для коммерческого освещения, в грунтовых и архитектурных прожекторах, в компактных прожекторах для спортивного освещения.

Лампы с цоколем G12: CDM T, HCI T, HQI T. Мощность  35-250вт. Срок службы до 12000 часов. Индекс передачи — до 96Ra, светоотдача до 92 лм/Вт. G12 – наиболее распространенная лампа для офисного, бутикового и экспозиционного освещения. Применяется в трековых прожекторах, даунлайтах, карданных светильниках. Используется в ряде архитектурных и грунтовых прожекторах.

Металлогалогенные лампы с цоколем G8.5: CDM TC, HCI TC имеют мощность 35-70вт и в целом аналогичны лампам с цоколем G12, подходят для специально сделанных под них светильников. Основное назначение – коммерческое освещение.

Применяются в прожекторах для освещения больших территорий и объектов: спортивное освещение стадионов и полей, освещение карьеров и мест добычи, ж/д комплексов, портов, аэродромов, строительных площадок.

Зачастую используются с блоками горячего перезапуска.

Цветовая температура горения

Первоначально металлогалогеновые лампы использовались вместо ртутных ламп в тех местах, где необходимо было создать свет, по своим характеристикам приближающийся к естественному, по причине того, что данные лампы излучают белый свет (ртутные лампы излучают свет с большой примесью синего цвета). Однако в настоящее время различие между спектрами данных типов ламп не столь значительно. Некоторые металлогалогеновые лампы могут излучать очень чистый белый свет, имеющий индекс цветопередачи в районе 80

С созданием специальных смесей галоидных солей, металлогалогеновые лампы способны излучать свет с относительной температурой горения в диапазоне от 3000 (жёлтый свет) до 20 000 К (синий свет). Некоторые виды специальных ламп были созданы для излучения спектра, необходимого для растений (используются в теплицах, парниках и т. д) или животных (используются в освещении аквариумов). Однако следует учитывать то обстоятельство, что вследствие присутствия допусков и стандартных отклонений при фабричном производстве ламп, цветовые характеристики ламп не могут быть указаны со 100 % точностью. Более того, по стандартам ANSI цветовые характеристики металлогалогеновых ламп измеряются после 100 часов их горения (т. н. выдержка). Поэтому цветовые характеристики данных ламп не будут соответствовать заявленным в спецификации до тех пор, пока лампа не будет подвергнута данной выдержке

Наиболее сильные расхождения с заявленными спецификационными данными имеют лампы с технологией пуска «предварительный прогрев» (±300 К). Выпущенные по новейшей технологии «импульсного старта» лампы улучшили соответствие заявленным характеристикам, вследствие чего расхождение составляет от 100 до 200 К. На цветовую температуру горения ламп могут влиять также электрические характеристики питающей сети, а также вследствие отклонений в самих лампах. В том случае, если подaваемое на лампу питание имеет недостаточную мощность, она будет иметь меньшую физическую температуру и её свет будет «холодным» (с большей примесью синего цвета, что будет делать их очень сходными с ртутными лампами). Данное явление происходит по причине того, что дуга с недостаточно высокой температурой не сможет полностью испарить и ионизировать галоидные соли, которые и придают свету лампы тёплый оттенок (жёлтые и красные цвета), из-за чего в спектре лампы будет доминировать спектр легче ионизирующейся ртути. Это же явление наблюдается также во время прогрева лампы, когда колба дуги еще не достигла рабочей температуры и галоидные соли ионизировались не полностью

Для ламп, запитанных от чрезмерно высокого напряжения, верна обратная картина, но такая ситуация является более опасной, вследствие возможности взрыва внутренней колбы из-за её перегрева и возникновения в ней избыточного давления. Кроме того, при использовании металлогалогеновых ламп их цветовые характеристики часто меняются с течением времени. В больших осветительных установках с использованием металлогалогеновых ламп часто все лампы существенно различаются по цветовым характеристикам

Принцип действия

Светящимся телом МГЛ является плазма дугового электрического разряда высокого давления. В этом МГЛ схожа с другими типами РЛ. Основным элементом наполнения разрядной трубки (РТ) МГЛ является инертный газ (как правило, аргон Ar) и ртуть Hg. Помимо них в газовой среде наполнения присутствуют галогениды некоторых металлов (Излучающие добавки-ИД), обычно иодид натрия и иодид скандия. В холодном состоянии ИД в виде тонкой плёнки конденсируются на стенках РТ. При высокой температуре дугового разряда происходит испарение этих соединений, диффузия паров в область столба дугового разряда и разложение на ионы. В результате ионизированные атомы металлов возбуждаются и создают оптическое излучение (ОИ).

Основной функцией инертного газа, наполняющего РТ МГЛ, как и в других ртутных РЛ, является буферная, иными словами, газ способствует протеканию электрического тока через РТ при низкой её температуре, то есть в то время, когда большая часть ртути и, тем более, ИД, находятся ещё в жидкой или твёрдой фазе, и парциальное давление их весьма мало. По мере прогрева РТ током происходит испарение ртути и ИД, в связи с этим существенно изменяются как электрические, так и световые параметры лампы — электрическое сопротивление РТ, световой поток и спектр излучения.

Выбор ИД производится таким образом, чтобы заполнить имеющиеся в спектре излучения ртути «провалы» с целью получения необходимого спектра лампы. Так, в МГЛ, используемых для целей общего и местного освещения, необходимо компенсировать недостаток красного и жёлтого света в спектре ртути. В цветных МГЛ необходимо повысить выход излучения в заданном узком спектральном диапазоне. Для МГЛ, используемых в фотохимических или фотофизических процессах, как правило, необходимо повысить интенсивность излучения в ближней ультрафиолетовой области (УФ-A) и непосредственно примыкающей к ней области видимого ОИ (фиолетовой). Сам принцип действия МГЛ был предложен в 1911 г. Ч. Штейнмецом, хотя, проводя исторические аналогии, можно увидеть аналогию и в устройстве «ауэровских колпачков», применявшихся для повышения световой отдачи керосиновых и газовых источников света (ИС).

Как и другие виды РЛ, МГЛ нуждаются в применении специальных устройств для инициирования разряда. В качестве них применяют либо вспомогательные (зажигающие) электроды, в общем аналогичные по конструкции электродам ламп ДРЛ, либо предварительный подогрев одного из электродов до температуры термоэлектронной эмиссии, либо внешние импульсные зажигающие устройства (ИЗУ). Согласование параметров (вольтамперных характеристик, ВАХ) источника электропитания и лампы производится с помощью пускорегулирующего аппарата (ПРА), в обиходе называемого балластом.

Как правило, в качестве ПРА используется дроссель, иногда — повышающий трансформатор с повышенным магнитным рассеянием, обеспечивающим падающий характер его внешней ВАХ. В последнем случае зажигание разряда в МГЛ происходит под воздействием высокого напряжения холостого хода трансформатора без использования каких-либо иных зажигающих устройств. Возможность широкого варьирования спектральных и электрических характеристик МГЛ, широкий диапазон мощностей и высокая световая отдача способствуют всё более широкому распространению их в различных осветительных установках. МГЛ является одним из наиболее перспективных заменителей ламп ДРЛ, а за счёт более благоприятного для восприятия человеком спектра излучения — и натриевых РЛВД (НЛВД).

Это интересно: Как выбрать LED-светильник взрывозащищенного исполнения: освещаем тщательно

Области применения.

Повышенная светоотдача, эффективность и малые габариты позволяют применять металлогалогенные лампы в различной осветительной аппаратуре. В основной массе осветительных прожекторов применяются именно МГЛ. Широко распространенные в настоящее время автомобильные ксеноновые фары также относятся к МГЛ. Наличие ксенона служит, в основном, для первоначального возникновения разряда. Далее, в процессе работы, разряд происходит в парах ртути и галогенов.

МГЛ довольно часто неправильно называются металлогалогеновыми. Такое название не соответствует языковым нормам. Также неправильным является название «металлогалоидные». Такое название иногда употребляется в результате прочтения англоязычного названия «metal halide lamp».

Схема подключения галогенных ламп

Подключение галогенных ламп малого напряжения осуществляется через специальные источники питания на 6, 12 и 24В.

Примечательно, что низковольтные галогенные лампы на практике оказываются столь же яркими, как и обычные, в то время как потребление энергии сокращается на порядок. Кроме того, невысокое напряжение выступает дополнительной гарантией безопасности человека.

Часто такие лампы из соображений безопасности устанавливаются в ванных комнатах. Впрочем, низковольтные галогенные лампы также используются и во встроенных светильниках подвесных потолков, ввиду того, что небольшие размеры современных электронных трансформаторов позволяют осуществлять их монтаж прямо на каркас таких потолков.

Единственным ограничением для работы таких ламп является необходимость установки специального понижающего трансформатора.

Рис 1. Подключение галогенных светильников через трансформатора

Таким образом, когда для освещения используется низковольтная галогенная лампа, схема подключения к сети подразумевает наличие понижающего трансформатора на 12В.

Как подключаются галогенные лампы на схеме

Само подключение светильников оказывается чрезвычайно простым: для этого достаточно подключить галогенные лампы параллельно между собой и подсоединить их к трансформатору.

Рассмотрим более детально как подключаются между собой все элементы (трансформатор, галогенная лампа схема подключения и управления).

На рисунке ниже представлена блок схема, состоящая из двух понижающих трансформаторов и шести галогенных светильников. Синим цветом обозначен нулевой провод, коричневым – фазный.

Управление освещением (включение / отключение) осуществляется обычным выключателем. Его подключают до трансформаторов на стороне 220 В.

Нулевую жилу можно сразу соединять с нулевыми жилами проводов, которые идут к трансформаторам. После фазный провод который «пришел» с выключателя подключается к фазным проводам трансформаторов.

Для подключения проводов в трансформаторе предусмотрены специальные клеммы L и N.

Рис 2. Блок схема подключения галогенных светильников

Не имеет значения сколько будет подключатся трансформаторов в схеме

Важно чтобы каждый трансформатор подключался отдельным проводом и все они соединялись только в распределительной коробке. Если соединять провода не в коробке, а где-нибудь под потолком, то при потере контакта к месту соединения невозможно будет добраться