Металлогалогенная лампа (МГЛ) относится к газоразрядным источникам света высокого давления. В процессе работы лампы, дуговой разряд происходит в парах ртути в инертной аргоновой среде, при этом спектр определяется специальными излучающими добавками - галогенидами некоторых металлов.

Галогениды, такие как йодиды скандия и натрия, помогают разряду существовать, и не реагируют с кварцевым стеклом колбы. Пока лампа холодная, галогениды сконденсированы в виде тонкой пленки на стенках разрядной трубки (горелки), но при повышении температуры - галогениды испаряются, перемешиваются с парами ртути в районе разряда, и разлагаются на ионы. В итоге, возбужденные ионизированные атомы .

Горелка изготавливается из кварцевого стекла или керамики, а внешняя защитная колба - из боросиликатного стекла (кроме защитной механической функции, колба отсекает из спектра ультрафиолет).

В ряде промышленных видов МГЛ внешняя колба отсутствует, в этом случае для изготовления основы применяют безозонное кварцевое стекло. Оно препятствует повышенному образованию озона и снижает риск возникновения в лампе резонанса ртути (185 нм).

Принцип действия металлогалогенной лампы в 1911 году описал и предложил американский инженер-электрик Чарлз Штейнмец. Пуск лампы осуществляется , которое в начале обеспечивает зажигание дуги, а затем поддерживает работу лампы.

Пусковым устройством может быть непосредственно дроссель или вспомогательный высоковольтный трансформатор. Затем, когда разряд зажегся, на электродах поддерживается номинальное напряжение, и лампа излучает видимый свет.

Сегодня лампы типа МГЛ выпускаются в широком диапазоне мощностей. Для наружного освещения применяют лампы на 70, 150, 250, 400, 1000, 2000 ватт, одноцокольные или двухцокольные, со штыревыми или софитными цоколями. Обозначаются они как SE или DE – одноцокольные (single-ended) и двухцокольные (double-ended).

Поскольку на плазму дуги действует сила тяжести, рабочее положение лампы должно быть строго определенным. Так, металлогалогенные лампы бывают горизонтальной ориентации, вертикальной ориентации и универсальные. Маркировки соответственно: BH, BUD, U – base horizontal, base up/down, и universal. Если лампу использовать не в надлежащем рабочем положении, то ее срок службы будет меньше, а рабочие характеристики окажутся хуже.

Согласно Американскому национальному институту стандартов ANSI, металлогалогенные лампы маркируются начиная с буквы «М», затем следует цифровой код с электрическими характеристиками лампы и с обозначением типа балласта. После цифр идут две буквы, свидетельствующие о размере и форме колбы и о ее покрытии. Далее каждый производитель по-своему указывает мощность лампы и цвет ее свечения. Европейская маркировка незначительно отличается от ANSI.

Колба металлогалогенной лампы обозначается буквами, указывающими на ее форму, и цифрами, свидетельствующими о максимальном диаметре колбы. Буквы BT (Bulbous Tubular) - бульбовидно-трубчатая, E или ED (Ellipsoidal) - эллипсоидальная, ET (Ellipsoidal Tubular) - эллипсоидно-трубчатая, PAR (Parabolic) - параболическая, R (Reflector) - рефлекторная, T (Tubular) - трубчатая.

Например лампа «Лисма ДРИ 250-7» имеет маркировку относительно колбы Е90 - эллипсоидальная форма, диаметр около 90 мм. Цоколь типа Е40, мощность 250 ватт. Как видите, обозначение здесь свое. Вообще, номенклатура металлогалогенных ламп очень широка.

Характеристики металлогалогенных ламп

Цвет свечения металлогалогенной лампы и цветовая температура, связаны главным образом с видом применяемого галогена. Соединения натрия дают желтый оттенок, таллия - зеленый, индия - голубой. Изначально металлогалогенные лампы применяли там, где требовался свет близкий к естественному, белый, без примеси синего.

Есть возможность получить от металлогаллогенных ламп чистый дневной свет с индексом цветопередачи выше 90. Принципиально достижима любая цветовая температура из диапазона от 2500 до 20000 К.

Специальные типы МГЛ применяются в парниках и теплицах для растений, в аквариумах для животных, где требуется особый спектр. При этом, выбирая лампу важно помнить, что характеристики цвета в реальности будут сначала отличаться от тех, что указаны в спецификации, поскольку указанные характеристики относятся к лампе, уже отработавшей 100 часов, то есть вначале они будут несколько отличаться.

Наибольшее расхождение по характеристикам наблюдается у металлогалогенных ламп с предварительным прогревом, в них различие по цветовой температуре доходит до 300 К. У ламп с импульсным стартом расхождение меньше - от 100 до 200 К.

Длительное отклонение питающего напряжения от номинального может привести к изменению цветности света и светового потока. Резкое колебание сетевого напряжения свыше +/-10% может привести к выключению ламп.

Если питание в сети скачет, цветовая температура тоже будет плавать - если напряжение меньше номинального, то свет будет холоднее, поскольку добавки ответственные за цвет не ионизируются в достаточном количестве.

Если же напряжение окажется больше номинала - цвет окажется теплее, однако длительное превышение напряжения грозит взрывом колбы из-за повышенного давления в ней. Лучше всего предусмотреть стабилизацию питающего напряжения.

Преимущества металлогалогенных ламп

Спектральные и электрические характеристики металлогалогенных ламп могут очень широко варьироваться, ассортимент рынка огромен. Качество света и высокая светоотдача объясняют широкое распространение МГЛ сегодня в различных осветительных установках и светосигнальных приборах.

Лампы компактны, мощны, эффективны в качестве источника света, и являются сегодня перспективной заменой традиционным дуговым ртутным люминесцентным лампам (ДРЛ) и натриевым лампам высокого давления (НЛВД), благодаря более мягкому и безопасному для человека спектру.

Световой поток ламп МГЛ до 4 раз выше чем у ламп накаливания, а светоотдача составляет в среднем 80-100 Лм/Вт. Цветовые температуры: 6400 К (холодный свет), 4200 К (естественное освещение) или 2700 К (теплый свет), - легко достижимы при цветопередаче порядка 90-95% - это очень хорошая цветопередача для лампы, КПД которой в 8 раз выше чем у лампы накаливания.

Мощность может варьироваться от 20 Вт до 3500 Вт у одного источника, причем бесперебойная работа не зависит от температуры окружающей среды и от ее перепадов, если лампа уже зажглась. Срок службы лампы МГЛ в среднем рассчитывается на 10000 часов непрерывной работы.

Лампы МГЛ применяются сегодня очень широко. Киносъемочное освещение, наружное освещение в архитектуре, декоративное освещение, сценическое и студийное освещение и т. д. Крайне популярны металлогалогенные лампы в промышленном освещении в цехах, в прожекторах на открытых пространствах железнодорожных станций, в карьерах, на стройплощадках, на спортивных объектах и т. д.

Освещение общественных и промышленных зданий, специальное освещение для растений и животных, в качестве источника ближнего ультрафиолета. Наконец, освещение улиц, подсветка ландшафтов и витрин, для создания световых эффектов в дизайне и в рекламе, в торговых центрах… - всюду заняли свое достойное место металлогалогенные лампы.

Металлогалогенные лампы (МГЛ) — один из видов газоразрядных ламп (ГРЛ) высокого давления. Лампочка отличается от других ГРЛ тем, что в горелку МГЛ для коррекции спектральной характеристики дугового разряда в парах ртути дозируются излучающие добавки (ИД) — галогениды металлов. Среди источников света они самые компактные и мощные.

Металлогалогенные лампы: что важно знать перед покупкой?

Фото 1 - Лампа ДНаТ 70W/2000K 5800Лм Е27 10т.ч. (156х39) HPSL-70-E27-T ИЭК

Используют МГЛ:

• в строительстве;
• в архитектурном дизайне;
• для подсветки теплиц.

Виды металлогалогенных ламп:

1. одноцокольные;
2. двухцокольные;
3. универсальные.

Фото 2 - Osram G12 70Вт

В одноцокольных патрон расположен с одной стороны; двухцокольная — двухсторонняя, что позволяет устанавливать её только в горизонтальном положении; универсальную конструкцию можно установить как горизонтально, так и вертикально.

Чаще всего используют одноцокольные лампы винтового типа, но более экономичными считают двухцокольные — расход энергии у них минимальный.

Различают лампы по типу горелки:

• кварцевые;
• керамические.

ВАЖНО! Обратите внимание на МГЛ фирмы BLV на линейки HITLITE, HIT-ULTRALITE, C-HILITE, TOPSPOT G12, TOPSPOT SHROUD, TOPSPOT G8,5, C-TOPSPOT, TOPLITE, TOPLITE SHROUD, TOPFLOOD.

Технические характеристики МГЛ

Мощность	влияет на силу светового потока и яркость лампы; мощность — от 20 до 18000 Вт; напряжение питания 220 и 380 В.
Тип цоколя	от назначения — E27, E40, двусторонний Rx7S, двухштырьковый G12.
Световой поток	по сравнению с традиционными лампочками (мощностью в 3-4 раза выше), имеют свойство терять со временем до 30% светового потока.
Цветовая температура	различаются по оттенку: холодный свет дают МГЛ около 6400 К, теплый — в районе 2700 К, 4200 К — нейтрально-белый.
Срок службы	не менее 9000 часов.

Лампы по ГОСТу должны быть сконструированы так, чтобы их характеристики при правильной эксплуатации были надежны.

Принцип работы МГЛ

Фото 3 - TDM ДРИ 70 6000 К Rх7s SQ0325-0012

Принцип работы основан на прохождении электродугового разряда в газовой среде, схож с применяемым в ртутных лампах. Газ, используемый в МГЛ, — ртуть и инертный аргон. Имеющиеся в газе йодиды натрия и скандий обеспечивают прохождение дугового разряда.

Эти вещества с материалом колбы лампы (кварцевым стеклом) в реакцию не входят. Галогениды при отсутствии разряда покрывают стенки изделия пленкой. При замыкании контакта повышается температура и наблюдается дуговой разряд, способствующий испарению галогенидов и разложению их на ионы йода и металла.

Свечение лампы, видимое глазом, вызывает присутствие в газе ионов. При этом наблюдается движение ионов из горячей зоны лампы к более холодным стенкам — происходит восстановление соединений и конденсация на стенках в виде пленки. Лампа функционирует по принципу замкнутого цикла.

Подключение лампочек

Подключение лампы к сети осуществляется по правилам, ввиду особенностей конструкции и принципа работы МГЛ. Особенность — зависимость от напряжения, поэтому лампы требуют включения токоограничивающего элемента (ПРА) в последовательном порядке.

Большинство МГЛ функционируют с серийными ПРА, предназначенными для газоразрядных ламп (дуговых ртутных или натриевых). Имеются ПРА со встроенным ИЗУ с функциями розжига источника света и ограничения тока.

Фото 4 - MASTER CDM-T 70W/942 G12 PHILIPS 871150019927015

В ходе прогрева лампы происходит колебание напряжения и силы тока в ней, поэтому к конструкции и качеству токоограничивающего элемента предъявляют особые требования. Низкое качество вызывает низкое напряжение и при включении лампа начнет гаснуть.

Как проверить?

Фото 4 - HQI-TS 150W/NDL EXCELLENCE RX7s-24 OSRAM 4008321678386

Проверить работоспособность МГЛ можно обычным способом – включить светильник: если он горит с перебоями, лампа неисправна. Следует проверить правильность подключения, возможно, причина кроется именно в этом.

Если светильники показывают нестабильную работу — зажигаются, гаснут, не могут разгореться на полную ожидаемую мощность — нужно померить в сети напряжение. Металлогалогенные лампы при напряжении 190 В работают нестабильно.

Обращаем внимание на правильность подключения в коннекторе питающего кабеля: подключение корректное, если напряжение нормальное и фазы соответствуют обозначениям.

Также необходимо проверить:

1. исправность питающего кабеля (он может быть перебит);
2. правильно ли вставили питание в трек;
3. правильное подключение к щитку.

Если на осветительную конструкцию из нескольких токопроводящих шин смонтировано более 20 светильников, следует проверить — достаточно ли им мощности от питающей конструкцию линии. При недостаточной мощности возможна нестабильная работа металлогалогенновых ламп и ПРА (пускорегулирующее устройство).

• Цоколь G9

Применим для небольших металлогалогенных ламп и оснащен двумя штырьками на расстоянии 9 мм. Патрон представляет собой розетку с отверстиями на таком же расстоянии, поэтому установка лампочки в светильник выглядит, как обычное соединение «вилка-розетка».

ВАЖНО! Срок службы некоторых типов современных МГЛ достигает 15000 часов. Выпускаются они с разными цветностью излучения и качеством цветопередачи.

Фото 5 - HQI-T 400W/N E40 OSRAM 4008321526786

Для включения лампы необходимы специальные зажигающие устройства, поскольку для зажигания разряда требуется напряжение в несколько киловольт. МГЛ, как и все газоразрядные лампы, могут функционировать только с балластным дросселем, что создает сдвиг фаз между током и напряжением, потому потребуется компенсация коэффициента мощности, то есть включение компенсирующего конденсатора.

Ток питающего автомата у ламп 12 В довольно большой.

Спектр излучения имеет большое значение, особенно в теплицах для выращивания рассады и растений. Возможность коррекции спектра от тепло-белого до желтого отличает их выгодно от ксенонового разряда с его холодно-белым цветом.

Срок хранения МГЛ

Фото 6 - TDM ДРИ 250 6000 К Е40 SQ0325-0016

Зависит от:

1. качества кварцевых горелок;
2. качества обработки;
3. фирмы-производителя;
4. условий хранения.

Например, у ламп Лисма срок хранения при равных условиях меньше, чем у Osram или GE. Как правило, при соблюдении условий хранения МГЛ хранятся десятилетиями, главное, чтобы они не подтекали.

Применение МГЛ

МГЛ, как и натриевые, используют в промышленности для освещения или в ландшафтном дизайне. Газоразрядную МГЛ часто используют на улицах, в скверах и парках в приборах ночного освещения, для подсветки памятников или зданий.

Фото 7 -

Она является неизменным атрибутом подсветки на стадионе, светового дизайна цирков и арен, офисных зданий и торговых, рекламных и других конструкций. Прожекторные системы — это верхняя граница мощностей.

МГЛ не только благоприятны для растений, но и подходят для аквариума. Светильник с МГЛ обеспечивает высокий световой поток и отличную цветопередачу в течение всего эксплуатационного периода ламп.

МГЛ — мощные лампы, функционирующие при высоком давлении и температуре. Их используют с балластами в светильниках специального назначения. Обычно в комплекте МГЛ со встроенным ЭПРА есть балластно- пусковое устройство (требуется для дуговых ламп). Обычно это дроссель больших размеров и устройство зажигания.

Мощность МГЛ

Виды	Особенности
	внутренние помещения, витрины магазинов; стабильность передачи цвета; широкий спектр использования; мощность 70 Вт; цоколь g12; цветовая температура 4100К.
	для освещения крупных объектов (стадионы, автомагистрали, торговые центры); в небольших помещениях – для организации световых функций фото- и видеоплощадок, клеток с животными и аквариумов; цоколь rx7s.
	для складских и промышленных помещений, наружного освещения сооружений; трубка из боросиликатного стекла оснащена кварцевой горелкой; мощность 70 Вт; для подключения необходим соответствующий дроссель.
	для освещения бытовых помещений; высокая светоотдача; длительный срок хранения; цветовая температура 3000К; прозрачное или матовое исполнение колбы; цоколь Е27.
	для наружного прожекторного освещения, архитектурной подсветки, внутреннего освещения промышленных объектов, торговых и коммерческих офисов и помещений; высокие свето- и цветопередача; большой срок службы.
	в осветительных устройствах внутреннего и наружного типа освещения витрин, для крупных объектов, музеев, павильонов, спортивных сооружений; мощный и компактный источник света; цоколь — Rx7s.
150 Вт 4000К Е27	для освещения витрин магазинов, общественных зданий и офисов, в качестве декоративного наружного освещения, высокая светоотдача и цветопередача; стабильность цвета и минимальное уменьшение светового потока; используется с ПРА; цоколь Е27; напряжение 220В; цветовая температура 4000К (холодный белый свет).
	используют в комплексе с ПРА; высокая энергоэффективность; цоколь Е40; освещение открытых территорий, производственных, сельскохозяйственных и складских помещений; для освещения открытых территорий, сельскохозяйственных, складских, производственных помещений.
	хорошая цветопередача и яркий белый свет; керамическая горелка и наружная прозрачная трубчатая колба; используют в комплексе с ПРА; высокая энергоэффективность; 400 Вт Е40 при стабильной цветовой температуре; цоколь Е40.
	для освещения промышленных цехов, больших аудиторий, библиотек, конференц-залов, ярмарочных и выставочных павильонов, пешеходных зон, станций метро и ЖД; высокого давления; трубчатый тип колбы; цоколь Е40; подключается через ПРА; цветовая температура 5500К (холодный).
	для освещения торговых центров, городских площадей, жилых и пешеходных зон, освещения дорог, в качестве заливающего освещения; хорошая цветопередача и яркий белый свет; керамическая горелка и наружная прозрачная трубчатая колба; используют в комплексе с ПРА; высокая энергоэффективность; длительный срок службы.
	используются для освещения больших площадей; срок службы 6000 часов; цоколь Е40; световой поток 88000 Лм; цвет свечения — белый.
	для освещения больших общественных мест — магазины розничной торговли, просторные офисы, вестибюли, залы, терминалы аэропортов; мощность 100 Вт; цветовая температура 4300К; световой поток 7800 Лм; цоколь Е27; длительный срок службы до 15000 часов.
GU6.5 20-35 Вт	для создания акцентного освещения и освещения витрин магазинов розничной торговли, для общего и декоративного освещения помещений и зонального наружного освещения; миниатюрные лампы с простым цоколем и керамической горелкой; живой белый свет при высоком коэффициенте цветопередачи.

Оптимальные условия для металлогалогенных ламп

При зажигании МГЛ очень важны условия, что влияют напрямую на тип балласта, применяемого с конкретным типом лампы. МГЛ требуют для корректировки величины:

• балластный ток сопротивления;
• подачу корректного напряжения на создающие дугу электроды.

Для систем «балласт-лампа» стандарты ANSI содержат значения всех необходимых параметров для всех компонентов. Для устройства зажигания важен и стартер, работающий от сети с переменным током. Он отличается по параметру выпрямления и размеру. Балласт для стартеров электромагнитного типа.

Блок розжига необходим в любой дугоразрядной лампе. Для МГЛ существует два типа:

1. ЭПРА (электронный);
2. ЭмПРА (электромагнитный).

В 1964 году американская фирма General Electric для освещения павильонов Всемирной выставки Экспо-64 в Нью-Йорке впервые применила новый тип ламп - металлогалогенные (МГЛ). С 1969 года выпуск таких ламп освоили фирмы Philips и Osram, в 70-е годы Саранский электроламповый завод в СССР. 

По устройству МГЛ похожи на ртутные лампы высокого давления, но внешняя колба у них не покрыта люминофором, а сделана из прозрачного или (гораздо реже) из матового стекла. Первичным источником излучения, как и в лампах ДРЛ, служит горелка из кварца или поликристаллической окиси алюминия, наполненная инертным газом и ртутью. Но если в лампах ДРЛ для исправления цветности и повышения световой отдачи применяется люминофор, то в металлогалогенных лампах для этой же цели применяются специальные светоизлучающие добавки: галогенные соединения различных металлов (чаще всего - натрия и скандия, а также галлия, индия, таллия и редкоземельных элементов - диспрозия, гольмия, тулия и др.).

Для того чтобы давление паров светоизлучающих добавок в металлогалогенных лампах было достаточно большим, горелка должна нагреваться до более высоких температур, чем в лампах ДРЛ, и давление «стартового» инертного газа в ней должно быть выше. Такого простого решения для зажигания разряда, как в ДРЛ (установка поджигающих электродов вблизи основных), уже недостаточно: если в ДРЛ разряд возникает при напряжении ниже сетевого, то в МГЛ для этого требуется напряжение от3до5 киловольт.

Изменяя состав светоизлучающих добавок, можно в широких пределах изменять цветность излучения - от тепло-белого с 7Цв = 3000 К до дневного с 7Цв = 6500 К, а также создавать цветные лампы.

Сегодня в мире производится более 250 типономиналов металлогалогенных ламп мощностью от 20 до 3500 Вт.

Металлогалогенные лампы имеют большие световые отдачи, чем ДРЛ и лучшую цветопередачу (Ra до 90). Благодаря тому, что источником света в МГЛ является малогабаритная горелка, а не внешняя колба, световой поток их значительно легче перераспределяется в пространстве с помощью отражателей или линз. Это свойство позволило создавать глубокоизлучающие светильники и прожекторы с очень узким световым пучком, что невозможно при использовании ДРЛ из- за больших габаритов светящегося тела.

Параметры металлогалогенных ламп так же, как и ДРЛ, мало зависят от температуры окружающего воздуха, но гораздо больше - от колебаний сетевого напряжения. При этом часто наблюдается интересное явление - изменение напряжения даже в относительно небольших пределах (± 5 %) вызывает заметное изменение цветности излучения. Изменение цветности происходит также и самопроизвольно в процессе работы ламп, причем у разных экземпляров ламп по-разному (так называемое «разбегание цветов»). Это особенно заметно в многоламповых осветительных установках, когда при сдаче установки в эксплуатацию все лампы светят одинаково, а спустя некоторое время освещение становится «разноцветным». По стандартам разных стран цветовая температура излучения металлогалогенных ламп в течение срока службы может меняться на 500 К, то есть лампа с Гцв=3500 К («белая») может стать «тепло-белой» с Гцв=3000 К или «ярко-белой» с Гцв=4000 К. Это происходит от того, что светоизлучающие добавки по-разному взаимодействуют с кварцем и вольфрамом и за счет этого состав наполнения в процессе работы ламп постепенно изменяется.

Необходимо отметить, что цветность излучения некоторых типов металлогалогенных ламп зависит и от рабочего положения ламп, поэтому лампы должны эксплуатироваться только в том положении, которое регламентировано документацией для каждого конкретного типа.
Металлогалогенные лампы очень трудоемки в изготовлении и требуют исключительно высокой культуры производства. Особые сложности при изготовлении ламп связаны с герметичной заваркой горелок, так как существующая технология запрессовки вводов не обеспечивает достаточной точности соблюдения размеров горелок.

Для повышения стабильности параметров металлогалогенных ламп фирмы Philips и Osram с 1998 года начали делать горелки не из кварца, а из поликристаллической окиси алюминия AI2O3. По химическому составу поликристаллическая окись алюминия полностью идентична драгоценным сапфиру и рубину, а также обыкновенной глине. Технологи разных стран, прежде всего США и СССР, в рамках своих космических программ уже достаточно давно научились делать этот материал очень высокого качества и изготавливать из него трубки заданного диаметра с хорошей точностью. Из заготовок можно делать отрезки трубок строго выдержанной длины. По химической и тепловой стойкости поликристаллическая окись алюминия превосходит кварц, поэтому вполне годится для создания горелок разрядных ламп высокого давления, у которых, в отличие от кварцевых, все геометрические размеры будут выдержаны с очень высокой точностью. Проблема создания таких горелок состояла в обеспечении герметичности токовых вводов, способных работать при высоких температурах в среде достаточно агрессивных галогенных светящихся добавок. Но к 1998 году и эта проблема была успешно решена. Сейчас МГЛ с горелками из поликристаллической окиси алюминия или, как их чаще называют, с керамическими горелками в большом количестве выпускаются ведущими электроламповыми фирмами.

Точно выдержанные размеры горелок и высокая химическая стойкость керамики значительно повысили стабильность световых параметров МГЛ. Изменение цветовой температуры к концу срока службы ламп с керамическими горелками не превышает ± 200 К, спад светового потока за 4000 часов не более 20 %. Пока такие лампы выпускаются только малой мощности (20-150 Вт).

Основная область применения металлогалогенных ламп - освещение при цветных телерепортажах, киносъемках и освещение больших спортивных арен. Создание маломощных ламп, особенно с керамическими горелками, открыло широкую дорогу для внедрения МГЛ во внутреннее освещение - для торговых залов, витрин, выставочных павильонов, некоторых административных помещений и др.

Срок службы отдельных типов современных металлогалогенных ламп достигает 15000 часов. Лампы выпускаются с различной цветностью излучения и с разным качеством цветопередачи.
Так как для зажигания разряда в металлогалогенной лампе требуется напряжение в несколько киловольт, то лампы включаются только со специальными зажигающими устройствами. На рис. 1 показана типичная схема включения металлогалогенных ламп. Как и все газоразрядные лампы, металлогалогенные лампы могут работать только вместе с балластным дросселем, создающим сдвиг фаз между током и напряжением. Поэтому требуется компенсация коэффициента мощности, то есть включение компенсирующего конденсатора.

Рис. 1.

В последние годы ряд фирм начал выпускать электронные аппараты включения маломощных металлогалогенных ламп. Высокочастотное питание ламп высокого давления не дает таких преимуществ, какие мы видели у люминесцентных ламп, и, кроме того, приводит к неустойчивости разряда (так называемому «акустическому резонансу»). Поэтому, в отличие от люминесцентных ламп, металлогалогенные лампы через такие аппараты питаются не высокочастотным током, а напряжением прямоугольной формы с частотой 100 - 150 Гц. Электронные аппараты включения металлогалогенных ламп значительно (в 3 - 4 раза) легче дросселей и, кроме того, сочетают функции балласта и зажигающего устройства, а иногда и компенсирующего конденсатора. Лампы с керамическими горелками, как правило, рекомендуется использовать с электронными аппаратами. 

Недостатками металлогалогенных ламп являются: высокая стоимость (в несколько раз дороже ДРЛ, особенно лампы с керамическими горелками); большое время разгорания (до 10 минут); большая глубина пульсаций светового потока (у ламп с редкоземельными элементами, имеющих наилучшую цветопередачу, -до 100 %); невозможность повторного включения горячей лампы после ее погасания хотя бы на доли секунды; необходимость применения зажигающих устройств.

Поскольку металлогалогенные лампы большой мощности применяются для освещения крупных спортивных мероприятий с большим количеством зрителей, погасание ламп может вызвать панику среди зрителей, не говоря уже о срыве спортивного мероприятия. Для исключения таких явлений в прожекторах для освещения спортивных арен, кроме обычных зажигающих устройств, используются блоки мгновенного перезажигания ламп - сложные, тяжелые и очень дорогие устройства, автоматически дающие на лампу при ее погасании импульсы с напряжением до 50 кВ, способные зажечь даже горячую лампу. Лампы, предназначенные для работы с такими блоками, имеют особую конструкцию - один из электродов выводится через цоколь, другой - через противоположную цоколю сторону внешней колбы.

Несмотря на развитие светодиодной техники, металлогалогенные лампы (МГЛ) продолжают удерживать свою рыночную нишу из-за уникальных характеристик. Их внутреннее устройство может сильно варьировать в зависимости от планируемой сферы применения. С характерными конструктивными типами стоит ознакомиться. Согласны?

Мы поможем вам разобраться с принципами работы и особенностями устройства МГЛ. В предложенной нами статье приведены конструктивные разновидности, указана сфера применения. Желающие приобрести такую лампочку у нас найдут ценные рекомендации по выбору.

МГЛ имеют сложное внутреннее устройство. Внешне – это стеклянный цилиндр с цоколем, хотя некоторые модели внешне напоминают грушевидную лампу накаливания.

Внутри оболочки расположена еще одна рабочая капсула из стекла или прозрачной керамики, а также проводящие элементы и резисторы.

Соотношение мощности и объема МГЛ ограничено способностью наружной оболочки отводить лишнее тепло, потому что от перегрева лампа может сгореть

Внешняя колба заполнена обычно азотом, а внутренняя – инертным газом под давлением, небольшим количеством ртути и добавками галогенидов металлов. Такая конструкция и обуславливает название изделия.

В качестве галогенидов металлов применяется в основном йодид натрия или скандия. Они служат для коррекции светового спектра и влияют на сферу применения металлогалогенных ламп. В выключенном состоянии ртуть и добавки находятся в твердом осажденном состоянии на стеклянных стенках.

Самостоятельно при подключении к электрической сети МГЛ не включится. Для этого применяют пуско-регулировочные аппараты (ПРА), которые обеспечивают необходимый пусковой ток и напряжение до момента появления эффекта термоэлектронной эмиссии во внутренней колбе.

Механизм излучения света

Включение МГЛ происходит поэтапно. Вначале, за счет пускового тока, превышающего рабочий в 10-20 раз, во внутренней колбе возникает минимальный электрический разряд в среде инертного газа.

Из-за небезопасности, в основном применение металлогалогенных светильников востребовано лишь преимущественно для нежилых пространств:

1. Киносъемочные студии, фотосалоны.
2. Автомобильные фары.
3. Архитектурные сооружения.
4. Общественные здания, ТРЦ.
5. Промышленные цеха.
6. Строящиеся объекты.
7. Уличное освещение.
8. Спортивные объекты.
9. Парковые зоны.
10. Тепличные комплексы, оранжереи.
11. Ночное освещение загородных домов.

Большинство людей не сталкивается с покупкой МГЛ еще и потому, что эти устройства редко продаются в мелких строительных магазинах. Их приобретают преимущественно предприятия и предприниматели у специализированных компаний.

Как выбрать металлогалогенную лампу?

Специфичность сфер применения вынуждает тщательно подходить к выбору их характеристик. Товар, конечно, всегда можно обменять, но лучше сразу приобретать подходящую модель.

Пусковые устройства часто идут в комплекте с лампами, потому что от их совместимости во многом зависит срок службы МГЛ

1. Внимательно читать надписи на упаковке, которые могут информировать об ограничении использования МГЛ в определенных обстоятельствах.
2. Заявленное рабочее положение изделия должно соответствовать позиции светильника, для которого оно предназначается. Наименьший ресурс у вертикально ориентированных моделей.
3. Диаметр цоколя должен подходить под патрон светильника.
4. Корпус пускателя должен быть изготовлен из металла с достаточным количеством вентиляционных отверстий. Ведь в зависимости от модели, ПРА потребляет 10-20% от мощности лампы.
5. Пусковое устройство рассчитано на определенное напряжение и ток, поэтому при замене лампы эти факторы нужно учитывать.
6. В ряде случаев критически важен быстрый розжиг МГЛ, поэтому о времени ее выхода на номинальную светимость необходимо читать в инструкции заранее.

Если металлогалогенная лампа приобретается на замену вышедшей из строя, то можно взять с собой в магазин для примера сломавшуюся модель.

Стоят МГЛ дорого, поэтому важно сохранять при покупке все чеки и накладные, чтобы можно было воспользоваться впоследствии гарантийными правами.

Сравнить металлогалогенные приборы с галогенными лампочками поможет информация , посвященной разбору характеристик модели G4.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Обзор характеристик металлогалогенных светильников:

Видео #2. Проверка работы металлогалогенного прожектора:

Видео #3. Подключение металлогалогенной лампы:

Металлогалогенные светильники продолжают применяться во многих областях, несмотря на ряд конструкционных недостатков. Разнообразный спектр излучения позволяет подбирать их под различные нужды хозяйственной деятельности. Поэтому МГЛ еще долго будут оставаться конкурентоспособными в нише промышленного освещения.

Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, задавайте вопросы, размещайте фото по теме статьи. Делитесь собственными ориентирами выбора металлогалогенной лампочки. Расскажите, почему вы предпочли именно этот прибор.

Широко распространённым источником света в различных осветительных приборах, благодаря своей компактности, мощности и эффективности, считаются металлогалогенные лампы (МГЛ) . Они причисляются к газоразрядным лампам (ГРЛ) .

Специфичность МГЛ

Принцип свечения металлогалогенной лампы тот же, что и в прочих ГРЛ – это электрический дуговой разряд, происходящий между электродами в наполненной парами ртути колбе. Главная отличительная черта металлогалогенных ламп, наличие излучающих добавок (галогенидов неких металлов) в составе наполнителя (парах ртути).

Йодиды металлов требуются для корректирования спектральных характеристик дугового разряда, благодаря ним, качество светового излучение намного улучшается. Также они предотвращают оседание улетучивающегося вольфрама на внутренние стенки колбы. Во время работы металлогалогенные лампы происходит реакция паров вольфрама и галогенидов металлов. В результате этой реакции образовывается йодид вольфрама (газообразная смесь), испаряющаяся с электродов. После выключения осветительного устройства вольфрам оседает назад на электроды.

Устройство металлогалогенных ламп

Металлогалогенные лампы в основном состоят из следующих компонентов:

• Разрядную трубку (горелку) – являющейся основой МГЛ. Горелку чаще изготавливают из кварцевого стекла, также есть варианты из специальной керамики. Керамические горелки имеют более высокую термостойкость. Горелка с электродами размещается во внешней колбе.
• Внешнюю колбу – выполняющую функции светофильтра. Изготавливают её из боросиликатного стекла. Боросиликатные колбы имеют высокую термо- и механическую стойкость. Колба снижает теплопотери горелки, обеспечивая ей нормальный тепловой режим.
• Цоколь .

Запуск МГЛ невозможен без балласта, в качестве него применяют электромагнитные или электронные . Использование электронного ПРА, обеспечивает ровный свет при зажигании лампочек, существенно снижая токи (рабочие и пусковые), а также увеличивая срок службы осветительного устройства.

Принцип работы

Светящимся телом МГЛ является плазма дугового разряда, протекающая в горелке между электродами.

Разрядная трубка наполнена инертными газами и галогенными соединениями, которые в холодном состоянии конденсируются на её стенках в виде тончайшей плёнки. С повышением температуры дугового разряда галогениды начинают испаряться и разлагаться на ионы. После чего происходит раздражение уже ионизированных атомов и создание ими оптического излучения.

Инертный газ выполняет буферную функцию, из-за чего протекание электротока через горелку возможно даже при её низкой температуре. По мере прогрева горелки, ртуть и излучающие добавки испаряются, тем самым изменяя спектр излучения, световой поток и электрическое сопротивление МГЛ.

Для ионизирования разряда металлогалогенные лампы требуют применение специальных устройств. К примеру, импульсные зажигающие устройства (ИЗУ) , зажигающие электроды, такие как в дуговых ртутных люминофорных лампах (ДРЛ) . А зажигание происходит с помощью ПРА. В качестве такого аппарата можно применять дроссель или трансформатор, имеющий повышенное магнитное рассеяние.

Классификация и обозначения

Металлогалогенные лампы принято классифицировать по:

Цоколь имеет резьбу с помощью, которого лампочки вкручиваются в патрон. Эти модели обозначаются single-ended, буквами SE;

— двухцокольные . Двухцокольные металлогалогенки называют софитными, внешняя колба выполняется обычно из кварца и имеет небольшой диаметр. Функционируют в горизонтальном положении и применяются чаще в прожекторах заливающего света для архитектурно-художественного освещения.

Эти лампы вставляются в патроны, размещённые по разные стороны светильника. Обозначаются double-ended, буквами DE.

• Типу цоколя . Обычно одноцокольные МГЛ производят с цоколем Е40, лампы, имеющие горелку из керамики, бывают с цоколем Е27, а в вариантах с малыми мощностями установлены особые цоколи G8,5, G12 и пр.

• Ориентации положения, в котором работают :

  — горизонтальная . Эксплуатируя эти лампы, ниппель колбы рекомендовано направлять вверх. Обозначение: BH;
  — вертикальная . Лампы обозначаются буквами BUD;
  — универсальная . Лампы могут работать в разном положении. Но когда они применяются в вертикальном положении, то имеют больший срок службы, а также интенсивность излучения. Обозначаются буквой U.

• Наличию и форме колбы :

  — цилиндрическая (трубчатая Tubular = T);
  — эллипсоидная . Чтобы снизить слепящий эффект эти лампы делают матированными (Ellipsoidal = «E»);
  — эллипсоидно-трубчатая (Ellipsoidal Tubular = «ЕТ»);
  — бульбовидно-трубчатая (bulbous Tubular = BT);
  — рефлекторная (reflector = «R»);
  — параболическая (parabolic = «P»);
  — без колбы . Не имеющие наружную колбу лампочки изготовлены с целью эффективного применения их ультрафиолетового излучения. Предуготовленные эти МГЛ для эксплуатации в технологических процессах.

Некоторые МГЛ изготавливают, чтобы ими заменять лампы ДРЛ. В таких моделях внутренние стенки наружной колбы покрывают слоем люминофора.

Маркировка ламп МГЛ

Отечественные металлогалогенки маркируются буквами ДРИ и ДРИШ, буквы расшифровываются так:

• Д – дуговая.
• Р – ртутная.
• И – йодидная.
• Ш – шаровая форма разрядной трубки.

После буквенного значения указана мощность лампочки, а также конструктивное исполнение. К примеру, ДРИ400 – 1 – дуговые ртутные йодидные лампочки с мощностью 400W, предназначенные для киносъёмок.

Лампы, имеющие керамогорелки маркируют тремя буквами CDM с цифрами, указывающими на мощность, такие лампочки производят только за рубежом. Разные фирмы зарубежных производителей маркируют лампы по своему усмотрению и не придерживаются единства.

Преимущества и недостатки

Преимущества МГЛ:

• Высокая светоотдача.
• Невысокое энергопотребление.
• Срок службы больше чем у ламп накаливания.
• Компактность.
• Надёжность работы при низкой температуре.
• Неплохая цветопередача.

Недостатки:

• Отсутствие возможности регулирования светового потока.
• Большое время на разогрев (рабочий уровень достигается около 10 минут после включения).
• Необходимость использования ИЗУ.
• Невозможность обратного зажигания лампы сразу после выключения, пока она полностью не остынет.
• Реагируют на скачки в напряжении (изменения напряжения около 5% способствуют к изменению цветности светового потока).

Несмотря на недостатки, металлогалогенные лампы широко применяют в различных светильниках и светосигнальных приборах, это обусловлено их широким рядом достоинств.

Области применения

• Киносъемочное, студийное и сценическое освещение.
• Архитектурное.
• Декоративное.
• Утилитарное.
• Уличное освещение, а именно для железнодорожных станций, карьеров, спортивных объектов и т.п.

Также металлогалогенные лампы применяют, как источники света автомобильных фар и осветительных установок промышленных зданий.