高強(qiáng)氣體放電燈工作原理

應(yīng)用于體育館、展覽廳、消遣場(chǎng)、百貨商店和賓館等場(chǎng)所照明。工作原理當(dāng)燈泡啟動(dòng)后，電弧管兩端電極之間產(chǎn)生電弧，由于電弧的高溫高壓鈉燈是一種高強(qiáng)度氣體放電燈泡。穩(wěn)定的，隨著放電過程連續(xù)，它必將導(dǎo)致電路中電流無(wú)限上升，最終直至燈光或電路中的零、部件被過流燒毀。伏—安特性高壓鈉燈同其他氣體放電燈泡一樣，工作是弧光放電狀態(tài)，伏—安特性曲線為負(fù)斜率，即燈泡電流上升，而燈泡電壓卻下降。在恒定電源條平衡這種負(fù)阻特性，穩(wěn)定工作電流，該元件稱為鎮(zhèn)流器或限流器。電阻器、電容器、電感受器等均肯有限流作用。電阻性鎮(zhèn)流器體積小，價(jià)格廉價(jià)，與高壓鈉消耗功率很大，將會(huì)使電路總照明效率下降。它一般在直流電路中使用，百溝通電路中使用燈光有明顯所閃耀現(xiàn)象。電容性鎮(zhèn)流器雖然不象電阻性鎮(zhèn)流器自身流，對(duì)電極造成極大損害，燈光閃耀，影響燈泡使用壽命；在高頻電路中工作，電壓波動(dòng)能到達(dá)抱負(fù)狀態(tài)，成為抱負(fù)的鎮(zhèn)流器。電感性鎮(zhèn)流器損耗小，阻抗穩(wěn)定，阻抗菌素性偏差小，使用壽命長(zhǎng)，燈泡的穩(wěn)定度比電阻性鎮(zhèn)流器好，目前與高壓鈉燈配套使用的鎮(zhèn)流器均為電感性鎮(zhèn)流器。其缺點(diǎn)較苯重及價(jià)格偏高。另外，電子鎮(zhèn)流器已經(jīng)開頭消滅，目前其價(jià)格昂貴，牢靠性還不能與高壓鈉燈相匹配，除特別場(chǎng)合使用外，一般狀況下很少被承受。所以，高壓鈉燈必需串聯(lián)與率因數(shù)較低，因此在網(wǎng)路上考慮接補(bǔ)償電容，以提高網(wǎng)路的功率因數(shù)。構(gòu)造和材料電弧管〔帽霧枯燥、等靜壓成形、素?zé)⒏邷責(zé)Y(jié)和切割等工序制成。高壓鈉燈的光、電參數(shù)與電弧管的內(nèi)徑和弧長(zhǎng)〔兩電極之間距離〕有著親熱聯(lián)系。燈芯數(shù)不一樣，造成封接處玻璃產(chǎn)生應(yīng)力而爆裂或燈泡慢性漏氣。玻殼狀態(tài)下工作，其外裸的金屬極易氧化、變脆，就必需將電弧管置于真空或惰性燈頭E27E40二種。消氣劑玻殼內(nèi)經(jīng)抽真空后，其真空度僅為6.6X10-2Pa，仍可使金屬零件氧化，影響燈泡穩(wěn)定地工作；所以在玻殼內(nèi)放置適量消氣劑，可將燈泡內(nèi)真空度提高到1.4X10-4Pa 高真空狀態(tài)。目前，高壓鈉燈一般承受鋇消氣劑，它是把鋇鈦合金置于金屬環(huán)內(nèi)再將其固定在消氣劑蒸散后不影響光輸出的位置燈泡經(jīng)抽真面。必需指出，消氣劑放置位置格外重要以黑色鏡面不阻礙光線輸出為宜在使用過程中如覺察黑色燈泡。汞高輻射功率。1.27鈉內(nèi)，可簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，同時(shí)使燈泡參數(shù)全都性有很大提高。8氙凹凸還將影響燈泡的發(fā)光顯色性的改善白熾燈泡工作時(shí)發(fā)出暖色光，而且顯色性極佳〔顯色指數(shù)Ra=100雖然使用高壓鈉燈雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但是光色〔Ra=30、色溫約2023K。為了保持高壓鈉燈的長(zhǎng)壽命、高發(fā)光效率和暖色調(diào)氣氛；在改善顯色性方面，人〔又稱白光高壓鈉燈另外，提高充入電弧管內(nèi)氙氣壓力，使電弧中心局部溫度上升，而其余放電局部溫度較低，通過轉(zhuǎn)變電弧溫度分布的途徑來(lái)改善顯色性，其顯色指數(shù)已提高到Ra=70～80,發(fā)光效率可達(dá)80流明/瓦以上，可拓寬應(yīng)用領(lǐng)域，為使用高顯色高壓鈉取代白熾煤泡成為現(xiàn)實(shí)。高壓鈉燈的技術(shù)參數(shù)啟動(dòng)特性高壓鈉燈啟動(dòng)后，在初始階段是汞蒸氣和氙氣的低氣壓放電。這時(shí)候，燈泡工作電壓很低，電流很大；隨著放電過程的連續(xù)進(jìn)展，電弧溫度漸漸上升，汞、鈉蒸燈泡的光通量、工作電壓、工作電流和功率也處于正常工作狀態(tài)。在正常工作條件下，整個(gè)啟動(dòng)過程約需10分鐘左右。光和電參數(shù)高壓鈉燈的光和電參數(shù)高顯色高壓鈉燈的光和電參數(shù)光通量維持率電源電壓變化對(duì)光、電參數(shù)的影響電源電壓的波動(dòng)必將引起燈泡光、電參數(shù)的變化，由圖2.3可見，假設(shè)電源電壓上升將引起燈泡工作電流增大，促使+6%～-8%范圍之內(nèi)變化。壽命高壓鈉燈的壽命高顯色高壓鈉燈的壽命平均壽命平均壽命指一批受試燈泡樣品點(diǎn)燃至50%數(shù)量損壞時(shí)之時(shí)數(shù)。高壓鈉燈的工作電路系統(tǒng)燈分別選用相應(yīng)的工作電路，如燈泡+鎮(zhèn)流器或者燈炮+鎮(zhèn)流器+觸發(fā)器的工作電路，方可到達(dá)高壓鈉燈正常工作的要求。外觸發(fā)高壓鈉燈的燃點(diǎn)電路外觸發(fā)高壓鈉燈的燃點(diǎn)電路中必需與配套鎮(zhèn)流點(diǎn)、牢靠性好、體積小、重量輕、使用便利等優(yōu)點(diǎn)，而受到用戶的青睞。兩端倍壓式電子觸發(fā)器的啟動(dòng)電路兩端倍壓式電子觸發(fā)器的電原理圖，V1、L1L2C2充L1向C1220V×√2=311V時(shí)，C1C2300VV1UC2電壓值保持不變，而UC1漸漸放電，直至電壓為零；當(dāng)電源電壓在正半周時(shí)，又L1L2的匝數(shù)比為101，經(jīng)過L1升壓后輸出脈沖電壓可達(dá)3000V期使用的高壓鈉燈電子觸發(fā)器。雙向晶閘管觸發(fā)器啟動(dòng)電路近年來(lái)，雙向晶閘管觸發(fā)器使用普遍電原理圖，其工作原理如下：當(dāng)電源電壓正半周時(shí)，V2觸發(fā)導(dǎo)通，C1經(jīng)過L2和C2L2L1在電源負(fù)半周時(shí)，燈泡仍舊能啟動(dòng)點(diǎn)燃。圖3.43.3.3三端電子觸發(fā)器啟動(dòng)電使電感量增加，放電持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)，有利于燈光啟動(dòng)。高壓鈉燈鎮(zhèn)流器〔緊湊型節(jié)能燈難度較大，還未到達(dá)推廣應(yīng)用階段。一般要求鎮(zhèn)流器是高壓鈉燈的重要配套件，它的性能和質(zhì)量好壞直接對(duì)高鈉燈的壽命發(fā)光效率和自熄產(chǎn)生影響高壓鈉燈鎮(zhèn)流器一般要求功率損耗小，安裝便利、結(jié)實(shí)，具有良好的防水、防腐蝕和安全性能，在環(huán)境溫度 -40～+45℃的條件下，能連續(xù)工作12小時(shí)以上。在額定電壓下用鎮(zhèn)流器測(cè)試燈泡功率與用規(guī)定的基準(zhǔn)鎮(zhèn)流器測(cè)試燈泡功率相比照，其偏差應(yīng)在±7.5%范圍內(nèi)。必需重申：不同規(guī)格的高壓鈉燈必需配用相應(yīng)規(guī)格的鎮(zhèn)流器，燈泡與鎮(zhèn)流器不短使用壽命，甚至?xí)篃襞轃龤?。在煤泡整個(gè)壽命期間，鎮(zhèn)流器的電壓——功率特性曲線必需在規(guī)定的燈泡電壓和功率極限范圍內(nèi)變化。-95～105%的范圍內(nèi)任意變動(dòng)，燈泡電壓的極限線交點(diǎn)都應(yīng)在功率極限范圍燈鎮(zhèn)液壓器應(yīng)為：在燈泡電壓上升至上偏差極限點(diǎn)，燈泡功率反而下降。圖中以250W高壓鈉燈為例：曲線A表示在高壓鈉燈整個(gè)壽命過程中，工作電壓上升，燈泡功率變化較小，鎮(zhèn)流器性能佳。曲線B表示在高壓鈉燈大局部工作時(shí)間處于過載狀態(tài)，鎮(zhèn)流器性能差。曲線C表示在高壓鈉燈壽命前期，工作鎮(zhèn)流器性能很差，不宜承受。發(fā)光效率低，光色偏青、缺黃紅光譜，而高壓鈉燈發(fā)光效率高達(dá)110Lm/w，但顯色指數(shù)也高的發(fā)光管?爭(zhēng)論初期覺察，要么符合需要的金屬添加物沒有足夠的SiO2電弧管材料發(fā)生猛烈反響。直到二十世紀(jì)六十年月50種金屬碘(溴)化物被用作添加劑。添加劑的平均激發(fā)能大約7.8eV低得多，所以添加光譜的總輻射功率比汞輻射功率大的多，盡管添加劑的壓強(qiáng)一般只有10-100Torr，而汞蒸汽的壓強(qiáng)高達(dá)0.1-2Mpa，相對(duì)汞燈而言，添加光譜的作用就是提高顯色性和發(fā)生效鎮(zhèn)流器的功能與主要性能指標(biāo)鎮(zhèn)流器功能將燈的啟動(dòng)電流限制在適宜的范圍內(nèi)：?jiǎn)?dòng)電流是指燈在接通電源啟動(dòng)后的30秒內(nèi)或燈預(yù)熱過程中通過燈的電流。一般狀況〔較低溫度狀態(tài)〕下，啟動(dòng)電流遠(yuǎn)大于燈的工作電流，所以每種燈都規(guī)定了啟動(dòng)電流的最大值。假設(shè)啟動(dòng)電流過大將會(huì)縮短燈的使用壽命；電流過小則不能使燈預(yù)熱至正常的啟動(dòng)狀態(tài)或完成由輝光放電向弧光放電過程。鎮(zhèn)流器供給燈的啟動(dòng)電流就應(yīng)當(dāng)既能在較短的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)燈，又不至于影響燈的正常使用壽命。供給的開路電壓足以使燈順當(dāng)?shù)膯?dòng)鎮(zhèn)流器的開路峰值電壓作為燈的啟動(dòng)電壓時(shí)，必需足以電離氣體放電燈中的氣體，即產(chǎn)生峰值電流使電極之間產(chǎn)生輝光至弧光過度的放電，這樣才能使燈啟開工作。高壓汞燈、金屬鹵化物燈在低溫時(shí)比較難于啟動(dòng)，由鎮(zhèn)流器供給的開路峰值電壓必需足夠高。使燈的功率不發(fā)生較大幅度的變化盡管燈在設(shè)計(jì)和出廠檢驗(yàn)時(shí)對(duì)燈管的電壓有肯定范圍的規(guī)定值，但在實(shí)際使用及整個(gè)壽命過程中燈管電壓值卻是變化的，這就需要由配套的鎮(zhèn)流器在肯定的范圍內(nèi)進(jìn)展調(diào)整，不使燈管功率發(fā)生較大幅度的變化。抱負(fù)的鎮(zhèn)流器就應(yīng)當(dāng)使近剛使用的燈和已經(jīng)接近壽命終端的燈其燈管的功率不至于相差太大。自動(dòng)掌握燈的工作電流在肯定電壓范圍內(nèi)的穩(wěn)定阻抗，是阻抗式鎮(zhèn)流器能掌握燈的工作電流的根本條件。鎮(zhèn)流器是利用電壓正比于電流的時(shí)間變化率來(lái)調(diào)整燈的工作電流的。當(dāng)某個(gè)周期中的開路電壓導(dǎo)致燈工作電流增大時(shí)，鎮(zhèn)流器的電感作用就會(huì)限制電流的增大速率；當(dāng)電流開頭減小時(shí)電感作用就會(huì)阻擋電流減小的速率。鎮(zhèn)流器的主要性能指標(biāo)電源電壓和頻率每個(gè)鎮(zhèn)流器都標(biāo)明白使用的電源電壓及頻率，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)展安裝、使用。否則，燈不能運(yùn)行在設(shè)計(jì)的工作點(diǎn)上，輕者造成光源的光通、光色、顯色等特性劣化，嚴(yán)峻時(shí)直接損壞鎮(zhèn)流器或光源。電源電壓的允差電網(wǎng)的電壓值是隨著用電的頂峰、低谷的狀態(tài)而變化的。正常狀況下，鎮(zhèn)流器均能在額定電源電壓偏差－8%～6%的范圍內(nèi)能使燈啟動(dòng)。但用戶所在的具體地點(diǎn)不同，其配電系統(tǒng)的輸出電壓或配電線路上的相異較大，如電源電壓的變化范圍大于鎮(zhèn)流器允許變化的范圍，就會(huì)導(dǎo)致燈不能啟動(dòng)、啟動(dòng)后不穩(wěn)定以及達(dá)不到預(yù)定的光源應(yīng)有的特性或因電壓過于超高而損壞鎮(zhèn)流器和燈。功率因數(shù)具有較高功率因數(shù)的鎮(zhèn)流器能使配電系統(tǒng)降低運(yùn)行費(fèi)用?！?.85的功率因數(shù)鎮(zhèn)流器被稱為高功率因數(shù)鎮(zhèn)流器，而一般的鎮(zhèn)流器僅在0.5左右，應(yīng)在安裝使用時(shí)配接補(bǔ)償電容。線路啟動(dòng)電流電感式鎮(zhèn)流器的線路啟動(dòng)電流因鎮(zhèn)流器的制式而異呈現(xiàn)兩種狀況。電感式鎮(zhèn)流器線路啟動(dòng)電流約處于額定線路電流的1.3～1.5倍；漏磁式鎮(zhèn)流器線路啟動(dòng)電流約處于額定線路電流的0.6～0.9倍。燈的啟動(dòng)電流氣體放電燈在啟動(dòng)時(shí)由輝光放電至弧光放電的過程，其開頭啟動(dòng)時(shí)的光源電流均比較大。約在光源額定燈電流的1.3～1.5倍。因此，在設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按技術(shù)指標(biāo)進(jìn)展掌握。工作電流鎮(zhèn)流器工作電流是依據(jù)燈的工作電流而設(shè)計(jì)的，考慮到鐵心片性能的離散性及生產(chǎn)過程中工藝掌握的力量，在產(chǎn)品技術(shù)文件和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中，都給出了允許的偏差以適應(yīng)穩(wěn)定燈工作電流的需要。短路電流鎮(zhèn)流器是與燈配套工作的，當(dāng)發(fā)生燈頭短路或其它特別狀況時(shí)，電網(wǎng)電壓全部或大局部便會(huì)直接施加在鎮(zhèn)流器上，因此鎮(zhèn)流器在額定電源電壓106%時(shí)的短路電流是必需予以限制的，否則就會(huì)發(fā)生燒毀鎮(zhèn)流器的嚴(yán)峻后果。電流波形因子鎮(zhèn)流器與燈配套工作時(shí)的電流波形因子過大時(shí)會(huì)造成燈電極放射材料過快的蒸發(fā)、光通量輸出的穩(wěn)定性惡化、陽(yáng)極壽命相應(yīng)縮短等惡果。通常在鎮(zhèn)流器的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中限制電流波形因子的極限值，汞燈鎮(zhèn)流器的波形因子不大于2，金鹵燈、鈉燈的鎮(zhèn)流器不大于1.8。鎮(zhèn)流器的功耗組成鎮(zhèn)流器的主要材料為鐵心片、漆包線，前者表現(xiàn)為鐵損耗，后者表現(xiàn)為銅損耗。當(dāng)設(shè)計(jì)時(shí)選材不當(dāng)或過于扣苛都會(huì)造成損耗過大，假設(shè)鎮(zhèn)流器體積確定時(shí)，損耗過大還會(huì)導(dǎo)致溫升過高而影響鎮(zhèn)流器的使用壽命。鎮(zhèn)流器的層匝絕緣鎮(zhèn)流器線圈的層匝絕緣是由漆包線的漆膜絕緣性能來(lái)保證的，當(dāng)漆包線的漆膜不均勻、脫落或在繞制線圈時(shí)遭到磨損，就會(huì)在通電工作時(shí)或工作一段時(shí)間后產(chǎn)生短路直至燒毀，因此在生產(chǎn)過程中進(jìn)展檢測(cè)是有效的掌握方法。鎮(zhèn)流器的抗電強(qiáng)度和絕緣電阻鎮(zhèn)流器在通電的瞬間會(huì)在繞組產(chǎn)生數(shù)倍或數(shù)十倍電源電壓的暫態(tài)過沖電壓，同時(shí)鎮(zhèn)流器在工作和待機(jī)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程中所經(jīng)受的高、低溫沖擊，都會(huì)使線圈繞組與鐵心間的絕緣材料劣化而導(dǎo)致絕緣性能的衰變。由于鎮(zhèn)流器的繞組是與電網(wǎng)連接的，因此對(duì)繞組與鐵心間進(jìn)展抗電強(qiáng)度檢驗(yàn)和絕緣電阻的測(cè)試是格外必要的。鎮(zhèn)流器的溫升鎮(zhèn)流器通電后，在空載或是與燈配套工作時(shí)都會(huì)產(chǎn)生肯定的損耗〔為功耗〕。其損耗由銅耗、鐵耗組成，前者是由組成繞組的導(dǎo)線材料產(chǎn)生，后者由鐵心材料的硅鋼