酒店維修電工技術(shù)第三講

照明高壓汞燈典型結(jié)構(gòu)：燈中心部分是放電管，用石英玻璃制成。管內(nèi)充有確定量的汞和氬。用鎢作主電極并填充堿土金屬氧化物電子放射物質(zhì)。電極和石英玻璃用鉬箔實現(xiàn)非匹配氣密封接。啟動一般接受協(xié)助電極，它通過一個40～60κΩ的電阻和不相鄰的電極連接。這兩電極之間的距離很近，通常只有2～3毫米，外殼除起愛護(hù)作用外還可防止環(huán)境對燈的影響。外殼內(nèi)表面涂以熒光粉，成為熒光高壓汞燈。熒光粉的作用是補(bǔ)充高壓汞燈中不足的紅色譜線，同時提高燈的光效?，F(xiàn)已接受銪激活的釩酸釔(YVO□:Eu)熒光粉。啟動過程：當(dāng)燈加上電源電壓后，主電極和協(xié)助電極間產(chǎn)生輝光放電,瞬時轉(zhuǎn)移到主電極間,形成弧光放電，在燈點燃的初始階段，是低氣壓的汞蒸氣和氫氣放電，這時管壓降得很低，約25伏左右；放電電流很大，約為5～6安培，稱為啟動電流。低壓放電時放出的熱量使管壁溫度上升，汞漸漸汽化，汞蒸氣壓和燈管電壓漸漸上升，電弧起先收縮，放電逐步向高氣壓放電過渡。幾分鐘后汞全部蒸發(fā)，管壓起先穩(wěn)定，進(jìn)入穩(wěn)定的高壓汞蒸氣放電。燈熄滅后，須自然冷卻，待蒸氣壓下降至確定值后才能再啟動，時間約需5～10分鐘。特征參數(shù)：當(dāng)電源電壓變動時，燈參數(shù)的變動狀況高壓汞燈的電源電壓變更與燈特性變更（運用電感鎮(zhèn)流器點燈）。高壓汞燈的發(fā)光效率隨單位電弧長度功率增大而提高。一般顯色指數(shù)(Ra)為40～45,光譜分布高壓汞燈的光譜分布,壽命為12000小時。改進(jìn)型的400W熒光燈高壓汞燈光通量為23500lm，色溫2350K，一般顯色指數(shù)為53，壽命達(dá)20000小時。一般高壓汞燈和自鎮(zhèn)流高壓汞燈：一般高壓汞燈有負(fù)阻特性，運用時必需外接相應(yīng)的鎮(zhèn)流器。為克服這一缺點，可利用裝在高壓汞燈外殼內(nèi)部的、與放電管串聯(lián)的燈絲來代替外接鎮(zhèn)流器，相應(yīng)的光源稱為自鎮(zhèn)流高壓汞燈。這種燈利用混光改進(jìn)了一般高壓汞燈的顯色性，彌補(bǔ)了一般高壓汞燈紅光不足的缺點，同時削減了升溫啟動時間。但在啟動和升溫時間縮短的同時,燈絲壽命也相應(yīng)縮短,因而自鎮(zhèn)流高壓汞燈的壽命主要取決于燈絲壽命；由于高發(fā)光效率的放電功率與低發(fā)光效率的燈絲功率比不利，自鎮(zhèn)流高壓汞燈總的發(fā)光效率從外鎮(zhèn)式的35～50lm/W下降到18～25lm/W。自鎮(zhèn)流高壓汞燈運用便利。80年頭，中國自鎮(zhèn)流高壓汞燈的產(chǎn)量約占高壓汞燈總產(chǎn)量的50%。高壓汞燈的缺點高壓汞燈熄滅以后，不能馬上啟動。因為燈熄滅后，內(nèi)部還保持著較高的汞蒸氣壓，要等燈管冷卻，汞蒸氣凝合后才能再次點燃。冷卻過程須要5～10分鐘。在高的汞蒸氣壓下，燈不能重新點燃是由于此時電子的自由程很短，在原來的電壓下，電子不能積累足夠的能量來電離氣體。運用高壓汞燈要保證其線路和開關(guān)100%接觸良好，電壓足夠。高壓汞燈發(fā)光效率比較高，在35～65流/瓦以上，高壓汞燈除了有高的發(fā)光效率外，還能發(fā)出強(qiáng)的紫外線，因而不僅可以照明，還可用于曬圖，保健日光浴，化學(xué)合成，塑料及橡膠的老化試驗、熒光分析、探傷等方面。由于高壓汞燈有較高的光效，而且其發(fā)光體小，亮度高，適合于室外照明。但是它的光色偏藍(lán)、綠，缺少紅色成分，所以被照物不能完全顯示原來的顏色。顯色性差是高壓汞燈的最大缺陷，我們?nèi)绾胃倪M(jìn)呢？超高壓汞燈假如高壓汞燈中汞蒸氣壓大于10大氣壓時，就成為超高壓汞燈，這時其發(fā)光效率將隨之增加。各種光學(xué)儀器、投影系統(tǒng)中，則須要高達(dá)10～10熙提（Cd/cm）的高亮度光源，超高壓汞燈就是這樣一種光源。各型高壓汞燈克服高壓汞燈的缺陷：金鹵燈在汞和稀有金屬的鹵化物混合蒸氣中產(chǎn)生電弧放電發(fā)光的放電燈，金屬鹵化物燈是在高壓汞燈基礎(chǔ)上添加各種金屬鹵化物制成的第三代光源。照明接受鈧鈉型金屬鹵化物燈，該燈具有發(fā)光效率高、顯色性能好、壽命長等特點，是一種接近日光色的節(jié)能新光源。金屬鹵化物燈(簡稱金鹵燈)有兩種，一種是石英金鹵燈，其電弧管泡殼是用石英做的，另一種是陶瓷金鹵燈，其電弧管泡殼是用半透亮氧化鋁陶瓷做的。金鹵燈是目前世界上最優(yōu)秀的電光源之一，它具有高光效(65～140lm/w)，長壽命(5000～20000h)，顯色性好(Ra65～95)結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定等特點。它兼有熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈的優(yōu)點、克服了這些燈的缺陷改進(jìn)型的金鹵燈金屬蒸汽（例如汞）和鹵化物（如鏑、鈉、鉈、銦等元素的鹵化物）的分解物的混合物輻射而發(fā)光的金鹵燈。具有添加金屬的特征光譜線（焰色反應(yīng)），因而光色改善，也提高了光效。這類燈的相關(guān)色溫4000K左右，顯色指數(shù)70，光效在70lm/W以上。金屬鹵化物燈產(chǎn)品參數(shù)接受國際領(lǐng)先的電弧管獨特橄欖狀外形設(shè)計，能夠帶來極佳的光色一樣性。有效地解決因光色漂移引起的色調(diào)分布不均現(xiàn)象。接受無焊點的支架安裝結(jié)構(gòu)，可以防止因高溫氧化或振蕩引起的支架焊點斷裂，更加提高了燈泡的牢靠性。電弧管不受燃點位置的限制，可以實現(xiàn)隨意位置的燃點。發(fā)光效率極高，比一般金鹵燈光效高20%。HPl400/ED/UP/4K的平均光效在110lm/w。在合理的點燈線路上運用，對燈的電極有更好的愛護(hù)作用，可以使燈的運用壽命更長久。最長可達(dá)20000小時以上。適合垂直燃點和水平燃點，垂直燃點效果更好。金鹵燈啟動過程金鹵燈內(nèi)充有少量金屬鹵化物和氣體，從觸發(fā)到正常發(fā)光需一分多鐘，大致分為三階段。1.觸發(fā)階段：金屬鹵化物燈內(nèi)無燈絲，只有兩個電極，干脆加上工作電壓不能點燃，必需先加高壓使燈內(nèi)氣體電離。高壓由專用觸發(fā)器產(chǎn)生。2.著火階段：燈泡觸發(fā)后，電極的放電電壓進(jìn)一步加熱電極，形成輝光放電，并為弧光放電創(chuàng)建條件。3.正常發(fā)光階段：在輝光放電的作用下，電極溫度越來越高，放射的電子數(shù)量越來越多，快速過渡到弧光放電。隨著溫度進(jìn)一步上升，燈的發(fā)光越來越強(qiáng)直到正常，全部過程需一分多鐘，假如啟動電流大，電源啟動性能好，此過程可短些。形形色色的金鹵燈按填充物可分為4類：①鈉鉈銦類。具有線狀光譜，在黃、綠、藍(lán)區(qū)域分別有3個峰值。②鈧鈉類。在整個可見光范圍內(nèi)具有近似連續(xù)的光譜。③鏑鈥類。在整個可見光譜范圍內(nèi)具有間隔極窄的多條譜線，近似連續(xù)光譜。④鹵化錫類。具有連續(xù)的分子光譜。還有充填單一金屬鹵化物的燈，它能放射特定波長的光譜，如鉈燈具有535nm波長光譜、綠色。按燈的結(jié)構(gòu)可分為3類：①石英電弧管內(nèi)裝兩個主電極和一個啟動電極，外面套一個硬質(zhì)玻殼（有直管形和橢球形兩種）的金鹵燈。這類燈主要用于體育場、道路、廠房等處的一般照明。②直管形電弧管內(nèi)裝一對電極，不帶外玻殼，可代替直管形金鹵燈，用于體育場等地區(qū)泛光照明。③不帶外玻殼的短弧球形金鹵燈、單端或雙端橢球形的金鹵燈。主要用于電影放映和電影、電視的拍攝照明。帶硬質(zhì)玻璃外玻殼（也可接受石英外玻殼）的金鹵燈,發(fā)光效率約75～120lm/W，壽命從數(shù)千小時至兩萬小時；直管形電弧管金鹵燈的發(fā)光效率約90lm/W，壽命1000～2000小時；短弧球形金鹵燈的發(fā)光效率為90～120lm/W，壽命為數(shù)百小時。金屬鹵化物的最大功率為10kW，最小的可低到25W，供家庭照明運用。歐標(biāo)與美標(biāo)金鹵燈現(xiàn)在市場上選型還需留意兩大類別：金鹵燈有歐標(biāo)與美標(biāo)兩大類，二者的主要區(qū)分是內(nèi)膽填充物不一樣。美標(biāo)金鹵燈系統(tǒng)，鎮(zhèn)流器是個自偶變壓器，靠電容充放電啟動燈泡。美標(biāo)金鹵燈，內(nèi)填充物質(zhì)是鈧和鈉為主，稱為鈧鈉系列金鹵燈；歐標(biāo)金鹵燈，內(nèi)填充物質(zhì)是鈉和鉈、銦等多種稀土元素，稱為稀土系列金鹵燈。

由于二者運用的填充物的不同，導(dǎo)致他們的發(fā)光相差很大，美標(biāo)的光通量高，而歐標(biāo)的顯色性好，可依據(jù)兩種燈具的特點選擇不同的運用場合。這是目前金鹵燈里的兩個典型系列。鈧鈉系列的燈為我國目前廣泛接受，也是所謂美標(biāo)系列的燈。鈉鉈銦系列的燈為歐洲廣泛接受，即所謂歐標(biāo)燈。兩種燈性能與區(qū)分歐標(biāo)金鹵燈

1、4000-4500K的色溫

2、顯色指數(shù)，Ra65-70

3、光效高，壽命長，性能牢靠

5、適用于泛光照明，戶外廣告牌，體育場館照明等美標(biāo)金鹵燈

1、需配套CWA鎮(zhèn)流器運用，不須要觸發(fā)器，抗電壓波動實力強(qiáng)

2、壽命長，最長20000小時

3、光效高，而且無燃點位置限制

4、適用于戶外泛光、廣告牌、工業(yè)照明、體育場館、高爾夫球場等所謂的美標(biāo)金鹵燈就是按美國國家標(biāo)準(zhǔn)ANSIC78系列要求生產(chǎn)的金鹵燈泡，所謂歐標(biāo)金鹵燈，主要指按歐共體國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)歐共體國家電網(wǎng)電壓230V的特點）生產(chǎn)的金鹵燈泡。兩種標(biāo)準(zhǔn)的金鹵燈泡從光參數(shù)及壽命等差別不太大，但對配套電器的要求是不同的?，F(xiàn)實運用中存在的亂象金鹵燈鎮(zhèn)流器和燈泡的配套

美標(biāo)金鹵燈和歐標(biāo)金鹵燈的鎮(zhèn)流器不同，歐標(biāo)金鹵燈可用鈉燈線路或汞燈線路，即可用電感鎮(zhèn)流器加觸發(fā)器；而美標(biāo)金鹵燈則應(yīng)配置專用的CWA鎮(zhèn)流器，即超前頂峰式（漏磁升壓式）鎮(zhèn)流器，否則將導(dǎo)致啟動困難，降低光效，使色溫不穩(wěn)定，降低燈泡壽命。歐標(biāo)金鹵燈只要配上汞燈鎮(zhèn)流器或高壓鈉燈鎮(zhèn)流器加觸發(fā)器及補(bǔ)償電容器在我國220V50Hz電網(wǎng)上可以牢靠工作。歐標(biāo)金鹵燈依據(jù)啟動脈沖峰值電壓的不同，可分為兩種啟動脈沖幅值為0.6KV-1.5KV如HPI燈，另一種4.0KV-5.0KV如HQI-T金鹵燈。美標(biāo)金鹵燈就不能用歐標(biāo)金鹵燈的電器配置，歐標(biāo)金鹵燈電路中燈獲得的最低啟動有效值電壓（≤240V）不能滿足美標(biāo)金鹵燈中燈對電器的要求，所以美標(biāo)的金鹵燈泡必需用CWA的點燈電路配置（鎮(zhèn)流器為LC頂峰超前式漏磁升壓鎮(zhèn)流器，輸出電壓有效值和波形因子可以滿足燈的要求），才能保證燈泡正常工作。很多金鹵燈配套電器生產(chǎn)廠家和商家，因?qū)Ω鞣N類型的金鹵燈性能不了解，及出于商業(yè)利益的須要，僅憑一些簡潔的試驗（用幾只燈泡和電器點點，燈泡能亮）就隨意配置電器。這樣將造就成很多不良后果。以目前市場上接受歐標(biāo)電路電路點美標(biāo)金鹵燈為例，將會出現(xiàn)以下幾個問題：

1、簡潔燒壞燈泡

因美標(biāo)燈內(nèi)管有觸發(fā)極，當(dāng)燈點到正常高亮度再斷電后重新送電，因燈膽氣壓不能立刻啟動觸發(fā)器產(chǎn)生的高壓會將燈的觸發(fā)極和主電極引線燒壞。

2、啟動困難，嚴(yán)峻減短燈壽命

因點燈電路不能滿足燈啟動的要求，所以有部分燈泡在起先或是燈的壽命期間不能正常啟動，表現(xiàn)為燈內(nèi)膽兩電極之間始終在輝光放電，或是幾分鐘到十幾分鐘才能啟動，象這樣燈泡的壽命只有幾天到幾周，這種狀況在燈的啟動性能略差的批號中，或電網(wǎng)電壓較低的狀況下比較常見。

3、對燈泡的功率、光效、色溫影響較大

通過相關(guān)測試可得出，兩種點燈電路功率、光效、色溫變更量，在測試中可以看出此電路的變更量要比LC點燈電路大的多。所以說不合理的電器配置不僅損害了用戶的利益，造成資源奢侈，還影響節(jié)能推廣應(yīng)用。還有一個重要緣由就是商業(yè)利益和用戶追求低價心理。在日常的運用中我們可以對比出用歐標(biāo)電燈電路配美標(biāo)燈泡，成套價格是比較低的，所以使的這種配置方式在國內(nèi)被大量運用。金鹵燈安裝說明一．先將燈膽外表用眼鏡布細(xì)致擦拭干凈，不要留下污漬，以免在開燈后，高溫在玻璃上留下污漬（最好戴手套）。二．在燈膽中間找到個小突起，將小突起面對反光罩方向。三．將燈膽的其中一個角卡在燈腳上面，留意燈膽上的凹槽，要正確的卡在燈腳上的突起，然后稍用力向外側(cè)擠壓，將燈膽的另一邊同樣卡在燈腳上面。然后輕晃燈膽，檢查是否兩邊都正確的嵌入燈腳的突起上面．否則將會影響啟動．四．將玻璃防護(hù)罩安裝到位，開燈。注：玻璃防護(hù)罩盡量安裝，一方面可以隔絕一部分輻射熱量，另一方面也會愛護(hù)不會有水珠濺入燈膽，導(dǎo)致爆炸。金鹵燈的選擇在工業(yè)照明這一領(lǐng)域，選用節(jié)能環(huán)保的照明方案替代傳統(tǒng)高能耗光源仍是當(dāng)前的主行線。要進(jìn)行照明節(jié)能，節(jié)能燈并不是唯一能接受的光源。光源是否節(jié)能應(yīng)從光效，光通維持率，平均壽命這三個方面來進(jìn)行衡量。在不同的照明環(huán)境中接受最合適的節(jié)能光源才能在照明節(jié)能改造中事半功倍。要在中高頂棚的工業(yè)照明環(huán)境取得最佳節(jié)能效果，專家建議是：金屬鹵化物燈是最好的選擇。光效高達(dá)106流明/瓦，并有優(yōu)異的光通維持率：用鈉燈配套件，12000小時后光通量維持率可達(dá)70%；而用汞燈/金鹵燈配套件，12000小時后光通量維持率還高達(dá)75%，優(yōu)異的光通維持率確保了整個運行期間的照明效果。平均壽命高達(dá)20000小時，削減了替換和維護(hù)的費用。小結(jié)金屬鹵化物燈的最大優(yōu)點是發(fā)光效率特殊高，光效高達(dá)80～90Lm/W，正常發(fā)光時發(fā)熱少，因此是一種冷光源。由于金屬鹵化物燈的光譜是在連續(xù)光譜的基礎(chǔ)上迭加了密集的線狀光譜，故顯色指數(shù)特殊高，即彩色還原性特殊好，可達(dá)90%。另外，金屬鹵化物燈的色溫高，可達(dá)5000～6000K，專用投影機(jī)燈可達(dá)7000～20000K。在同等亮度條件下，色溫越高，人眼感覺越亮。金屬鹵化物燈因亮度高、體積小，故相對壽命短，由于材料、工藝的限制，目前國產(chǎn)金屬鹵化物燈壽命在8000小時。各型金鹵燈高壓鈉燈高壓鈉燈是一種高強(qiáng)度氣體放電燈泡。電弧管內(nèi)充有汞（可提高燈管工作電壓，降低工作電流，減小鎮(zhèn)流器體積，改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，增高電弧溫度，提高輻射功率。）、鈉（光譜特點為共振輻射線寬，偏向紅色區(qū)，總輻射功率高）、氙氣（它在燈泡中的作用是幫助啟動和降低啟動電壓），運用時發(fā)出金白色光，具有發(fā)光效率高、耗電少、壽命長、透霧實力強(qiáng)和不誘蟲等優(yōu)點。當(dāng)燈泡啟動后，電弧管兩端電極之間產(chǎn)生電弧，由于電弧的高溫作用使管內(nèi)的液鈉汞氣受熱蒸發(fā)成為汞這蒸汽和鈉蒸汽，陰極放射的電子在向陽極運動過程中，撞擊放電物質(zhì)的原子，使其獲得能量產(chǎn)生電離或激發(fā)，然后由激發(fā)態(tài)回復(fù)到基態(tài)；或由電離態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，再回到基態(tài)無限循環(huán)，此時多余的能量以光輻射的形式釋放，便產(chǎn)生了光。高壓鈉燈運用留意事項啟動特性高壓鈉燈啟動后，在初始階段是汞蒸氣和氙氣的低氣壓放電。這時候，燈泡工作電壓很低，電流很大；隨著放電過程的接著進(jìn)行，電弧溫度漸漸上升，汞、鈉蒸氣壓由放電管最冷端溫度所確定，當(dāng)放電管冷端溫度達(dá)到穩(wěn)定，放電便趨向穩(wěn)定，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，整個啟動過程約需10分鐘左右。2.2.2高顯色高壓鈉燈的光和電參數(shù)顯色指數(shù)已提高到Ra=70～80壽命達(dá)到20000小時以上。2.2.3光通量維持率發(fā)光效率可達(dá)80流明/瓦以上，最高發(fā)光效率140流明/瓦，電源電壓的波動不宜過大，一般要求在額定值+6%～-8%范圍之內(nèi)變更。請留意其必需配鎮(zhèn)流器運用但是觸發(fā)器有外觸發(fā)和內(nèi)觸發(fā)兩種。簡述LEDLED即半