高強(qiáng)度氣體放電燈高壓鈉燈

高壓鈉燈是利用高壓鈉蒸汽放電的氣體放電燈，具有光效高、紫外線輻射小、透霧性好、壽命長(zhǎng)、耐振、亮度高等特點(diǎn)。

高壓鈉燈的構(gòu)造與高壓汞燈類似。因?yàn)殁c對(duì)金屬有較強(qiáng)的腐蝕作用，所以它的放電管采用半透明多晶氧化鋁陶瓷制成，兩端裝鎢絲電極，放電管內(nèi)抽成真空后充人氙氣和鈉汞合金。

由于其放電管細(xì)而長(zhǎng)，沒(méi)有可以幫助啟動(dòng)的輔助電極，所以燈的啟燃必須由一個(gè)約6kV，10～100μs的高壓脈沖觸發(fā)。產(chǎn)生的高壓脈沖使放電管擊穿放電，剛開(kāi)始時(shí)通過(guò)汞和氙氣進(jìn)行放電，隨著放電管內(nèi)溫度上升，汞和氙氣放電向高壓鈉蒸氣放電轉(zhuǎn)移，經(jīng)過(guò)5min左右趨于穩(wěn)定。

高強(qiáng)度氣體放電燈基本性能

高壓鈉燈的光色為黃色，色溫在2000～2100K，顯色性很差，Ra為20～25。它的光效很高，為90～150lm/W。高壓鈉燈的壽命很長(zhǎng)，國(guó)外的可達(dá)20000h，國(guó)產(chǎn)的壽命也在10000h左右。

高壓鈉燈由點(diǎn)亮到穩(wěn)定工作需4～8min，燈熄滅后不能立即點(diǎn)燃，再啟動(dòng)時(shí)間為10～15min，電壓下降5%時(shí)，可能自熄。高壓鈉燈能在-40～100℃環(huán)境溫度下工作。與其配套的燈具應(yīng)特殊設(shè)計(jì)，不能將大部分光反射回?zé)艄?，否則燈管因吸收熱量而溫度升高，破壞燈口的封接。

高壓鈉燈適用于需要高照度和高光效，且對(duì)顯色性要求不高的場(chǎng)所，如機(jī)場(chǎng)跑道、交通要道、航道、碼頭、車(chē)站等。其安裝時(shí)，一般為燈頭在上。燈頭在下時(shí)，燈管軸線與水平線夾角不宜超過(guò)20°。

高壓汞燈又稱高壓水銀燈，是一種應(yīng)用較廣的電光源。高壓汞燈具有發(fā)光效率高、壽命長(zhǎng)、省電、耐振、耐熱等優(yōu)點(diǎn)。

高強(qiáng)度氣體放電燈構(gòu)造與原理

高壓汞燈由燈頭、石英放電管和玻璃外殼等組成。石英放電管內(nèi)有2個(gè)主電極和1個(gè)輔助電極，抽成真空后除了充入一定量的汞外，同時(shí)還充人少量氬氣以降低啟動(dòng)電壓和保護(hù)電極。工作時(shí)放電管內(nèi)壓力可升高到2～6MPa。放電管一般封裝在橢圓形的外泡中，外泡殼除了起保溫作用外，還可防止環(huán)境對(duì)燈的影響。其內(nèi)壁涂有熒光粉，以提高高壓汞燈的發(fā)光效率和改善光色。

高壓汞燈的構(gòu)造與工作原理如圖1《高壓汞燈》所示，其中(a)結(jié)構(gòu)；(b)工作原理。當(dāng)電源接通時(shí)，首先在相距較近的主電極E₁和輔助電極E₃之間發(fā)生輝光放電，產(chǎn)生大量的電子，激發(fā)汞原子電離，然后引起主電極E₁和E₂間的弧光放電，使燈管啟燃。同時(shí)，汞原子電離通過(guò)外殼壁上的熒光粉將紫外線轉(zhuǎn)化成可見(jiàn)光。

高強(qiáng)度氣體放電燈性能與類型

普通照明用高壓汞燈的色溫約5500K，紫外線輻射較強(qiáng)，平均顯色指數(shù)為35～45，光效為30～50lm/W，平均壽命5000h。高壓汞燈由于顯色性差，只適用于街道、廣場(chǎng)、車(chē)站及施工工地等對(duì)顏色分辨要求不高的場(chǎng)所。近年來(lái)，發(fā)展的三基色熒光高壓汞燈改善了光色，提高了光效，可作為商場(chǎng)、庭院的照明。

電壓偏移對(duì)高壓汞燈正常工作影響較大，若電壓下降超過(guò)5%時(shí)，燈泡可能自熄。高壓汞燈可在任意位置點(diǎn)燃，在水平位點(diǎn)燃時(shí)，光通減少7%，電壓降低更易自熄。

高壓汞燈啟燃時(shí)間，即從接通電源后，輝光放電到弧光放電過(guò)程所需的時(shí)間為4～8min，再啟燃時(shí)間為5～10min。燈泡自熄后，經(jīng)過(guò)冷卻后才能再次啟動(dòng)，因而再啟燃時(shí)間比啟燃時(shí)間更長(zhǎng)，頻繁開(kāi)關(guān)對(duì)高壓汞燈壽命極為不利。

高壓汞燈的類型有：熒光高壓汞燈、自整流高壓汞燈、反射型高壓汞燈和紫外線高壓汞燈等。

金屬鹵化物燈是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的第三代光源，其優(yōu)點(diǎn)是光效高、光色好。與高壓汞燈相似，在放電管中除了充有汞和氬氣外，還添加了金屬鹵化物。

高強(qiáng)度氣體放電燈構(gòu)造和原理

金屬鹵化物燈主要由一個(gè)透明的玻璃外殼和耐高溫的石英玻璃管組成。殼與管之間充人氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w，石英管內(nèi)充有惰性氣體、汞蒸氣和金屬鹵化物。如果選擇幾種金屬鹵化物并控制它們的比例，可得到不同的光色。

金屬鹵化物燈的類型主要有：鏑燈、鈉鉈銦燈等。其發(fā)光原理與高壓汞燈相似，燈啟燃后，先由惰性氣體放電，待放電管內(nèi)溫度升高后，轉(zhuǎn)為汞與金屬鹵化物蒸氣參與放電。

高強(qiáng)度氣體放電燈基本性能

金屬鹵化物燈光色較好，色溫為5500K，顯色性良好，Ra為60～90。與高壓汞燈相比，其發(fā)光效率更高，平均值為70～100lm/W，最高可達(dá)150lm/W，紫外輻射弱，但壽命比高壓汞燈低，且光通保持性及光色一致性較差。

由于金屬鹵化物的蒸發(fā)較汞困難，金屬鹵化物燈啟燃并達(dá)到完全穩(wěn)定需15min。電源電壓變化對(duì)燈的光效與光色都有影響。電壓變化時(shí)，比高壓汞燈更容易引起自熄。因此，使用時(shí)要求電壓偏移不能超過(guò)5%。金屬鹵化物燈適用于要求高照度、高顯色性的場(chǎng)所。例如：印染車(chē)間、體育館等。

用于高強(qiáng)度氣體放電燈（HID）的啟動(dòng)，型號(hào)繁多。由于高強(qiáng)度氣體放電燈啟動(dòng)時(shí)需要一個(gè)高電壓來(lái)使氣體電離進(jìn)入等離子態(tài)，因而需要一個(gè)高壓發(fā)生器做為啟動(dòng)器。這就是觸發(fā)器早期的機(jī)械型觸發(fā)器已經(jīng)淘汰。絕大多數(shù)觸發(fā)器都是使用可控硅或高壓觸發(fā)二極管的電子觸發(fā)器，常用的型號(hào)有：OSRAM的CD-7飛利浦的SI51SN5愛(ài)倫的ALK400等

適用于高強(qiáng)度氣體放電燈，如：高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、汞燈等燈具的節(jié)能應(yīng)用，特別適用于工作頻率為50~60Hz的高壓鈉燈。

室內(nèi)燈具可以使用的光源有普通白燈泡，熒光燈、高強(qiáng)度氣體放電燈、鹵鎢燈等。不同光源的吸頂燈具適用的場(chǎng)所各有不同，如使用普通白熾燈泡、熒光燈的吸頂燈具主要用于居家、教室、辦公樓等空間層高為4米左右場(chǎng)所的照明；功率和光源體積較大的高強(qiáng)度氣體放電燈主要用于體育場(chǎng)館、大賣(mài)場(chǎng)及廠房等層高在4至9米等場(chǎng)所的照明。為了既能不工作面取得足夠的高度，同時(shí)又能省電，熒光吸頂燈具通常是家居、學(xué)校、商店和辦公室照明的首選。