高壓鈉燈

高壓鈉燈是一種高強(qiáng)度氣體放電燈泡。由于氣體放電燈泡的負(fù)阻特性，如果把燈泡單獨(dú)接到電網(wǎng)中去，其工作狀態(tài)是不穩(wěn)定的，隨著放電過(guò)程繼續(xù)，它必將導(dǎo)致電路中電流無(wú)限上升，最后直至燈光或電路中的零、部件被過(guò)流燒毀。 伏—安特性 高壓鈉燈同其他氣放電燈泡一樣，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。在恒定電源條件下，為了保證燈泡穩(wěn)定地工作，電路中必須串聯(lián)一具有正阻特性的電路無(wú)件來(lái)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)格便宜，與高壓鈉燈配套使用會(huì)發(fā)生啟動(dòng)困難，工作時(shí)電阻產(chǎn)生很高的熱量，需有較大的散熱空間、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，百交流電路中使用燈光有明顯所閃爍現(xiàn)象。電容性鎮(zhèn)流器雖然不象電阻性鎮(zhèn)流器自身消耗功率很大，溫升低，在電源頻率較低時(shí)，電容器充電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生脈沖峰值電流，對(duì)電極造成極大損害，燈光閃爍，影響燈泡使用壽命；在高頻電路中工作，電壓波動(dòng)能達(dá)到理想狀態(tài)，成為理想的鎮(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(kāi)始出現(xiàn)，目前其價(jià)格昂貴，可靠性還不能與高壓鈉燈相匹配，除特殊場(chǎng)合使用外，一般情況下很少被采用。所以，高壓鈉燈必須串聯(lián)與燈泡規(guī)格相應(yīng)的鎮(zhèn)流器后方可使用。高壓鈉燈的點(diǎn)燈電路是一個(gè)非線性電路，功率因數(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)。 結(jié)構(gòu)和材料 電弧管 電弧管是高壓鈉燈的關(guān)鍵部件。電弧管工作時(shí)，高溫高壓的鈉蒸氣腐蝕性極強(qiáng)，一般的抗鈉玻璃和石英玻璃均不能勝任；而采用半透明多晶氧化鋁和陶瓷管做電弧管管體較為理想。它不僅具有良好的耐高溫和抗菌素鈉蒸氣腐蝕性能，還有良好的可見(jiàn)光穿越能力。另外，單晶氧化鋁陶瓷管在耐高溫、抗菌素鈉蒸氣腐蝕和透光率等性能均優(yōu)于多晶捫化鋁陶瓷管；因其價(jià)格昂貴，所以目前很少被采用。 電弧管是把電極、多晶捫化鋁陶瓷這、帽、焊料環(huán)裝配在一起，加入鈉汞齊進(jìn)入封接爐封接；同時(shí)充入少量氙氣，以改善燈泡的啟動(dòng)特性。電極是用高純鎢絲繞成螺旋狀，在螺旋孔中插入芯桿，浸漬電子粉，然后將電極芯桿一端和鈮管封閉端焊接成一體。多晶氧化鋁陶瓷管（帽）是選用多晶氧化鋁陶瓷粉經(jīng)混粉、噴泉霧干燥、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）有著密切聯(lián)系。燈芯 燈芯是采用金屬支架將電弧管、消氣劑環(huán)等固定在芯柱上，電弧管兩端電極分別與芯柱上兩根內(nèi)導(dǎo)絲相連接。芯柱由導(dǎo)絲、排氣管和喇叭經(jīng)高溫火焰熔融成一體。金屬導(dǎo)絲與玻璃封接部分的膨脹系數(shù)應(yīng)與匹配，可避免因二種封接材料的膨脹系數(shù)不相同，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 玻殼是選用高溫的硬料玻璃制造。玻殼與燈芯的喇叭口經(jīng)高溫火焰熔融封口，然后抽真空或充入惰性氣體后，再裝上燈頭整個(gè)燈泡基本成型。由于電弧管在高溫狀態(tài)下工作，其外裸的金屬極易氧化、變 脆，就必須將電弧管置于真空或惰性氣體的外殼內(nèi)。這樣還可減少電弧管熱量損失，提高冷端溫度，提高發(fā)光效率。 燈頭 燈頭的作用是方便燈泡與燈座、電路相連接。長(zhǎng)壽命燈泡要求燈頭與玻殼連接應(yīng)牢固，不能有松動(dòng)和脫落現(xiàn)象。所以，目前一般采用螺紋機(jī)械緊固技術(shù)，可防止焊泥自然老化而脫落。制造燈頭的材料一般采用黃銅帶，它可與燈座保持較小的接觸電阻，減輕金屬表面氧化層。如燈泡在特殊環(huán)境中使用，還可以在黃銅燈頭表面涂覆鉻層或鎳層。其規(guī)格型號(hào)有：E27 、 E40 二種。 消氣劑 玻殼內(nèi)經(jīng)抽真空后，其真空度僅為 6.6X10 -2 Pa ，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 -4 Pa 高真空狀態(tài)。目前，高壓鈉燈一般采用鋇消氣劑，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)抽真空工序后，采用高頻感應(yīng)加熱金屬環(huán)，使環(huán)內(nèi)鋇鈦合金受熱后蒸散，在蒸散過(guò)程中吸收殘余有害氣體，同時(shí)在玻殼頸部形成 一層黑色鏡面。必須指出 ，消氣劑放置位置非常重要，以黑色鏡面不阻礙光線輸出為宜；在使用過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)黑色鏡面部分或全部變成灰白色，它指示該燈泡已漏氣，不能繼續(xù)使用，必須調(diào)換新燈泡。 汞 汞常態(tài)時(shí)呈液態(tài)狀，具有銀白色鏡面光澤。在電弧管中加入泵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 該元素呈銀白色金屬，也稱金屬鈉。它的理化性能有質(zhì)軟而輕，可溶于汞生齊。鈉光譜特點(diǎn)為共振輻射線寬，偏向紅色區(qū)，總輻射功率高；高壓鈉燈的光色和發(fā)光效率與鈉蒸氣壓有關(guān)。目前，工業(yè)化生產(chǎn)的高壓鈉燈均采用鈉汞齊添加入燈泡內(nèi)，可簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，同時(shí)使燈泡參數(shù)一致性有很大提高。 氙 氙氣是一種稀有氣體，它在燈泡中的作用是幫助啟動(dòng)和降低啟動(dòng)電壓。氙氣壓的高低還將影響燈泡的發(fā)光效率。 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 ），從它誕生至今的相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間時(shí)里，仍然被人們廣泛使用的照明光源。雖然使用高壓鈉燈雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但是光色（ Ra=30 ）、色溫約 2000K 。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，人們經(jīng)過(guò)孜孜不倦地努力，已研制出符合上述要求的高顯色高壓鈉燈（又稱白光高壓鈉燈）。 高顯色高壓鈉燈是在高壓鈉燈的基礎(chǔ)上，采用提高鈉蒸氣壓和增大電弧管管徑，同時(shí)在電弧管兩端裹上一層鈮箔，提高冷端溫度等措施來(lái)改善顯色性；另外，提高充入電弧管內(nèi)氙氣壓力，使電弧中心部分溫度升高，而其余放電部分溫度較低，通過(guò)改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)0 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)。