現代高壓鈉燈

高壓鈉燈 (HPL) 是最高效的光源之一，如今在 30 — 1000 W 的功率下，光效率已高達 160 lm/W，使用壽命超過 25,000 小時。燈體的小尺寸和高壓鈉燈的高亮度，大大拓展了其在各種光分佈集中的照明裝置中的應用可能性。

通常，高壓鈉燈使用電感或電子鎮流器工作。高壓鈉燈使用發射高達 6 kV 脈衝的特殊點火器點燃。燈具的點亮時間一般為3～5分鐘。

現代高壓鈉燈的優點包括在使用壽命期間光通量下降相對較小，例如，對於功率為 400 W 的燈，在 15,000 小時內燃燒 10 小時，光通量下降 10-20%循環。對於工作頻率更高的燈，週期每增加一倍，光通量的下降就會增加大約 25%。同樣的關係適用於計算使用壽命的減少。

人們普遍認為，這些燈用於經濟比準確的色彩再現更重要的地方。它們的暖黃光非常適合照亮公園、購物中心、道路，在某些情況下也適合用於裝飾性建築照明（莫斯科就是一個很好的例子）。由於出現了新的輸出類型，以及低功率燈和具有改進顯色性的燈，這些光源在過去十年中的發展導致了它們使用可能性的急劇擴展。

1. 顯色性提高的高壓鈉燈

高壓鈉燈是目前效率最高的一組光源。然而，標準的高壓鈉燈有許多缺點，其中首先需要注意的是顯色性能明顯下降，其特點是顯色指數低 (Ra = 25 — 28) 和低顯色度溫度 (Ttsv = 2000 — 2200 K)。

加寬的鈉共振線導致金黃色發射。高壓鈉燈的顯色性對於戶外照明而言是令人滿意的，但對於室內照明而言則不足。

高壓鈉燈顯色性能的改善主要是由於冷區溫度升高或汞齊鈉含量增加導致燃燒器內鈉蒸氣壓升高。（汞合金——液態、半液態或碳化物金屬與汞），增加排氣管的直徑，引入輻射添加劑，在外燈泡上塗上熒光粉和乾涉塗層，並為燈提供高頻脈衝電流。光通量的降低由氙氣壓力的增加（即等離子體電導率的降低）來補償。

許多專家正在研究改善高壓鈉燈輻射光譜組成的問題，許多外國公司已經在生產具有改進顏色參數的高質量燈。因此，在諸如此類領先公司的命名中General Electric、Osram、Philips 都有大量具有改進顯色性能的鈉燈。

與標準版本相比，一般顯色指數 Ra = 50 — 70 的此類燈的光效降低了 25%，使用壽命縮短了一半。值得注意的是，高壓鈉燈的主要參數對於供電電壓的變化相當重要。因此，隨著電源電壓降低 5-10%，功率、光通量、Ra 將失去其標稱值的 5-30%，而當電壓升高時，使用壽命急劇下降。

試圖找到一種經濟的白熾燈類似物導致了新一代鈉燈的誕生。最近，出現了一系列具有改進顯色性的低功率鈉燈。飛利浦推出了一系列Ra=80的35-100W SDW燈，發射色度接近白熾燈。燈的發光效率為 39 — 49 lm/W，燈系統 — 鎮流器為 32 — 41 lm/W。這種燈可以成功地用於在公共場所營造裝飾性的燈光效果。

° 歐司朗 COLORSTAR DSX 燈系列與 POWERTRONIC PT DSX 電子控制單元一起，是一個全新的照明系統，允許使用同一盞燈來改變色溫。使用帶有特殊開關的電子鎮流器可將色溫從 2600 更改為 3000 K 並返回。這使您可以根據一天中的時間或季節為陳列櫃中展示的展品創建明亮的內部空間。這個系列的燈是環保的，因為它們不含汞。由此類套件製成的照明裝置的成本比白熾鹵素燈高 5-6 倍。

COLORSTAR DSX 系統的改進版本 COLORSTAR DSX2 已開髮用於室外照明。與專用鎮流器一起，系統的光通量可降低至標稱值的50%。該系列燈具也不含汞。

小功率高壓鈉燈

目前生產的高壓鈉燈中，功率最大的是250瓦和400瓦的燈。在這些功率下，燈的效率被認為是最大的。然而，近來，由於希望通過在室內照明中用低瓦數放電燈替換白熾燈來節省電力，對低瓦數鈉燈的興趣顯著增加。

國外公司實現的高壓鈉燈最小功率為30—35W。波爾塔瓦氣體放電燈廠掌握了70、100、150瓦小功率鈉燈的生產能力。

製造低功率鈉燈的困難在於向小電流和放電管直徑的過渡，以及與電極之間的距離相比電極區域的相對長度的增加，這導致非常高的燈對供應方式、排氣管和管道設計尺寸偏差以及材料質量的敏感性。因此，在小功率鈉燈的生產中，對排氣管組件幾何尺寸的公差要求、材料的純度和填料的劑量精度的要求都提高了。掌握這些經濟、持久光源的大規模生產的基本技術已經存在。

歐司朗還提供一系列不需要點火器的低功率燈（燃燒器包含潘寧混合物）。但是，它們的光效比標準燈低 14-15%。

不需要脈衝點火器的燈的優點之一是能夠將它們安裝在汞燈中（在其他必要條件下）。例如，光通量為 8000 lm 的 NAV E 110 燈與標稱光通量為 6000 — 6500 lm 的 DRL -125> 型汞燈完全可以互換。我國長期以來一直在使用類似的內部開發。例如，LISMA OJSC 目前生產 DNaT 210 和 DNaT 360 燈，旨在分別直接替代 DRL 250 和 DRL 400。

無汞 NLVD

近年來，許多國家在環境保護領域做出了顯著的努力。這些努力的一個領域是減少或避免工業成品中重金屬（例如汞）有毒化合物的出現。因此，含汞醫用體溫計正逐漸被無汞體溫計所取代。

同樣的趨勢在光源製造技術領域也很普遍。 40 瓦熒光燈中的汞含量已從 30 毫克降至 3 毫克。在高壓鈉燈的情況下，這個過程並沒有那麼快地進行，也是因為汞大大提高了這些光源的效率，這些光源是當今公認的最經濟的。

現有和開發中的無汞燈似乎有著光明的未來。已經提到的歐司朗COLORSTAR DSX系列燈不含汞，這是該公司的一大成就。這些燈以及特殊的電子鎮流器是特殊用途的系統，效率和簡單性不是最優先考慮的。

Sylvania 的無汞燈系列久負盛名。製造商特別注意改進的顯色性能，並將它們與自己生產的標準類似物進行比較。

不久前，松下電器（日本）工程師的研發成果發表，這是一款無需特殊脈衝鎮流器、高顯色性的無汞NLVD。

在傳統燈的使用壽命結束時，由於汞合金中鈉與汞的比例發生變化，輻射的顏色呈現粉紅色調。與相同條件下測試燈的淡黃色相比，這種色調不會產生特別令人愉悅的印象。隨著色溫的增加，Ra 首先增加到最大水平（在 T = 2500 K 時），然後下降。

為了減少偏差，開發人員改變了氙氣壓力和燃燒器的內徑。得出的結論是，隨著氙氣壓力的增加，與黑體線的偏差減小，但點火電壓增加。在 40 kPa 的壓力下，點火電壓約為 2000 V，即使考慮到電路的存在以促進它。當內徑從 6 變為 6.8 毫米時，與機身黑線的偏差減少，但發光效率下降，這對於手頭的任務來說是不能接受的。

無汞高 Ra 鈉燈與含汞燈具有幾乎相同的特性。無汞燈的壽命是它的 1.3 倍。

具有高顯色指數的 150 W 高壓照明燈：a — 無汞，b — 普通版本。

帶兩個燃燒器的高壓鈉燈

最近出現的帶有並聯燃燒器的高壓鈉燈系列樣品表明，這個方向很有前途，因為這樣的解決方案不僅有助於顯著延長燈的壽命，而且還消除了複雜性立即重新點火，擴大了組合具有不同功率、光譜成分等的燃燒器的潛力。

儘管規定了可靠的使用壽命，但應謹慎對待這些燈的耐用性問題。如果燃燒器燈在燈的整個使用壽命期間持續點亮，這種燈的使用壽命才會真正翻倍。否則，在資源結束時，工作燃燒器通常開始部分繞過第二個（這種現像有時稱為電氣“洩漏”；在這種情況下，外燈泡中的稀薄氣體被點火脈衝的電壓破壞), 因此點火可能會出現困難。

帶高壓點火器的高壓鈉燈

日本工程師（東芝照明科技公司）從他們​​的角度提出了一種最佳解決方案，以消除帶有兩個燃燒器的燈中的上述現象。該燈的設計包含兩個點火探針，可確保特定燃燒器的點火它提供正脈衝或負脈衝。此類燈的鎮流器包含兩個繞組。電路非常簡單且便宜。由於這種設計，燃燒器的燈交替點亮。燃燒器的交替點火確保燈的“老化​​”更少燃燒器顯著增加了整體工作量 來自同一家公司的工程師提供了一種帶有內置點火器的燈，不需要復雜的控制方案。

高壓鈉燈發展的一些趨勢

設計師和研究人員在哪些方向尋找高壓鈉燈的有效解決方案？要回答這個問題，我們必須首先解決這些燈在視覺舒適度、簡單性和結構必要的電氣安全方面的明顯缺點。其中，可以區分幾個主要問題：顯色性差、光通量脈動增加、點火電壓高，甚至更多——重新點火。

從具有高顯色性的燈的特性來看，開發人員設法接近了這組光源的最佳狀態。對抗高壓鈉燈中達到 70-80% 的輻射紋波，通常使用常用方法進行，例如在網絡的不同階段切換燈（在有許多燈的裝置中）和提供高頻電流.使用特殊的電子鎮流器實際上消除了這個問題。

目前與大多數 NLVD - PRA 套件一起使用的脈衝點火裝置 (IZU) 使燈的操作複雜化並增加了燈 - PRA 套件的成本。 IZU 點火脈衝會對鎮流器和燈產生負面影響，這些設備會過早失效。因此，開發人員正在尋找降低點火電壓的方法，這可以讓您放棄 IZU。

提供立即重新點火的問題通常以兩種方式解決。可以使用發射幅度增加的脈衝的點火器，或使用不需要此類設備的上述雙燃燒器燈。

鈉燈的使用壽命被認為是高強度光源中最長的。然而，在這方面設計師希望做到最好。眾所周知，使用壽命和運行期間的光通量下降取決於鈉離開燃燒器的速率。放電中鈉的洩漏導致汞合金的成分與汞的富集，並且燈的電壓增加到 (150 - 160 V) 直到它熄滅。許多研究、開發和專利都致力於解決這個問題。在最成功的解決方案中，值得注意的是 GE 的汞合金分配器，用於串聯燈。分配器的設計確保在燈的整個使用壽命期間嚴格限制鈉汞齊在放電管中的流量。因此，使用壽命增加，管端變暗減少，光通量保持不變幾乎不變（高達原始值的 90%）。

當然，高壓鈉燈的研究和改進還沒有結束，因此我們應該期待在這些有前途的光源的大家族中出現新的、可能是獨家的解決方案。

使用“照明節能”一書中的材料。埃德。 Y. B. Eisenberg 教授。