广场街道主流照明NG250高压钠灯结构剖析
高压钠灯属于第三代电光源，工作时发出金白色光，具有发光效率高、寿命长、透雾性好等特点，广泛应用于道路、高速公路、机场、码头、船坞、车站、广场、街道交汇处、工矿企业、公园、庭院照明及植物栽培。其中高显色高压钠灯应用于体育馆、展览厅、娱乐场、百货商店和宾馆等场所照明。
一、灯的外观、参数。
这是常见的NG250型高压钠灯照明的效果：
灯泡功率250W，与9W节能灯尺寸比较：
该灯是上海亚明照明电器分公司制造。上海亚明于1975年设计定型高压钠灯，被誉为我国高压钠灯的鼻祖。
该灯2002年9月出厂，近十年了：
灯泡的参数：
配用镇流器、触发器型号的要求：
接线图、使用注意事项：
二、高压钠灯的结构高压钠灯分为内触发型（触发器内置）与外触发型（外接触发器）。本灯泡为外触发型，结构如下：
1、电弧管 电弧管（又称放电管）是高压钠灯的关键部件。电弧管工作时，高温高压的钠蒸气腐蚀性极强，一般的抗钠玻璃和石英玻璃均不能胜任；而采用半透明多晶氧化铝和陶瓷管做电弧管管体较为理想。它不仅具有良好的耐高温和抗钠蒸气腐蚀性能，还有良好的可见光穿越能力。另外，单晶氧化铝陶瓷管在耐高温、抗钠蒸气腐蚀和透光率等性能均优于多晶氧化铝陶瓷管，因其价格昂贵，所以目前很少被采用。 电弧管把电极、多晶氧化铝陶瓷管、帽、焊料环装配在一起，加入钠汞齐（钠汞合金）进入封接炉封接；同时充入少量氙气，以改善灯泡的启动特性。电极用高纯钨丝绕成螺旋状，在螺旋孔中插入芯杆，浸渍电子粉，然后将电极芯杆一端和铌管封闭端焊接成一体。多晶氧化铝陶瓷管（帽）是选用多晶氧化铝陶瓷粉经混粉、喷泉雾干燥等静压成形、素烧、高温烧结和切割等工序制成。 高压钠灯的光、电参数与电弧管的内径和弧长（两电极之间距离）有着密切联系。
2、灯芯 灯芯采用金属支架将电弧管、消气剂环等固定在芯柱上，电弧管两端电极分别与芯柱上两根内导丝相连接。芯柱由导丝、排气管和喇叭经高温火焰熔融成一体。金属导丝与玻璃封接部分的膨胀系数相匹配，可避免因二种封接材料的膨胀系数不相同，造成封接处玻璃产生应力而爆裂或灯泡慢性漏气。
3、灯头 灯头规格E40（家庭常见的旋丝口为E27，比E40小），灯头与玻壳连接牢固，没有松动和脱落现象。高压钠灯寿命长，目前一般采用螺纹机械紧固技术，可防止焊泥自然老化而脱落。制造灯头的材料一般采用黄铜带，它可与灯座保持较小的接触电阻，减轻金属表面氧化层。如灯泡在特殊环境中使用，还可以在黄铜灯头表面涂覆铬层或镍层。
4、消气剂 玻壳内经抽真空后，其真空度仅为 6.6X10 -2 Pa ，仍可使金属零件氧化，影响灯泡稳定地工作；所以在玻壳内放置适量消气剂，可将灯泡内真空度提高到 1.4X10 -4 Pa 高真空状态。目前，高压钠灯一般采用钡消气剂，它是把钡钛合金置于金属环内，再将其固定在消气剂蒸散后不影响光输出的位置。灯泡经抽真空工序后，采用高频感应加热金属环，使环内钡钛合金受热后蒸散，在蒸散过程中吸收残余有害气体，同时在玻壳颈部形成一层黑色镜面。消气剂放置位置非常重要，以黑色镜面不阻碍光线输出为宜；在使用过程中如发现黑色镜面部分或全部变成灰白色，它指示该灯泡已漏气，不能继续使用，必须调换新灯泡。
5、电弧管内的 钠 汞 氙 元素 钠呈银白色金属，也称金属钠。它的理化性能质软而轻，可溶于汞形成钠汞齐（钠汞合金）。钠光谱特点为共振辐射线宽，偏向红色区，总辐射功率高；高压钠灯的光色和发光效率与钠蒸气压有关。目前，工业化生产的高压钠灯均采用钠汞齐添加入灯泡内，可简化生产工艺，同时使灯泡参数一致性有很大提高。 汞常态时呈液态状，具有银白色镜面光泽。在电弧管中加入汞可提高灯管工作电压，降低工作电流，减小镇流器体积，改善电网的功率因数，增高电弧温度，提高辐射功率。 氙气是一种稀有气体，它在灯泡中的作用是帮助启动和降低启动电压。氙气压的高低还将影响灯泡的发光。 6、玻壳 玻壳选用高温的硬料玻璃制造。玻壳与灯芯的喇叭口经高温火焰熔融封口，然后抽真空或充入惰性气体后，再装上灯头成型。由于电弧管在高温状态下工作，其外裸的金属极易氧化、变脆，就必须将电弧管置于真空或惰性气体的外壳内。这样还可减少电弧管热量损失，提高冷端温度，提高发光效率。
三、高压钠灯工作电路 本灯泡是外触发型，除了接镇流器外，还必须外接触发器（CD-2型）才能工作。
高压钠灯CD-2型触发器在高压钠灯的工作电路中除了灯泡外，还必须按内触发高压钠灯或外触发高压钠灯分别选用相应的镇流器、触发器。这是与本灯配套的CD-2型电子触发器：
CD-2型触发器内部电路图（虚线框内）：
CD-2型电子触发器工作原理：当电源电压正半周时C1 通过B（升压变压器）、L1 形成回路进行充电，当C1 上的电压逐步升高时，由R1 和R3 组成的分压线路的中点电压也逐步升高，由于C3 的存在，该点电压上升速度滞后于UC1 ，当这一分压点电压大于触发二极管的闸门电压值与双向可控硅的触发结电压值之和时，双向可控硅被触发导通，C1 上的电能通过L2 、C2 和双向可控硅形成的放电回路进行放电，此时C1 上的电能大部分在通过L2 时转变成磁动势，使L1 感应出很高的脉冲电压，并且通过C1加在灯上。在C1 放电过程中，有一部分能量在双向可控硅导通时对C2 形成充电，此时C2 上的电压为上正下负。当电源电压负半周时，C1 还是通过原充电回路形成反向充电，当这一反向电压达到触发二极管闸门电压值与可控硅的触发电压值之和时，双向可控硅反向导通，此时C1 上的电能和C2 上的电能处于串联状态，加强了放电能量，使触发脉冲能量比初次更强，以后在每一次脉冲发出时，均为C1 和C2 上的电能串联后形成放电，使触发器在电源电压正负半周内都有脉冲发生。当灯启动后，灯两端的电压≤140V ，低于触发器的开门电压，所以触发器停止工作。这一线路以及对应的派生线路是目前使用最广泛的触发器线路。 高压钠灯镇流器 在高压钠灯的工作电路中，与灯泡配套使用的镇流器有电感式镇流器和电子式镇流器两种。电感式镇流器由电感线圈和矽钢片回路制成非封闭状，而专门留有很小间隙，使磁场处于非饱和状态，从而起到稳定电流的作用。电子式镇流器是近年来实施照明节电的产品，它具有功耗低、体积小、重量轻、功率因数高，灯泡瞬时启动等特点；目前在小功率气体放电灯（紧凑型节能灯）中应用较广泛，而在大功率气体放电灯方面，困难度较大。下面是本灯采用的电感式镇流器，由于户外使用，密封防水很好，耐用：
高压钠灯工作原理 当灯泡启动后，电弧管两端电极之间产生电弧，由于电弧的高温作用使管内的钠汞齐（钠汞合金）受热蒸发成为钠蒸气和汞蒸气，阴极发射的电子在向阳极运动过程中，撞击放电物质有原子，使其获得能量产生电离激发，然后由激发态回复到稳定态；或由电离态变为激发态，再回到基态无限循环，多余的能量以光辐射的形式释放，便产生了光。高压钠灯中放电物质蒸气压很高，也即钠原子密度高，电子与钠原子之间碰撞次数频繁，使共振辐射谱线加宽，出现其它可见光谱的辐射。如果把灯泡单独接到电网中去，其工作状态是不稳定的，随着放电过程继续，它必将导致电路中电流无限上升，最后直至灯管或电路中的零部件被过流烧毁。 高压钠灯没有灯丝，是如何启动的呢？看下面摘录的分析： 
以上原理，对于理解金卤灯、氙气灯的启动都很有帮助。 传完了，谢谢观看！希望本文可以满足感兴趣坛友的要求。（部分文字资料摘自网上） 后补：该灯之所以目前还在广泛使用，是因其光效高，接近白炽灯色温，价格便宜（20--30元/支）。 看16楼fooderend的帖子：“这灯的发光效率比LED高好多，250W有28000流明，相当于112lm/w，
CREE T6 1000lm 10w 也只是100LM/W ”
有坛友欲了解消气剂原理，请看下面资料： 消气剂.pdf (99 K) 下载次数:13
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一、灯的外观、参数。
这是常见的NG250型高压钠灯照明的效果：
灯泡功率250W，与9W节能灯尺寸比较：
该灯是上海亚明照明电器分公司制造。上海亚明于1975年设计定型高压钠灯，被誉为我国高压钠灯的鼻祖。
该灯2002年9月出厂，近十年了：
灯泡的参数：
配用镇流器、触发器型号的要求：
接线图、使用注意事项：
二、高压钠灯的结构高压钠灯分为内触发型（触发器内置）与外触发型（外接触发器）。本灯泡为外触发型，结构如下： 1、电弧管 电弧管（又称放电管）是高压钠灯的关键部件。电弧管工作时，高温高压的钠蒸气腐蚀性极强，一般的抗钠玻璃和石英玻璃均不能胜任；而采用半透明多晶氧化铝和陶瓷管做电弧管管体较为理想。它不仅具有良好的耐高温和抗钠蒸气腐蚀性能，还有良好的可见光穿越能力。另外，单晶氧化铝陶瓷管在耐高温、抗钠蒸气腐蚀和透光率等性能均优于多晶氧化铝陶瓷管，因其价格昂贵，所以目前很少被采用。 电弧管把电极、多晶氧化铝陶瓷管、帽、焊料环装配在一起，加入钠汞齐（钠汞合金）进入封接炉封接；同时充入少量氙气，以改善灯泡的启动特性。电极用高纯钨丝绕成螺旋状，在螺旋孔中插入芯杆，浸渍电子粉，然后将电极芯杆一端和铌管封闭端焊接成一体。多晶氧化铝陶瓷管（帽）是选用多晶氧化铝陶瓷粉经混粉、喷泉雾干燥等静压成形、素烧、高温烧结和切割等工序制成。 高压钠灯的光、电参数与电弧管的内径和弧长（两电极之间距离）有着密切联系。
2、灯芯 灯芯采用金属支架将电弧管、消气剂环等固定在芯柱上，电弧管两端电极分别与芯柱上两根内导丝相连接。芯柱由导丝、排气管和喇叭经高温火焰熔融成一体。金属导丝与玻璃封接部分的膨胀系数相匹配，可避免因二种封接材料的膨胀系数不相同，造成封接处玻璃产生应力而爆裂或灯泡慢性漏气。3、灯头 灯头规格E40（家庭常见的旋丝口为E27，比E40小），灯头与玻壳连接牢固，没有松动和脱落现象。高压钠灯寿命长，目前一般采用螺纹机械紧固技术，可防止焊泥自然老化而脱落。制造灯头的材料一般采用黄铜带，它可与灯座保持较小的接触电阻，减轻金属表面氧化层。如灯泡在特殊环境中使用，还可以在黄铜灯头表面涂覆铬层或镍层。
4、消气剂 玻壳内经抽真空后，其真空度仅为 6.6X10 -2 Pa ，仍可使金属零件氧化，影响灯泡稳定地工作；所以在玻壳内放置适量消气剂，可将灯泡内真空度提高到 1.4X10 -4 Pa 高真空状态。目前，高压钠灯一般采用钡消气剂，它是把钡钛合金置于金属环内，再将其固定在消气剂蒸散后不影响光输出的位置。灯泡经抽真空工序后，采用高频感应加热金属环，使环内钡钛合金受热后蒸散，在蒸散过程中吸收残余有害气体，同时在玻壳颈部形成一层黑色镜面。消气剂放置位置非常重要，以黑色镜面不阻碍光线输出为宜；在使用过程中如发现黑色镜面部分或全部变成灰白色，它指示该灯泡已漏气，不能继续使用，必须调换新灯泡。5、电弧管内的 钠 汞 氙 元素 钠呈银白色金属，也称金属钠。它的理化性能质软而轻，可溶于汞形成钠汞齐（钠汞合金）。钠光谱特点为共振辐射线宽，偏向红色区，总辐射功率高；高压钠灯的光色和发光效率与钠蒸气压有关。目前，工业化生产的高压钠灯均采用钠汞齐添加入灯泡内，可简化生产工艺，同时使灯泡参数一致性有很大提高。 汞常态时呈液态状，具有银白色镜面光泽。在电弧管中加入汞可提高灯管工作电压，降低工作电流，减小镇流器体积，改善电网的功率因数，增高电弧温度，提高辐射功率。 氙气是一种稀有气体，它在灯泡中的作用是帮助启动和降低启动电压。氙气压的高低还将影响灯泡的发光。 6、玻壳 玻壳选用高温的硬料玻璃制造。玻壳与灯芯的喇叭口经高温火焰熔融封口，然后抽真空或充入惰性气体后，再装上灯头成型。由于电弧管在高温状态下工作，其外裸的金属极易氧化、变脆，就必须将电弧管置于真空或惰性气体的外壳内。这样还可减少电弧管热量损失，提高冷端温度，提高发光效率。
三、高压钠灯工作电路 本灯泡是外触发型，除了接镇流器外，还必须外接触发器（CD-2型）才能工作。高压钠灯CD-2型触发器在高压钠灯的工作电路中除了灯泡外，还必须按内触发高压钠灯或外触发高压钠灯分别选用相应的镇流器、触发器。这是与本灯配套的CD-2型电子触发器：CD-2型触发器内部电路图（虚线框内）：CD-2型电子触发器工作原理：当电源电压正半周时C1 通过B（升压变压器）、L1 形成回路进行充电，当C1 上的电压逐步升高时，由R1 和R3 组成的分压线路的中点电压也逐步升高，由于C3 的存在，该点电压上升速度滞后于UC1 ，当这一分压点电压大于触发二极管的闸门电压值与双向可控硅的触发结电压值之和时，双向可控硅被触发导通，C1 上的电能通过L2 、C2 和双向可控硅形成的放电回路进行放电，此时C1 上的电能大部分在通过L2 时转变成磁动势，使L1 感应出很高的脉冲电压，并且通过C1加在灯上。在C1 放电过程中，有一部分能量在双向可控硅导通时对C2 形成充电，此时C2 上的电压为上正下负。当电源电压负半周时，C1 还是通过原充电回路形成反向充电，当这一反向电压达到触发二极管闸门电压值与可控硅的触发电压值之和时，双向可控硅反向导通，此时C1 上的电能和C2 上的电能处于串联状态，加强了放电能量，使触发脉冲能量比初次更强，以后在每一次脉冲发出时，均为C1 和C2 上的电能串联后形成放电，使触发器在电源电压正负半周内都有脉冲发生。当灯启动后，灯两端的电压≤140V ，低于触发器的开门电压，所以触发器停止工作。这一线路以及对应的派生线路是目前使用最广泛的触发器线路。 高压钠灯镇流器 在高压钠灯的工作电路中，与灯泡配套使用的镇流器有电感式镇流器和电子式镇流器两种。电感式镇流器由电感线圈和矽钢片回路制成非封闭状，而专门留有很小间隙，使磁场处于非饱和状态，从而起到稳定电流的作用。电子式镇流器是近年来实施照明节电的产品，它具有功耗低、体积小、重量轻、功率因数高，灯泡瞬时启动等特点；目前在小功率气体放电灯（紧凑型节能灯）中应用较广泛，而在大功率气体放电灯方面，困难度较大。下面是本灯采用的电感式镇流器，由于户外使用，密封防水很好，耐用： 高压钠灯工作原理 当灯泡启动后，电弧管两端电极之间产生电弧，由于电弧的高温作用使管内的钠汞齐（钠汞合金）受热蒸发成为钠蒸气和汞蒸气，阴极发射的电子在向阳极运动过程中，撞击放电物质有原子，使其获得能量产生电离激发，然后由激发态回复到稳定态；或由电离态变为激发态，再回到基态无限循环，多余的能量以光辐射的形式释放，便产生了光。高压钠灯中放电物质蒸气压很高，也即钠原子密度高，电子与钠原子之间碰撞次数频繁，使共振辐射谱线加宽，出现其它可见光谱的辐射。如果把灯泡单独接到电网中去，其工作状态是不稳定的，随着放电过程继续，它必将导致电路中电流无限上升，最后直至灯管或电路中的零部件被过流烧毁。 高压钠灯没有灯丝，是如何启动的呢？看下面摘录的分析： 以上原理，对于理解金卤灯、氙气灯的启动都很有帮助。 传完了，谢谢观看！希望本文可以满足感兴趣坛友的要求。（部分文字资料摘自网上） 后补：该灯之所以目前还在广泛使用，是因其光效高，接近白炽灯色温，价格便宜（20--30元/支）。 看16楼fooderend的帖子：“这灯的发光效率比LED高好多，250W有28000流明，相当于112lm/w，CREE T6 1000lm 10w 也只是100LM/W ”
有坛友欲了解消气剂原理，请看下面资料： 消气剂.pdf (99 K) 下载次数:13
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