Katalog 2013 - BAG electronics

Heißzündung von
Hochdruck-Entladungslampen
Die große Vielfalt von Hochdruck-Entladungslampen ermöglicht deren
Einsatz in einem weiten Anwendungsspektrum mit unterschiedlichsten
lichttechnischen Anforderungen.
Ein genereller Nachteil der Lampen ist jedoch, dass sie bei Verwendung
von konventionellen Zündgeräten nach dem Ausschalten nicht
sofort wiedergezündet werden können. Aufgrund des hohen Gasdruckes
im Entladungsgefäß benötigen die Lampen zunächst eine
Abkühlzeit, damit die Zündspannungen von 1 bis 5 kV der Standardzündgeräte
ausreichend sind. Typische Abkühlzeiten liegen für Natriumdampf-Hochdrucklampen
leistungsabhängig im Bereich von 2 bis
5 Minuten und für Metallhalogendampflampen bei etwa 20 Minuten.
Auf vielen Gebieten der Beleuchtungstechnik ist es erforderlich, dass
Lampen, z.B. nach einer Netzunterbrechung, sofort wieder betriebsbereit
sind. Dies ist beispielsweise bei Film- und Fernsehaufnahmen,
Beleuchtung von Stadien, auf Flughäfen, in Fabrikationsbetrieben
und militärischen bzw. zivilen Sicherheitsbereichen unbedingte Voraussetzung.
Um die Anforderung einer sofortigen Wiederzündung
der Lampe auch im heißen Zustand zu gewährleisten, werden spezielle
Heißzündgeräte eingesetzt. Diese Zündgeräte erzeugen deutlich
höhere Zündspannungen und stellen damit einen sofortigen Wiederstart
sicher.
Abb. 1 zeigt am Beispiel einer Metallhalogendampflampe HIT-DE 70 W
die für die Heißzündung notwendige Zündspannung in Abhängigkeit
der Dauer einer Netzunterbrechung ∆t. Für eine zu jedem Zeitpunkt
zuverlässige Heißwiederzündung muss damit das Zündgerät ca. 25
kV erzeugen können. Noch deutlich höhere Wiederzündspannungen
von ca. 65 kV sind bei Lampen mit einer Leistung von 3500 W erforderlich.
Im Vergleich hierzu ist die notwendige Zündspannung der
kalten Lampe etwa 4 bis 5 kV.
zuverlässigen und lampenschonenden Start sind bei der Erzeugung
der Zündspannungen insbesondere die folgenden physikalischen Zusammenhänge
zu beachten:
• Die Anzahl der Zündpulse, sowie deren Breite und Höhe müssen so
gewählt werden, dass die enthaltene Zündenergie einen vollständigen
Spannungsdurchbruch der Entladungsstrecke sicherstellt.
• Die Zündpulse müssen im richtigen Zeitpunkt bezogen auf die
Netzspannung auftreten, damit auch noch nach dem Spannungsdurchbruch
ausreichend Spannung und Energie zur Verfügung
steht. Ein Verlöschen der Lampe wird damit verhindert und ein
schneller Übergang von der Glimmentladung in den stabilen und
elektrodenschonenden Zustand der Bogenentladung ermöglicht.
Einen wesentlichen Einfluss auf die Höhe der erzeugten Zündspannung
hat die Art und Länge der verwendeten Lampenanschlussleitung.
Die hieraus resultierende elektrische Leitungskapazität in Verbindung
mit der kapazitiven Last der Lampe kann zu einer deutlichen
Reduzierung der an der Lampe anliegenden Zündspannung führen.
Das Zündgerät sollte also möglichst nahe der Lampe angeordnet
sein und die maximal zulässige Belastungskapazität des Zündgerätes
nicht überschritten werden.
Aufgrund der extrem hohen Spannungen, welche für eine Heißzündung
an den Lampenelektroden anliegen, sind nicht alle Lampen für
eine solche Anwendung geeignet und vom Hersteller freigegeben.
Verwendet werden können im Wesentlichen nur zweiseitig gesockelte
Lampen (Abb. 2). Es können außerdem Lampen mit E40-Sockel
eingesetzt werden, bei denen der zweite Pol auf der gegenüberliegenden
Seite (dem Dom) sitzt (Abb. 3), sowie einseitig gesockelte
Halogenmetalldampf-Kurzbogenlampen mit speziellen hochspannungsfesten
Lampenfassungen (Abb. 4).
Heißzündgeräte arbeiten nach dem Überlagerungsprinzip, d.h. die
Zündspannungspulse sind der Netzspannung überlagert. Für einen
Abb. 1
25
20
Zündspannung [kV] [kV]
15
10
5
0
0
1
2
3
Netzspannungsunterbrechung Δt ∆t (min) [min]
4
5
Abb. 2 Abb. 3
Abb. 4
90