Katalog 2013 - BAG electronics
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Heißzündung von<br />
Hochdruck-Entladungslampen<br />
Die große Vielfalt von Hochdruck-Entladungslampen ermöglicht deren<br />
Einsatz in einem weiten Anwendungsspektrum mit unterschiedlichsten<br />
lichttechnischen Anforderungen.<br />
Ein genereller Nachteil der Lampen ist jedoch, dass sie bei Verwendung<br />
von konventionellen Zündgeräten nach dem Ausschalten nicht<br />
sofort wiedergezündet werden können. Aufgrund des hohen Gasdruckes<br />
im Entladungsgefäß benötigen die Lampen zunächst eine<br />
Abkühlzeit, damit die Zündspannungen von 1 bis 5 kV der Standardzündgeräte<br />
ausreichend sind. Typische Abkühlzeiten liegen für Natriumdampf-Hochdrucklampen<br />
leistungsabhängig im Bereich von 2 bis<br />
5 Minuten und für Metallhalogendampflampen bei etwa 20 Minuten.<br />
Auf vielen Gebieten der Beleuchtungstechnik ist es erforderlich, dass<br />
Lampen, z.B. nach einer Netzunterbrechung, sofort wieder betriebsbereit<br />
sind. Dies ist beispielsweise bei Film- und Fernsehaufnahmen,<br />
Beleuchtung von Stadien, auf Flughäfen, in Fabrikationsbetrieben<br />
und militärischen bzw. zivilen Sicherheitsbereichen unbedingte Voraussetzung.<br />
Um die Anforderung einer sofortigen Wiederzündung<br />
der Lampe auch im heißen Zustand zu gewährleisten, werden spezielle<br />
Heißzündgeräte eingesetzt. Diese Zündgeräte erzeugen deutlich<br />
höhere Zündspannungen und stellen damit einen sofortigen Wiederstart<br />
sicher.<br />
Abb. 1 zeigt am Beispiel einer Metallhalogendampflampe HIT-DE 70 W<br />
die für die Heißzündung notwendige Zündspannung in Abhängigkeit<br />
der Dauer einer Netzunterbrechung ∆t. Für eine zu jedem Zeitpunkt<br />
zuverlässige Heißwiederzündung muss damit das Zündgerät ca. 25<br />
kV erzeugen können. Noch deutlich höhere Wiederzündspannungen<br />
von ca. 65 kV sind bei Lampen mit einer Leistung von 3500 W erforderlich.<br />
Im Vergleich hierzu ist die notwendige Zündspannung der<br />
kalten Lampe etwa 4 bis 5 kV.<br />
zuverlässigen und lampenschonenden Start sind bei der Erzeugung<br />
der Zündspannungen insbesondere die folgenden physikalischen Zusammenhänge<br />
zu beachten:<br />
• Die Anzahl der Zündpulse, sowie deren Breite und Höhe müssen so<br />
gewählt werden, dass die enthaltene Zündenergie einen vollständigen<br />
Spannungsdurchbruch der Entladungsstrecke sicherstellt.<br />
• Die Zündpulse müssen im richtigen Zeitpunkt bezogen auf die<br />
Netzspannung auftreten, damit auch noch nach dem Spannungsdurchbruch<br />
ausreichend Spannung und Energie zur Verfügung<br />
steht. Ein Verlöschen der Lampe wird damit verhindert und ein<br />
schneller Übergang von der Glimmentladung in den stabilen und<br />
elektrodenschonenden Zustand der Bogenentladung ermöglicht.<br />
Einen wesentlichen Einfluss auf die Höhe der erzeugten Zündspannung<br />
hat die Art und Länge der verwendeten Lampenanschlussleitung.<br />
Die hieraus resultierende elektrische Leitungskapazität in Verbindung<br />
mit der kapazitiven Last der Lampe kann zu einer deutlichen<br />
Reduzierung der an der Lampe anliegenden Zündspannung führen.<br />
Das Zündgerät sollte also möglichst nahe der Lampe angeordnet<br />
sein und die maximal zulässige Belastungskapazität des Zündgerätes<br />
nicht überschritten werden.<br />
Aufgrund der extrem hohen Spannungen, welche für eine Heißzündung<br />
an den Lampenelektroden anliegen, sind nicht alle Lampen für<br />
eine solche Anwendung geeignet und vom Hersteller freigegeben.<br />
Verwendet werden können im Wesentlichen nur zweiseitig gesockelte<br />
Lampen (Abb. 2). Es können außerdem Lampen mit E40-Sockel<br />
eingesetzt werden, bei denen der zweite Pol auf der gegenüberliegenden<br />
Seite (dem Dom) sitzt (Abb. 3), sowie einseitig gesockelte<br />
Halogenmetalldampf-Kurzbogenlampen mit speziellen hochspannungsfesten<br />
Lampenfassungen (Abb. 4).<br />
Heißzündgeräte arbeiten nach dem Überlagerungsprinzip, d.h. die<br />
Zündspannungspulse sind der Netzspannung überlagert. Für einen<br />
Abb. 1<br />
25<br />
20<br />
Zündspannung [kV] [kV]<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
0<br />
1<br />
2<br />
3<br />
Netzspannungsunterbrechung Δt ∆t (min) [min]<br />
4<br />
5<br />
Abb. 2 Abb. 3<br />
Abb. 4<br />
90