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    车用氙气金卤灯的击穿和放电发展过程的研究(第2页)
    来源:中国照明网 作者:杨正名、高光义、张明、柴国生 浏览:4650人次 发布:2008-04-17
    注:其他网站转载须注明出处,转载而不注明出处者,一经查实,将追究其法律责任
      摘 要:讨论了车用氙气金卤灯与普通商用金卤灯特征的不同及启动状态的差异,分析了氙气金卤灯的放电发展过程和流光理论模型,给出了放电发展过程的测试结果。

      由对雷电发展过程的描述可以清楚看出这种高气压放电的击穿过程与辉光放电的雪崩过程是完全不同的,如所周知辉光放电的发展是靠电子雪崩产生的离子回到阴极再产生新雪崩放电在放电,由于每次雪崩产生的离子均比上一个雪崩多,从而使雪崩放电不断加大,如此反复多个周期,最后达到了放电自恃的条件γ(eαd—1)=1 [з],这时就形成了稳定的辉光放电,这里γ是正离子的二次电子发射系数;α是汤生第一电离系数、即在该放电条件下一个电子在阳极方向每前进1cm所产生的电离次数,α与气体种类有关,电场愈强气体粒子密度愈高、α值愈大,对于一定的气体α为E/P的函数;d为阳极和阴极间的距离。

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      雷电的发展是比辉光放电要强烈快速得多的过程,这是由于在高气压下的电子雪崩过程以及高电压、强电场条件下产生的强烈激发和电离特别是所产生的大量光子在周围甚至在前进途程中不断产生的新的大量次级电子雪崩汇合形成的。这一过程的前提是很强的电场和很高的气压,其特点是在一系列由光子产生的串连的电子雪崩过程完成后立即完成了云层之间或云层与地之间高导电率的放电通道的建立。在随后的强烈电荷释放过程中,巨大的数十万乃至数百万安培电流瞬间通过、使气体迅速加热到数万度以上高温,伴之以强烈电离激发和爆炸式的气体膨胀,而导致惊人的电闪雷鸣的第二阶段放电。第二阶段的前提是云层自身携带的巨大电量或大地提供或接受电子的几乎是无穷的能力,第二过程的发展比第一阶段的发展更快得多。

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      根据测量结果分析[2]雷电中电子雪崩过程持续时间通常在10-3秒量级而电荷释放过程则在10-6秒范畴,由于雷电通道很长,通常达数十米至数百米甚至更长,前者发展速度高达1×107~5×107cm/秒而后者推进速度则在108~109cm/秒范围。
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      Ⅲ 高气压氙气金卤灯中的击穿过程

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      车用氙气金卤灯中冷态氙气压力约6大气压,在这样高的气压下其击穿不可能按辉光放电过程发展,采用照明金卤灯的常用启动方法决不可能使车用氙气金卤灯点燃。点燃氙气金卤灯时是将一脉宽数百纳秒、幅值23KV的高压触发脉冲加到灯的电极之间,这一脉冲的出现使距离为4.2mm的两根针状电极之间出现106V/cm以上的强电场,如所周知在如此强的表面电场作用下,金属表面势叠变狭,隧道效应将引起极强的场致发射,场致发射密度高达106安/cm2以上。场致发射属于冷发射,发射密度虽大,但不消耗能量、也不损伤阴极,这就是这种灯在进行了10万次以上的开关试验后性能基本不变的原因。
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      在触发脉冲出现瞬间高密度场致发射的电子流在强电场作用下迅速涌向正极,由于这时空间的电位梯度很高,即使在如此高的气压下E/P值仍然很大,汤生第一电离系数α值很大,加以氙气压力比雷电形成的空气压力高很多倍,而氙气又比空气更易激发和电离,更为突出的是这里的雪崩式放电不是由少数原始电子引起,而是由密度很大的场致发射电子同时推进的几乎是爆发式的雪崩放电。因此高压氙灯中的放电发展速度比雷电发展速度更快,数百ns的脉冲持续时间足以使距离不过4.2mm的整个放电通道击穿,并迅速形成稳定的放电电弧。

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      Ⅳ 车用氙气金卤灯着火过程及特性的实验研究

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      ECE.R.99对车用氙气金卤灯着火过程速度的要求非常苛刻,该标准规定为点火1秒时光通输出需达目标值的25%,而4秒时需达目标值的80%以上。

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      这样的光通上升速率必须有灯参数及镇流器性能的双重保证,最关键的两个因素是:灯中充入了高压氙气,这使触发过程变得很短,而且触发一旦完成立即进入高气压弧光放电,灯的输入功率迅速加大,从而加速了泡壳的温升和汞及金属卤化物的蒸发;第二个重要因素是在启始阶段镇流器输出超大电流,使灯功率超过正常值数倍而加速灯的温升。这两个因素的结合保证了车用氙气金卤灯的温升速度满足了ECE99法规的要求。当然电弧管的形状和体积对灯的温度速升也有重要影响。以雪莱特品牌镇流器与雪莱特氙气金卤灯匹配测得的光通上升曲线示如图2,该曲线共包括5000个测试点,测试点的取样间隔可以调节,总的测试时间为取样间隔×5000。图3曲线的总取样时间为40S。由图可见在曲线的起始部分尖峰(线段1)上反应了触发瞬间的放电发展和闪电式的明亮,触发过后转入稳定的高压氙的弧光放电(线段2),随着电弧管的温度上升和汞蒸发、电弧管压降增加、输入功率加大、光通量上升、因而出现了上升的线段3。在电弧管温度升高到400℃左右时汞的快速蒸发使放电迅速转化为高气压汞放电,因而出现了线段4的上升。在电弧管温度升高到600℃以上时,金属卤化物开始蒸发并参与放电发光这时就出现了线段5的情况。
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    车用氙气金卤灯
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    中照网网友 在2021-1-11 9:45:39发表 
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    中照网网友 在2018-6-6 17:54:50发表 
    shiyong
    中照网网友 在2016-12-29 17:53:27发表 
    伟然科技照明
    中照网网友 在2016-6-2 11:44:56发表 
    这个确实是事实,可是国家一边为了照顾经济发展,一边又没有投入资金对企业进行辅导,确实让企业也茫然。是无奈还是放任,这需…
    中照网网友 在2016-5-19 11:36:38发表 
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