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Die Erfindung bezieht sich auf eine Beleuchtungsanlage, die insbesondere für Wegbeleuchtung geeignet ist und eine gasgefüllte, mit einer Glühkathode versehene elektrische Entladungsröhre enthält. Da häufig bessere Ergebnisse erzielt werden, wenn die Entladungsröhren einen Dampf enthalten, ist im vorliegenden Fall unter Gasfüllung nicht nur eine aus einem oder mehreren Gasen, sondern auch eine aus einem oder mehreren Dämpfen oder aus einem Gemisch von Gas und Dampf bestehende Füllung zu verstehen. Solche Entladungsröhren haben eine Zündspannung, die grösser als die Betriebsspannung ist, d. h. die Spannung zwischen den Elektroden, wenn die Entladung einmal eingesetzt hat. Eine solche Entladungsröhre wird denn auch mit einer Vorschaltimpedanz in Reihe geschaltet, welche die Differenz zwischen der Zünd-und der Betriebsspannung aufnimmt.
Gemäss der Erfindung besteht die Vorschaltimpedanz zu wenigstens 50% aus dem Widerstand der Speiseleitung der Entladungsröhre. Dieser Speiseleitung wird zu diesem Zweck ein verhältnismässig geringer Querschnitt gegeben, wodurch eine wesentliche Ersparnis erzielt wird. Nicht nur werden besondere Vorschaltimpedanzen überflüssig, sondern es wird auch eine Ersparnis an Herstellungskosten der Speiseleitung und ausserdem eine Ersparnis an den übrigen Anlagekosten erzielt, die z. B. zum Spannen oder Legen der Speiseleiter erforderlich sind. Die erzielte Ersparnis wird grösser, je nachdem man einen grösseren Prozentsatz des Vorsehaltwiderstandes aus den Speiseleitern selbst bestehen lässt. Statt 50% kann dieser Prozentsatz denn auch vorteilhaft grösser gewählt werden, z. B. 60,70, 80 oder sogar 90%.
In manchen Fällen ist es erwünscht, nicht den ganzen Vorschaltwiderstand aus dem Speiseleiter bestehen zu lassen, sondern einen kleinen besonderen Widerstand mit diesem Leiter in Reihe anzuordnen. Dieser gesonderte Widerstand kann dann z. B. veränderlich sein und zum Regeln des gesamten Vorsehaltwiderstandes benutzt werden.
Die Verwendung des Speiseleiters als Vorschaltwiderstand ist namentlich dann von Bedeutung, wenn die Anlage mehrere Entladungsröhren enthält, die entweder selbst in Reihe geschaltet sind oder mittels in Reihe geschalteter Transformatoren betrieben werden. In diesen Fällen müssen nämlich lange Speiseleitungen verwendet werden, die, wenn man sie nicht als Vorschaltwiderstand benutzt, die Anlagekosten stark steigern. Die erfindungsgemässe Beleuchtungsanlage eignet sich denn auch besonders zur Beleuchtung von Wegen, Plätzen, Schaustellungen, Fabriksterrains usw.
Eine weitgehende Ersparnis wird erzielt, wenn man die Transformatoren, mit denen die Entladungsröhren betrieben werden, als Spartransformatoren ausbildet. Diese sind nämlich wesentlich billiger als Transformatoren mit zwei oder mehreren getrennten Wicklungen, während sie ausserdem bei Reihenschaltung eine vorzügliche Spannungsteilung über die verschiedenen Entladungsröhren herbeiführen. Bei Verwendung von Spartransformatoren kann es sich empfehlen, Entladungsröhren mit zwei Glühkathoden zu verwenden, die an einige an den Enden der Transformatoren befindliche Windungen angeschlossen werden. Die Windungen, die zwischen den den Glühstrom liefernden Windungen liegen, können dann aus verhältnismässig dünnem Draht hergestellt werden, da sie nicht vom Entladungsstrom durchflossen, sondern nur durch den Magnetisierungsstrom und den Glühstrom belastet werden.
Es kann vorteilhaft sein, einen der Stromzuführungsleiter eines Spartransformators an einen zwischen den Enden der Transformatorenwicklung liegenden Punkt anzuschliessen, wozu der Transformator mit einem oder mehreren zwischen diesen Enden liegenden Ansehlusspunkten versehen sein kann.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise schematisch dargestellt.
Die Beleuchtungsanlage, die in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, ist mit einer Anzahl von Entladungsröhren ausgestattet, die Natriumdampf und ein Edelgas enthalten. Diese Röhren sind mit zwei indirekt geheizten Elektroden versehen, die aus einem kleinen Zylinder bestehen, der an der Aussenseite mit einer stark Elektronen emittierenden Schicht, z. B. einer Erdalkalioxydschicht, überzogen ist und innerhalb dessen ein Heizkörper 3 angeordnet ist. Die Zylinder 2 sind mit den Stromzuführungsdrähten der Heizelemente leitend verbunden. Die beiden Heizdrähte einer jeden Entladungsröhre sind in Reihe geschaltet, während die verschiedenen Entladungsröhren miteinander durch Kabel 4 verbunden sind, die an die Sekundärwicklung des Transformators 5 angeschlossen sind.
Beim Stromdurchgang durch den derart gebildeten Kreis werden die Zylinder 2 erhitzt, so dass eine elektrische Entladung zwischen diesen Zylindern herbeigeführt werden kann, wobei die Zylinder abwechselnd als Kathode und Anode dienen.
Bekanntlich ist die Zündspannung der Entladungsröhren grösser als die Betriebsspannung. Die Differenz zwischen den beiden Spannungen wird von dem Vorschaltwiderstand aufgenommen. Dieser besteht aus dem Speisekabel 4, der zu diesem Zweck einen verhältnismässig geringen Querschnitt besitzt, wodurch die-Anlagekosten ganz niedrig gehalten werden. In der Zeichnung sind die Linien, welche die Speiseleiter darstellen, mit gestrichelt gezeichneten Widerständen umgeben, womit angegeben wird, dass die Widerstände aus den Leitern selbst bestehen. Bei dem Transformator 5 ist ein kleiner regelbarer Widerstand 6 in den Stromkreis geschaltet, der es ermöglicht, die Stromstärke nachher noch einigermassen zu regeln.
In der Anlage nach Fig. 2 sind schematisch zwei verschiedene Entladungsröhren 7 und 8 dargestellt, obwohl man in der Praxis in einer einzigen Anlage in der Regel eine einzige Gattung von Entladungsröhren verwenden wird. Die Entladungsröhre 7 besitzt zwei Glühkathoden 9, die jede von einer Anode 10 umgeben sind, die an einen Poldraht der Glühkathode angeschlossen ist. Die Entladungsröhre 8 ist mit einer Glühkathode 11 und zwei Anoden 12 ausgestattet. Die beiden Entladungsröhren enthalten eine
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betrieben. Die Glühkathoden 9 sind an Windungen angeschlossen, die an den Enden des Transformators 13 vorgesehen sind, während die Windungen des Transformators 14, welche den Heizstrom für die Glühkathode 11 liefern, sich in der Mitte der Transformatorwicklung befinden.
Die Verwendung von Spartransformatoren bietet den Vorteil, dass die Herstellungskosten wesentlich niedriger als bei Verwendung von Transformatoren mit mehreren getrennten Wicklungen sein können. Die Windungen des Transformators 13 zwischen den Punkten 15 und 16 können ausserdem aus dünnen Drähten hergestellt werden, da sie nicht durch den Entladungsstrom durchflossen werden.
Das Kabel, das den Transformator 13 mit dem Transformator 14 verbindet, ist nicht an das linke Ende des letztgenannten Transformators, sondern an einen zwischen den Enden der Transformatorwicklung liegenden Punkt 17 angeschlossen, wodurch die zum Betrieb der Entladungsröhre 8 primär erforderliche Spannung erniedrigt wird und die Möglichkeit geschaffen wird, noch mehr Entladungsröhren in Reihe zu schalten.
Die Kabel 18 dienen als Vorschaltwiderstand. Zu diesem Zweck sind sie derart bemessen, dass ihr
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aufgenommen, die für kleine Regelungen der Entladungsstromstärke oder zur Erhitzung der Entladungröhre benutzt werden können.
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wird ein Kabel benutzt, das zwei hin-und zurücklaufende Leiter enthält. Die aufeinanderfolgenden Entladungsröhren sind, wie aus Fig. 3 hervorgeht, an verschiedene Leiter angeschlossen. Die beiden hin-und zurücklaufenden Leitungen werden mit Hilfe von Transformatoren mit Strom versehen, die aus verschiedenen Phasen eines Dreiphasennetzes mit Nulleiter gespeist werden.
Es ist erwünscht, parallel zu jeder Entladungsröhre oder zu jedem Transformator einen Shunt zu schalten, der imstande ist, die Entladungsröhre oder den Transformator kurzzuschliessen oder sie durch einen Widerstand zu ersetzen, falls die Entladungsröhre oder der Transformator schadhaft wird. Das Schliessen des Nebenschlusses kann z. B. durch die höhere Spannung bewirkt werden, die zwischen den Enden der Entladungsröhre oder des Transformators entsteht, wenn die Entladung unterbrochen wird.
Zur Erläuterung folgen einige Daten der Beleuchtungsanlage nach Fig. 3, in der mit Natrium gefüllte Entladungsröhren mit einer Zündspannung von 17'5 Volt verwendet werden, und wobei die
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Lichtpunkten beträgt 40 m, und die Anlage enthält insgesamt 34 Entladungsröhren, die mittels Spartransformatoren gespeist werden. Die Sekundärspannung des Transformators, der den Strom an jeden hin-und zurücklaufenden Leiter liefert, beträgt 300 Volt. Die Kupferleiter der Kabel haben einen Querschnitt von 4 innp, und der Widerstand dieser Leiter beträgt 4'38 Ohm je km. Die Wegstrecke, die mittels der dargestellten Anlage beleuchtet werden kann, ist 1'4 km.
Da von einer Transformatorstation aus
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in jeder Richtung ein Weg von dieser Länge beleuchtet werden kann, genügt eine einzige Transformatorstation zur Beleuchtung von 2'8 km. Diese Länge kann noch dadurch erhöht werden, dass die Spannung in dem Speisetransformator gesteigert wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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kathode ausgestattete elektrische Entladungsröhre und einen mit dieser Entladungsröhre in Reihe geschalteten Widerstand enthält, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Vorschaltwiderstand wenigstens zu 50% aus der Speiseleitung der Entladungsröhre besteht.