DE948795C - Strassenbeleuchtungseinrichtung - Google Patents

Strassenbeleuchtungseinrichtung

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Publication number
DE948795C
DE948795C DEG12460A DEG0012460A DE948795C DE 948795 C DE948795 C DE 948795C DE G12460 A DEG12460 A DE G12460A DE G0012460 A DEG0012460 A DE G0012460A DE 948795 C DE948795 C DE 948795C
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DE
Germany
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lamps
support arm
transformer
voltage
series
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Expired
Application number
DEG12460A
Other languages
English (en)
Inventor
Eugene Lemmers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Application granted granted Critical
Publication of DE948795C publication Critical patent/DE948795C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/16Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies
    • H05B41/20Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies having no starting switch
    • H05B41/23Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies having no starting switch for lamps not having an auxiliary starting electrode
    • H05B41/232Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies having no starting switch for lamps not having an auxiliary starting electrode for low-pressure lamps
    • H05B41/2325Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies having no starting switch for lamps not having an auxiliary starting electrode for low-pressure lamps provided with pre-heating electrodes

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Description

  • Straßenbeleuchtungseinrichtung Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Straßenbeleuchtung mit Fluoreszenzlampen und bezieht sich insbesondere auf eine Straßenbeleuchtungseinrichtung mit langgestreckten Fluoreszenzlampen.
  • Dabei sollen bei einer Reihenschaltung von Straßenbeleuchtungslampen die üblichen Normen benutzt werden können. Bei der ziemlich weitgehend verwendeten Reihenschaltung von Glühfadenlampen für Straßenbeleuchtungszwecke wird der Strom durch diese Serienschaltung konstant gehalten, und zwar im allgemeinen auf 6,6 Ampere. -Wenn man eine Reihenschaltung bei Fluoreszenzlampen anwenden will, so entstehen keine besonderen Schwierigkeiten, sofern die Lampen keine Vorheizung der Elektroden verlangen, wie es bei den Sofortanlauflampen der Fall ist. Man muß nämlich lediglich an einer dem betreffenden Lampentragarm verhältnismäßig benachbarten Stelle einen geeigneten Transformator mit hohem Blindwiderstand und konstantem Strom bei hoher Spannung anordnen und zwei Leitungen von den Sekundärklemmen zu dem Tragarm führen, in welchem eine Reihe von Fluoreszenzlampen in Reihenschaltung angeordnet sind. Man muß jedoch bedenken, daß die Sofortanlauflampen bzw. -systeme verhältnismäßig teuer sind und wegen der Ballastverluste keinen sehr guten Wirkungsgrad besitzen. Wenn man aber Fluoreszenzlampen mit vorgeheizten Elektroden verwenden will, treten Schwierigkeiten insofern auf, als man zwei Leitungen zur Zuführung des Heizstromes für jede Elektrode oder für jede Elektrodengruppe vorsehen muß, da die verschiedenen Elektroden bzw. Elektrodengruppen bei der Reihenschaltung auf verschiedenen Spannungen liegen. Man sieht ohne weiteres, daß es nicht zweckmäßig ist, den großen und schweren Transformator innerhalb des Tragarmes anzubringen, der an einer verhältnismäßig leichten senkrecht stehenden Säule befestigt ist. Außerdem ist es ungewöhnlich teuer und mühsam, den Transformator im Fuß der Säule oder im Säulensockel anzubringen und die nötige Zahl von Heizleitungen mit der erforderlichen Isolation für die ziemlich hohe Spannung durch die Säule hindurch zu dem Tragarm zu führen. Diese Heizleitungen liegen nämlich, obwohl die Heizspannung selbst gering ist, auf einer ziemlich hohen Spannung gegen Erde.
  • Der Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Straßenbeleuchtungseinrichtung zum Betrieb mehrerer Fluoreszenzlampen mit vorgeheizten Elektroden in Reihenschaltung, und zwar unter Vermeidung der obengenannten Nachteile.
  • Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Straßenbeleuchtungseinrichtung mit einer Reihenschaltung von Fluoreszenzlampen mit vorgeheizten Elektroden, bei welcher der verhältnismäßig schwere Haupttransformator, der einen konstanten Strom bei hoher Spannung zu liefern hat, außerhalb des Tragarmes angebracht ist, und bei der nur zwei Leitungen vom Haupttransformator zum Tragarm erforderlich sind.
  • Gemäß der Erfindung wird dies .durch eine Konstruktion erreicht, bei welcher der Haupttransformator von verhältnismäßig hoher Volt-Ampere-`Kapazität getrennt vom Tragarm angebracht ist, und zwar vorzugsweise im Sockel der Säule oder im unteren Teil der Säule, und die- gleichzeitig noch die in diesem Absatz nachstehend aufgeführten Merkmale aufweist. Dieser Haupttransformator liefert eine Leerlaufspannung, welche größer ist als bei normaler Strombelastung. Innerhalb des Tragarmes sind eine Reihe von Lampen mit vorgeheizten Elektroden, beispielsweise vier derartige Lampen, in Reihe geschaltet, und es führen zwei Leitungen von den Sekundärklemmen des Transformators zu den Lampen im Tragarm. Ferner ist innerhalb des Tragarmes ein kleiner Hilfstransformator mit einer Volt-Ampere-Kapazität von nur wenigen Prozent des Haupttransformators vorgesehen. Der Hilfstransformator ist mit seiner Primärwicklung an die beiden obenerwähnten Leitungen angeschlossen und von seinen Sekundärwicklungen liegt je eine an einer Lampenelektrode bzw. an einer Elektrodengruppe unter Verwendung von Lampenhaltern mit je zwei Klemmen, beispielsweise unter Verwendung von gewöhnlichen Doppelsteckern.
  • Fig. i zeigt eine derartige Straßenlampe und zeigt ferner die erfindungsgemäße Unterbringung der Einzelteile innerhalb der Straßenlampe; Fig.2 veranschaulicht die einzelnen Schaltelemente und ihre gegenseitige Verbindung.
  • Die Straßenlampe nach Fig. i enthält eine Säule i, die auf einem kräftigen Sockel :2 befestigt ist, und die an ihrem oberen Ende einen Tragarm 3 besitzt, der mittels einer Art von Schellen q. befestigt ist. Der Tragarni kann aus verhältnismäßig leichtem Blechmaterial bestehen, beispielsweise aus Aluminium, und kann gewünschtenfalls auch unter einer gewissen Neigung zur Horizontalen angebracht werden, um eine geeignete Lichtverteilung über die ganze Straßenbreite zu erreichen.
  • An einer bestimmten Stelle außerhalb des Tragarmes, beispielsweise innerhalb des Sockels 2, befindet sich ein Haupttransformator 5, welcher eine Transformation des konstanten Stromes in den Leitungen 6 in eine geeignete hohe Sekundärspannung bewerkstelligt, welche über die Leitungen 7 und 8 dem Tragarm zugeführt werden.
  • Innerhalb des Tragarmes befindet sich ein Hilfstransformator oder Heiztransformator 9, dessen Primärwicklung an den Leitungen 7, 8 liegt und daher mit der hohen Sekundärspannung des Transformators 5 gespeist wird. Die Fluoreszenzlampen i i mit vorgeheizten Elektroden sind im Tragarm mittels Sockeln 12, von denen jeder zwei Klemmen besitzt, befestigt und sind in Reihe zueinander an die Leitungen 7, 8 angeschlossen. Die Sockel können .beliebige Sockel mit zwei Steckerstiften sein, wie sie üblicherweise für Fluoreszenzlampen verwendet werden. Die Lampen sind in dem Tragarm unter einer durchsichtigen Kappe io aus Kunststoff, die Linsenwirkung besitzen kann, angeordnet.
  • In Fig. 2 besitzt der Haupttransformator 5 einen magnetischen Kern, der aus einem rähmenförmigen lamellierten Joch 14 besteht, welches einspringende Ansätze 15 besitzt, die zusammen mit einem mittleren, die Wicklungen tragenden Schenkel zwei nichtmagnetische Luftspalte 17 bilden. Die Ansätze 15 und die Luftspalte bilden magnetische Nebenschlüsse von hohem magnetischem Widerstand zwischen der Primärwicklung 18 auf der linken Seite des Schenkels 16 und der Sekundärwicklung 19 auf der rechten Seite dieses Mittelschenkels.
  • Die dargestellte Ausführung dient zum Betrieb von vier Fluoreszenzlampen iia bis lid in Reihe. Diese Lampen können langgestreckte Röhrenkolben von etwa 1,8 m Länge besitzen, entsprechend der Größe und der allgemeinen Form von Fluoreszenzlampen der handelsüblichen Type 71-T-12. Die Lampen, die gemäß der Erfindung verwendet werden sollen, besitzen jedoch vorgeheizte Elektroden und sollen vorzugsweise sogenannte Sofortanlauflampen sein. Diese Lampen haben kleine aktivierte Glühdrahtelektroden, die bei Spannungen unterhalb der Ionisierungsspannung des Gases oder Dampfes in der Lampe bis auf Elektronenemission aufgeheizt werden, und besitzen ferner, gekennzeichnet durch gewisse Mittel, die sich über die ganze Kolbenlänge erstrecken und einen Spannungsgradienten zur Zündung der Lampe herzustellen gestatten, wobei diese Mittel beispielsweise in einem wasserabstoßenden überzug bestehen können. Die augenblicklich verfügbaren Lampen dieser Art, iia bis ild, werden mit einem Strom von etwa i Ampere betrieben, und die mittlere Spannung an jeder Lampe während des normalen Betriebs beträgt etwa i io Volt und die Lampenleistung dabei etwa ioo Watt.
  • Für eine Straßenbeleuchtungseinrichtung mit vier in Reihe geschalteten Lampen wird der Transformator 5 so bemessen, daß bei einem Strom von 6,6 Ampere in der Primärwicklung 18 die Sekundärleerlaufspannung etwa goo Volt effektiv beträgt. Die Luftspalte 17 sind so bemessen, daß die Sekundärspannung auf etwa 44o Volt fällt, wenn die vier Lampen einen Strom von etwa i Ampere aufnehmen. Im allgemeinen kann die Leerlaufspannung das. 1,5- bis 2,5fache der Betriebsspannung bei normaler Strombelastung sein, und dieses Spannungsverhältnis muß für gute Regulierung unabhängig von den Anlauferfordernissen vorhanden sein.
  • Man erkennt, daß der Haupttransformator 5 wegen seiner verhältnismäßig großen Volt-Ampere-Kapazität und ferner; deshalb, weil er eine gute Spannungsisolation gegen Erde besitzen muß, verhältnismäßig schwer ausfällt, so daß es nicht zweckmäßig ist, ihn innerhalb des ziemlich leichten Tragarmes 3 anzubringen. Vorzugsweise wird der Haupttransformator daher entweder in den Säulensockel 2 oder in einem geeigneten Gehäuse unterhalb des Straßenniveaus angeordnet und seine Sekundärspannung über die Leitungen 7 und 8 dem Tragarm zugeführt.
  • Innerhalb dieses Tragarmes sind die Leitungen 7 und 8 an die Lampenfassungen iea und 121, angeschlossen, während die anderen Lampenfassungen 12b bis 12, paarweise miteinander verbunden sind, z. B. die Fassung i2b mit der Fassung 12, so daß alle Lampen in Reihe geschaltet sind. Außerdem ist innerhalb des Tragarmes ein verhältnismäßig kleiner Hilfstransformator 9 mit einem geschlossenen magnetischen Kern 2I vorhanden, der eine Hochspannungsprimärwicklung 22 trägt, welche an den Leitungen 7, 8 liegt. Der Transformator enthält eine Mehrzahl von Sekundärwicklungen 23, welche an .die Lampenfassungen angeschlossen wird, wobei eine um i größere Zahl von Sekundärwicklungen vorhanden sein muß, als die Zahl der Lampen beträgt, d. h. bei dem Ausführungsbeispiel mit vier Lampen im ganzen fünf Sekundärwicklungen. Dies ist deshalb nötig, weil die Elektroden an dem gemeinsamen Punkt zwischen aufeinanderfolgenden Lampen in .der Reihenschaltung jeweils parallel geschaltet werden können, so daß nur eine Sekundärwicklung auf dem Hilfstransformator für je zwei Lampenelektroden vorhanden sein muß, mit Ausnahme der beiden außenliegenden Elektroden der Lampenreihenschaltung, von denen jede eine besondere Sekundärwicklung erfordert.
  • Die Leistung zur Vorheizung der Elektroden ist bei Sofortanlauflampen verhältnismäßig klein und bei der obenerwähnten Lampengröße nur je 3 Watt je Elektrode. Da ferner der Hilfstransformator 9 an die Sekundärwicklung des Haupttransformators angeschlossen ist und da deshalb die Leerlaufspannung, sobald der stationäre Betrieb beginnt, um 3o bis 5o % abfällt, wird die Vorheizleistung vermindert und der Hilfstransformator braucht mit seiner Volt-Ampere-Kapazität nur für die normalen Betriebsbedingungen bemessen zu werden. Eine Gesamtkapazität von 2o bis 2.5 Volt-Ampere reicht also aus, und daher fällt ein solcher Transformator sehr leicht aus und wiegt nur einige Pfund, so daß er ohne weiteres im Tragarm 3 untergebracht werden kann. Im Gegensatz dazu muß der Haupttransformator 5 eine Kapazität von 40o bis 5oo Volt-Ampere erhalten und sein Gewicht und sein Volumen sind daher entsprechend höher.
  • Um die Zündung der Lampe zu erleichtern, wird ein verhältnismäßig kleiner Zündkondensator 24 im Tragarm zwischen zwei Lampenfassungen, z. B. den Fassungen 12" und I2b angeordnet, so daß er zwei räumlich äufeinanderfolgende Lampen überbrückt, nämlich in Fig. 2 die Lampen i i" und IIb. Der Kondensator 24 kann eine Größe zwischen o,o5 und o,i Mikrofarad besitzen, d. h. braucht nur so klein zu sein, daß im Dauerbetrieb keine wesentliche Störung der Spannungs- und Stromverteilung entsteht.
  • Nach Erregung der Primärklemmen 18" des Haupttransformators 5 arbeitet die Einrichtung folgendermaßen. Die Sekundärwicklung i9 liefert eine Spannung von etwa goo Volt an die Lampen. Der Hilfstransformator 9 heizt sodann die Glühdrähte der Lampen iia bis iid auf Elektronenemission. Bevor sich eine Bogenentladung in den Lampen ausbildet, ist der kapazitive Widerstand des Kondensator 24 zwar an sich klein, aber viel größer als der kapazitive Widerstand der in Reihe geschalteten Lampen. Daher liegt zunächst die volle Sekundärspannung von goo Volt an den Lampen I il und ,I Id. In diesen beiden Lampen setzt also eine Glimmentladung ein und die Spannung an ihnen fällt sehr stark ab, so daß die Sekundärspannung .dann die Glimmentladung in den Lampen iia und 14 zünden kann. Sobald die Glimmentladung eingesetzt hat, bildet sich sehr schnell ein Lichtbogen und der ganze Vorgang erfordert nur einige Sekunden. Der Heizstrom der Drahtelektroden ist auch, wie oben bereits erwähnt, in 'verminderter Größe vorhanden und der gesamte Heizleistungsverlust kann daher stets vernachlässigt werden.
  • Durch die Erfindung ist also eine Straßenbeleuchtungseinrichtung geschaffen, welche die Benutzung von Fluoreszenzlampen mit vorgeheizten Elektroden erlaubt, ohne die Nachteile aufzuweisen', die bisher bei solchen Beleuchtungseinrichtungen vorhanden waren. Die Erfindung bietet Vorteile bezüglich des geringen Gewichts des Tragarmes und der Einfachheit und Billigkeit der ganzen Anordnung.
  • Die Anzahlder Lampen und ihre Nennspannungen sowie ihr Nennstrom können natürlich den jeweiligen praktischen Verhältnissen angepaßt werden.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Straßenbeleuchtungseinrichtung mit einer vorzugsweise senkrecht stehenden Säule und einem an dieser befestigten Tragarm für eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten langgestreckten elektrischen Entladungslampen, da-' durch gekennzeichnet, daß ein Haupttransformator von verhältnismäßig großer Volt-Ampere-Kapazität mit einer sekundären Leerlaufspannung, die oberhalb der Betriebsspannung bei normaler. Strombelastung liegt, getrennt vom Tragarm angeordnet ist und daß innerhalb des Tragarmes Doppelkontaktsockel oder Lampenhalter für Lampen mit vorgeheizten Elektroden (und zwei Klemmen je Elektrode) angeordnet sind, wobei diese Sockel derart miteinander verbunden sind, däß alle Lampen in Reihe liegen, daß ein Heiztransformator von verhältnismäßig geringer Volt-Ampere-Kapazität mit einer Mehrzahl von Sekundärwicklungen geringer Spannung im Tragarm untergebracht ist, daß die äußeren Sockel der Reihenschaltung und die Primärwicklung des Heiztransformators mittels nur zweier Leitungen an die Sekundärwicklung des Haupttransformators angeschlossen wird und daß die Sekundärwicklungen des Heiztransformators an den Elektrodensockeln der einzelnen Lampen liegen.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Sekundärwicklungen des Heiztransformators um i größer ist als die Anzahl der Lampen und daß die beiden zusammengeschalteten Elektroden je zweier Lampen der Reihenschaltung von derselben Sekundärwicklung geheizt werden.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupttransformator einen konstanten Strom bei hoher Spannung liefert und mit seiner Primärwicklung an eine Quelle konstanten Stromes angeschlossen ist, welche ein magnetisches Joch mit einem magnetischen Nebenschluß von hohem, magnetischem Widerstand zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung enthält und mit :einer Leerlaufspannung vom 1,5- bis 2,5fachen der Spannung bei Belastung. q.. Einrichtung nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anlaufkondensator geringer Größe an einer oder mehreren der in Reihe geschalteten Lampen liegt.
DEG12460A 1952-08-14 1953-08-15 Strassenbeleuchtungseinrichtung Expired DE948795C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016118188A1 (de) 2016-09-27 2018-03-29 WiFi Technologies UG (haftungsbeschränkt) Beleuchtungseinrichtung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102016118188A1 (de) 2016-09-27 2018-03-29 WiFi Technologies UG (haftungsbeschränkt) Beleuchtungseinrichtung

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