JP3804079B2

JP3804079B2 - 照明器具

Info

Publication number: JP3804079B2
Application number: JP4663795A
Authority: JP
Inventors: 俊一佐々木
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 1995-02-13
Filing date: 1995-02-13
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2021-08-02
Also published as: JPH08222382A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、照明器具に関し、特に、始動に高電圧パルスを必要とする放電灯を備え、コンクリート柱などの絶縁構造物に接地を施さないで取り付けられる照明器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、放電灯用照明器具には、ランプと安定器及びそれらを結ぶ配線、並びに電力を供給する配線や自動点滅器などが取り付けられている。そして、ランプとして高圧ナトリウムランプやメタルハライドランプを使用する場合には、該ランプを始動させるために高いパルス電圧が必要であり、そのため安定器又はランプに高圧パルス電圧を発生する始動器を有している。そして、この始動器により、電源投入後ランプが始動するまで、パルス電圧を発生し続け、ランプが始動した後は直ちにパルス電圧の発生を停止するようになっている。
【０００３】
しかし、ランプの寿命末期やランプの異常時には、始動器よりランプにパルス電圧が印加されたままの状態になってしまう。始動器の中には、一定時間経過するとパルス電圧の発生を停止する機構を有するものもあるが、その一定時間を経過するまでは、パルス電圧を発生し続けることになる。
【０００４】
そして、この始動パルス電圧が発生するときには、安定器本体や安定器とランプの間の配線にパルス状の電流が流れ、これにより照明器具表面にパルス電圧が誘起される。誘起されるパルス電圧は、始動器の種類や照明器具の取付条件によって異なるが、数千ボルト（ピーク値）の始動パルス電圧に対し、数百ボルトのパルス電圧が誘起される。
【０００５】
このようなパルス電圧が照明器具表面に誘起されているときに、照明器具表面の塗料などに覆われていない部分に人体が触れると、場合によっては、例えば人体の他の部分が接地されていると、照明器具に触れた部分に、極く僅かではあるが、電気的なしびれを感じることがある。このしびれは極く弱いものであり、そのエネルギーも小さく人体に直接危険を及ぼすものではないが、予期せずにパルス電圧が誘起されている照明器具に触れた場合には、そのしびれに驚く場合がある。そして、このような照明器具がコンクリート柱などの高所に、該照明器具を接地せずに設置されている場合には、そのしびれの驚きにより転落事故を起こす可能性がある。
【０００６】
そのため、コンクリート柱に接地を取らずに取り付けられた照明器具には、ランプの始動に高いパルス電圧を必要とする高圧ナトリウムランプやメタルハライドランプは使用されておらず、始動にパルス電圧を必要としない高圧水銀ランプが用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来は、コンクリート柱に接地を取らずに取り付けられた照明器具には、始動にパルス電圧を必要としない高圧水銀ランプが用いられている。しかしながら、高圧水銀ランプの約２倍の発光効率をもつ高圧ナトリウムランプや、演色性が高圧水銀ランプに比べ遙かに優れたメタルハライドランプを照明ランプとして使用することは、エネルギーの有効利用や照明環境の改善という見地から重要視されて来ている。
【０００８】
ところが、このような優れた特性をもつ高圧ナトリウムランプやメタルハライドランプは始動時に高いパルス電圧を必要とし、先に述べたように、コンクリート柱に接地を取らずに取り付けられた照明器具に、これらのランプを取り付けた場合、照明器具にパルス電圧が誘起され、照明器具に触れたとき、そのしびれにより転落事故が発生する危険性がある。
【０００９】
本発明は、コンクリート柱などの絶縁構造物に接地を取らずに取り付けた照明器具に、高圧ナトリウムランプやメタルハライドランプなど始動時に高いパルス電圧を必要とするランプを取り付けた場合に発生する上記問題点を解消するためになされたもので、設置態様を変更せずに、始動用パルス電圧による誘起パルス電圧を人体が感知しないレベルまで下げることの可能な照明器具を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び作用】
上記問題点を解決するため、本発明は、始動用高電圧パルスを発生する非線形セラミックコンデンサを用いた始動器を内蔵した高圧ナトリウムランプ又はメタルハライドランプからなる放電灯と該放電灯に配線を介して接続された安定器とを備え、絶縁構造物に接地を施さないで取り付けられる金属製の照明器具において、前記照明器具内の安定器と放電灯とを接続する配線の長さをＤ（cm）とし、放電灯を始動するために印加する高電圧パルスのピーク値をＶ_P（ボルト）としたとき、Ｖ_P≦−2.7 ×Ｄ＋2200，且つ 1300 ≦Ｖ _P ≦ 2100を満足するように配線長Ｄ及び始動用高電圧パルスのピーク値Ｖ_Pを設定するものである。
【００１１】
一般に、始動時に放電灯に印加される高電圧パルスにより照明器具に誘起されるパルス電圧の大きさは、放電灯と安定器とを接続する配線の長さに応じた大きさとなる。本発明においては、放電灯に印加する始動用パルス電圧の大きさを、上記式で配線長に応じて得られる値以下に制限することにより、照明器具に誘起されるパルス電圧を、人体が感じない50Ｖ程度まで下げることができ、したがって始動に高電圧パルスを必要とする高圧ナトリウムランプ等の放電灯を用いた照明器具を、コンクリート柱などの絶縁構造物に接地を施さないで安全に取り付けることが可能となる。
【００１２】
【実施例】
次に実施例について説明する。図１は本発明に係る照明器具の実施例を示す図である。図１において、１は照明器具で、鋼鉄製のアーム２を備えたボックス３と、アルミダイキャスト製の灯具４とで構成され、ボックス３内には安定器（高圧水銀ランプ250 Ｗ用，入力電圧200 Ｖ，50Ｈz ）５と、自動点滅器６が配設されており、灯具４には、非線形セラミックコンデンサを用いた始動器を内蔵した、高圧水銀ランプ250 Ｗ用安定器で点灯可能な220 Ｗの高圧ナトリウムランプ７が取り付けられている。そして、高圧ナトリウムランプ７と安定器５とは約300 cmの配線８で接続され、始動時には始動器による約1300Ｖのパルス電圧が印加されて始動されるようになっている。そして、このように構成された照明器具１は、コンクリート柱10に巻き付けた亜鉛メッキの鋼鉄からなる取付ベルト（ＩＢベルト）11を介して、コンクリート柱10に接地を取らずに取り付けられている。なお、図１において、９は電源に接続する配線である。
【００１３】
このように構成した照明器具において、高圧ナトリウムランプ７の始動時に始動器により、1300Ｖの始動パルスが発生した際に照明器具１に誘起されるパルス電圧は、約45Ｖである。
【００１４】
本発明においては、安定器と放電灯とを接続する配線の長さＤ（cm）と、放電灯を始動するために印加する高電圧パルスのピーク値Ｖ_P（Ｖ）との関係を、Ｖ_P≦−2.7 ×Ｄ＋2200，且つ 1300 ≦Ｖ _P ≦ 2100に設定するものであるが、次に、この設定を行うために行った実験について説明する。
【００１５】
まず、どの程度の誘起パルス電圧で人体に電気的なしびれを感じさせなくなるかを確認するために、次のような実験を行った。すなわち、始動器により発生する始動用パルス電圧のピーク値を変えて、照明器具に種々の値のパルス電圧（ピーク値）を誘起させ、その照明器具表面に触れたときに電気的なしびれを感じるか否かの実験を、７人の被実験者（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ）で行い、その結果を表１に示す。なお、実験条件は、被実験者が左手でアース線をしっかり握り、右手の人差し指の先端を照明器具の表面の金属露出部分に触れさせ、その際感じたしびれの度合を５段階で表した。すなわち、表１の実験１の場合におけるしびれの感じ方を“５”とし、“１”は電気的な刺激があることがわかる程度に極く僅かにしびれを感じた場合とし、“０”は全くしびれを感じないことを示している。なお、被実験者は全て男性で、50才代２名，40才代２名，30才代１名，20才代２名である。
【００１６】
【表１】

【００１７】
上記表１に示す実験結果からわかるように、誘起パルス電圧は50Ｖ以下になると、被実験者全員に電気的なしびれを全く感じさせないことが確認された。
【００１８】
次に、始動時に発生するパルス電圧と、それにより照明器具に誘起されるパルス電圧との関係を調査するために行った実験について説明する。この実験に使用したランプ、安定器、照明器具、使用配線、コンクリート柱への取付金具を示すと、次のとおりである。
▲１▼ 使用ランプ：高圧水銀ランプ250 Ｗ用安定器で点灯可能な始動器内蔵型高圧ナトリウムランプ（220 Ｗ）に使用される、非線形セラミックコンデンサを用いた各種始動器ユニット（ランプ始動時あるいは不点灯時のランプを模擬するもの）
▲２▼ 使用安定器：高圧水銀ランプ250 Ｗ用安定器（入力電圧200 Ｖ，50Ｈz ）
▲３▼ 使用照明器具：コンクリート柱への取り付け可能な鋼鉄製のアーム付安定器取付ボックスとアルミダイキャスト製ハイウエイ用灯具を組み合わせて構成したもの
▲４▼ 使用配線：安定器とランプを模擬した始動器ユニット間（約2.5 ｍ）の使用配線は、二重絶縁された２芯の丸形ケーブルで全長約３ｍ
▲５▼ 取付金具：幅40mmのＩＢベルト（コンクリート柱に取り付けられた取付金具と大地間の絶縁抵抗は、交流10ｋHz・１Ｖで測定したとき約17ｋΩである）
【００１９】
上記使用部材で構成した実験用照明器具において、始動器ユニットによる始動パルス電圧（ピーク値）を変えて発生させた場合における照明器具に誘起されるパルス電圧（ピーク値）を表２に示し、また各実験番号における始動用パルス電圧と誘起パルス電圧の測定波形を、図２〜図５にそれぞれ曲線ａ及び曲線ｂで示す。なお始動用パルス電圧波形は、安定器の出力側のライン間の出力波形であり、誘起パルス電圧波形は安定器取付ボックスと大地間の波形である。
【００２０】
【表２】

【００２１】
上記表２に示す実験結果からわかるように、安定器とランプとの接続配線の長さを３ｍとした場合に、誘起パルス電圧を50Ｖ以下とするためには、始動パルス電圧は、補間法で求めると、約1400Ｖ以下に設定しなければならないことがわかる。
【００２２】
次に、安定器とランプとの接続配線の長さを変えて、上記第２の実験と同様な実験を行って誘起パルス電圧を測定した結果を表３に示す。また各実験番号における始動パルス電圧と誘起パルス電圧の測定波形を、図６〜図10に曲線ａと曲線ｂで示す。
【００２３】
【表３】

【００２４】
上記表３に示す実験結果から、配線長が80cmの場合は約2000Ｖ，配線長が160 cmの場合は約1750Ｖに始動パルス電圧を制限すれば、照明器具に誘起されるパルス電圧を、人体に感じないレベルの50Ｖ以下にすることができることがわかる。
【００２５】
表２及び表３に示す実験結果をまとめて、誘起パルス電圧を50Ｖ以下とする場合における配線長と始動パルス電圧との関係を示すと、図11のように表される。この図11から配線長をＤ（cm），始動用パルス電圧をＶ_P（Ｖ）とし、両者の関係を数式化することにより、Ｖ_P≦−2.7 ×Ｄ＋2200が得られる。
【００２６】
上記実施例及び各実験においては、高圧ナトリウムランプを用いたものについて示したが、本発明は始動時に高圧パルスを必要とするメタルハライドランプ等を用いた照明器具にも、勿論同様に適用できるものである。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、放電灯に印加する始動用パルス電圧を、配線長に応じて得られる値以下に制限することにより、照明器具に誘起されるパルス電圧を、人体に感じない50Ｖ以下まで下げることができ、始動に高電圧パルスを必要とする放電灯を備えた照明器具を、コンクリート柱等の絶縁構造物に接地を施さないで安全に取り付けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る照明器具の実施例を示す図である。
【図２】安定器とランプ間の配線を３ｍとした場合において、始動パルス電圧を2100Ｖとしたときの誘起パルス電圧の測定波形を示す図である。
【図３】安定器とランプ間の配線を３ｍとした場合において、始動パルス電圧を1700Ｖとしたときの誘起パルス電圧の測定波形を示す図である。
【図４】安定器とランプ間の配線を３ｍとした場合において、始動パルス電圧を1550Ｖとしたときの誘起パルス電圧の測定波形を示す図である。
【図５】安定器とランプ間の配線を３ｍとした場合において、始動パルス電圧を1300Ｖとしたときの誘起パルス電圧の測定波形を示す図である。
【図６】安定器とランプ間の配線長を80cm、始動パルス電圧を2100Ｖとしたときの誘起パルス電圧の測定波形を示す図である。
【図７】安定器とランプ間の配線長を80cm、始動パルス電圧を1750Ｖとしたときの誘起パルス電圧の測定波形を示す図である。
【図８】安定器とランプ間の配線長を160 cm、始動パルス電圧を2100Ｖとしたときの誘起パルス電圧の測定波形を示す図である。
【図９】安定器とランプ間の配線長を160 cm、始動パルス電圧を1750Ｖとしたときの誘起パルス電圧の測定波形を示す図である。
【図１０】安定器とランプ間の配線長を160 cm、始動パルス電圧を1550Ｖとしたときの誘起パルス電圧の測定波形を示す図である。
【図１１】誘起パルス電圧を50Ｖ以下とする場合における配線長と始動用パルス電圧との関係を示す図である。
【符号の説明】
１照明器具
２アーム
３ボックス
４灯具
５安定器
６自動点滅器
７高圧ナトリウムランプ
８，９配線
10 コンクリート柱
11 取付ベルト

Claims

始動用高電圧パルスを発生する非線形セラミックコンデンサを用いた始動器を内蔵した高圧ナトリウムランプ又はメタルハライドランプからなる放電灯と該放電灯に配線を介して接続された安定器とを備え、絶縁構造物に接地を施さないで取り付けられる金属製の照明器具において、前記照明器具内の安定器と放電灯とを接続する配線の長さをＤ（cm）とし、放電灯を始動するために印加する高電圧パルスのピーク値をＶ_P（ボルト）としたとき、
Ｖ_P≦−2.7 ×Ｄ＋2200，且つ 1300 ≦Ｖ _P ≦ 2100
を満足するように配線長Ｄ及び始動用高電圧パルスのピーク値Ｖ_Pを設定することを特徴とする照明器具。