1　概述

　　隨著經(jīng)濟(jì)的不斷快速發(fā)展，照明已從夜間最基本的道路照亮功能演變?yōu)槌鞘忻阑?、亮化的重要角色。照明光源的總耗電量以及單個(gè)光源所消耗的功率在不斷地增大，使得社會(huì)總的照明用電量也在逐步地增加。氣體放電光源作為綠色、高效的節(jié)能光源在城市的亮化、美化、營(yíng)造氛圍等方面已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。然而，氣體放電光源的功率因數(shù)很低，為了改善照明線路的功率因數(shù)和減少線路的有功功率損耗，在應(yīng)用時(shí)需要采用并聯(lián)電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，而由此帶來(lái)的相關(guān)問(wèn)題就需要加以認(rèn)真分析和研究的。

　　2 常用的氣體放電光源

　　氣體放電光源屬于第二、第三代光源。常用的氣體放電光源主要分為熒光燈和高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)兩大類。它們共同特點(diǎn)是：?jiǎn)?dòng)時(shí)都要配置合適的啟動(dòng)器(觸發(fā)器)來(lái)獲得足夠高的瞬時(shí)啟動(dòng)電壓;在正常工作時(shí)需要用鎮(zhèn)流器(電感式，電子式)限制流過(guò)光源的電流在允許的范圍內(nèi);

　　2.1熒光燈

　　熒光燈是一種高效節(jié)能型低壓汞光源，主要是應(yīng)用于高度≤ 6m 的室內(nèi)外場(chǎng)合，應(yīng)用的時(shí)間長(zhǎng)、效果好、范圍廣?，F(xiàn)代熒光燈的光效和光色較以往的普通熒光燈(如T12 直管型)有了大的提高，特別是采用三基色熒光粉的熒光燈(如T8 直管型)的發(fā)光效率、使用壽命以及顯色指數(shù)Ra 等都有了很大的提高(效率> 80lm/W，壽命>8000 h，Ra>85)。隨著燈管內(nèi)壁熒光粉的配比不同，可以制成多種色溫和光色的熒光燈。

　　2.2　高強(qiáng)度氣體放電光源(HID)已經(jīng)獲得了廣泛應(yīng)用的高強(qiáng)度氣體放電光源主要有高壓鈉燈和金鹵燈，特別是在大功率照明、室內(nèi)外大空間等場(chǎng)合的應(yīng)用更具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。

　　2.2.1高壓鈉燈

　　高壓鈉燈的內(nèi)部填充了汞和惰性氣體，是目前發(fā)光效率最高的照明電光源，缺點(diǎn)是顯色性較差。其中的放電物質(zhì)是金屬鈉。工作時(shí)，燈的輸出中不含有紫外線成分，光線為金黃色，光效可高達(dá)150 lm/W，且不易誘蟲、壽命長(zhǎng)(28 500 h)，可以廣泛地應(yīng)用于對(duì)顯色性要求不太高的室外廣場(chǎng)、隧道、交通道路等的照明，是一種應(yīng)該優(yōu)先選擇的高效照明電光源。

　　2.2.2金鹵燈

　　金屬鹵素?zé)魧儆诘谌庠?，是一種綜合性能優(yōu)良的照明光源。其工作原理是在高壓汞燈中加入了金屬鹵化物作為放電物質(zhì)而構(gòu)成。金屬鹵素?zé)艟哂懈叩墓庑?50~90 lm/W)、優(yōu)良的顯色性Ra(65~95)，啟動(dòng)時(shí)間為4~5 min, 再啟動(dòng)時(shí)間為10~15min，但在室外使用時(shí)容易誘蟲?？梢詮V泛地應(yīng)用于對(duì)顯色性要求高、空間范圍大以及需要高質(zhì)量照明的室內(nèi)外場(chǎng)合。

　　3.無(wú)功補(bǔ)償及存在的問(wèn)題

　　3.1　氣體放電光源的無(wú)功補(bǔ)償

　　采用電感鎮(zhèn)流器的氣體放電光源的系統(tǒng)功率因數(shù)很低(cosФ ≈ 0.4)，為了解決其由于自身的工作特性所造成的供電電路功率因數(shù)低、線路損耗大等問(wèn)題，常見的電工技術(shù)資料上都提出需要采用并聯(lián)交流電容器方式來(lái)作為提高線路的功率因數(shù)的無(wú)功補(bǔ)償手段。

　　常規(guī)的并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償主要有以下方式。

　　3.1.1單燈補(bǔ)償

　　單燈補(bǔ)償是在每一盞燈的內(nèi)部并聯(lián)容量合適的交流電容器，以達(dá)到提高單燈功率因數(shù)的目的。優(yōu)點(diǎn)是：可以按照每個(gè)燈來(lái)配置電容器、不占用其他的空間、安裝方便靈活，能減少照明配電線路上的電壓損耗;缺點(diǎn)是：當(dāng)有燈故障而失效時(shí)，如果光源的電源熔絲沒(méi)有熔斷，就有可能造成過(guò)補(bǔ)償而使線路上電壓過(guò)高，影響其它光源的使用。當(dāng)然，如果采用附加的電子線路來(lái)檢測(cè)光源的工作狀態(tài)，故障時(shí)可以自動(dòng)切除補(bǔ)償電容器的方式，將會(huì)使總體的造價(jià)升高。

　　3.1.2集中補(bǔ)償

　　燈集中補(bǔ)償主要是針對(duì)在同一線路上使用的多個(gè)氣體放電燈，采用在線路的總線上并聯(lián)容量合適的交流電容器來(lái)提高線路的功率因數(shù)。優(yōu)點(diǎn)是：安裝集中、占地少、施工方便;缺點(diǎn)是：不能減少同一線路上的電壓損耗。當(dāng)有數(shù)個(gè)燈失效時(shí)，由于過(guò)補(bǔ)償可能造成供電線路上電壓過(guò)高，影響其它燈的使用安全和使用壽命，最好采用具有自動(dòng)投切控制的單相補(bǔ)償電容器組，但是在造價(jià)上將會(huì)提高。

　　3.1.3混合補(bǔ)償

　　混合補(bǔ)償主要是綜合了單燈補(bǔ)償及集中補(bǔ)償?shù)母髯詢?yōu)點(diǎn)。

　　優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)于燈供電線路長(zhǎng)、功率大的照明具有好的效果。主要采取的方式是：對(duì)于供電線路和小功率燈則在變電所燈供電的出線端設(shè)一定容量的集中無(wú)功補(bǔ)償，對(duì)于燈功率大的單個(gè)燈具進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)就近補(bǔ)償。這樣就能夠既補(bǔ)償了燈的無(wú)功消耗，又補(bǔ)償了燈供電線路的無(wú)功，因而可以獲得良好的節(jié)電效果。