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1893年,欧洲的某些城市出现了被称之为“摩尔”(Moll)霓虹灯和“盖塞拉”(Geissler)霓虹灯的原始模型霓虹灯。1910年,法国著名科学家克洛德制成了世界上第一支商业性霓虹灯,它被用于巴黎市的皇宫大厦作装饰照明,在当时引起了极大的轰动。到本世纪20年代,我国上海也出现了霓虹灯,至今,霓虹灯已走过了100年的历程。
霓虹灯作为一种五彩缤纷的城市照明光源,由于外形变化多端、加工灵活、色彩丰富等特点,在广告、商业、交通、建筑、室内外装饰、舞台布景、家用电器、城市美化等领域发挥了其特有的作用。在人们眼中,霓虹灯似乎成了社会繁荣的象征,现代文明的标志,美化城市的必要装点及广告宣传的重要手段。
1 霓虹灯工作原理
霓虹灯(Neoh Lamp)又称氖气灯或年红灯,是一种气体放电管,主要由充入氖气或其它惰性气体的玻璃管、金属电极、连接导线、高压变电器等组成,分为室内和室外两大类。霓虹灯的细长玻璃管可弯成任意形状,制作成任意图案。霓虹灯在密闭的玻璃管内,充有氖、氦、氩等气体,灯管两端装有两个金属电极,电极一般用铜材料制作,电极引线接入电源电路,配上一只高压变压器,将10~15kV的电压加在电极上。由于管内的气体是由无数分子构成的,在正常状态下分子与原子呈中性。在高电压作用下,少量自由电子向阳极运动,气体分子的急剧游离激发电子加速运动,使管内气体导电,发出色彩的辉光(又称虹光)。霓虹灯的发光颜色与管内所用气体及灯管的颜色有关;如果在淡黄色管内装氖气就会发出金黄色的光,如果在无色透明管内装氖气就会发出黄白色的光。要产生不同颜色的光,就要用许多不同颜色的灯管或向霓虹灯管内装入不同的气体。
2 霓虹灯的火灾危险性
霓虹灯作为电光源的一个重要分支,是用途最广泛的装饰彩灯。随着我国市场经济的迅速发展,霓虹灯在繁荣城市经济、促进商业活跃、增加城市的生机活力和提高城市知名度等方面起到重要的作用。目前,国内大中小城市都兴起霓虹灯热,霓虹灯广告呈现出欣欣向荣之势。但霓虹灯给人们的夜生活带来美的享受的同时,也给城市带来了新的火灾隐患。
霓虹灯管的引燃电压高压在1万伏以上,需要用专门的霓虹灯变压器升压后取得,在变压器高压输出端的绝缘接线柱上如积有尘埃油污,在潮湿天气就会发生漏电打火,使变压器功耗增大,温度急剧上升而被烧毁;连接变压器与金属电极的导线若绝缘老化或超负荷运行,则容易造成导线短路而发生火灾。
1997年3月12日2时30分,海南省海口市威龙电子娱乐城大门口广告霓虹灯电源线短路,引燃一楼木质遮雨棚,火灾迅速蔓延,将二楼夜明珠影宫、三楼南海歌舞厅和停放在一楼的7辆汽车烧毁,过火面积250m2,直接经济损失90.1万元。使用软化点低的沥青封灌的变压器,长时间使用会因温度升高导致沥青融化溢淌,严重的也会引起火灾。另外,霓虹灯的灯管引入线如松动或连接点过近,将会造成空气隙击穿导电,产生温度高达3000℃的电弧,引燃周围的可燃物造成火灾,这是霓虹灯引起火灾的主要原因。1994年2月11日下午6时,河南省郑州市红宝石大酒店因霓虹灯灯管连接处松动,产生高压电弧,引燃依托霓虹灯的可燃夹板,烧毁酒店二楼歌舞厅、卡拉OK厅及一楼餐厅,直接经济损失达108万元。
以上案例说明,必须采取切实有效的预防措施,以避免霓虹灯火灾的发生。
3 霓虹灯火灾的预防措施
为了防止因使用霓虹灯而引发的火灾,必须从霓虹灯的制作、安装、使用及维护等各个环节采取积极有效的预防措施。
(1)霓虹灯的制作必须严格按制造标准和程序进行。如果在制作霓虹灯图案和文字造型时,没有将霓虹灯玻璃管内抽成真空或真空度不够,在充装氖气或氦气等气体后,玻璃管在运行过程中就会过热,从而引起变压器过热造成内部短路。因此,霓虹灯管的排气真空度应达到10~15Pa,充填气压应达到1.07~1.33kpa,并长期保持良好;
(2)安装霓虹灯前必须了解安装单位的电源容量,使霓虹灯照明系统的电气性能与单位电源的容量相匹配。避免小马拉大车,使电气线路过负荷导致火灾。一条分支电路能接入的霓虹灯变压器台数,一般规定为接入的各台霓虹灯变压器的额定初级电流的总和,且应小于30A。按照灯管的长度合理配用不同功率的变压器,不允许超负载或负载不足;
(3)霓虹灯的变压器应牢固地固定于支承架上,基座必须采用不燃材料。霓虹灯变压器周围不得有可燃物品,距离地面高度不小于3m,距离小于3m时必须用金属板网隔离。霓虹灯变压器应安装在该变压器负载的霓虹灯附近,输出线长度一般不大于1m,其结构不允许采用可燃材料。变压器采用紧固件连接,线端子与导线的连接应有防止松脱的可靠措施;
(4)霓虹灯所用变压器是不同于其它类照明的特殊变压器。这种变压器必须供给10000~15000V的高压来击穿霓虹灯玻璃管内的气体介质,使管内开始放电辉光。因此,变压器的铁心和壳体要有良好的连接,并设有接地装置,接地电阻不大于0.1Ω。霓虹灯变压器的高压配线及灯管间的连接线应采用额定电压不低于15kV的阻燃型绝缘橡胶线,并符合《霓虹灯变压器的安全及性能要求(试行)》(ND/T106-1998)的要求。霓虹灯变压器高压配线输出端、高压配线连接点以及高压配线与灯管之间的连接点均需用绝缘护套或绝缘布绝缘,高压配线之间的距离应不小于5cm;
(5)对用作霓虹灯支承架的钢构件进行电焊氧割施工时,必须由持有特殊工种操作证的人员进行,施工前必须清除现场周围的可燃物,现场放置灭火器材以确保防火安全;
(6)霓虹灯广告牌(灯箱)超过周围建筑物或超过地面20m时,必须安装避雷设施。建筑物顶部设有避雷网或环状避雷带保护装置的屋面,霓虹灯支承铁架可与屋面避雷网连接;
(7)易燃易爆场所危险区域不得安装霓虹灯广告。霓虹灯是一种采用高压电击穿惰性气体而发出彩色光的电器设施,它所用电源一般是由220V单相电源经变压器加压至10~15kV后,送到灯管两端电极的。从变压器至电极,以及电极与电极之间的连结导线都比较细,且承受着高电压和低电流,电极连结处长期受风吹日晒雨淋后很容易老化短路或断路。若断路两端头相距很近,高电压可击穿空气而继续通电,形成高温电弧。因此,加油站内尤其是加油岛的上方安装霓虹灯是不符合加油站消防安全要求的。若加油站需要使用霓虹灯进行夜间宣传,则应按消防要求将其安装在站外安全部位;
(8)霓虹灯使用单位必须加强维护保养。装在室外的变压器应对绝缘接线柱上的污物定期清扫,避免高压空气导电。霓虹灯管接头处明管长度不超过8mm。电极引出线封接要牢靠,并用阻燃绝缘材料封牢。灯管支架距离霓虹灯电极端不小于6cm,霓虹灯的灯管之间的间隙必须保持不小于6cm。采用霓虹灯作光源或霓虹灯与其它光源组合的,灯箱材料应采用阻燃材料。
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