河南led灯批发联盟

LED路灯防浪涌干扰 防雷绝缘耐压标准及使用

传感物联 2020-04-28 04:33:35


供稿:薛蕙供稿:薛蕙供稿:薛蕙

导语: 路灯安装在户外,雷击是一个非常大的威胁。轻则导致路灯损坏,重则引起火灾或人员伤亡,产生巨大的损失。在此,就向大家介绍一下关于雷电对LED路灯的影响以及防范措施。  


       雷击是一种静电放电现象,通常携带数百万伏特的电压从云层传输到地面或另一云层。在传输过程中,雷电会在空中产生电磁场,感应出上千伏电压(即浪涌)到电源线路并产生感应电流传输到几英里以外,这些间接的攻击通常发生在户外暴露的电线,例如路灯、交通灯、基站等设备发射电涌。



雷击的4种类型


1.直击雷 

       云层与大地间放电;直击雷蕴含极大的能量,峰值电压可达5000kv的雷电流入地,具有极大的破坏力。会造成以下三种影响: 

  a 巨大的富电流在数微秒时间内流下地,使地电位迅速拾高,造成反击事故,危害人身和设备安全。 

  b 雷电流产生强大的电磁波,在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压。   

  c 雷电流流经电气设备产生极高的热量,造成火灾或爆炸事故。  


2.传导雷 

  远处的雷电击中线路或因电磁感应产生的极高电压,由室外电源线路和通信线路传至建筑物内室内的电气设备。     


3.感应雷 

        直击雷后电磁感应发生的高压;云层之间频繁放电产生强大的电磁波导致共模和差模干扰,影响电气设备运行。   


4.操作过电压 

  供电系统中的电感性和电容性负载开启或断开、地极短路、电源线路短路等,都能在电源线路上产生高压脉冲,脉冲电压可达正常电压的3到5倍,可严重损坏设备。破坏效果与雷击类似。 


路灯防雷的4种方法


路灯防雷方法一:高质量保护设备--防雷模块和过压保护模块
 
 路灯防雷器的作用是在最短时间(纳秒级)内将被保护系统连入等电位系统中,使设备各端口等电位。同时将电路中因雷击而产生的巨大脉冲能量经短路线释放到大地,降低设备各接口端的电位差,从而起到保护设备的作用。


路灯防雷方法二:防雷等电位连接
  
户外路灯为彻底消除雷电引起的毁坏性的电位差,电源线、信号线、金属管道等都要用过压保护器进行等电位连接,路灯电源各个内层保护区的界面处也要进行局部等电位连接,各个局部等电位连接处要互相连接,最后还要与主等电位处相连。


路灯防雷方法三:外部防雷与内部防雷相结合

  
路灯一般有两个系统,一个是外部防雷系统一个是内部防雷系统,这两者之间是相辅相成的,互为补充。内部防雷系统在很多器件上例如外壳、进出保护区的电缆、金属管道等都要连接外部防雷系统或者设置过压保护器,并进行等电位连接。一般的LED路灯外部都是导体材料,本身就相当于一个避雷针,因此路灯电源在设计上必须安装引下线和地网,这些系统构成外部防雷系统。这样的系统可避免LED路灯因直击雷引起火灾及人身安全事故。路灯内部防雷系统是指路灯内部通过接地、设置电压保护等方式对设备进行保护。内部系统可防止感应雷和其他形式的过电压侵入,造成电源毁坏、这是外部防雷系统无法保证的。


路灯防雷方法四:设置雷电保护区
很多LED路灯除了电源防雷系统设备外,还会设置一些通信设备用于控制路灯的开关及亮度,这些设备及电源都需要安置在雷电保护区内,保护区域直接受外壳屏蔽,因为这些地方的电磁场要弱得多。


LED路灯防雷的必要性


       路灯已经存在很多年了,为什么现在才提出路灯需要防雷这件事情?其实,在过去使用的高压钠灯和传统水银灯是用高压灯泡设计的,其本身就有防雷的效果。到近些年,LED灯逐渐普及,LED灯需要供电电压较小,通常是利用电源供应器将交流电转换为直流电来驱动,这使得LED路灯本身的防雷性就没有了,因而需要为路灯设计防雷模块。


       路灯防雷的重要性是由投资回收期这一概念决定的。由于LED路灯比传统路灯价格大概贵一倍,政府在一开始购买时的投资金额较大,所以需要在运行过程中靠节省电力支出来逐渐将成本赚回来,因而,LED灯的寿命很重要。如果LED灯还没赚回成本就在投资回收期内坏了的话,还需要另外花钱维修,维修时付出的人力成本比安装时要贵一倍。因而,在LED时代,要实现LED省电、省钱的效果,需要保证其寿命能够达到你的预期,即产品保质期要长。要实现节省成本,保证投资回收期内路灯不损坏,就需要将可靠度拉高。这就需要为LED路灯加上防雷模块,以达到经济最大化。

       浪涌保护模块是在电路前端直接面对来自电源线的浪涌干扰。它将浪涌能量转移或吸收,最大限度地减少浪涌威胁其他工作电路,例如LED照明灯具中的交流/直流电源单元等设备。

相关标准


美国国家标准-绝缘耐压与浪涌抗扰



国家标准GB/T 浪涌(冲击)抗扰度试验标准

       随着近些年来的相关需求的突显,国内2017、2018年已经有LED路灯防雷相关国家标准在审查中,如表2所示。参考世界各国的国家标准,驱动电源模块若仅满足第四级别(线-线 2kV,线-地4kV),将不足以应付户外照明所可能面临的雷击浪涌威胁,建议对路灯采用更高的防雷等级,并采用防雷模块。

      在采用上述由气体放电管和压敏电阻组合而成的抑制电路防止浪涌干扰的LED 路灯系统,普遍存在的绝缘耐压问题是在灯具的带电部件与金属部件之间不能承受2U+100V 的基本绝缘电压,而常常在600V 左右发生击穿现象。造成绝缘耐压达不到要求的根本原因是气体放电管的耐压参数选择不合理。              所以,与其说是LED 路灯存在绝缘耐压问题,还不如说是LED 路灯的控制装置存在着绝缘耐压问题。因为路灯的防浪涌干扰电路通常是置于LED 控制装置中的。存在防浪涌干扰功能的LED 路灯控制装置应符合GB19510.14—2009《灯的控制装置第14 部分:LED 模块用直流或交流电子控制装置的特殊要求》GB19510.1—2000《灯的控制装置第1 部分:一般要求和安全要求》

       虽然防雷模块本身可以为LED灯提供防雷保护,但是同时其本身也有着自己的风险。当防雷模块老化后,会在内部发生过热反应,甚至会起火。也就是说,防雷模块在用到最后一刻会有起火的风险,如图所示是灯具厂商因防雷模块老化起火后的器件。因而,防雷模块的安全性是一个很重要的概念,安装防雷保护模块是一个概念,安装一个安全的防雷保护模块是更进一步的理念和挑战。


领亚SPD


      领亚LinoyaSPD系列产品是针对户外用电设备电源浪涌保护的产品,具有残压低、响应时间快的特点。产品采用外置安装方式,可独立更换,便于安装及维护,安全可靠。防雷器符合UL 1449 & EN/IEC 61643-11标准,IP67防护等级,满足绝大多数户外用电设备使用。广泛用于户外LED照明灯具、通讯电子设备、户外工业电子设备、低压供电配电系统等。

 



-  END  -



 More | 往期精彩推荐


领亚集团姚建铨院士签约仪式,入驻深圳石岩湖国际院士村

万物互联NB-IoT:三大运营商抢占制高点(PPT) 

5G路灯管网:智慧城市物联网的建设入口 

未来,那些新科技将进入我们的生活?

物联网如何影响所有创新者『附視頻』

未来的工业4.0:从智慧工厂到智能生产(推荐)

(前沿)软银孙正义:未来30年的超级智能和物联网

智慧景区:基于景区LBS智慧服务综合解决方案(推荐)

智慧城市运营模式研究(汇总完整版 PPT)

智慧园区:绿色生态产业园整体解决方案

最全的天线的知识(建议收藏查阅)

2017连接器行业未来将步入高速智能化

物联网上下游产业链全景图(建议收藏)


投稿/合作邮箱: tinoya@outlook.com

免责声明:我们致力于保护作者版权,部分内容源于网络公开内容或圈友所提供,无法核实真实出处,如涉及侵权,请直接联系我们删除,抄袭本文至其它微信号者引发的一切纠纷与本平台无关。