技術創(chuàng)新之LED路燈電源防雷設計攻略淺析

雷擊主要有以下四種類型：

1．直擊雷

直擊雷蘊含極大的能量，峰值電壓可達5000kv的雷電流入地，具有極大的破壞力。會造成以下三種影響：

(1)巨大的富電流在數(shù)微秒時間內(nèi)流下地，使地電位迅速拾高，造成反擊事故，危害人身和設備安全。

(2)雷電流產(chǎn)生強大的電磁波，在電源線和信號線上感應極高的脈沖電壓。

(3)雷電流流經(jīng)電氣設備產(chǎn)生極高的熱量，造成火災或爆炸事故。

2．傳導雷

遠處的雷電擊中線路或因電磁感應產(chǎn)生的極高電壓，由室外電源線路和通信線路傳至建筑物內(nèi)室內(nèi)的電氣設備。

3．感應雷

云層之間頻繁放電產(chǎn)生強大的電磁波導致共模和差模干擾，影響電氣設備運行。

4．開關過電壓

供電系統(tǒng)中的電感性和電容性負載開啟或斷開、地極短路、電源線路短路等，都能在電源線路上產(chǎn)生高壓脈沖，脈沖電壓可達正常電壓的3到5倍，可嚴重損壞設備。破壞效果與雷擊類似。

那么我們又將如何防范雷擊事故的發(fā)生呢？經(jīng)過中電華星電源研究實驗室研究發(fā)現(xiàn)，以下幾種方式是防范路燈被雷電破壞最有效的辦法：

1、外部防雷與內(nèi)部防雷相結合

現(xiàn)在一般的LED路燈外部都是導體材料，本身就相當于一個避雷針，在設計上必須安裝引下線和地網(wǎng)，這些系統(tǒng)構成外部防雷系統(tǒng)。該系統(tǒng)可避免LED路燈因直擊雷引起火災及人身安全事故。內(nèi)部防雷系統(tǒng)是指路燈內(nèi)部通過接地、設置電壓保護等方式對設備進行保護。該系統(tǒng)可防止感應雷和其他形式的過電壓侵入，造成電源毀壞、這是外部防雷系統(tǒng)無法保證的。這兩者之間是相輔相成的，互為補充。內(nèi)部防雷系統(tǒng)在很多器件上例如外殼、進出保護區(qū)的電纜、金屬管道等都要連接外部防雷系統(tǒng)或者設置過壓保護器，并進行等電位連接。

2．防雷等電位連接

為徹底消除雷電引起的毀壞性的電位差，電源線、信號線、金屬管道等都要用過壓保護器進行等電位連接，各個內(nèi)層保護區(qū)的界面處也要進行局部等電位連接，各個局部等電位連接處要互相連接，最后與主等電位處相連。

3．設置雷電保護區(qū)

目前LED路燈除了電源設備外，還會設置一些通信設備用于控制路燈的開關及亮度，這些設備及電源都需要安置在雷電保護區(qū)內(nèi)，保護區(qū)域直接受外殼屏蔽。此處的電磁場要弱得多。

4．高質量保護設備——防雷模塊和過壓保護模塊

防雷器的作用是在最短時間(納秒級)內(nèi)將被保護系統(tǒng)連入等電位系統(tǒng)中，使設備各端口等電位。同時將電路中因雷擊而產(chǎn)生的巨大脈沖能量經(jīng)短路線釋放到大地，降低設備各接口端的電位差，從而起到保護設備的作用。

LED路燈電源模塊不僅要按照上述要求進行設計，而且必須經(jīng)過嚴格的檢驗程序。

1、具有恒壓輸出功能或具有恒流輸出功能或兩者功能兼有的控制裝置，應采用GB19510.12/IEC61347-2-13安全標準檢驗。

2、對僅具有控制LED亮暗、閃動、顏色等邏輯變化功能的控制裝置，應采用GB19510.12/IEC61347-2-11安全標準檢驗。

3、如果一個控制裝置兼有上述兩者的功能的，應按照GB19510.12/IEC61347-2-13安全標準檢驗。

實踐證明，經(jīng)過科學的設計及嚴格的檢驗，不僅能確保LED路燈系統(tǒng)不受到雷電的傷害，而且杜絕了雷電對電源設備的共模和差模干擾。