LED路灯电源防雷设计浅析

ledpan

雷击主要有以下四种类型：  
  1．直击雷  
  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：  
  (1)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。  
  (2)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。  
  (3)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  
  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．开关过电压  
  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。  
  那么我们又将如何防范雷击事故的发生呢？经过中电华星电源研究实验室研究发现，以下几种方式是防范路灯被雷电破坏最有效的办法：  
  1、外部防雷与内部防雷相结合  
  现在一般的LED路灯外部都是导体材料，本身就相当于一个避雷针，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。该系统可避免LED路灯因直击雷引起火灾及人身安全事故。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。该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。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。
2．防雷等电位连接  
  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，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，最后与主等电位处相连。  
  3．设置雷电保护区  
  目前LED路灯除了电源设备外，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。此处的电磁场要弱得多。  
  4．高质量保护设备——防雷模块和过压保护模块  
  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。  
  LED路灯电源模块不仅要按照上述要求进行设计，而且必须经过严格的检验程序：  
  1、具有恒压输出功能或具有恒流输出功能或两者功能兼有的控制装置，应采用GB19510.12/IEC61347-2-13安全标准检验。  
  2、对仅具有控制LED亮暗、闪动、颜色等逻辑变化功能的控制装置，应采用GB19510.12/IEC61347-2-11安全标准检验。  
  3、如果一个控制装置兼有上述两者的功能的，应按照GB19510.12/IEC61347-2-13安全标准检验。  
  实践证明，经过科学的设计及严格的检验，不仅能确保LED路灯系统不受到雷电的伤害，而且杜绝了雷电对电源设备的共模和差模干扰。