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LED防爆路灯防雷器的安装使用

来源:新黎明科创控股有限公司更新日期:2017-10-19

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防爆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。


电源防雷器除了具备必要的防雷性能外,其另外一个重要的性能就是其安全性能:


  1.不影响系统的功能;


  2.防护器件失效时对系统运行的影响减到最小。


  防雷器是耗材,它必须优先于被保护设备启动保护动作,并优先于被保护设备发生损坏而确保被保护设备。从元器件层面理解防雷,才能做到一个基本合格的SPD给客户。


  电源内置防雷器?


  目前,在LED户外照明领域,由某些电源企业发起了一种叫做“内置防雷器”的东东,这不过是个噱头,它不光无法起到防雷器的功能作用,还会因为与被保护设备配合不合理造成“不动作或误动作”。


  在没有对EMC行业完整理解的情况下,贸然在恒流开关电源内置防雷器,这是对防雷行业的不尊重,是对电磁兼容学科的不尊重!


  首先,防雷器不可能做成全电压,SPD只能做成单电压,这是由于元器件原因造成的,不可能改变;


  其次,防雷器必须要有必要的热脱扣装置,这不是一颗电流保险丝能够做得到的;


  最后,必须在系统里做完整的热设计,专门针对IEC61643、UL1449里的TOV实验做设计。


  建议LED路灯、显示屏企业,都学习一下标准:YD/T1235.1-2002《低压配电系统用电涌保护器技术要求》以及原铁道部部标TB/T2311-2008《铁路信号设备用浪涌保护器》。


  通信行业对防雷这事已驾轻就熟,对防雷器的要求已经完善到了极致。


  失效率?缺陷?


  诚然,任何产品都可以接受一定的失效率,在防雷行业,我们是为了为客户解决那0.001%的事故可能性,所以我们必须要纠结这些失效模式:轻微缺陷、一般缺陷、严重缺陷、致命缺陷。


  笔者认为可以接受的失效率应该是:


  严重缺陷+致命缺陷=0


  轻微缺陷+一般缺陷<0.3%


  怎么判定严重缺陷或致命缺陷呢?


  我们来看几个LED路灯在应用时的失效案例:


  案例一


  湖北某长江大桥,路灯因雷击失效


  此例中,电源采用某大品牌电源,光源铝基板通过铜镀镍螺钉固定于压铸铝散热器上,散热器外表面使用绝缘三防漆喷涂,但灯头抱箍位置有三颗锁紧螺栓是铜质金属零件,外表面电镀亮镍,为导电体。


  直击雷打在桥面中央的路灯灯头部位,桥面上105盏路灯全部熄灭,收费站内电脑、监控、照明、空调完全损毁。桥下小区的配电箱跳闸,但依旧可见空开烧毁,熔断保险器烧毁,该配电箱所辖片区完全断电。




  当有直击雷击打在灯头位置时,经由导电的锁紧螺栓吸引,将雷电流引入灯杆。杆体底部法兰锈蚀,电流无泄放通道,而此时,由于施工方已经将市电PE线可靠接在杆体内,使得雷电流进入电源PE线四处乱窜,整个系统的PE电位被抬高数万伏。


  PE线这个雷电流泄放通道并不宽阔,得雷电流横向“溢出”:寻找最脆弱的点击穿。于是LED灯头部位的LED灯珠被击穿,LED电源从后级承受这雷电流能量。


  同时,纵向泄放的雷电流经由市电PE线涌向收费站的各类电子终端设备,不停击穿、涌出,最终在片区配电箱内找到连接地网的铜质PE汇流排,雷击浪涌在击穿配电箱内的空开与熔断保险器后,经由PE汇流排冲入大地。


  此案例的做法就属于致命缺陷,可能改善的做法:


  1、桥面设立很高的引雷装置,并与桥梁主钢筋做可靠等电位连接;


  2、灯具接地应做成“浮地”,只在最近的配电柜里接入PE汇流排。


  案例二


  吉林省某市LED路灯配备的SPD未发生动作造成灯具损坏


  此例是老城区改造项目,而且施工方拒绝将市电PE线按照GB要求连接各个金属部件并在片区配电柜内妥善接地。造成PE电位不稳,在浮地情况下,浪涌能量无法泄放到地,在N线打火的现象下造成片区配电柜跳闸,给业主带来多次短暂停电的影响。


  按照国标进行电力施工,一定按照国标把市电PE线接稳妥是必须的,接地的方式多种多样但是必须要接地!




  图:接地线的施工简直就是在犯罪,如果PE端头锈蚀那么等于没有做接地!


  在此案例中使用的是某大品牌的电源及同品牌防雷器。防雷器没有过电流保护功能,大电流都将被后级系统直接承受。后级电路形成的过电流,无法通过防雷器进行泄放。防雷器本身的压敏电阻选型与电源模块内的压敏选型不匹配,造成残压值被抬高的现象。


  本例的做法属于严重缺陷,接地系统不可靠已经成为了影响路灯产品在现场应用的关键点。


  案例三


  广东沿海某市路灯着火


  此例中,LED路灯采用的是电源公司自制的“防雷器”,笔者认为这个东西没资格称之为“SPD”。该产品在差模保护电路中为没有设计脱扣装置,在持续小电流的作用下造成压敏电阻剧烈燃烧,进而引燃了路灯塑料外壳,整个灯头犹如火把!


  在现场用电环境非常恶劣的情况下,浪涌的产生是肯定的,只不过它有可能不会是SPD的满额浪涌而已。现场有高压输电网、高压-低压变压器,三相电丢相、PE电位不稳的现象同时存在,而此时作为保护器件的SPD又没有设计热脱扣装置,压敏电阻劣化短路当然着火!


  现场的PE接地线依旧没有妥善接地,甚至是在笔者抵达现场以后开箱检查才发现PE根本就没有剥线!


  果然是行业不同啊!如果是在我们防雷行业,这个SPD的设计师已经被判刑了


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