路燈系統(tǒng),,通常安裝在戶外,雷擊威脅極大。輕則導(dǎo)致路燈損壞,,重則引起火災(zāi)或人員傷亡,產(chǎn)生巨大的損失,。因此,,雷擊風(fēng)險較大的系統(tǒng)通常都需要安裝有效的防雷器或增加前級防雷電路,在此以路燈系統(tǒng)為例,,重點介紹防雷器的安裝差異對防雷效果的影響,。
1. 智能路燈系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
現(xiàn)代智能路燈系統(tǒng),主要包括防雷器,、LED路燈電源,、路燈LED、開關(guān)繼電器,、智能控制系統(tǒng),、系統(tǒng)供電AC-DC模塊等,,其框架簡圖如圖1所示。
圖1 智能路燈系統(tǒng)簡圖
2.不同接線的浪涌測試對比
圖1顯示了兩種防雷器的連線結(jié)構(gòu),。左圖是輸入市電先經(jīng)過設(shè)備然后才到防雷器,,右圖是輸入市電先經(jīng)過防雷器,然后到后級設(shè)備,,而且防雷器的輸入接線較短,。左圖輸入防雷器的接線較長,等效于接入了引線電感,,如圖2所示,。
圖2 智能路燈系統(tǒng)簡圖
3.浪涌測試結(jié)果分析
若系統(tǒng)的電源端口防雷要求是差模30kA,在系統(tǒng)電源端口并聯(lián)了標(biāo)稱30kA的防雷器,。實際測試中,,按圖1左圖連接,后級的LED驅(qū)動電源和AC-DC模塊損壞,,而防雷器完好無損,;而按右圖順序連接,防雷器和后級模塊均正常,。
如圖2所示,,差模試驗中,浪涌電流沿著箭頭方向流動,。左圖由于接線較長,,防雷器與設(shè)備端口間的接線總長達(dá)0.5m,線纜電感約0.5uH,,30kA浪涌電流沖擊下,,線纜壓降約:U=L*di/dt=0.5uH*30kA/8us=1875V。再加上防雷器本身約1500V的殘余電壓,,左圖加在設(shè)備端口的總浪涌電壓高達(dá)3375V,。而普通的AC-DC電源模塊,在不增加外圍電路的情況下,,很難承受3000V以上的浪涌沖擊,。因此,錯誤的接線最終導(dǎo)致防雷器在高能量的浪涌沖擊下失去保護作用,。
而右側(cè)的接線結(jié)構(gòu)則不然,,輸入浪涌沖擊先經(jīng)過了防雷器,最終到達(dá)后級設(shè)備輸入端的浪涌電壓只有防雷器的殘余電壓:1500V,,設(shè)備得到良好保護,。
4.防雷器的正確應(yīng)用要點
防雷器的輸入接線盡量短而粗,必要時多股并聯(lián),減小導(dǎo)線自感,,使防雷器盡可能的吸收輸入端的浪涌沖擊能量,;
被保護設(shè)備需安裝在防雷器之后,使得輸入浪涌沖擊先由防雷器衰減后再進(jìn)入后級,,起到保護作用,;
減少后級設(shè)備輸入接線與未經(jīng)防雷器的輸入線的并行距離,減小可能的浪涌耦合路徑,;
信號鏈路的防雷器接線與之類似,,也遵循相同的原則。