发光二极管路灯电源防雷及设计方案

引言

路灯安装在室外，雷击威胁很大。轻则导致路灯损坏，重则导致火灾或人员伤亡，造成巨大损失。在此，我想介绍一下雷电对LED路灯的影响以及预防措施。

本文总结雷击主要有以下四种类型：

一、直击雷

直击雷蕴含巨大能量，电压峰值5000千伏的电流进入地面，破坏力极大。会造成以下三种影响：

巨大的富电流在几微秒内流向地面，使地面电位迅速上升，造成反击事故，危及人身和设备安全。

雷电流产生强大的电磁波，在电源线和信号线上感应出极高的脉冲电压。

雷电流流经电气设备产生极高的热量，导致火灾或爆炸事故。

二、传导雷

远处的雷击线路或电磁感应产生的极高电压通过室外供电线路和通信线路传输到建筑物内的室内电气设备。

三、感应雷

云之间的频繁放电产生强大的电磁波，导致共模和差模干扰，影响电气设备的运行。

四、开关过电压

供电系统中的感性负载和电容负载接通或断开，接地极短路和供电线路短路等。均可在电源线上产生高压脉冲，脉冲电压可达正常电压的3 ~ 5倍，可严重损坏设备。破坏效果类似于雷击。

那么我们将如何预防雷击事故呢？中电华兴电力研究实验室研究后发现，以下方法是防止路灯被雷击损坏的最有效方法：

1.外部防雷与内部防雷相结合

目前一般LED路灯的外部都是导体材料，相当于避雷针。设计中必须安装引下线和接地网，这些系统构成外部防雷系统。该系统可以避免LED路灯直击雷引发的火灾和人身安全事故。

内部防雷系统是指通过接地和设置电压保护来保护路灯内部的设备。该系统可以防止电源被感应闪电和其他形式的过电压破坏，而这些是外部防雷系统所不能保证的。两者相辅相成，互为补充。内部防雷系统的许多装置，如外壳、进出保护区的电缆、金属管等。应与外部防雷系统连接或设置过电压保护器，并应做等电位连接。

2.防雷等电位连接

彻底消除雷电造成的破坏性电位差。电源线、信号线、金属管等。应通过过压保护器进行等电位连接。还应在每个内部保护区的接口处进行局部等电位连接。所有局部等电位连接应相互连接，并最终与总等电位连接。

3.设置雷电保护区

目前LED路灯除了供电设备外，还会配备一些通讯设备来控制路灯的开关和亮度。这些设备和电源需要放置在避雷区域，由外壳直接屏蔽。这里的电磁场弱很多。

4.高质量保护设备--防雷模块和过压保护模块

雷电保护器的作用是在最短的时间(纳秒)内将被保护系统接入等电位系统，使设备的所有端口等电位。同时，电路雷击产生的巨大脉冲能量通过短路线释放到地面，降低了设备各接口端的电位差，起到了保护设备的作用。中电华兴技术研发团队表示，LED路灯电源模块不仅要按照上述要求进行设计，还要经过严格的检验程序。

具有恒压输出功能或恒流输出功能或两种功能的控制装置应按照GB.12/IEC-2-13安全标准进行测试。

仅具有控制功能的控制装置应采用GB.12/IEC-2-11安全标准

实践证明，通过科学设计和严格检查，不仅可以使LED路灯系统不受雷击损坏，还可以消除雷电对供电设备的共模和差模干扰。我们来介绍一下防雷电源电路的设计方案。

五、防雷击电路设计方案

发光二极管路灯安装在室外，容易被雷电或浪涌电压,损坏，因此有必要设计防雷装置。路灯的防雷分为两级。第一层是防直击雷，用金属杆接地处理。第二级是保护传导雷击、感应雷击、电网电压波动等。电涌吸收器变阻器是设计防雷装置的主要部件。