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科普:雷电对LED路灯有啥影响?雷击类型及防范措施来了

科普:雷电对LED路灯有啥影响?雷击类型及防范措施来了

在现实生活中经过大量的实践,同时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。

路灯于雷雨天气里遇到的风险,远远超出常人所能想象的范围,一次雷击出现后,带来的结果不单单是设备遭受损坏,更有可能引发火灾情况或者导致人身受到伤害的事故。

雷电对路灯系统的直接破坏

当雷云发生对地放电情况的时候,如果是指向路灯杆体的,瞬间会有巨大情形的电流,通过路灯杆体而导入大地之中。此电流峰值是极高的,高到可达数万安培的样子,不过持续的时间是极短的。在电流流经接地体的这个期间,会让接地点的电位在瞬间被剧烈地抬高起来。

这种地电位的急剧上升,会跟设备自身构建起极大的电压差,致使出现所谓的“反击”。反击产生的电压,足够将路灯电源模块内部的绝缘击穿,直接把核心电子元件烧毁,并且有可能对附近人员的生命安全造成威胁。

雷电引发的感应过电压危害

哪怕雷电并未径直击中路灯,然而其引发的剧烈电磁场变动也会造成严重威胁,强大的雷电流于其周边空间会形成快速变化的脉冲磁场,这磁场会对附近的金属线路进行切割 。

顺着电磁感应的原理,电源线、信号线这类导体之上,会感应出极高的瞬时电压,此感应过电压能够从线路远端传进来,轻易地突破普通电源的输入防护,进而损毁路灯内部的恒流驱动电源以及控制电路。

能量转化引发的热积累风险

当雷电流通过导体流动时,会因为导体本身具有的电阻的缘故,进而产生出数量众多的热量。它所产生的热的量,跟电流的平方以及导通的时间呈现出成正比的关系。尽管雷电流持续的时间是以微秒作为计算单位的,然而它的数值是非常巨大的,所以产生的热量在局部范围之内依旧是令人吃惊的。

若雷电流通道存在接触不良的状况,或者导体截面积不够充足,那么就有可能致使接点出现熔融现象,线路绝缘层燃起火焰。对于那种内部集成了锂电池的智能路灯而言,这样的瞬间高温还有可能引发出电池热失控的情况,进而导致更为严重的燃烧亦或是爆炸情况的发生 。

外部雷电防护系统的构成

针对直击雷所带来的威胁,现代LED路灯的防护首要依靠外部防雷系统,路灯自身的金属杆体充当了接闪器,由此在设计环节中必须配备符合规范的引下线。引下线要以最短且最直的路径连接至地网,。

由多根垂直接地极以及水平连接带构成的地网,是泄放雷电流的关键所在,其接地电阻值必须要达到设计要求。一个可有效防止雷击致使结构性损坏以及火灾发生的合格外部防雷系统里,能把绝大部分雷电流引入大地 。

内部防雷与等电位连接

单单只有外部防护,是没办法保护精密的电源以及控制系统的,还得要有内部防雷措施才行。其核心思想在于“等电位连接”,也就是说要将系统内各个金属部件之间存在的危险电位差给消除掉。所有进入路灯外壳的电源线,还有信号线,都必须要安装相应的浪涌保护器。

浪涌保护器能够在纳秒级别的时间之内迅速做出响应,借助这种回应把过电压朝着地面的方向进行钳位泄放。与此同时,路灯的金属外壳,还有内部设备的机壳,以及金属线缆管路等等,这些都必须要借助导体连接到同一个接地基准点,以此来保证当雷电流通过的时候,整个系统能够同步地提升电位,并且在其内部不去产生具有破坏性的压差。

电源模块的防雷设计与标准检验

LED路灯的驱动电源乃是防雷的薄弱之处以及防护的关键要点,于电路 design 里,其输入端应当设置多级相互协调的防护电路,包含气体放电管、压敏电阻与TVS二极管,用以逐次衰减不同能量等级的浪涌,PCB布局之时也需要考虑把防护器件放置于最前端,并且确保泄放通道的低电感。

遵循国际电工委员会IEC相关标准,LED控制装置若具备恒压 or 恒流输出功能,那它的安全要求得契合IEC 61347 - 2 - 13的规定才行。仅用于控制调光以及色彩变化的逻辑控制器,是得符合IEC 61347 - 2 - 11标准的。经由实验室严谨的模拟雷击浪涌测试,这是验证其防护有效性的最终办法。

从您所在区域的路灯来说,在防雷之外,您是更留意其于节能方面的表现,还是智能控制方面的表现,又或是使用寿命方面的具体表现呢?欢迎大伙儿分享您自身这个方面的看法,要是您感觉这些相关知识对自己是有用处的,请点赞予以支持。

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