路燈防雷的重要性是由投資回收期這一概念決定的。由于led路燈比傳統(tǒng)路燈價(jià)格大概貴一倍,政府在一開始購買時(shí)的投資金額較大,所以需要在運(yùn)行過程中靠節(jié)省電力支出來逐漸將成本賺回來,因而,led燈的壽命很重要。如果led防爆燈還沒賺回成本就在投資回收期內(nèi)壞了的話,還需要另外花錢維修,維修時(shí)付出的人力成本比安裝時(shí)要貴一倍。因而,在led時(shí)代,要實(shí)現(xiàn)led省電、省錢的效果,需要保證其壽命能夠達(dá)到你的預(yù)期,即產(chǎn)品保質(zhì)期要長(zhǎng)。要實(shí)現(xiàn)節(jié)省成本,保證投資回收期內(nèi)路燈不損壞,就需要將可靠度拉高。這就需要為led路燈加上防雷模塊
電源防雷器除了具備必要的防雷性能外,其另外一個(gè)重要的性能就是其安全性能:
1.不影響系統(tǒng)的功能;
2.防護(hù)器件失效時(shí)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響減到小。
防雷器是耗材,它必須優(yōu)先于被保護(hù)設(shè)備啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作,并優(yōu)先于被保護(hù)設(shè)備發(fā)生損壞而確保被保護(hù)設(shè)備。從元器件層面理解防雷,才能做到一個(gè)基本合格的SPD給客戶。
電源內(nèi)置防雷器?
目前,在led戶外照明領(lǐng)域,由某些電源企業(yè)發(fā)起了一種叫做“內(nèi)置防雷器”的東東,這不過是個(gè)噱頭,它不光無法起到防雷器的功能作用,還會(huì)因?yàn)榕c被保護(hù)設(shè)備配合不合理造成“不動(dòng)作或誤動(dòng)作”。
在沒有對(duì)EMC行業(yè)完整理解的情況下,貿(mào)然在恒流開關(guān)電源內(nèi)置防雷器,這是對(duì)防雷行業(yè)的不尊重,是對(duì)電磁兼容學(xué)科的不尊重!
首先,防雷器不可能做成全電壓,SPD只能做成單電壓,這是由于元器件原因造成的,不可能改變;
其次,防雷器必須要有必要的熱脫扣裝置,這不是一顆電流保險(xiǎn)絲能夠做得到的;
后,必須在系統(tǒng)里做完整的熱設(shè)計(jì),專門針對(duì)IEC61643、UL1449里的TOV實(shí)驗(yàn)做設(shè)計(jì)。
建議led路燈、顯示屏企業(yè),都學(xué)習(xí)一下標(biāo)準(zhǔn):YD/T1235.1-2002《低壓配電系統(tǒng)用電涌保護(hù)器技術(shù)要求》以及原鐵道部部標(biāo)TB/T2311-2008《鐵路信號(hào)設(shè)備用浪涌保護(hù)器》。
通信行業(yè)對(duì)防雷這事已駕輕就熟,對(duì)防雷器的要求已經(jīng)完善到了極致。
失效率?缺陷?
誠然,任何產(chǎn)品都可以接受一定的失效率,在防雷行業(yè),我們是為了為客戶解決那0.001%的事故可能性,所以我們必須要糾結(jié)這些失效模式:輕微缺陷、一般缺陷、嚴(yán)重缺陷、致命缺陷。
筆者認(rèn)為可以接受的失效率應(yīng)該是:
嚴(yán)重缺陷+致命缺陷=0
輕微缺陷+一般缺陷<0.3%
怎么判定嚴(yán)重缺陷或致命缺陷呢?
我們來看幾個(gè)led路燈在應(yīng)用時(shí)的失效案例:
案例一
湖北某長(zhǎng)江大橋,路燈因雷擊失效
此例中,電源采用某大品牌電源,光源鋁基板通過銅鍍鎳螺釘固定于壓鑄鋁散熱器上,散熱器外表面使用絕緣三防漆噴涂,但燈頭抱箍位置有三顆鎖緊螺栓是銅質(zhì)金屬零件,外表面電鍍亮鎳,為導(dǎo)電體。
直擊雷打在橋面中央的路燈燈頭部位,橋面上105盞路燈全部熄滅,收費(fèi)站內(nèi)電腦、監(jiān)控、照明、空調(diào)完全損毀。橋下小區(qū)的配電箱跳閘,但依舊可見空開燒毀,熔斷保險(xiǎn)器燒毀,該配電箱所轄片區(qū)完全斷電。
當(dāng)有直擊雷擊打在燈頭位置時(shí),經(jīng)由導(dǎo)電的鎖緊螺栓吸引,將雷電流引入燈桿。桿體底部法蘭銹蝕,電流無泄放通道,而此時(shí),由于施工方已經(jīng)將市電PE線可靠接在桿體內(nèi),使得雷電流進(jìn)入電源PE線四處亂竄,整個(gè)系統(tǒng)的PE電位被抬高數(shù)萬伏。
PE線這個(gè)雷電流泄放通道并不寬闊,得雷電流橫向“溢出”:尋找脆弱的點(diǎn)擊穿。于是led燈頭部位的led燈珠被擊穿,led電源從后級(jí)承受這雷電流能量。
同時(shí),縱向泄放的雷電流經(jīng)由市電PE線涌向收費(fèi)站的各類電子終端設(shè)備,不停擊穿、涌出,終在片區(qū)配電箱內(nèi)找到連接地網(wǎng)的銅質(zhì)PE匯流排,雷擊浪涌在擊穿配電箱內(nèi)的空開與熔斷保險(xiǎn)器后,經(jīng)由PE匯流排沖入大地。
此案例的做法就屬于致命缺陷,可能改善的做法:
1、橋面設(shè)立很高的引雷裝置,并與橋梁主鋼筋做可靠等電位連接;
2、燈具接地應(yīng)做成“浮地”,只在近的配電柜里接入PE匯流排。
案例二
吉林省某市l(wèi)ed路燈配備的SPD未發(fā)生動(dòng)作造成燈具損壞
此例是老城區(qū)改造項(xiàng)目,而且施工方拒絕將市電PE線按照GB要求連接各個(gè)金屬部件并在片區(qū)配電柜內(nèi)妥善接地。造成PE電位不穩(wěn),在浮地情況下,浪涌能量無法泄放到地,在N線打火的現(xiàn)象下造成片區(qū)配電柜跳閘,給業(yè)主帶來多次短暫停電的影響。
按照國(guó)標(biāo)進(jìn)行電力施工,一定按照國(guó)標(biāo)把市電PE線接穩(wěn)妥是必須的,接地的方式多種多樣但是必須要接地!
圖:接地線的施工簡(jiǎn)直就是在犯罪,如果PE端頭銹蝕那么等于沒有做接地!
在此案例中使用的是某大品牌的電源及同品牌防雷器。防雷器沒有過電流保護(hù)功能,大電流都將被后級(jí)系統(tǒng)直接承受。后級(jí)電路形成的過電流,無法通過防雷器進(jìn)行泄放。防雷器本身的壓敏電阻選型與電源模塊內(nèi)的壓敏選型不匹配,造成殘壓值被抬高的現(xiàn)象。
本例的做法屬于嚴(yán)重缺陷,接地系統(tǒng)不可靠已經(jīng)成為了影響路燈產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)。
案例三
廣東沿海某市路燈著火
此例中,led路燈采用的是電源公司自制的“防雷器”,筆者認(rèn)為這個(gè)東西沒資格稱之為“SPD”。該產(chǎn)品在差模保護(hù)電路中為沒有設(shè)計(jì)脫扣裝置,在持續(xù)小電流的作用下造成壓敏電阻劇烈燃燒,進(jìn)而引燃了路燈塑料外殼,整個(gè)燈頭猶如火把!
在現(xiàn)場(chǎng)用電環(huán)境非常惡劣的情況下,浪涌的產(chǎn)生是肯定的,只不過它有可能不會(huì)是SPD的滿額浪涌而已。現(xiàn)場(chǎng)有高壓輸電網(wǎng)、高壓-低壓變壓器,三相電丟相、PE電位不穩(wěn)的現(xiàn)象同時(shí)存在,而此時(shí)作為保護(hù)器件的SPD又沒有設(shè)計(jì)熱脫扣裝置,壓敏電阻劣化短路當(dāng)然著火!
現(xiàn)場(chǎng)的PE接地線依舊沒有妥善接地,甚至是在筆者抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)以后開箱檢查才發(fā)現(xiàn)PE根本就沒有剝線!
果然是行業(yè)不同??!如果是在我們防雷行業(yè),這個(gè)SPD的設(shè)計(jì)師已經(jīng)被判刑了