LED照明工程中的防雷方案

姚哲明

(无锡照明股份有限公司，江苏 无锡 214000)

LED照明工程中的防雷方案

姚哲明

(无锡照明股份有限公司，江苏 无锡 214000)

介绍了LED灯具经常遭遇雷击而损坏的现状，分析其原因，然后研究目前关于灯具雷击电压等级方面的标准，说明LED防雷方案重点。详细描述LED路灯和亮化灯具的防雷方案及相关参数要求。最后总结LED的发展和该防雷方案在照明工程中的应用情况。

防雷；电源；线路；浪涌保护器

近年来，在城市照明工程中，LED迅速发展。道路照明工程中，LED路灯光效高，寿命长，正在逐步取代传统气体放电灯，而在亮化照明中，LED已经成为城市夜景照明工程中最主要的光源。LED色彩丰富、控制灵活、寿命长，是目前最适合夜景亮化照明的光源。但是由于LED照明设备属于电子设备，安装于户外，遭遇雷雨天气时，经常会发生被雷击损坏的现象，而且往往都是大批量损坏，易造成人身安全事故和财产损失，所以，如何克服LED这一缺点，是摆在照明工作者面前的一个难题。

1 LED照明防雷保护的现状

目前，LED路灯可做到每根灯杆都可靠单独接地，从而降低路灯防雷保护要求。国家标准方面关于雷击防护等级的要求一般是参照《一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求》(GB/T 18595)中关于雷击试验的要求，具体要求如表1所示。

表1 浪涌——交流电源输入端口的试验等级

注：除规定的试验等级之外，还应符合GB/T 17626.5—2008所述的所有较低试验等级要求。

表1所示，LED路灯、LED亮化灯具一般属于灯具及独立式附件类设备，而一些LED球泡灯应该属于自镇流灯及半灯具类，表1中分别规定了相应雷击试验的电压等级，但是该标准在制定时，LED灯具还未大范围使用，标准还未充分考虑LED灯具对防雷等级的特殊要求，根据多年照明工程经验，该标准中规定的LED灯具雷击电压试验等级明显偏低。近年来，一些地方标准已经提高了LED照明器材雷击电压试验等级。

LED路灯由于每根灯杆都可单独接地保护，其抵抗雷击损坏能力较强。但是，受现场条件限制，LED亮化灯具很多时候无法保证均接地保护，而且部分LED亮化灯具信号控制部分也会经常遭受雷击损坏，所以，LED亮化灯具遭受雷击损坏的比例要高于LED路灯。LED亮化灯具防雷保护是LED照明防雷保护方案的重点。

2 LED路灯的防雷方案

LED路灯一般没有信号控制部分，只有电源控制部分，其防雷方案一般只考虑电源输入端的防雷保护。根据公司多年照明工程维护经验，一般要求LED路灯灯具在靠近驱动电源输入端的位置配置电涌保护电器，其共模抗浪涌电压不应低于8 kV，差模抗浪涌电压不应低于4 kV。电涌保护电器如图1所示。

图1 电涌保护电器

如图1所示，电涌保护电器配备了LED路灯内部通用的防水接头，方便接线，改造简单，同时不降低LED灯具整体防护等级。电涌保护电器一端直接接市电交流220 V，另一端连接驱动电源的输入端，其工作原理如图2所示。

图2 电涌保护器工作原理

如图2所示，当火线和零线之间出现雷击过电压时，图2中电压抑制管会在很短时间内呈导通状态，导致回路电流瞬间变大，雷电过电压对地放电，同时保险丝断开，保护后级的驱动电源。电涌保护器推荐参数In=20 kA，Imax=40 kA,Up≤1.5 kV 。In为冲击电流，Imax为最大冲击电流，Up为放电电流残压。

3 LED亮化灯具的防雷方案

LED亮化灯具的防雷方案主要分为2个部分：电源部分的防雷方案和信号控制部分的防雷方案。

3.1 电源部分的防雷方案

根据照明工程经验，一般要求LED亮化灯具交流直接供电，共模抗浪涌电压不低于8 kV，差模抗浪涌电压不低于4 kV。

驱动电源集中供电的灯具，驱动电源输入端的共模抗浪涌电压不低于8 kV，差模抗浪涌电压不低于4 kV。将浪涌保护器安装于配电箱中。浪涌保护器如图3所示。

图3 浪涌保护器

接线如图4所示。

图4 三相接线图

如图4所示，浪涌保护器必须加装空气开关，以保护浪涌保护器不受过电流损坏。当有雷击过电压时，浪涌保护器对地放电，保护后面的负载。浪涌保护器建议参数：In=20 kA，Imax=40 kA,Up≤1.5 kV。

由于驱动电源的输出直流线路较长，而且在户外，容易遭受雷击。所以，在驱动电源的输出端应加装直流浪涌保护器。直流浪涌保护器如图5所示。

图5 直流浪涌保护器

接线图如图6所示。

图6 安装示意图

如图6所示，直流浪涌保护器的输入端接驱动电源的直流输出端，输出端接LED灯具。线路中有雷击过电压时，直流浪涌保护器对地放电，LED灯具断电。放电结束后，自动恢复灯具供电，保护直流线路不受雷击而损坏。

直流浪涌保护器推荐参数：In=5 kA，Imax=10 kA,Up≤40 V，额定电压根据具体线路电压选择即可。

有条件的工地，LED亮化灯具应做可靠接地保护，接地电阻小于4Ω。

3.2 信号控制部分的防雷方案

若亮化信号控制器安装于总配电箱内，则无需单独安装交流浪涌保护器，亮化控制器的输出端应加装直流浪涌保护器。当亮化信号控制器安装于线路中的防雨箱内时，应根据控制器的输入和输出电压等级，在输入输出端，安装交流和直流浪涌保护器，具体安装方案和电源部分类似。

4 结 论

LED作为新型照明光源，绿色环保，节能高效，逐步成为照明工程的最主要光源，同时也是照明历史上的第3代光源。其有众多优点的同时也有传统气体放电灯所没有的缺点，抗雷击的能力就是其中比较有代表性的，作为照明工程的工作者应该努力寻找克服这些缺点的方案，以提高照明工程的效果和质量。

公司将这套LED防雷方案应用于工程整改工作中，近年来，因雷击而损坏的照明设施明显减少，运行稳定可靠。

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LEDLightingProjectintheMineProgram

YAOZheming

(Wuxi Lighting co., LTD，Wuxi 214000，Jiangsu,P.R.China)

This paper first introduced the LED lighting often encountered lightning damage and the status quo, analysis of the reasons, and then studied the current on the lamp lightning voltage rating standards, indicating the focus of LED lightning protection program. Detailed description of the LED lights and lighting lamps and lightning protection program and related parameters. And finally summed up the development of LED and the mine program in my company's lighting applications in the application.

lightning protection；power；line；surge protector

2017-06-18

姚哲明(1970—)，男，无锡照明股份有限公司技师，主要从事道路照明技术与管理工作。