LED照明可以有效防雷 不是你想的那么简单
- 来源：云知光照明微课堂
- 2016/8/11 16:30:4732197
LED照明可以有效防雷 不是你想的那么简单
EMC中有关浪涌防护的部分，在国内引申为“防雷”，归属于气象局管理，采用了通用的称呼：SPD。
防雷只是EMC学科的一个细小分支，要从完整的EMC角度去理解防雷，从安规要求去考核防雷器，才能对设备形成有效保护。不是什么电路都有资格称之为SPD，没有对安全性作保障性设计就没有资格称之为SPD。
现在，很多山寨厂把SPD价格压得极低，因为他们只关心通流量、残压、大持续运行电压这几个参数。而防雷器在非浪涌入侵状态下是否会发生损坏根本不予考虑。换言之，他们根本不关心防雷器的安全性能。
电源防雷器除了具备必要的防雷性能外，其另外一个重要的性能就是其安全性能：
1.不影响系统的功能;
2.防护器件失效时对系统运行的影响减到小。
防雷器是耗材，它必须优先于被保护设备启动保护动作，并优先于被保护设备发生损坏而确保被保护设备。从元器件层面理解防雷，才能做到一个基本合格的SPD给客户。
电源内置防雷器?
目前，在LED户外照明领域，由某些电源企业发起了一种叫做“内置防雷器”的东东，这不过是个噱头，它不光无法起到防雷器的功能作用，还会因为与被保护设备配合不合理造成“不动作或误动作”。
在没有对EMC行业完整理解的情况下，贸然在恒流开关电源内置防雷器，这是对防雷行业的不尊重，是对电磁兼容学科的不尊重!
首先，防雷器不可能做成全电压，SPD只能做成单电压，这是由于元器件原因造成的，不可能改变;
其次，防雷器必须要有必要的热脱扣装置，这不是一颗电流保险丝能够做得到的;
后，必须在系统里做完整的热设计，专门针对IEC61643、UL1449里的TOV实验做设计。
建议LED路灯、显示屏企业，都学习一下标准：YD/T1235.1-2002《低压配电系统用电涌保护器技术要求》以及原铁道部部标TB/T2311-2008《铁路信号设备用浪涌保护器》。
通信行业对防雷这事已驾轻就熟，对防雷器的要求已经完善到了。
失效率?缺陷?
诚然，任何产品都可以接受一定的失效率，在防雷行业，我们是为了为客户解决那0.001%的事故可能性，所以我们必须要纠结这些失效模式：轻微缺陷、一般缺陷、严重缺陷、致命缺陷。
笔者认为可以接受的失效率应该是：
严重缺陷 致命缺陷=0
轻微缺陷 一般缺陷<0.3%
怎么判定严重缺陷或致命缺陷呢?
我们来看几个LED路灯在应用时的失效案例：
案例一
湖北某长江大桥，路灯因雷击失效
此例中，电源采用某*电源，光源铝基板通过铜镀镍螺钉固定于压铸铝散热器上，散热器外表面使用绝缘三防漆喷涂，但灯头抱箍位置有三颗锁紧螺栓是铜质金属零件，外表面电镀亮镍，为导电体。
直击雷打在桥面中央的路灯灯头部位，桥面上105盏路灯全部熄灭，收费站内电脑、监控、照明、空调完全损毁。桥下小区的配电箱跳闸，但依旧可见空开烧毁，熔断保险器烧毁，该配电箱所辖片区完全断电。
当有直击雷击打在灯头位置时，经由导电的锁紧螺栓吸引，将雷电流引入灯杆。杆体底部法兰锈蚀，电流无泄放通道，而此时，由于施工方已经将市电PE线可靠接在杆体内，使得雷电流进入电源PE线四处乱窜，整个系统的PE电位被抬高数万伏。
PE线这个雷电流泄放通道并不宽阔，得雷电流横向“溢出”：寻找脆弱的点击穿。于是LED灯头部位的LED灯珠被击穿，LED电源从后级承受这雷电流能量。
同时，纵向泄放的雷电流经由市电PE线涌向收费站的各类电子终端设备，不停击穿、涌出，终在片区配电箱内找到连接地网的铜质PE汇流排，雷击浪涌在击穿配电箱内的空开与熔断保险器后，经由PE汇流排冲入大地。
此案例的做法就属于致命缺陷，可能改善的做法：
1、桥面设立很高的引雷装置，并与桥梁主钢筋做可靠等电位连接;
2、灯具接地应做成“浮地”，只在近的配电柜里接入PE汇流排。
案例二
吉林省某市LED路灯配备的SPD未发生动作造成灯具损坏
此例是老城区改造项目，而且施工方拒绝将市电PE线按照GB要求连接各个金属部件并在片区配电柜内妥善接地。造成PE电位不稳，在浮地情况下，浪涌能量无法泄放到地，在N线打火的现象下造成片区配电柜跳闸，给业主带来多次短暂停电的影响。
按照国标进行电力施工，一定按照国标把市电PE线接稳妥是必须的，接地的方式多种多样但是必须要接地!
在此案例中使用的是某*的电源及同品牌防雷器。防雷器没有过电流保护功能，大电流都将被后级系统直接承受。后级电路形成的过电流，无法通过防雷器进行泄放。防雷器本身的压敏电阻选型与电源模块内的压敏选型不匹配，造成残压值被抬高的现象。
本例的做法属于严重缺陷，接地系统不可靠已经成为了影响路灯产品在现场应用的关键点。
案例三
广东沿海某市路灯着火
此例中，LED路灯采用的是电源公司自制的“防雷器”，笔者认为这个东西没资格称之为“SPD”。该产品在差模保护电路中为没有设计脱扣装置，在持续小电流的作用下造成压敏电阻剧烈燃烧，进而引燃了路灯塑料外壳，整个灯头犹如火把!
在现场用电环境非常恶劣的情况下，浪涌的产生是肯定的，只不过它有可能不会是SPD的满额浪涌而已。现场有高压输电网、高压-低压变压器，三相电丢相、PE电位不稳的现象同时存在，而此时作为保护器件的SPD又没有设计热脱扣装置，压敏电阻劣化短路当然着火!
现场的PE接地线依旧没有妥善接地，甚至是在笔者抵达现场以后开箱检查才发现PE根本就没有剥线!
果然是行业不同啊!如果是在我们防雷行业，这个SPD的设计师已经被判刑了!
总结
综上，笔者认为在LED照明行业内有一种普遍现象：都知道浪涌问题很重要，但就是瞧不起防雷行业，觉得防雷简单，随便拼凑几个元器件就是产品。如果真那么简单，这个50多年的行业，会有那么多企业单靠产品做到上市?
防雷是为了给客户解决0.001%的风险，当那0.001%发生的时候，我们为客户承诺：产品绝不会在关键时刻掉链子!
果然是行业不同啊!如果是在我们防雷行业，这个SPD的设计师已经被判刑了!
总结
综上，笔者认为在LED照明行业内有一种普遍现象：都知道浪涌问题很重要，但就是瞧不起防雷行业，觉得防雷简单，随便拼凑几个元器件就是产品。如果真那么简单，这个50多年的行业，会有那么多企业单靠产品做到上市?
防雷是为了给客户解决0.001%的风险，当那0.001%发生的时候，我们为客户承诺：产品绝不会在关键时刻掉链子!