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过压保护器的安装差异对防雷效果影响极大

时间:2019-03-11 15:18:00 点击:

路灯系统,通常安装在户外,雷击威胁极大。轻则导致路灯损坏,重则引起火灾或人员伤亡,产生巨大的损失。因此,雷击风险较大的系统通常都需要安装有效的过压保护器或增加前级防雷电路,在此以路灯系统为例,重点介绍防雷过压保护器的安装差异对防雷效果的影响:


我们先来了解下智能路灯系统的基本结构:


主要包括防雷器、LED路灯电源、路灯LED、开关继电器、智能控制系统、系统供电AC-DC模块等,其框架简图如图1所示:


智能路灯系统的基本结构.jpg


图1 智能路灯系统简图


一、不同接线的浪涌测试对比:


图1显示了两种防雷过压保护器的连线结构。左图是输入市电先经过设备然后才到防雷器,右图是输入市电先经过防雷器,然后到后级设备,而且防雷器的输入接线较短。左图输入防雷器的接线较长,等效于接入了引线电感,如图2所示。


智能路灯系统简图.jpg


图2 智能路灯系统简图


二、浪涌测试结果分析:


1、若系统的电源端口防雷要求是差模30kA,在系统电源端口并联了标称30kA的防雷保护器;


2、实际测试中,按图1左图连接,后级的LED驱动电源和AC-DC模块损坏,而防雷器完好无损;


3、而按右图顺序连接,防雷器和后级模块均正常。


a、如图2所示,差模试验中,浪涌电流沿着箭头方向流动;


b、左图由于接线较长,防雷器与设备端口间的接线总长达0.5m,线缆电感约0.5uH,30kA浪涌电流冲击下,线缆压降约:U=L*di/dt=0.5uH*30kA/8us=1875V;


c、再加上防雷器本身约1500V的残余电压,左图加在设备端口的总浪涌电压高达3375V;


d、而普通的AC-DC电源模块,在不增加外围电路的情况下,很难承受3000V以上的浪涌冲击;


e、因此,错误的接线最终导致防雷器在高能量的浪涌冲击下失去保护作用。


f、而右侧的接线结构则不然,输入浪涌冲击先经过了防雷器,最终到达后级设备输入端的浪涌电压只有防雷器的残余电压:1500V,设备得到良好保护。


三、防雷过压保护器的正确应用要点:


1、防雷过压保护器的输入接线尽量短而粗,必要时多股并联,减小导线自感,使防雷器尽可能的吸收输入端的浪涌冲击能量;


2、被保护设备需安装在防雷器之后,使得输入浪涌冲击先由防雷器衰减后再进入后级,起到保护作用;


3、减少后级设备输入接线与未经防雷器的输入线的并行距离,减小可能的浪涌耦合路径;


4、信号链路的防雷器接线与之类似,也遵循相同的原则。


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