通常安装在户外的街道照明系统受到雷击的极大威胁。它可能会损坏路灯,或引起火灾或人员伤亡,从而造成巨大损失。因此,雷击风险较大的系统通常需要安装有效的防雷设备或增加前级防雷电路。以路灯系统为例,我们将重点介绍防雷装置差异对防雷效果的影响。 1.智能路灯系统的基本结构现代智能路灯系统主要包括防雷器,LED路灯电源,路灯LED,开关继电器,智能控制系统,系统电源AC-DC模块等。框架图如图1所示。图1智能路灯系统示意图2。不同接线的浪涌测试比较图1显示了两个避雷器的接线结构。左图显示的是电源首先通过设备输入,然后再输入到避雷器。右图显示了输入主电源先经过避雷器,然后再到达后续设备,并且避雷器的输入线很短。左侧输入防雷设备的接线较长,等效于连接引线电感,如图2所示。图2智能路灯系统示意图3.浪涌测试结果分析如果有防雷要求系统电源端口在差分模式下为30kA,标称30kA的雷电保护设备与系统电源端口并联连接。在实际测试中,按照图1的左图连接,后级的LED驱动电源和AC-DC模块损坏,但防雷器完好无损;如果按右侧顺序连接,则防雷器及后续模块正常。如图2所示,在差分模式测试中,浪涌电流沿箭头方向流动。由于布线较长,避雷器与设备端口之间的布线总长度为0.5m,电缆电感约为0.5uH。在30kA浪涌电流的影响下,电缆压降约为:U = L * di / dt = 0.5 uH * 30kA / 8us = 1875V。再加上避雷器本身的残余电压约为1500V,施加到左侧设备端口的总浪涌电压高达3375V。但是,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。因此,错误的接线最终将导致避雷器在高能量电涌的影响下失去保护。右侧的布线结构不是这种情况。输入浪涌冲击首先通过避雷器,最后到达后续设备输入端的浪涌电压仅为避雷器的残余电压:1500V,并且设备受到了良好的保护。 4.正确使用避雷器的要点避雷器的输入线应尽可能短且粗。如有必要,应将多股线并联连接以减少导线的自感,以便防雷器可以尽可能吸收输入端的电涌冲击能量。需要安装被保护设备防雷器安装完毕后,首先通过防雷器减弱输入的浪涌冲击,然后进入后续阶段,起到保护作用。减少后续设备的输入线与输入线之间的平行距离,而无需使用防雷器,以减少可能性。信号链路的电涌耦合路径与信号链路的避雷器类似,相同的原理是也紧随其后。