《電子技術(shù)應(yīng)用》
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防雷效果的好壞主要看防雷器的安裝方法

2018-09-09

  路燈系統(tǒng),通常安裝在戶外,雷擊威脅極大。輕則導(dǎo)致路燈損壞,重則引起火災(zāi)或人員傷亡,產(chǎn)生巨大的損失。因此,雷擊風(fēng)險(xiǎn)較大的系統(tǒng)通常都需要安裝有效的防雷器或增加前級(jí)防雷電路,在此以路燈系統(tǒng)為例,重點(diǎn)介紹防雷器的安裝差異對防雷效果的影響。

  1. 智能路燈系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

  現(xiàn)代智能路燈系統(tǒng),主要包括防雷器、LED路燈電源、路燈LED、開關(guān)繼電器智能控制系統(tǒng)、系統(tǒng)供電AC-DC模塊等,其框架簡圖如圖1所示。

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  圖1 智能路燈系統(tǒng)簡圖

  2.不同接線的浪涌測試對比

  圖1顯示了兩種防雷器的連線結(jié)構(gòu)。左圖是輸入市電先經(jīng)過設(shè)備然后才到防雷器,右圖是輸入市電先經(jīng)過防雷器,然后到后級(jí)設(shè)備,而且防雷器的輸入接線較短。左圖輸入防雷器的接線較長,等效于接入了引線電感,如圖2所示。

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  圖2 智能路燈系統(tǒng)簡圖

  3.浪涌測試結(jié)果分析

  若系統(tǒng)的電源端口防雷要求是差模30kA,在系統(tǒng)電源端口并聯(lián)了標(biāo)稱30kA的防雷器。實(shí)際測試中,按圖1左圖連接,后級(jí)的LED驅(qū)動(dòng)電源和AC-DC模塊損壞,而防雷器完好無損;而按右圖順序連接,防雷器和后級(jí)模塊均正常。

  如圖2所示,差模試驗(yàn)中,浪涌電流沿著箭頭方向流動(dòng)。左圖由于接線較長,防雷器與設(shè)備端口間的接線總長達(dá)0.5m,線纜電感約0.5uH,30kA浪涌電流沖擊下,線纜壓降約:U=L*di/dt=0.5uH*30kA/8us=1875V。再加上防雷器本身約1500V的殘余電壓,左圖加在設(shè)備端口的總浪涌電壓高達(dá)3375V。而普通的AC-DC電源模塊,在不增加外圍電路的情況下,很難承受3000V以上的浪涌沖擊。因此,錯(cuò)誤的接線最終導(dǎo)致防雷器在高能量的浪涌沖擊下失去保護(hù)作用。

  而右側(cè)的接線結(jié)構(gòu)則不然,輸入浪涌沖擊先經(jīng)過了防雷器,最終到達(dá)后級(jí)設(shè)備輸入端的浪涌電壓只有防雷器的殘余電壓:1500V,設(shè)備得到良好保護(hù)。

  4.防雷器的正確應(yīng)用要點(diǎn)

  防雷器的輸入接線盡量短而粗,必要時(shí)多股并聯(lián),減小導(dǎo)線自感,使防雷器盡可能的吸收輸入端的浪涌沖擊能量;

  被保護(hù)設(shè)備需安裝在防雷器之后,使得輸入浪涌沖擊先由防雷器衰減后再進(jìn)入后級(jí),起到保護(hù)作用;

  減少后級(jí)設(shè)備輸入接線與未經(jīng)防雷器的輸入線的并行距離,減小可能的浪涌耦合路徑;

  信號(hào)鏈路的防雷器接線與之類似,也遵循相同的原則。


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