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(duì)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。
圖1 智能路燈系統(tǒng)簡圖
2.不同接線的浪涌測試對(duì)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。
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。