隨著LED技術的深入發展
，產品價格不斷的下降，市場逐漸打開
，越來越多的照明產品使用LED作為光源。特別是在戶外的照明領域，大功率LED產品成為市場的主角。
然而，隨著LED燈具應用的增加，戶外LED燈具受雷擊浪湧影響失效的數量也在增加。據調查
，在正常使用年限內受損的LED戶外燈具大多是因為雷擊浪湧產生的過電應力失效了燈具電源及LED光源。

這不僅影響燈具的使用壽命，而且增加企業的維護成本。鑒於此，LED戶外燈具的抗雷擊浪湧能力應引起足夠的重視。

LED照明器具防雷的必要性

據(ju)不(bu)完(wan)全(quan)統(tong)計(ji)雷(lei)擊(ji)所(suo)帶(dai)來(lai)的(de)危(wei)害(hai)和(he)損(sun)失(shi)全(quan)球(qiu)每(mei)年(nian)以(yi)千(qian)億(yi)美(mei)元(yuan)來(lai)計(ji)。雷(lei)擊(ji)分(fen)為(wei)直(zhi)接(jie)雷(lei)和(he)間(jian)接(jie)雷(lei)，間(jian)接(jie)雷(lei)主(zhu)要(yao)包(bao)括(kuo)傳(chuan)導(dao)雷(lei)和(he)感(gan)應(ying)雷(lei)。由(you)於(yu)直(zhi)接(jie)雷(lei)所(suo)帶(dai)來(lai)的(de)能(neng)量(liang)衝(chong)擊(ji)非(fei)常(chang)大(da)，破(po)壞(huai)力(li)極(ji)強(qiang)，一(yi)般(ban)電(dian)源(yuan)是(shi)無(wu)法(fa)承(cheng)受(shou)的(de)，所(suo)以(yi)必(bi)須(xu)要(yao)有(you)災(zai)害(hai)規(gui)避(bi)的(de)手(shou)段(duan)。

雷擊所形成的浪湧衝擊是一種瞬態波，是一種瞬變幹擾
，可以是浪湧電壓也可以是浪湧電流。沿著電源線或其它路徑(傳導雷)或通過電磁場(感應雷)而傳送至電源線路。其波形特征是先快速上升然後慢慢下降。

這zhe種zhong現xian象xiang會hui對dui電dian源yuan產chan生sheng致zhi命ming的de影ying響xiang
，由you於yu其qi產chan生sheng的de瞬shun間jian的de浪lang湧yong衝chong擊ji遠yuan遠yuan超chao出chu一yi般ban電dian子zi器qi件jian的de電dian性xing應ying力li，導dao致zhi的de直zhi接jie結jie果guo是shi電dian子zi元yuan件jian損sun壞huai從cong而er引yin起qi“死燈”現象。

如(ru)果(guo)是(shi)智(zhi)能(neng)電(dian)源(yuan)的(de)話(hua)，即(ji)便(bian)是(shi)瞬(shun)態(tai)的(de)浪(lang)湧(yong)衝(chong)擊(ji)沒(mei)有(you)對(dui)器(qi)件(jian)造(zao)成(cheng)損(sun)壞(huai)也(ye)可(ke)能(neng)會(hui)幹(gan)擾(rao)程(cheng)序(xu)的(de)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)，從(cong)而(er)發(fa)出(chu)錯(cuo)誤(wu)性(xing)指(zhi)令(ling)，致(zhi)使(shi)電(dian)源(yuan)無(wu)法(fa)按(an)預(yu)期(qi)的(de)指(zhi)令(ling)工(gong)作(zuo)。這(zhe)也(ye)很(hen)好(hao)的(de)解(jie)釋(shi)了(le)為(wei)什(shen)麼(me)浪(lang)湧(yong)(衝擊)抗擾度在安規認證中是屬於電磁兼容的範疇。

LED照明器具防雷的措施

對戶外LED照明驅動電源而言，使用環境決定了防雷擊是衡量其性能的一個重要指標。正如上文所說，防雷應該是針對“直擊雷”、“間接雷”一起防護
，才能起到防護效果。

防雷的“防”字，其實是用字錯誤，有根本意義上的歧義。防雷的核心手段是引導、泄放，“防”是防不住的。防雷手段分為外部防雷與內部防雷，一般的戶外用照明設備
，因為沒有內部電路(設備終端)
，因此不需要做內部防雷，隻需要將外部防雷做好即可，即：接閃器、引下線
、接地。

而在LED照明行業，每一個光源的前端都需要用一個“驅動電源”，因此它就有了一個內部的係統終端，那麼在LED照明設備應用於戶外場合，就必須要有一個防雷器(防雷器)做末級保護。

通常意義上，防雷應該是分區多級
，以確保最終端的用電設備不會被浪湧損壞。

那麼在戶外LED照明設備的特殊性就體現出來了：它們一般是直接由片區總配電箱來控製一個終端設備
，那麼除了在片區配電箱內，按照GB50057標配防雷器以外
，就戶外LED照明設備我們還需要做哪些動作呢?

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內部防雷係統是指路燈內部通過接地

、設置電壓保護等方式對設備進行保護。該係統可防止感應雷和其他形式的過電壓侵入，造成電源毀壞、這是外部防雷係統無法保證的。
這兩者之間是相輔相成的，互為補充。內部防雷係統在很多器件上例如外殼、進出保護區的電纜
、金屬管道等都要連接外部防雷係統或者設置過壓保護器
，並進行等電位連接。

第二.徹底消除雷電引起的毀壞性的電位差
，電源線、信號線
、jinshuguandaodengdouyaoyongguoyabaohuqijinxingdengdianweilianjie，gegeneicengbaohuqudejiemianchuyeyaojinxingjubudengdianweilianjie

，gegejubudengdianweilianjiechuyaohuxianglianjie，zuihouyuzhudengdianweichuxianglian。

第三.目前LED路燈除了電源設備外
，還會設置一些通信設備用於控製路燈的開關及亮度，這些設備及電源都需要安置在雷電保護區內，保護區域直接受外殼屏蔽。此處的電磁場要弱得多。

第四 防雷器的作用是在最短時間(納秒級)內(nei)將(jiang)被(bei)保(bao)護(hu)係(xi)統(tong)連(lian)入(ru)等(deng)電(dian)位(wei)係(xi)統(tong)中(zhong)
，使(shi)設(she)備(bei)各(ge)端(duan)口(kou)等(deng)電(dian)位(wei)。同(tong)時(shi)將(jiang)電(dian)路(lu)中(zhong)因(yin)雷(lei)擊(ji)而(er)產(chan)生(sheng)的(de)巨(ju)大(da)脈(mai)衝(chong)能(neng)量(liang)經(jing)短(duan)路(lu)線(xian)釋(shi)放(fang)到(dao)大(da)地(di)
，降(jiang)低(di)設(she)備(bei)各(ge)接(jie)口(kou)端(duan)的(de)電(dian)位(wei)差(cha)，從(cong)而(er)起(qi)到(dao)保(bao)護(hu)設(she)備(bei)的(de)作(zuo)用(yong)。新(xin)力(li)光(guang)源(yuan)研(yan)發(fa)團(tuan)隊(dui)認(ren)為(wei)，LED路燈電源模塊不僅要按照上述要求進行設計，而且必須經過嚴格的檢驗程序。

一般的防雷設計包含了一或二級防護電路。在這裏並不是說一級(並聯)就一定比二級(串聯)差，一定要根據具體的被保護設備的自身耐受特性，再來決定防雷器的內部電路。

防雷是一種約定俗成的習慣稱謂，轉化為對電源的要求來說是指電源要具備防浪湧衝擊的一種能力。

LED驅動電源在安規認證上要求要對其進行浪湧(衝擊)抗幹擾度試驗
，以保證電源具有一定的抗幹擾能力。國內執行的標準是GB/T17626.5《電磁兼容試驗和測試技術浪湧(衝擊)抗擾度試驗》
，此標準等同采用IEC61000-4-5：2005。

筆者參與起草的CSA-027《LED戶外照明防雷技術要求》中已經有非常明確的防雷器選型優選參數表，建議參考選型，並嚴格按照標準要求進行施工作業。

事實上，電源除了在遭受雷擊外，在接通、斷開電感、容性負載或大型負載
、電力係統的切換
、與開關器件相關聯的諧振現象及各種係統故障如係統組合對接地係統的短路和電弧故障均會產生很高的瞬時操作過電壓(或過電流)。

例li如ru大da功gong率lv驅qu動dong電dian源yuan在zai開kai通tong瞬shun間jian
，特te別bie是shi在zai冷leng啟qi機ji條tiao件jian下xia
，會hui產chan生sheng一yi個ge很hen大da的de浪lang湧yong電dian流liu流liu入ru電dian源yuan設she備bei，是shi因yin為wei電dian源yuan裏li麵mian有you很hen多duo不bu同tong用yong途tu的de電dian容rong，尤you其qi是shi用yong於yuPFC(功率因數調整)線路後的高壓、大容量的電解電容
，在啟機前電壓很低
，在接通市電很短的時間內對電容迅速充電，該峰值電流遠遠大於穩態條件下的輸入電流。

如果同時恰好在輸入電壓為90度相位角時接通，這個時候的衝擊電流會更大。

在現階段
，無論是照明行業還是LED行業，對於防雷事宜均不專業，然而完全按照防雷行業的標準要求去製作戶外LED照明設備的外、內部防雷，成本極高。

尤其是最為關鍵的外部防雷，很少有施工方願意遵循GB50343或GB50057的要求進行施工作業。而內部防雷，僅防雷器一項的成本就較高(約￥20.00以上)，如果再加上等電位連接、連接點三防處理
，那麼成本更高。

目前，必須麵對一個事實：戶外LED照明設備正在往高度集成化
、模mo塊kuai化hua方fang向xiang上shang去qu發fa展zhan。如ru此ci
，相xiang對dui於yu末mo級ji保bao護hu用yong的de防fang雷lei器qi來lai說shuo，它ta不bu僅jin僅jin要yao保bao護hu電dian源yuan部bu分fen，還hai要yao在zai一yi定ding程cheng度du上shang保bao護hu光guang源yuan部bu分fen不bu受shou共gong模mo浪lang湧yong損sun害hai。防fang雷lei行xing業ye所suo說shuo的de0.5m原則及凱文接線法在這裏就顯得尤為重要。

由於GB7000.1-2014的最新修改導致了安規條款的變化
，爬電距離及電氣間隙都有降額，那麼在一些戶外LED照明設備的光源板上就會有較大的“地電位反擊”的風險，當金屬散熱器上的光源板采用鋁基板時，LED焊(han)點(dian)距(ju)離(li)非(fei)工(gong)作(zuo)區(qu)金(jin)屬(shu)部(bu)件(jian)的(de)爬(pa)電(dian)距(ju)離(li)較(jiao)短(duan)，在(zai)前(qian)級(ji)防(fang)雷(lei)電(dian)路(lu)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)，地(di)電(dian)位(wei)可(ke)能(neng)在(zai)納(na)秒(miao)級(ji)的(de)時(shi)間(jian)內(nei)被(bei)抬(tai)高(gao)了(le)數(shu)萬(wan)伏(fu)特(te)，極(ji)易(yi)引(yin)起(qi)光(guang)源(yuan)板(ban)部(bu)分(fen)的(de)“地電位反擊”，從而導致光源部分被擊穿。

那na麼me我wo們men會hui建jian議yi，在zai采cai用yong這zhe種zhong光guang源yuan方fang式shi的de項xiang目mu中zhong
，在zai電dian源yuan與yu光guang源yuan之zhi間jian加jia裝zhuang一yi個ge直zhi流liu防fang雷lei器qi，以yi確que保bao在zai有you浪lang湧yong流liu過guo時shi，防fang雷lei器qi能neng夠gou將jiang後hou級ji終zhong端duan設she備bei脫tuo開kai電dian網wang並bing將jiang所suo有you的de導dao電dian體ti拉la在zai一yi起qi
，形xing成cheng等deng電dian位wei體ti
，而er在zai浪lang湧yong過guo後hou防fang雷lei器qi斷duan開kai泄xie放fang通tong道dao，整zheng個ge係xi統tong繼ji續xu正zheng常chang工gong作zuo。

如有必要，建議改進光源板外形尺寸及其與散熱器的連接方式。

已經有企業走出LED照明器具的防雷第一步

我們必須認識到，不是什麼電路都可以被稱之為防雷器的
，在防雷行業,GB18802.1-2011中明確規定了
，交流設備用防雷器必須通過TOV實驗條款.

我們曾經解剖分析了多家公司的“防雷器”，發現其原有電路中的很多器件都被省略了，特別不可以接受是省略了防雷器中的保險絲與退偶器件。

第一.壓敏電阻的長期失效模式隻有一種：短路!如果連保險絲都省略了，那麼我們可以想象
，當防雷器長期使用後發生了劣化，而防雷器又無法再瞬間脫離電網，那麼會引起零、火線間短路，這將是明火事故!

第二.一個自身擁有兩級防護電路的防雷器
，省略了退耦器件

，那麼它的後級電路根本就不會發生動作。

換言之，要麼它的後級電路要麼是冗餘設計，無法對電參數起到任何優化效果;要麼它的後級電路就是在浪費成本!

事實上，一些國內專注與戶外電源的廠商已經對於防雷器(SPD)有比較深刻的理解。

其實電源前級有一個簡易的一級防護電路
，但是該企業又增加一個防雷器(SPD)，該防雷器是假串聯真並聯的電路結構
，依據該公司的操作指引說明書，它的防雷器必須安裝於電源前級10米開外的位置。

它正是使用連接導線做天然電感!這種方式對於LED照明行業來說非常合適。

第一.它的電源本身具備一定的抗浪湧功能，並且可以單獨使用!
第二.它的防雷器可以安裝在路燈杆的底部電氣窗口位置
，便於維修更換!
第三.它的防雷器本身成本極低，但是需要和它自身的電源配合使用!

LED照明行業，已經走到了越來越規範

、越yue來lai越yue健jian康kang的de時shi代dai，防fang雷lei作zuo為wei附fu屬shu保bao護hu手shou段duan，也ye已yi經jing被bei重zhong視shi起qi來lai
，但dan是shi要yao想xiang達da到dao如ru通tong訊xun行xing業ye那na麼me規gui範fan還hai要yao走zou很hen長chang很hen遠yuan的de路lu
，我wo們men看kan到dao一yi個ge又you一yi個ge的de標biao準zhun
、規範發布實施

，這是好事。

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