最新5205-LED路灯电源失效大剖析提供解决方案汇总

5205-L E D路灯电源失效大剖析提供解决

方案

LED路灯电源失效大剖析（提供解决方案）

现今LED节能产品在路灯的改造上得到了政府及使用方的认可与青睐，大力促进了LED路灯的发展。但在LED路灯的实际使用中可以发现，诸多路灯电源实际应用状况不乐观。“电源”作为LED路灯的重要部件，环境因素与安装接地方式对电源的使用寿命有很大影响。根据个人对多地LED电源故障的实地勘测综合分析看，失效品多发生在雷区、水域、空旷地等路段，因此LED路灯产品要有一定的防感应雷的特性，还要改良接地技术，这两点需要LED路灯厂家和LED电源制造商的共同努力才能将LED路灯电源的使用寿命大大延伸。

下面将多年的LED路灯电源使用中碰到的故障进行分析，并提出个人的一些改进技术建议，希望能为LED路灯的发展贡献绵薄之力。

主要电源使用失效机理与分析

问题分析1：

电网电压高：与工业电网未隔离，造成后半夜，电压升高，超过电源规格的最大输入电压。

电网电压波动对LED电源使用的影响。

例：在对LED路灯电源维护时,在不同地区所量测监控电网电压过高情况：

针对上述问题提出以下方法供参考：

在供电与电源之间增加漏电保护开关。

当发生输入过压和连续强雷击现象，可以切换电源，进行保护，维护时再人工合上开关即可，不会损坏设备。

需要关注漏电流的选择，防止频繁动作。

问题分析2：主要为雷击损坏

灯柱安装接地效果不好，造成防雷效果差，影响电源的正常工作：

土壤环境分析

电杆置填深度

电源地线接地状况不良，造成防雷效果差。

电网供电保护效果不好，造成防雷效果差。

空中的闪电发射的是一光谱的无线电波，架空的道路灯具和供电线路，是良好的接受天线。这一瞬时差模干扰电压也可达到数百伏至3000 多伏，这一电压往往会击穿电子设备的电源电路的电气间隙，同样会损坏驱动电路。因此电源需要做防雷设计，防雷设计是一个系统工程，需要从供电电网、系统接地到用电设备等全方面进行防雷设计。

以下将详细分析防雷设计与目前的现状：

一、雷击失效实例（见下图）

在分析过程中，诸如此类MOV破裂，均是雷击损坏所致。

二、四种类型雷击模式及电源雷击失效机理

1. 直击雷：蕴含极大的能量，峰值电压可达5000kv的雷电流入地，具有极大的破坏力。会造成以下三种影响：

1) 巨大的富电流在数微秒时间内流下地，使地电位迅速升高，造成反击事故，危害人身和设备安全。

2) 雷电流产生强大的电磁波，在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压。

3) 雷电流流经电气设备产生极高的热量，造成火灾或爆炸事故。

2. 传导雷：远处的雷电击中线路或因电磁感应产生的极高电压，由室外电源线路和通信线路传至建筑物内室内的电气设备。

3. 感应雷：云层之间频繁放电产生强大的电磁波导致共模和差模干扰，影响电气设备运行。

4. 开关过电压：供电系统中的电感性和电容性负载开启或断开、地极短路、电源线路短路等，都能在电源线路上产生高压脉冲，脉冲电压可达正常电压的3到5倍，可严重损坏设备。破坏效果与雷击类似。

国军标《GJB 6784-2009 军用地面电子设施防雷通用要求》，如下图所示：

三、防雷的系统设计：

TN-S结构是指变压器出来，采用三相四线制输电，中性线与保护地相连。此结构有利于浪涌电流的迅速泄放。此时的防护等级为IV级(4KV)；传送到大楼后，防护等级为III级（2.5KV）；到了专用机房后，防护等级为II级（1.5KV）；最后到设备上，防护等级降为I级（1.0KV）。

防雷是系统工程，一方面要对能量逐级吸收，及防护区间量级分类的原则，需

要做多级防护。另一方面要从供电系统、设备接地、产品等三方面进行防护设计。

供电电网的防雷设计，可以根据最新标准《CJJ45-2006 城市道路照明设计标准》第6章要求：“6.1.9 道路照明配电系统的接地形式宜采用TN-S系统或TT系统，金属灯杆及构件、灯具外壳、配电及控制箱屏等的外露可导电部分，应进行保护接地，并应符合国家现行相关标准的要求。”

根据现场维护反馈信息，主供电线有三条：火线、零线和保护地线（PE）。应属TN-S系统，有独立的接地线，为雷击浪涌电流的泄放提供了途径。

灯杆的防雷接地设计，要依据GB50057-2000《建筑物防雷设计规范》第3.2.2条“三、防雷电感应的接地装置应和电气设备接地装置共用，其工频接地电阻不应大于10Ω。”还有最新标准《CJJ89-2001 城市道路照明工程施工及验收规程》第6章要求：

6.2.7 灯杆、配电箱等金属电力设备采用接地保护时，其接地电阻不应大于4Ω。

6.3.2 接地体埋深应符合设计规定当设计无规定时埋深不宜小于0.6m。

综上所述，路灯灯杆接地应遵循保护接地不大于4Ω，防雷接地不大于10Ω。

土壤对接地电阻有影响，灯杆的防雷接地设计就是采取有效降阻方法。当接地点的土壤（如岩石、砂质土壤和长期冰冻的土壤）电阻率较高时，为了满足接地电阻的要求，须采取措施来降低土壤的电阻率，这些措施包括：

1. 换土：用电阻率较低的黑土、粘土和砂质粘土等替换电阻率较高的土壤。一般换掉接地体上部1／3长度、周围0.5米以内的土壤。

2. 深埋：如果接地点的深层土壤电阻率较低，可适当增加接地体的埋入深度。深埋还可以不考虑土壤冻结和干枯所增加电阻率的影响。

3. 外引接地：通过金属引线将接地体埋设在附近土壤电阻率较低的地点。

4. 化学处理：在接地点的土壤中混入炉渣、木炭粉、食盐等化学物质，以及采用专用的化学降阻剂，可以有效地降低土壤电阻率。

5. 保土：采取措施保持接地点土壤长期湿润。

6. 对冻土进行处理：在冬天往接地点的土壤中加泥炭，防止土壤冻结，或者将接地体埋在建筑物的下面。

四、电源的防雷设计：

1. LED电源使用要求

参照《GBT 17626.5-2008 电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验》分为1\2\3\4\X级。电源线差模试验的1级参数未给，其余各级分别为0.5KV\1KV\2KV及待定。电源线共模试验的各级参数为0.5KV\1KV\2KV\4KV。试验的严酷度等级取决于环境（遭受浪涌可能性的环境）及安装条件，大体分类是：

1级：有较好保护的环境，如工厂及电站的控制室；

2级：有一定保护的环境，如无强干扰的工厂；

3级：普通的电磁骚扰环境：对设备未规定特殊安装要求，如普通安装的电缆网络，工业性的工作场所和变电所；