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LED 投光灯的防雷击设计及防护措施

2025-09-27 15:24:16

一、LED 投光灯自身的防雷击设计要点
LED 投光灯的防雷能力核心取决于电路防护与结构设计,主要包含三个关键层面:
1. 浪涌保护器(SPD)的集成设计
  • 核心作用:当雷击产生的瞬时高电压、大电流侵入电路时,SPD 可在纳秒级时间内导通,将浪涌电流泄放入地,避免灯珠、驱动电源等核心部件被击穿。

  • 选型标准:户外空旷场景需选II 级及以上浪涌保护器,标称放电电流(In)不低于 20kA;电源端口需匹配交流 220V/380V 额定电压,响应时间≤25ns。

  • 安装位置:通常集成在驱动电源输入端,部分高端产品会在信号端口(如调光控制端)额外增设 SPD,形成 “电源 + 信号” 双重防护。

2. 接地系统的结构优化
  • 外壳接地设计:采用压铸铝外壳时,需在外壳与接地端子间设置低阻抗导电通道,接地电阻需≤4Ω;外壳喷涂绝缘涂层的产品,必须在接地触点处预留裸露金属区域,确保接地可靠。

  • 内部电路隔离:灯珠板与外壳间采用绝缘导热垫隔离,驱动电源与壳体间设置绝缘隔板,避免浪涌电流通过壳体传导至内部电路。

3. 耐冲击材料的选用
  • 透光罩:选用抗冲击强度≥12kJ/m² 的钢化玻璃,避免雷击产生的冲击波击碎透光罩导致灯具损坏。

  • 密封胶圈:采用耐老化的三元乙丙橡胶(EPDM),在雷击引发的温度骤变下仍能保持密封性能,防止雨水渗入加剧故障。

二、不同场景的防雷击防护措施
1. 空旷场地(如广场、体育场、露天停车场)
  • 产品选型:必须选用具备完整防雷模块的投光灯,防护等级不低于 IP65,同时标注 “防雷等级 C 级” 及以上认证(依据 GB/T 18802.1-2021 标准)。

  • 安装防护

  • 灯杆高度超过 15 米时,需在灯杆顶部加装避雷针,避雷针保护范围需覆盖投光灯(按滚球法计算,滚球半径取 60 米)。

  • 投光灯的接地线需与灯杆接地系统直接连接,灯杆底部设置接地极,采用镀锌角钢(50×50×5mm)垂直打入地下≥2 米,若土壤电阻率高(>1000Ω・m),需添加降阻剂。

  • 多盏投光灯共用灯杆时,每盏灯具的接地线需独立连接至灯杆接地干线,避免串联接地导致阻抗叠加。

2. 沿海及多雷地区(如广东、福建沿海)
  • 强化防雷设计:选用带差模 + 共模双重浪涌防护的产品,共模防护电压≥2.5kV,差模防护电压≥1.5kV。

  • 额外防护措施

  • 在配电箱内增设一级浪涌保护器(In≥50kA),与投光灯内置的二级 SPD 形成分级防护,降低单次浪涌能量冲击。

  • 每季度检测接地电阻,确保雨季时接地电阻仍≤10Ω(沿海土壤多为盐碱地,易腐蚀接地极,需选用镀锌或铜包钢接地材料)。

3. 建筑物附属安装(如楼宇外墙、屋顶)
  • 协同防雷:投光灯的安装位置需在建筑物避雷针或避雷带的保护范围内,若超出保护范围,需单独设置小型避雷针(高度≥0.5 米,与灯具水平距离≤1 米)。

  • 线路防护:电源线路采用铠装电缆,沿建筑物外墙敷设时需穿镀锌钢管保护,钢管两端接地;线路长度超过 50 米时,在灯具输入端额外加装三级浪涌保护器。

三、防雷性能的检测与维护
1. 出厂检测标准
  • 依据 GB/T 17626.5-2019《电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验》,对投光灯进行 ±8kV(接触放电)、±15kV(空气放电)的静电放电测试,±2kV(差模)、±4kV(共模)的浪涌冲击测试,测试后灯具需能正常启动且各项性能参数偏差≤10%。

  • 接地连续性测试:施加 10A 直流电流,测量外壳与接地端子间的电阻需≤0.1Ω。

2. 日常维护要点
  • 定期巡检:每半年检查一次 SPD 状态,若产品带指示窗口,需确保指示为 “正常”(通常为绿色),若显示 “故障”(通常为红色)需立即更换。

  • 雷雨季后检测:每次强雷雨天气后,用万用表检测驱动电源输出电压是否稳定,灯珠是否有暗亮、闪烁等异常现象,同时复测接地电阻。

  • 寿命管理:浪涌保护器的使用寿命通常为 5-8 年,即使未出现故障,也需在年限到期后主动更换,避免老化导致防护失效。

四、常见防雷误区与解决方案
常见误区
正确做法
仅依赖灯具自身防雷,不做外部接地
灯具防雷与接地系统必须配套,接地不良会导致 SPD 无法泄放浪涌电流
所有场景选用相同防雷等级的产品
按雷区等级(依据 GB 50057-2010 划分的少雷区、多雷区、高雷区)选型,高雷区需升级防护等级
接地极随意打入地下,不检测电阻
接地极需符合规范,土壤电阻率高的区域需采用多极接地或降阻措施,确保电阻达标

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