什么東西才有資格稱之為SPD?
EMC中有關(guān)浪涌防護(hù)的部分，在國內(nèi)引申為“防雷”，歸屬于氣象局管理，采用了國際通用的稱呼：SPD。
防雷只是EMC學(xué)科的一個細(xì)小分支，要從完整的EMC角度去理解防雷，從安規(guī)要求去考核防雷器，才能對設(shè)備形成有效保護(hù)。不是什么電路都有資格稱之為SPD，沒有對安全性作保障性設(shè)計就沒有資格稱之為SPD。
現(xiàn)在，很多山寨廠把SPD價格壓得極低，因為他們只關(guān)心通流量、殘壓、最大持續(xù)運(yùn)行電壓這幾個參數(shù)。而防雷器在非浪涌入侵狀態(tài)下是否會發(fā)生損壞根本不予考慮。換言之，他們根本不關(guān)心防雷器的安全性能。
電源防雷器除了具備必要的防雷性能外，其另外一個重要的性能就是其安全性能：
1.不影響系統(tǒng)的功能;
2.防護(hù)器件失效時對系統(tǒng)運(yùn)行的影響減到最小。
防雷器是耗材，它必須優(yōu)先于被保護(hù)設(shè)備啟動保護(hù)動作，并優(yōu)先于被保護(hù)設(shè)備發(fā)生損壞而確保被保護(hù)設(shè)備。從元器件層面理解防雷，才能做到一個基本合格的SPD給客戶。
電源內(nèi)置防雷器?
目前，在LED戶外照明領(lǐng)域，由某些電源企業(yè)發(fā)起了一種叫做“內(nèi)置防雷器”的東東，這不過是個噱頭，它不光無法起到防雷器的功能作用，還會因為與被保護(hù)設(shè)備配合不合理造成“不動作或誤動作”。
在沒有對EMC行業(yè)完整理解的情況下，貿(mào)然在恒流開關(guān)電源內(nèi)置防雷器，這是對防雷行業(yè)的不尊重，是對電磁兼容學(xué)科的不尊重!
首先，防雷器不可能做成全電壓，SPD只能做成單電壓，這是由于元器件原因造成的，不可能改變;
其次，防雷器必須要有必要的熱脫扣裝置，這不是一顆電流保險絲能夠做得到的;
最后，必須在系統(tǒng)里做完整的熱設(shè)計，專門針對IEC61643、UL1449里的TOV實(shí)驗做設(shè)計。
建議LED路燈、顯示屏企業(yè)，都學(xué)習(xí)一下標(biāo)準(zhǔn)：YD/T1235.1-2002《低壓配電系統(tǒng)用電涌保護(hù)器技術(shù)要求》以及原鐵道部部標(biāo)TB/T2311-2008《鐵路信號設(shè)備用浪涌保護(hù)器》。
通信行業(yè)對防雷這事已駕輕就熟，對防雷器的要求已經(jīng)完善到了極致。
失效率?缺陷?
誠然，任何產(chǎn)品都可以接受一定的失效率，在防雷行業(yè)，我們是為了為客戶解決那0.001%的事故可能性，所以我們必須要糾結(jié)這些失效模式：輕微缺陷、一般缺陷、嚴(yán)重缺陷、致命缺陷。
筆者認(rèn)為可以接受的失效率應(yīng)該是：
嚴(yán)重缺陷+致命缺陷=0
輕微缺陷+一般缺陷<0.3%
怎么判定嚴(yán)重缺陷或致命缺陷呢?
我們來看幾個LED路燈在應(yīng)用時的失效案例：
案例一
湖北某長江大橋，路燈因雷擊失效
此例中，電源采用某大品牌電源，光源鋁基板通過銅鍍鎳螺釘固定于壓鑄鋁散熱器上，散熱器外表面使用絕緣三防漆噴涂，但燈頭抱箍位置有三顆鎖緊螺栓是銅質(zhì)金屬零件，外表面電鍍亮鎳，為導(dǎo)電體。
直擊雷打在橋面中央的路燈燈頭部位，橋面上105盞路燈全部熄滅，收費(fèi)站內(nèi)電腦、監(jiān)控、照明、空調(diào)完全損毀。橋下小區(qū)的配電箱跳閘，但依舊可見空開燒毀，熔斷保險器燒毀，該配電箱所轄片區(qū)完全斷電?！ ?/p>
當(dāng)有直擊雷擊打在燈頭位置時，經(jīng)由導(dǎo)電的鎖緊螺栓吸引，將雷電流引入燈桿。桿體底部法蘭銹蝕，電流無泄放通道，而此時，由于施工方已經(jīng)將市電PE線可靠接在桿體內(nèi)，使得雷電流進(jìn)入電源PE線四處亂竄，整個系統(tǒng)的PE電位被抬高數(shù)萬伏。
PE線這個雷電流泄放通道并不寬闊，得雷電流橫向“溢出”：尋找最脆弱的點(diǎn)擊穿。于是LED燈頭部位的LED燈珠被擊穿，LED電源從后級承受這雷電流能量。
同時，縱向泄放的雷電流經(jīng)由市電PE線涌向收費(fèi)站的各類電子終端設(shè)備，不停擊穿、涌出，最終在片區(qū)配電箱內(nèi)找到連接地網(wǎng)的銅質(zhì)PE匯流排，雷擊浪涌在擊穿配電箱內(nèi)的空開與熔斷保險器后，經(jīng)由PE匯流排沖入大地。
此案例的做法就屬于致命缺陷，可能改善的做法：
1、橋面設(shè)立很高的引雷裝置，并與橋梁主鋼筋做可靠等電位連接;
2、燈具接地應(yīng)做成“浮地”，只在最近的配電柜里接入PE匯流排。
案例二
吉林省某市LED路燈配備的SPD未發(fā)生動作造成燈具損壞
此例是老城區(qū)改造項目，而且施工方拒絕將市電PE線按照GB要求連接各個金屬部件并在片區(qū)配電柜內(nèi)妥善接地。造成PE電位不穩(wěn)，在浮地情況下，浪涌能量無法泄放到地，在N線打火的現(xiàn)象下造成片區(qū)配電柜跳閘，給業(yè)主帶來多次短暫停電的影響。
按照國標(biāo)進(jìn)行電力施工，一定按照國標(biāo)把市電PE線接穩(wěn)妥是必須的，接地的方式多種多樣但是必須要接地!
圖：接地線的施工簡直就是在犯罪，如果PE端頭銹蝕那么等于沒有做接地!
在此案例中使用的是某大品牌的電源及同品牌防雷器。防雷器沒有過電流保護(hù)功能，大電流都將被后級系統(tǒng)直接承受。后級電路形成的過電流，無法通過防雷器進(jìn)行泄放。防雷器本身的壓敏電阻選型與電源模塊內(nèi)的壓敏選型不匹配，造成殘壓值被抬高的現(xiàn)象。
本例的做法屬于嚴(yán)重缺陷，接地系統(tǒng)不可靠已經(jīng)成為了影響路燈產(chǎn)品在現(xiàn)場應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)。
案例三
廣東沿海某市路燈著火
此例中，LED路燈采用的是電源公司自制的“防雷器”，筆者認(rèn)為這個東西沒資格稱之為“SPD”。該產(chǎn)品在差模保護(hù)電路中為沒有設(shè)計脫扣裝置，在持續(xù)小電流的作用下造成壓敏電阻劇烈燃燒，進(jìn)而引燃了路燈塑料外殼，整個燈頭猶如火把!
在現(xiàn)場用電環(huán)境非常惡劣的情況下，浪涌的產(chǎn)生是肯定的，只不過它有可能不會是SPD的滿額浪涌而已?，F(xiàn)場有高壓輸電網(wǎng)、高壓-低壓變壓器，三相電丟相、PE電位不穩(wěn)的現(xiàn)象同時存在，而此時作為保護(hù)器件的SPD又沒有設(shè)計熱脫扣裝置，壓敏電阻劣化短路當(dāng)然著火!
現(xiàn)場的PE接地線依舊沒有妥善接地，甚至是在筆者抵達(dá)現(xiàn)場以后開箱檢查才發(fā)現(xiàn)PE根本就沒有剝線!
果然是行業(yè)不同啊!如果是在我們防雷行業(yè)，這個SPD的設(shè)計師已經(jīng)被判刑了!
總結(jié)
綜上，筆者認(rèn)為在LED照明行業(yè)內(nèi)有一種普遍現(xiàn)象：都知道浪涌問題很重要，但就是瞧不起防雷行業(yè)，覺得防雷簡單，隨便拼湊幾個元器件就是產(chǎn)品。如果真那么簡單，這個50多年的行業(yè)，會有那么多企業(yè)單靠產(chǎn)品做到上市?
防雷是為了給客戶解決0.001%的風(fēng)險，當(dāng)那0.001%發(fā)生的時候，我們?yōu)榭蛻舫兄Z：產(chǎn)品絕不會在關(guān)鍵時刻掉鏈子!
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