建築電氣:LED路燈的防雷保護怎樣設計?

間隔距離和防雷等電位聯結

凡是屋面的金屬部分,都應該和防雷裝置聯結嗎?屋面的避雷針(我國規範叫接閃杆,不在意,因為英文名稱不變。)如何和保護對象保持一定間隔距離?何時考慮這個間隔距離要求?(這個最要命)

建築電氣:LED路燈的防雷保護怎樣設計?


GB50057哪些條款談到了間隔距離?第4.2.1條,4.3.2條,4.3.8條,4.4.7條,還給出了計算公式,很好。

為什麼中外標準要強調這個間隔距離?目的就是為了防止防雷系統和建築物金屬部分、電氣設備外殼發生閃擊。電光火石之間,來不得半點僥倖和矯情!

回到開始的問題:凡是屋面的金屬部分,都應該和防雷裝置聯結嗎?大寫的NO!如果研究GB 50057,您會發現只有第一類/第二類防雷建築物才提到間隔距離的問題。那其他情形呢?難道就不管了嗎?

工程上需要嚴肅考慮這個因素。凡是沒有和接地的建築物鋼筋連接(或者低壓配電系統的保護導體)且和外部防雷系統在1m以內的金屬部分,均應考慮間隔距離!GB可能含混了些。

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那麼,問題又來了喔。當遇到特殊情況,間隔距離保證不了,怎麼設計我的外部防雷系統?此時,設計絕緣的外部防雷系統!因為,傳統的外部防雷系統已經不能滿足間隔距離的要求。德國有的專業防雷分包商產品能做到相當於空氣間隔距離0.75m。


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最後,用一張一目瞭然的圖片概括上面的廢話。情形1?不ok。情形2?ok。情形3?ok。

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接地網格

IEC 62305推薦了兩種接地形式:A型是離散的接地極,B型是環形接地極(包括利用建築基礎鋼筋的環形接地)。前者適合低矮建築,後者適合體量大的建築/建築群。

問一個傳統的問題:建築物的接地網格多大合適?似乎您在GB 50057找不到答案喔。

德國同行推薦:有外部防雷措施時,接地網格10x10m;無外部防雷措施時,接地網格20x20m。再問個問題:這個經驗值合理性在哪?有什麼講究?

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再問一個問題:建築的接地網格是埋在結構層內還是建築墊層內?工業建築適合哪種敷設方式?

來個實操性的課題:LED路燈選用哪型SPD?今天1000人機電群裡討論的熱火朝天。

——有人說:室外LED箱遭遇直擊雷的概率,可謂分分鐘。所以,似乎適合選用I型SPD。

——有人說: 但室外LED箱一般又是從箱變接過來的二級配電,所以,它又似乎適合選用II型SPD。

——也有人說:是否有必要保護的滴水不露,還是有取捨的保護,這需要考慮。

——中庸之道說:組合型秒殺一切。

——還有人說:就幾個燈,劈了就劈了!

元芳,您怎麼看?

LED路燈為何要保護?

路燈的維護屬於高危作業,要用到升降機和大量人力,因此維護費用相當的高。

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其次, LED路燈不同於普通的鈉燈/金滷燈,LED驅動器給光源特低電壓供電,對過電壓特別敏感。因此,LED路燈需要SPD保護。

LED路燈如何設計保護?

首先,設計好通長的接地線。按照IEC 62305-3,次接地線應該敷設在電纜上方0.5m,接地線補償了電壓差,並且降低了雷電感應對電纜的拉弧的概率。

寫到這,不由得回想起自己做設計的歲月。10多年前,我們在做市政道路照明時,總要通長敷設一根40x4mm鍍鋅扁鋼。一方面作為PE線,另一方面就是起上面的作用撒!

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那麼,LED路燈的SPD該如何選擇型號?

情形一,當雷擊發生在路燈上時,如下圖所示,此時,在燈柱和電控箱安裝的組合型SPD(type I+II)能有效的抑制浪湧。

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情形二,當雷擊發生在路燈附近時(1.5km以內),此時會產生雷電感應,通過電纜傳導。顯然,相比直擊雷,能量小了許多,但是依然會損壞LED電子器件。顯然,此時,裝設II型SPD就可以了。

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有人要說了,鬼曉得老天爺打雷打在哪個地方喃?

既然這個事情不可預測,個人之見哈,設計選擇組合型SPD比較妥當,這可不是中庸之道喔!


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