Светодиодный уличный фонарь с защитой от перенапряжения 10 кВ: характеристики, преимущества и руководство по выбору

В рамках проекта по расширению муниципальной дороги на побережье Юго-Восточной Азии за два сезона гроз было потеряно 38 процентов водителей светодиодных уличных фонарей. Первоначальная спецификация допускала защиту от перенапряжения 6 кВ, но коридор находится в зоне примерно с 30 грозовыми днями в году и открытыми воздушными линиями электропередачи. После второго раунда замены драйверов команда инженеров повторно определила светильники как Светодиодный уличный фонарь с защитой от перенапряжения 10 кВ светильники. Последующие сезоны гроз не привели к сбоям драйверов, связанным с перенапряжением. В этой статье объясняется, что охватывает номинал 10 кВ, какие проекты действительно требуют его и как проверить, что поставщик поставляет настоящий продукт на 10 кВ, а не линию, указанную в технических характеристиках.

Что означает защита от перенапряжения 10 кВ для светодиодного уличного фонаря?

Защита от перенапряжения 10 кВ — это номинальная выдерживаемость встроенного в светильник устройства защиты от перенапряжений (SPD), проверенная на способность фиксировать и рассеивать входящие переходные напряжения до 10 кВ без повреждения светодиодного драйвера или светодиодного модуля. Это число является показателем переходного напряжения, а не показателем водонепроницаемости или ударопрочности.

Уличные фонари расположены на концах длинных цепей питания, которые ведут себя как антенны. Удар молнии в линию среднего напряжения, даже на расстоянии нескольких сотен метров, вызывает скачок напряжения в проводниках. Переключение сети, конденсаторные батареи и близлежащие промышленные нагрузки создают меньшие, но повторяющиеся скачки напряжения. УЗИП внутри светодиодного уличного фонаря с защитой от перенапряжения 10 кВ отводит эту энергию на землю до того, как чувствительные компоненты драйвера достигнут порога пробоя.

Уровни защиты обычно группируются в три класса:

• 6 кВ: базовая защита для плотных городских сетей с низким уровнем грозового воздействия
• 10 кВ: усиленная защита дорог, автомагистралей и открытых объектов.
• 20 кВ: надежная защита для гористой местности и зон с очень высокой плотностью вспышек.

Где действительно необходимы светодиодные уличные фонари с защитой от перенапряжения 10 кВ

Любой проект дорожного освещения в регионе с более чем восемью вспышками на квадратный километр в год, в неэкранированной сети электропитания или на опорах с воздушными проводами должен по умолчанию использовать защиту от перенапряжения 10 кВ. Более низкий рейтинг не оставляет разницы между обычными скачками напряжения в сети и катастрофическим событием.

Глобальные климатологические карты молний показывают, что Юго-Восточная Азия, Центральная Америка, Гвинейский залив и некоторые районы южной Индии имеют от 10 до 20 вспышек на квадратный километр в год. В Северной Европе часто регистрируется менее двух особей. Эта разница напрямую приводит к перенапряжению светильников. В зоне с высокой плотностью УЗИП 6 кВ поглощает одно умеренное событие, но повторяющиеся скачки напряжения выделяют больше тепловой энергии, чем может рассеять варистор, и драйвер выходит из строя при следующем ударе.

В отчетах по техническому обслуживанию коммунальных предприятий в нескольких странах примерно от 30 до 60 процентов преждевременных выходов из строя светодиодных уличных фонарей связаны с скачками напряжения и перенапряжениями в незащищенных местах. Для коридора с 200 светильниками этот диапазон означает десятки выездов грузовиков, настроек управления движением и замен водителей в течение срока службы объекта.

Модульный светодиодный уличный фонарь серии ATLANTIC с защитой от перенапряжений Этот мощный уличный фонарь устраняет неисправности, связанные с перенапряжениями, отмеченные в предыдущей статистике, благодаря модульной конструкции, обслуживанию без инструментов и надежному управлению температурным режимом для обеспечения надежной работы. Посмотреть продукт →

В приведенной ниже таблице показано, как годовая плотность вспышек молний соответствует рекомендациям по защите от перенапряжений:

6кВ против 10кВ против 20кВ: как выбрать

Выберите 6 кВ для плотных городских сетей с подземным питанием и низкой плотностью вспышек, установите 10 кВ по умолчанию для большинства проектов дорог и автомагистралей и зарезервируйте 20 кВ для мест, где плотность вспышек превышает примерно 15 вспышек на квадратный километр в год или где линия питания проходит полностью над головой через открытую местность.

Разница в стоимости между УЗИП 6 кВ и УЗИП 10 кВ внутри светильника обычно составляет от 5 до 15 долларов США за единицу на заводе. Эта сумма незначительна по сравнению с одним выездом на выездное обслуживание, которое включает в себя выезд грузовика, час технического специалиста и контроль дорожного движения. Указание защиты от перенапряжения 10 кВ в первоначальном тендере — это самый дешевый способ снижения рисков, который может предпринять проектная группа.

Как проверить подлинный светодиодный уличный фонарь с защитой от перенапряжения 10 кВ

Для проверки требуется отчет об испытаниях УЗИП, рейтинг переходных процессов драйвера и сертификат испытаний встроенного светильника, а не ни одной претензии в техническом паспорте. Светильник устойчив к перенапряжениям настолько, насколько его самое слабое звено, и обычно этим звеном является драйвер.

1. Запросите отчет об испытаниях УЗИП и подтвердите, что он соответствует требованиям IEC 61643-11 или ANSI C136.2 на уровне 10 кВ.
2. Проверьте техническое описание драйвера: многие светодиодные драйверы постоянного тока рассчитаны на внутреннее перенапряжение только 6 кВ.
3. Убедитесь, что УЗИП оснащено тепловым разъединителем, обеспечивающим безопасный выход из строя после экстремального события.
4. Запросите интегрированный отчет об испытаниях на перенапряжение для всего светильника, а не только для компонента SPD.
5. Проверьте степень защиты и степень воздействия для прибрежных или подверженных вандализму объектов: стандарт IP66 с IK09 или IK10 является общепринятым ориентиром.

Модульный светодиодный уличный фонарь серии NOVA со сменным доступом для водителя Благодаря доступу к отсеку привода без инструментов и модульным светодиодным двигателям этот светильник упрощает проверку и замену драйверов, обеспечивая проверку заявлений о защите от перенапряжения, как описано в сопутствующем тексте. Посмотреть продукт →

Для коридоров с высоким уровнем облучения модульная конструкция добавляет еще один уровень ценности: если УЗИП или драйвер выходит из строя после экстремального события, модульный светильник позволяет сервисной бригаде заменить поврежденный модуль за считанные минуты, не выбрасывая весь корпус. Оптическая эффективность также имеет значение при сравнении котировок, поэтому Ключевые показатели эффективности городского светодиодного уличного освещения следует рассматривать наряду с защитой от перенапряжения.

Вопросы закупки светодиодных уличных фонарей с защитой от перенапряжения 10 кВ

Уровень защиты от перенапряжения должен быть указан в тендере, проверен в предлагаемом паспорте и подтвержден в сертификате заводских испытаний перед отправкой. Разговор о покупке должен вестись вокруг стоимости жизненного цикла, а не цены за единицу продукции.

Перед оформлением заказа проверьте физическую совместимость: монтажный кронштейн должен соответствовать диаметру существующего столба, обычно 60 мм для проезжих кронштейнов, а вес и парусность светильника должны находиться в пределах конструктивного допуска столба. Серия для тяжелых условий эксплуатации с корпусами из литого под давлением алюминия обычно лучше справляется с выбросом тепла и обеспечивает более длительный срок службы в жарком климате. Такие производители, как Jiangsu Dingrui Lighting Technology Co., Ltd., публикуют рейтинг SPD, рейтинг водителя и сертификат испытаний для каждой серии уличных фонарей и должны включать их в пакет предложений.

Сверхмощный светодиодный уличный фонарь серии VENUS с кронштейном D60 мм Этот прочный светильник, спроектированный с учетом совместимости с опорами и рассеивания тепла, включает в себя обслуживание без инструментов и асимметричную оптику, а также гарантийные детали, относящиеся к защите от перенапряжения, как уже отмечалось. Посмотреть продукт →

Условия гарантии сигнализируют об уверенности поставщика. Пятилетняя гарантия на светильник, которая непосредственно распространяется на компоненты защиты от перенапряжения, более надежна, чем двухлетняя общая гарантия. Спросите, распространяется ли гарантия на повреждения, вызванные грозой. Некоторые поставщики исключают возможность повреждения от перенапряжения, что противоречит цели покупки продукта с защитой от перенапряжения.

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между защитой от перенапряжения 6 кВ и 10 кВ в светодиодном уличном фонаре?

Защита 6 кВ обрабатывает базовую комбинированную волну в соответствии с ANSI C136.2 и подходит для сетей с низким уровнем воздействия. Защита 10 кВ выдерживает более высокое переходное напряжение и энергию, обычно 10 кВ/5 кА или 10 кВ/10 кА, что делает ее подходящей для открытых дорог и регионов, подверженных молниям, где наведенные перенапряжения больше и чаще.

Нужен ли светодиодному уличному фонарю с защитой от перенапряжения 10 кВ внешний УЗИП на распределительном щите?

Да. Встроенный УЗИП защищает драйвер и светодиодный модуль, но распределительный шкаф, контроллеры и фидерные линии также нуждаются в защите. Скоординированная двухуровневая защита: внешний УЗИП на панели плюс номинальное напряжение 10 кВ внутри светильника — рекомендуемая практика для крупных установок.

Как я могу подтвердить, что поставленная партия действительно защищена от перенапряжения 10 кВ?

Запросите отчет об испытаниях IEC 61643-11 или ANSI C136.2 для конкретной модели, запросите паспорт характеристик драйвера по переходным характеристикам и проверьте модуль SPD во время входного контроля качества. Надежный производитель предоставит эти документы без сопротивления.

Может ли защита от перенапряжения 10 кВ предотвратить повреждение светодиодных уличных фонарей молнией?

Никакой уровень защиты не может предотвратить повреждение от прямого удара по опоре или светильнику. Номинальное напряжение 10 кВ позволяет выдерживать наведенные скачки напряжения и переходные процессы в сети, которые представляют собой большую часть повреждений, вызванных перенапряжениями. Для защиты от прямого удара требуются внешние молниеприемники и система заземления с низким сопротивлением.