LEDライト、ランプ、照明、ランプ用のサージ保護デバイスSPD

保護の必要性

なぜ保護が必要なのですか？

LED技術は、主に効率、汎用性、省エネ、長寿命というXNUMXつの特性により、照明のリファレンス技術になりました。

これらの利点にもかかわらず、このテクノロジーには多くの欠点があります。実装コスト（初期投資）と内部電子機器（LED光学系とドライバー）が高く、従来の光源の場合よりもはるかに複雑で過電圧に敏感です。

これらの理由から、過電圧保護システムの使用は、照明器具の寿命を延ばし、LEDプロジェクトの費用対効果（ROI）を保証し、照明器具の保守と交換のコストを削減するため、非常に費用効果の高い投資です。

ドライバーの上流に接続されたサージ保護デバイス（SPD）は、ランプの固有の耐性を補完し、雷や過電圧の影響に対してはるかに堅牢な保護を作成します。

概要

LED技術を備えたランプは、街灯、トンネル、公共照明、スタジアム、産業など、大気現象への全体的な曝露が一般的に高い多くのアプリケーションで使用されます。

過電圧は5つの異なるタイプに細分できます
1.物理的な地球の抵抗率に応じて、近くのストライキによる地球の電位の増加。
2.通常の操作による切り替え。 （たとえば、すべてのランプが一度にオンになります）。
3.回路に誘導される：近く（<500 m）のストライキの電磁界に起因します。
4.ランプまたは供給ラインへの直接攻撃。
5.供給の問題による永続的または一時的な過電圧（POP）

落雷または誘導によって引き起こされる電圧サージの可能性は、通常、照明設備では非常に高くなりますが、リスクは設備の性質（屋内、屋外）および露出の程度（高所、隔離された場所、ケーブル）によって決定されます。拡張機能など）。

損傷と修理費用

ドライバーは通常、一時的な過電圧に対して一定レベルの耐性（2〜4 kV）を持っています。 これは、ランプのテストに合格するには十分ですが、フィールド条件下での雷（10 kV / 10 kA）によって引き起こされる電圧サージに耐えるには不十分です。

LED照明業界の設置ベースの経験は、適切なSPDがないと、高い割合のランプが早期に寿命に達することを示しています。 これは、機器の交換、メンテナンスコスト、サービスの継続性などの多くのコストにつながり、プロジェクトのROIとそのイメージに悪影響を及ぼします。

良好な照明が重要な安全上の問題である照明設備（犯罪、交通安全、職場の照明など）では、サービスの継続性が不可欠です。

「SPD +ランプ」システムの適切なサイズ設定により、繰り返される過電圧イベントがドライバーの寿命を延ばしたり、最悪の場合SPDの前に発生したりすることはありません。 これは、特に修正メンテナンスアクションの削減により、コスト削減につながります。

包括的な保護

サージ保護デバイス（SPD）は、過電圧をアースに放電することによって機器を保護し、機器に到達する電圧（残留電圧）を制限します。

効果的な過電圧保護設計は、システム内の敏感なコンポーネントごとにステージを備えた千鳥状の保護で構成されます。 このようにして、過電圧の一部は、わずかな残留電圧だけがランプの近くに残るまで、各保護段階で放電されます。

照明パネル「1」の保護は、必要ではありますが、長いケーブル配線でも過電圧が発生する可能性があるため、それ自体では不十分です。つまり、最終的な保護は、保護対象の機器「2」「3」に常にできるだけ近づける必要があります。 。

最高の保護のための主要な設計原則

カスケード保護

保護の場所

屋外照明設備の一般的な構成は、一般的な照明パネルと、それらの間、およびそれらとパネルの間の長いケーブル配線を備えた一連のランプで構成されています。

このようなシステムで効果的な保護を行うには、高い放電容量と低い残留電圧を備えた千鳥状の保護が不可欠です。 これには、少なくともXNUMX段階の保護が必要です（表を参照）。

保護–直列または並列

サージ保護デバイス（SPD）は、直列または並列に接続できます 画像に示すように。 それぞれに長所と短所があります

• 平行： SPDが寿命に達した場合、ランプは接続されたままになり、サービスの継続性が優先されます。
• シリーズ： SPDが寿命に達すると、ランプはオフになり、保護が優先されます。 SPDが寿命に達したかどうかを知ることができるため、この接続をお勧めします。 これにより、避雷器のステータスを確認するために各ランプを開く必要がなくなります。

安全性と普遍性

安全性と普遍性は、照明器具の設計と設置の両方において重要な問題です。これは、設置者または指定者/クライアントに快適さと安心を提供するためです。 製造業者は、ランプがどこにどのように設置されているかを知らないことが多いため、ユニバーサルで安全なSPDのみが、すべての場合に適切な動作を保証します。

ランプはどのように取り付けられていますか？

• 規格（IEC 60598）は、SPDがリーク電流を生成してはならないことをその寿命のどの時点でも要求していません。 これを実現するために、ガス放電管（GDT）と呼ばれるコンポーネントが使用されますが、これ自体はLine-PE接続には適していません。 L-PE接続はSPDの安全性と普遍性にとって重要であるため、解決策は対称保護回路を使用して、コモンモードでSPDが常にGDTからPEに直列のバリスタ（MOV）を持つようにすることです。
• 配線エラー。 LとNの反転は、サージが発生した場合に電気的な危険を引き起こす可能性がある典型的なエラーですが、設置中には検出されません。
• 直列または並列のSPD配線。 サービスの継続性とランプの保護の間の妥協点。 最終的な顧客が決定します。

ランプはどこに設置されていますか？

• IT、TT、TNネットワーク。 標準のSPDは、120 / 230Vネットワークの地絡障害に耐えることができません。
• 230 VLNまたはLLネットワーク。 これらのネットワークはいくつかの地域や状況で一般的であり、すべてのSPDをLLに接続できるわけではありません。

POP保護

一時的または永続的な過電圧（POP）は、数秒、数分、または数時間にわたって、20 Vまでの公称電圧の400％を超える電圧の増加です。 これらの過電圧は通常、中性点の破損または不平衡負荷が原因です。 このようなイベントから保護する唯一の方法は、この場合はコンタクタを介して負荷を切断することです。

一時的な過電圧保護– POP、インストールに付加価値を提供します。

• 照明パネルのコンタクタを介した自動再接続。
• EN50550に準拠したトリップ曲線。

このユニバーサルソリューションは、すべてのネットワーク構成（TN、IT、TT）および照明器具の絶縁クラス（IおよびII）をサポートします。 この範囲には、一連のコネクタ、柔軟な固定、およびオプションのIP66定格が含まれます。

品質

CBスキーム 認証（発行者 TUVラインランド）およびIEC61643-11およびEN61643-11のすべてのポイントがテストされたTUVマーク。

ユニバーサルソリューション

SLP20GIは、ランプの普遍性と安全性を保証します。

• すべてのネットワーク構成■（TT、TN、IT）構成。
• 配線の安全性 LN / NLリバーシブル。
• 普遍 LN 230 V、LL 230 V
• 直列/並列 配線。

二重の寿命表示

断線 直列に取り付けられている場合、SPDは、寿命が尽きたときにランプをオフにします。

ビジュアルLED 表示。

漏れ電流なし

コモンモード保護を備えたすべてのSLP20GIにはアースへの漏れ電流がないため、SPDが危険な接触電圧を生成する可能性を防ぎます。

アプリケーション

幅広い照明アプリケーションは、その性質と使用法により、過電圧保護を特に必要とします。 優れた保護は、システムの動作（サービスの継続性）を保証し、安全性を提供し、LED照明機器への投資（ROI）を保護するのに役立ちます。

LSPを選択する理由

雷およびサージ保護の専門会社であるLSPは、業界での10年以上の経験の結果として、LED設備を保護するための特定の範囲を市場に提供しています。

あなたの保護パートナー

私たちは、過電圧保護のパートナーになることを目指しており、この分野での完全なソリューションを提供します。幅広い製品範囲、技術的なアドバイスです。

LED照明/ LED街路灯の雷およびサージ保護

サージ保護スペシャリストによるLED照明用の最高の保護ソリューション

LSP、雷および過電圧保護のスペシャリスト

LSPは、雷およびサージ保護デバイスの設計と製造のパイオニアです。 LSPは10年以上にわたり、最新の最も革新的なテクノロジーを使用して高品質のソリューションと製品を提供してきました。

LSPは、ポールの内側またはパネルの内側で、あらゆるタイプの屋外照明機器および設置に幅広いソリューションを提供します。

保護する理由

LED技術は効率の概念を取り入れており、従来の光源よりも大幅な省エネとはるかに長い平均余命を兼ね備えています。 ただし、このテクノロジにはいくつかの欠点があります。

–その実装には大規模な投資が必要であり、機器が破壊された場合はそれを繰り返す必要があります。

–雷によるものであれ、グリッドのスイッチオンによるものであれ、過電圧に対する極端な感度。 長いケーブル配線を備えた公共照明設備の本質は、雷によって引き起こされる過電圧効果への曝露を増加させました。

これらの理由から、サージに対する保護システムの使用は、ランプの寿命の観点からも、交換コストとメンテナンスの節約の観点からも、非常に有益な投資です。

OEMソリューション（メーカー）

LEDランプの寿命を延ばし、潜在的なクレームや画像への損傷を回避します

サージ保護は、LED照明のメーカーに付加価値をもたらし、信頼性と耐久性の点でエンドユーザーに追加の保証を提供します。

サージ保護を専門とする会社であるLSPは、この分野の完全なソリューションをメーカーに提供します。幅広いサージプロテクタデバイス、技術アドバイス、受注生産製品、ランプのテストなどです。

屋外LEDランプの一部のメーカーはすでにLSPによって保護されています

SLP20GIシリーズ、コンパクトであらゆる照明器具に簡単に設置可能

LSPは、あらゆる照明器具に適合するコンパクトなソリューションを設計しました。 LEDランプのサージ保護は、インストールが非常に簡単です。 ケーブル、端子など…メーカーごとに調整できます。

あらゆるタイプの電力網向けのソリューション

LEDランプ用のサージプロテクタの範囲は、すべてのネットワーク構成とすべての電圧（ITシステムを含む）に適しています。 LSPには、クラスIおよびクラスIIのランプ用のソリューションがあります。

最近の研究によると、既存の公共照明パネルの80％以上にサージ保護が含まれていません。 残りの20％については、長いケーブル配線に沿ってサージが発生する可能性があるため、パネルの保護は、パネルに接続されたランプアセンブリを効果的に保護するには不十分です。

最適で最も効果的な保護システムは、スタッガードタイプまたはカスケードタイプです。 最初の保護ステージを照明パネルに設置し（40 kAの高い放電容量を備えた頑丈なプロテクターを設置し、電源周波数の過電圧から一時的な過電圧を保護する）、XNUMX番目のステージをできるだけ近くに設置する必要があります。ランプ（最初の段階を補完するための細かい保護）。

ヨーロッパには、保護が不十分な屋外LEDライトが500,000万個以上設置されていると推定されています。

サージ保護を備えたLEDランプの設置ベースをアップグレードすることは、メンテナンスコストの削減と高価な投資の保護の両方の観点から、非常に有益な投資です。

LSPは、屋外のLED照明設備を効率的に保護するための幅広いソリューションを提供します。

優れた保護

• メンテナンスコストを削減
• サービスの継続性を保証します
• ライトの寿命を延ばします
• LEDテクノロジーのROIを保証

街路灯内の敏感な電子ドライバーとLEDライトを保護するために、LSPはオーダーメイドのサージアレスタを開発しました。

街路灯として使用される省エネLEDライトはますます人気が高まっています。 しかし、それらの自立型ポールは、雷によるものと、電源を介したサージ電圧によるものの2つのリスクにさらされています。 LSPは、街灯内の敏感な電子ドライバーとLEDライトを保護するために、オーダーメイドのサージアレスタを開発しました。 タイプ3+ 20アレスタSLP20GIは、最大XNUMXkAの高レベルの伝導能力を備えています。 保護レベルが非常に低い（U_P）、非常に敏感な電子部品の保護にも適しています。 コンパクトなデザインのおかげで、ハウジングはポールエンドエリアまたは街路灯のヘッドに取り付けることができます。 避雷器SLP20GIは、現在のEN 2-3：61643製品規格に準拠したT11 + T2012サージ保護デバイスの要件を満たしています。

LEDライトのサージ保護

屋外の照明は、電力線に誘導結合する落雷による一時的なスパイクの影響を受けやすくなっています。 サージは、直接雷、間接雷、または主電源のオフ/オンの切り替えによって発生する可能性があります。

サージに加えて、HVラインがLVラインに接触する場合、またはニュートラル接続が弱いか、位相がフローティングの場合、ニュートラル電圧はランプの規定の制限よりも高くなる可能性があります。 この記事の目的のために、サージ保護に焦点を当てます。

これらのサージ電圧の過渡現象は、LED電源だけでなくLED自体も破壊する可能性があります。 LEDライトの敏感な性質のため、LED照明システムに過電圧、過電流、サージ保護を提供する必要があります。最も一般的なタイプのサージプロテクタには、余分な電圧を迂回させる金属酸化物バリスタまたはMOVと呼ばれるコンポーネントが含まれています。保護しているデバイスから離れたエネルギー。 LEDライトの場合、LEDドライバーまたはLED自体を保護します。

LSPは、10kV〜20kVを超える保護を提供するSPDモジュールを提供します。 この保護は、Phase-Neutral、Neutral-Earth、Phase-Earthの間にあります。 これらのモジュールは、街路灯、投光照明などの屋外照明器具に組み込まれています。

LED街路灯のサージ保護

新しいLED街路灯が街路や高速道路に設置されており、LEDの消費電力が少なく、寿命が長いため、従来の照明器具の交換も進行中です。 屋外の公共施設は環境にさらされやすく、継続的なサービスが不可欠な場所にあります。 LEDライトには多くの利点がありますが、LEDの大きな欠点のXNUMXつは、コンポーネントの修理と交換のコストが従来の照明器具よりも比較的高く、LEDがサージの影響を受けやすいことです。 不必要なメンテナンスと長寿命を避けるために、LED街路灯用のサージ保護をインストールする必要があります。

LED街路灯は、以下の主な原因によるサージの影響を受けます。

1. 落雷、LED街路灯への直接落雷。 非常に長距離の屋外配電線は落雷の影響を受けやすく、落雷により大電流が送電線に流れ、街灯に損傷を与える可能性があります。
2. 間接的な落雷は、供給ラインに干渉を引き起こします。
3. 電力線、スイッチング操作、アースの問題などからの高電圧サージ。

電圧サージは、主に数キロボルトの非常に高い電圧スパイクであり、非常に短い時間間隔、数マイクロ秒です。 そのため、LED街路灯のサージ保護が必要です。

多くのLED照明メーカーとサプライヤーは、LED街路灯がサージに見舞われると、さまざまなコンポーネント、つまり電源、LEDチップがモジュール全体に損傷を与え、交換する必要があり、電灯をポールから取り外すプロセスが非常に難しいことに気づきます。手順。 照明業界の専門家はこの問題について多くの研究を行い、より高い絶縁耐力を備えたいくつかのドライバーを開発しましたが、 しかし、これらのドライバーは非常に高価であり、サージの場合には損傷のかなりの可能性があります。 繰り返しますが、これは、LED街路灯のサージ保護の重要性を説明しています。

保護に少量を投資することで、街路灯の寿命を延ばし、運用とインフラストラクチャの全体的なコストを削減できます

ここで問題が発生するのは、LED街路灯にサージ保護をどのように提供できるかということです。 これは、サージアレスタと呼ばれる保護装置をメインラインに設置し、直列または並列構成で接続することによって行うことができます。 並列接続されている場合、並列接続のためにサージ保護デバイスが損傷した場合でも、LEDライトは機能します。

サージ保護デバイス（SPD）は、システム電圧がその起動電圧より低くなるまでパッシブのままである電圧制御スイッチとして機能します。 システム（LED街路灯の場合は入力電圧）がSPDの起動電圧を上げると、SPDはランプを保護するサージエネルギーを迂回させます。 SPDを設置する場合、雷は非常に重要です。最大インパルス電圧に耐えられるデバイスを選択してください。

LED街路灯のサージ保護の設置：

下の図は、サージ保護デバイスをLED街路灯に設置できる場所を示しています。

1. 街灯に直接、ドライバーキャビネット内に設置。
2. 分電盤内に設置。

ランプとサージ保護デバイスの間の距離は、適切な保護を確保するために最小に保つ必要があり、可能な限り短くする必要があります。 照明と分電盤の間の距離が20メートルを超える場合は、ほとんどの場合、二次保護装置の使用をお勧めします。

サージ保護に関するIEC規格：IEC61547によると、すべての屋外照明製品は、コモンモードで最大2kVのサージから保護する必要があります。 ただし、最大4kVのサージ保護をお勧めします。 国際保護基準に記載されている原因のうち、ほとんどの屋外街路灯に影響を与える原因は、配電線への直接落雷（電力線を介して行われるサージ）です。 落雷の可能性について設置エリアを適切にチェックしてアクセスする必要があり、落雷の可能性が高いため、10kVの保護をお勧めします。

過電圧に対するLEDライトの保護

過電圧の原因、経験、保護の概念

室内外照明のLED照明への傾向は着実に高まっています。 その間、ヨーロッパ中の多くの地方自治体やネットワーク事業者は、この比較的新しいテクノロジーの経験を持っています。 特に省エネやインテリジェントな照明制御のメリットにより、照明技術におけるLEDソリューションのシェアは今後も着実に上昇し続けると思われます。 街路照明では、これはすでに多くの都市で明らかですが、産業用および建物用照明の傾向も高まっています。 ただし、ここでも、明るい面と暗い面の両方があることは明らかです。

近年、特に過電圧が敏感な電子機器にとって深刻な問題であることが明らかになりました。 フィールドからの最初のフィードバックはこれを確認します。 たとえば、エスビヤー市は、落雷の結果として、これまでで最大の400を超える街路灯の故障を報告しました。 デンマークはヨーロッパで最も貧しい地域のXNUMXつであるため、これは特に言及する価値があります。

落雷は、衝突場所の距離、地面と接地の状態、およびフラッシュの強度に応じて、非常に高い値に達する可能性があります。 図1は、落雷時の潜在的な漏斗の形成によって引き起こされる街路照明のライトポイントへの定性的な影響を示しています。

ネットワークでのスイッチング動作中に、数千ボルトの電圧ピークが生成され、低電圧ネットワークで伝播して他の機器に負荷をかけます。

典型的な例は、数千ボルトの点火電圧を提供する、LEDを備えたヒューズまたは混合ネットワークと従来のバラストを備えた従来の放電ランプのトリップです。

静電荷は、特に保護クラスIIの照明器具の場合に発生する現象であり、電荷の分離が発生した後、照明器具のハウジングまたはLEDのヒートシンクに高電圧が発生します。 この現象は、すべての車のドライバーにとって真の課題です。 車を握ると、感電することがあります。

特に影響を受けるのは、地球の電位から完全に隔離されて動作するランプです。

主電源の障害は、いわゆる一時的な過電圧につながる可能性があります。 ここでは、損傷などによる中性線の低下が最も頻繁な原因です。 この障害により、400相主電源の主電源の非対称性により、公称電圧が相で最大3V増加する可能性があります。 一時的な過電圧に対する保護には、特別な配慮が必要です。

しかし、建物やホールの照明にも問題があります。 特に、過電圧が外部から発生するのではなく、自社のプラントから毎日発生する場合。 特に、電気機器に過電圧を発生させ、電気配線によって照明に到達するケースが業界で知られています。 最初の散発的な故障は、個々のランプまたはLEDがこの典型的な兆候です。

この経験にもとづいて、ランプメーカーは過電圧に対するランプの強度に対する要件を満たしています。 数年前の過電圧に対する街路灯の強さを遅らせてください。 約で。 2,000〜4,000 V、現在の平均は約。 4,000〜6,000V。

この経験により、ランプメーカーはサージ電圧に対するランプ強度の要件を引き上げるようになりました。 数年前は、過電圧に対する街路灯の強度は約でした。 2,000〜4,000 V、現在は約平均で4,000〜6,000V。

これを考慮に入れるために、多くのランプメーカーは、世界を保護するための強力なタイプ2 + 3サージ保護デバイス（SPD）を備えたランプのオプションを提供しています。 スペース不足や照明器具がすでに現場に設置されているなどの理由でこれが不可能または意図的でない場合は、SPDをマストヒューズボックスに設置することもできます。 に使える。 これには、メンテナンスと後付けが簡単であるという利点もあります。 保護の概念を完成させ、ライトポイントを緩和します。 さらに、雷電流の伝播に対してストリートスイッチギア/セントラルディストリビューターに複合避雷器タイプ1 + 2を装備し、過電圧を保護する必要があります。

建築サービスエンジニアリングでは、電気設備に雷およびサージ保護デバイスを装備することにより、効果的な保護を実現できます。 たとえば、雷とサージアレスタを組み合わせたタイプ1 + 2は、建物の給電システムの雷電流と主電源過渡からの保護に使用でき、SPDタイプ2 + 3配光ボックスと照明器具のジャンクションボックスは、フィールドカップリングとスイッチング過電圧。

実用的な過電圧保護

市場にはサージ保護のための多くのメーカーがあります。 したがって、サージ保護デバイスを選択する際には、以下の点に特に注意する必要があります。

良好な過電圧保護は、IEC61643-11およびVDE0100-534の要件に従ってテストする必要があります。 これを達成するために、以下の要件がとりわけ満たされ、ステータスシグナリングと切断デバイスがSPDに統合されています。

SPDは通常、アクセスできない場所に隠されているため、たとえばランプが設置されている場合、純粋な光信号は理想的ではありません。 障害が発生した場合に回路からランプを切断することもできるSPD。ここでは、間接信号を送信するための優れた簡単な方法として、次の機能を利用できます。

LED技術は照明においてますます重要になっています。 さらなる開発技術により、これまで以上に信頼性の高いソリューションが保証されます。 実践指向の適応過電圧アレスタと保護コンセプトは、敏感な電子機器を有害な過電圧から融合させます。 ランプシステムの効果的な過電圧保護コンセプトの追加コストは、現在、総コストのXNUMXパーセント未満を占めています。 したがって、過電圧保護対策はすべてのプラントオペレータにとって必須です。 照明の長寿命と信頼性を確保し、結果として生じるコストを回避するためのシンプルで多くの場合不可欠な手段。

LED街路照明システムのサージ保護の概念

長持ちするLEDテクノロジーは、メンテナンス作業とコストの削減を意味します

街路灯は現在、多くのコミュニティや地方自治体の公益事業者によって改装されています。 従来のランプは主にLEDに置き換えられています。 なぜこの変換が今行われているのですか？ 多くの理由があります：資金調達プログラム、エネルギー効率、特定の照明技術の禁止、そしてもちろん、LEDランプのメンテナンスの低下。

高価なテクノロジーの保護を強化

LED技術には多くの利点があります。 ただし、従来のルミネア技術よりもサージ耐性が低くなっています。 さらに、LEDランプは交換するのに費用がかかります。 実際には、損傷分析により、サージは通常、一度に複数のLED街路灯に損傷を与えることが明らかになっています。.

• 失敗を防ぐ
• サージ保護を含める

サージに起因する典型的な損傷は、LEDモジュールの部分的または完全な故障、LEDドライバーの破壊、明るさの喪失、または制御電子機器全体の故障である可能性があります。

LEDランプが機能し続けても、サージは通常、その耐用年数に悪影響を及ぼします。

効果的な特注のサージ保護コンセプトにより、不要なメンテナンス作業を回避し、可用性を保護します。

SLP20GI はあなたにとって理想的な避雷器です–IP65バージョンをその外に設置できます。

単に私達と連絡を取ってください。 計画のお手伝いをさせていただきます。

屋内LED照明のサージ保護

強力なサージアレスタが敏感なLED技術を保護します。 それらは損傷を防ぎ、LEDライトの寿命を保証します。

オペレーターは、交換コストを削減し、費用と時間のかかるメンテナンス作業を節約します。

さらなる利点：照明の永続的な利用可能性は、邪魔されない作業および生産プロセス、ならびに満足したユーザーを意味します。

保護コンセプト屋内LED照明
包括的な保護の概念については、次の設置場所を検討してください。
A –LED照明/ライトストリップに直接
B –上流のサブディストリビューションシステム

この表は、一般的な屋外照明アプリケーションに推奨されるC136.2-2015の過渡イミュニティレベルを示しています。

表4– 1.2 / 50µs – 8 / 20µs組み合わせ波テスト仕様