- Wrażliwość technologii LED na skoki napięcia: Powszechnie doceniane za swoją efektywność oprawy LED są układami elektronicznymi o wysokim stopniu miniaturyzacji, co czyni je podatnymi na uszkodzenia elektryczne. Silny impuls prądowy może doprowadzić do natychmiastowej awarii całej lampy lub jej części. Co istotne, nawet mniejsze, powtarzające się piki napięcia, które nie niszczą diod od razu, trwale degradują strukturę półprzewodników i drastycznie skracają żywotność oprawy. Skutkuje to przedwczesnymi usterkami, zaburza rentowność inwestycji i generuje wysokie koszty serwisowe dla gmin czy przedsiębiorstw.
- Przyczyny powstawania przepięć w liniach oświetleniowych: Zagrożenie dla napowietrznych i kablowych linii zasilających ma zróżnicowane podłoże. Najbardziej widowiskowe są bezpośrednie uderzenia pioruna w latarnie lub kable. Znacznie częściej dochodzi jednak do sprzężeń indukcyjnych i pojemnościowych. Prąd z wyładowania płynący do ziemi przez pobliskie drzewo lub piorunochron budynku generuje silne pole elektromagnetyczne, które indukuje w sąsiednich przewodach zasilających piki sięgające kilkudziesięciu tysięcy woltów. Trzecim źródłem są przepięcia komutacyjne, wynikające z pracy samej sieci, na przykład podczas zwarć doziemnych, wyzwalania bezpieczników czy operacji łączeniowych.
- Trójstopniowa strategia ochrony infrastruktury: Skuteczna ochrona oświetlenia zewnętrznego i ulicznego wymaga podejścia strefowego i montażu urządzeń zabezpieczających w trzech kluczowych punktach. Pierwszy stopień stanowią ograniczniki silnoprądowe (kombinacja typu 1 i typu 2) montowane w szafach dystrybucyjnych zasilających całą linię lamp. Drugą barierę stanowią aparaty ochronne instalowane w tabliczkach bezpiecznikowych u podstawy każdego słupa. Ostatni, trzeci etap to miniaturowe ograniczniki typu 2 montowane bezpośrednio wewnątrz głowicy lampy LED, które wyłapują piki napięcia tuż przed delikatnym zasilaczem i sterownikiem.
- Praktyczne aspekty montażu i diagnostyki aparatów: Nowoczesne urządzenia ochronne, takie jak rodzina ograniczników Blocktrab, charakteryzują się kompaktową budową, co pozwala na bezproblemową integrację w ciasnych przestrzeniach opraw czy słupów. Dzięki wzmocnionej izolacji mogą być bezpiecznie stosowane w urządzeniach o drugiej klasie ochronności. Ważną funkcją eksploatacyjną jest zintegrowany mechanizm odłączający z sygnalizacją. W przypadku przeciążenia i zużycia ogranicznika, odcina on zasilanie samej lampy. Sprawia to, że zgaszona latarnia w łatwy sposób wskazuje ekipom konserwacyjnym konieczność wymiany wkładu ochronnego bez potrzeby przeprowadzania skomplikowanych pomiarów.
- Dobre praktyki i błędy w projektowaniu sieci: Przy wdrażaniu nowoczesnego oświetlenia LED należy bezwzględnie unikać błędów projektowych, takich jak mieszanie różnych technologii na jednym obwodzie. Podłączenie nowoczesnej oprawy LED do tej samej linii zasilającej, na której pracuje starsza lampa wyładowcza z tradycyjnym, wysokonapięciowym układem zapłonowym, jest prostą drogą do awarii. Generator zapłonnika starej lampy może stale wysyłać impulsy niszczące elektronikę nowej lampy. Bezpieczna i długotrwała praca systemów oświetleniowych wymaga stosowania certyfikowanych aparatów ochronnych, zgodnych z aktualnymi normami i zweryfikowanych przez niezależne laboratoria badawcze.
Technologia LED jest obecna w wielu obszarach naszego życia ze względu na jej teoretyczną długą żywotność i wysoką efektywność energetyczną. Jeśli chcesz zapobiec uszkodzeniom w przypadku przepięć, jak też zabezpieczyć swoje inwestycje w technologię LED, nie można pominąć kompleksowej strategii ochrony przed przepięciami, nawet w oświetleniu ulicznym.
Profesjonalna ochrona przed przepięciami i prądami piorunowymi zalecana jest do wszystkich rodzajów oświetlenia: wewnętrznego, zewnętrznego, tunelowego i obiektowego. Odpowiednie urządzenia zabezpieczające zwiększają żywotność sprzętu LED i przyczyniają się do bezpieczeństwa ludzi i systemów. I w końcu wydłużając czas ich pracy, zmniejszają koszty konserwacji i napraw. Aby chronić drogie elementy przed przedwczesną awarią, firma Phoenix Contact wprowadziła specjalne ograniczniki do ochrony od przepięć jak i częściowych prądów piorunowych wspierając tym samym działania podnoszące bezpieczeństwo aplikacji.
Ograniczniki przepięć z rodziny Blocktrab do ochrony lamp LED zapobiegają też zniszczeniu wrażliwych układów sterujących w przypadku przepięcia.
Przepięcia w sieci zasilania oraz ich konsekwencje
Skoki napięcia w postaci pików w oświetleniu ulicznym mają różne przyczyny:
• Bezpośrednie uderzenie pioruna w lampy, kable zasilające lub urządzenia peryferyjne oświetlenia ulicznego;
• Pośrednie efekty wyładowań atmosferycznych spowodowane sprzężeniem pojemnościowym lub indukcyjnym w przewodach zasilających;
• Operacje łączeniowe, zwarcia lub wyzwolonych bezpieczników z powodu zwarć doziemnych.
To, czy wystąpi awaria częściowa, czy też całkowita, zależy od wielkości energii impulsu prądowego oraz wrażliwości elementów obwodu na przepięcia. Jak w innych przypadkach tak i tutaj istnieje również taka możliwość, że diody LED ulegną pewnemu uszkodzeniu, lecz nadal będą działać, jednak takie zdarzenie zwykle skraca istotnie żywotność lamp.
CZY WIESZ, ŻE..
Wyładowania piorunowe w pobliżu lamp ulicznych mogą generować w przewodach piki napięcia do kilkudziesięciu tysięcy woltów. Piorun uderzający na przykład w budynek, który ma zewnętrzną ochronę odgromową, a nawet drzewo w okolicy, generuje zmianę napięcia, a potencjał ziemi wzrasta do kilku tysięcy woltów.
Zagrożenie dla oświetlenia ulicznego spowodowane jest wyładowaniami atmosferycznymi i pikiem napięcia spowodowanego pobliskimi uderzeniami piorunów - przepięcia w wyniku sprzężenia indukcyjnego.
Przepięcia mogą być również generowane przez sprzężenie pojemnościowe lub indukcyjne w kablu zasilającym na skutek przepływającego do ziemi prądu piorunowego. Prąd przepływający do przewodów odprowadzających zewnętrznych systemów ochrony odgromowej generuje wokół siebie pole elektromagnetyczne, które z kolei indukuje przepięcia w kablach zasilających ułożonych równolegle.
Jak chronić się przed przepięciami?
Wielostopniowa strategia ochrony przed przepięciami dla systemu oświetlenia ulicznego opartego na technologii LED koncentruje się na trzech miejscach montażu:
• bezpośrednio w lampie LED;
• w tabliczce przyłączeniowej u podstawy słupa;
• w szafie rozdzielczej zasilania kablowego z ogranicznikiem na szynę DIN / TS.
Możliwe miejsca zastosowania ochrony w oświetleniu ulicznym: bezpośrednio w lampie LED (1), w tabliczce przyłączeniowej u podstawy słupa (2) oraz w rozdzielniach do zasilania linii lamp LED (3).
Integracja w lampie SPD typu 2 chroni elementy elektroniczne bezpośrednio w urządzeniu przed pikami przepięć spowodowanymi pobliskimi uderzeniami piorunów.
Łatwość okablowania
Ograniczniki przepięć z rodziny Blocktrab firmy Phoenix Contact nadają się do obu wskazanych miejsc montażu. Ich niewielka konstrukcja pozwala na łatwą integrację z istniejącą instalacją. Dotyczy to nie tylko zacisków śrubowych o dużych przekrojach połączeń (0,2 do 4 mm²), ale także różnych typów okablowania - zarówno w przypadku przyłączenia szeregowego, jak i równoległego opisanych w instrukcjach instalacyjnych.
Wzmocniona izolacja oznacza, że te ograniczniki przepięć mogą być używane w aplikacjach LED klasy ochronności II bez dodatkowych środków. Stan każdego ogranicznika jest wskazywany mechanicznie bezpośrednio na urządzeniu, ale może być też służyć do zasilania lampy poprzez zacisk L’. Jeśli urządzenie odłączające wewnątrz ogranicznika przepięć zostanie wyzwolone w wyniku przeciążenia, lampa również się wyłączy. Upraszcza to znacznie okresową kontrolę ograniczników przepięć.
Dla potwierdzenia parametrów ograniczniki przepięć Blocktrab zostały sprawdzone przez firmę Dekra pod kątem jakości i bezpieczeństwa i otrzymały aprobatę KEMA zgodnie z aktualną normą EN-PN 61643-11.
Do obniżenia zagrożenia od przychodzących obwodów zasilania w rozdzielniach czy też szafach dystrybucji zasilania poprzedzających obwód zasilania lamp zaleca się zastosowanie ograniczników przepięć typu 1/2 lub rzeczywistej kombinacji typu 1+ typu 2. Na rysunku 4 pokazano ogranicznik przepięć dla układu sieci TN-S typu 1 / 2 typu VAL-MS-T1/T2 335/12.5/3+1-FM – 2800183.
Instalując lampy uliczne LED należy też unikać sytuacji, gdy na sąsiednim słupie, na tym samym obwodzie zasilania, pracuje klasyczna lampa z generatorem wysokiego napięcia w zapłonie.
Lampy uliczne LED i ich ochrona – najważniejsze wnioski
Odpowiednie podejście do ochrony wrażliwego oświetlenia LED jest istotnym czynnikiem zwiększającym żywotność świateł LED i zapewniającym, że nowa technologia będzie dobrą inwestycją długoterminową w zakładzie, mieście czy gminie.
Dodatkowe informacje:
Komentarze (7)
Te ochronniki są do małych i cienkich przewodów prowadząc oświetleniówkę w YAKY to problematyczne już i to bardzo...
VAL-MS-T1/T2 335/12.5/3 przekrój do 35mm2, więc nie tak mało.
Tego tematu nie znałem i nie zastanawiałem się nad ochroną przepięciową lamp ulicznych. @Phoenix Contact W takim przypadku musimy zastosować do każdej lampy ogranicznik przepięć, dodatkowo w rozdzielnicach do zasilania linii lamp? To podnosi koszty materiałów o jakieś 10-20%?
Przydatny artykuł.
Święta prawda.
Ciekawe informacje.
Bardzo ale to bardzo dobry artykuł!
Nie rozumiem tylko kwestii indukcji prądu w kablach równoległych w momencie porażenia piorunem np w pobliżu domu. Jak reaguje system odgromienia domu, w końcu piorun nie wybiera kabli "zainfekowanych"?