Защити свой свет: модули защиты для систем уличного освещения

9 июля 2012

Уличное освещение — это система, работающая в достаточно сложных условиях. Освещение, использующее LED-технологии, требует повышенного внимания к условиям эксплуатации, в частности — к «чистоте» питания. А электропитание в уличных условиях подвержено множеству вредных факторов: перенапряжения, возникающие в процессах включения-выключения линий питания; прямые и непрямые удары молний (во втором случае молниеотвод совершенно не снизит риска повреждения оборудования); различные паразитные наводки от сторонних систем; повреждение линий питания. Кроме того, не стоит исключать возможность подключения (как санкционированного, так и нет) к линиям питания дополнительного потребителя.

Для обеспечения защиты питания LED-драйверов (разумеется, и других устройств, но ниже будут рассмотрены модули, позиционируемые именно для применения в системах светодиодного освещения) существуют модули SPD (Surge Protective Device). Согласно российскому стандарту МЭК 61643-1 такие устройства имеют наименование УЗИП (устройство для защиты от импульсных перенапряжений).

В зависимости от метода реализации защиты, модули могут быть двух типов — двухвводные (включаемые последовательно с защищаемым устройством) и одновводные, подключаемые параллельно. Также может различаться способ защиты:

• коммутирующего типа, когда в отсутствие перенапряжения сохраняется высокое полное сопротивление цепи, но оно может мгновенно измениться на низкое в ответ на скачок напряжения;
• ограничивающего типа, когда в отсутствие перенапряжения также сохраняется высокое полное сопротивление цепи, но оно постепенно снижается с возрастанием волны тока и напряжения;
• комбинированного типа, когда используются одновременно два предыдущих.

Фактически, защита достигается за счет использования минимум одного нелинейного элемента и реализуется с использованием варисторов, TVS-диодов, тиристоров, газоразрядного элемента.

Кроме того, модули могут дополнительно иметь индикатор состояния защиты.

Ниже будут рассмотрены модули защиты параллельного подключения. Такой тип модулей позволяет упростить использование, так как практически не требует сложного вмешательства в уже существующую систему, единственное главное условие монтажа — удаленность от объекта защиты (в зависимости от типа модуля и условий эксплуатации она может составлять от нескольких миллиметров до 10 метров). Например, в случае перенапряжения, вызванного разрядом молнии, за очень короткое время (от менее микросекунды до нескольких микросекунд) в линиях питания возникает импульс тока до нескольких десятков килоампер. В этом случае кабели питания станут высокоимпедансными, и на всего лишь одном метре кабеля возникнет напряжение свыше киловольта, что вряд ли переживет полупроводниковая часть LED-драйвера. (возможно, именно поэтому компания Inventronics, модуль защиты которой будет рассмотрен ниже, сократила в последней версии SPD длину выводов с 200 мм. до 150 мм.). Отсюда следует, что не стоит пренебрегать защитой и в случае исключения большинства вредных факторов (например, небольшая система из одного или нескольких фонарей, имеющая автономное питание) — одного, даже непрямого, удара молнии будет вполне достаточно для вывода из строя драйвера.

Несмотря на простоту защиты и монтажа, при выборе модулей необходимо проводить анализ условий эксплуатации — частота гроз в данном регионе, способ прокладки кабелей питания, материал несущих конструкций, и, разумеется, основные характеристики модуля SPD:

• вид (линии) защиты: защитный элемент может подсоединяться между фазами, между фазой и землей, между фазой и нейтралью, между нейтралью и землей, или в любой из комбинаций;
• номинальный разрядный ток;
• максимальный разрядный ток;
• номинальное напряжение;
• максимальное длительное рабочее напряжение;
• уровень напряжения защиты;
• время срабатывания защиты.

Специально для защиты LED-драйверов систем наружного освещения компании MEAN WELL и Inventronics производят модули SPD , соответствующие основным требованиям, но имеющие некоторые различия.

Модули защиты MEAN WELL

Компания MEAN WELL предлагает два типа модулей защиты: SPD-20-240P и SPD-20-277P (рис. 1). Наименование модулей очень удобно: первая буквенная часть сообщает, что это, собственно, SPD, вторая часть — максимальный ток защиты в килоамперах, и третья часть — номинальное напряжение. Модули соответствуют стандартам UL 1449, EN61643-11 (МЭК 61643-1-98).

Рис. 1. Модуль SPD компании MEAN WELL

Модули защиты имеют индикатор состояния и провода для подключения (10AWG), длиной около 150 мм, изготавливаются в исполнении IP67, что позволяет использовать их в наружном применении без дополнительной защиты.

Таблица 1. Характеристики SPD-20-240P и SPD-20-277P  

Рекомендуемая компанией схема подключения показана на рис. 2.

Рис. 2. Схема подключения SPD-20-240P и SPD-20-277P

Модуль защиты Inventronics

Специально для своих LED-драйверов компания «Inventronics» производит модуль PA-10KS05KWT (рис. 3). Корпус этого модуля цилиндрический, выполненный из огнестойкого пластика, как и у модулей от MEAN WELL, имеются три вывода для подключения длиной 150 мм. Исполнение соответствует стандартам IEEE/ANSI C62.41.2 / IEC EN61000-4-5.

Рис. 3. Модуль SPD компании Inventronics

Характеристики данного модуля показаны в таблице 2.

Таблица 2. Характеристики PA-10KS05KWT

Компания «Inventronics» кодирует в наименовании модулей практически всю необходимую информацию (рис. 4).

Рис. 4. Код заказа модуля защиты Inventronics

Как видно из таблицы 2, характеристики несколько отличаются от модулей SPD-20-240P и SPD-20-277P компании MEAN WELL, в частности, по уровню напряжения защиты. Однако, стоимость PA-10KS05KWT ниже, и в случае использования с LED-драйверами от Inventronics данный модуль экономически более целесообразен.

Рекомендуемая схема подключения изображена на рис. 5.

Рис. 5. Схема подключения PA-10KS05KWT

Благодаря вышеописанным модулям достаточно просто и дешево реализовать защиту системы освещения от труднопрогнозируемых случайностей, в конечном итоге сохранив более дорогой драйвер и непосредственно LED-светильник.

И не остаться в темноте.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: ac-dc-ac.vesti@compel.ru

Новые источники питания LED-светильников серии PLD от MEAN WELL

Компания MEAN WELL расширила линейку бюджетных источников питания PLD для светодиодных светильников внутреннего и декоративного освещения. В дополнение к серии PLD-25 мощностью 25 Вт предложены модели серии PLD-16 мощностью 16 Вт. Это источники питания с постоянным выходным током и функцией коррекции коэффициента мощности. Поскольку источники питания с ККМ построены по однокаскадной схеме, это позволяет добиться бюджетной экономичности данной серии.

Источники питания серии PLD-16 могут применяться в сетях напряжения 115 или 230 В (суффиксы в обозначении моделей A или B соответственно) и в основных 277-вольтных системах в Северной Америке. При наличии выхода постоянного тока коэффициент полезного действия модулей новой серии составляет 86%, что позволяет применять источник питания в диапазоне температур от -30 до 50 C в условиях естественной конвекции воздуха. Все модели серии имеют защиту от внешних воздействий уровня IP30. Модули соответствуют международным требованиям сертификатов UL8750, EN61347-2-13 и EN62384, и основным требованиям CE and FCC, что идеально подходит для светодиодных решений.

• диапазон входных напряжений 90…135VAC или 180…295VAC (в зависимости от модели);
• встроенный активный корректор коэффициента мощности (ККМ);
• выход постоянного тока: 350, 700, 1050 или 1400мА;
• высокий коэффициент полезного действия — до 86%;
• конвекционное охлаждение
• пластиковый корпус из негорючего материала UL94V-0 и защитой от внешних воздействий IP30;
• изделие класса II по электробезопасности, без провода FG;
• защита от короткого замыкания и перегрева;
• размеры корпуса: 84х57х29,5мм;
• гарантия 3 года.