路燈的主要客戶是政府單位，而非普通消費者，因而是一個比較特殊、比較封閉的産(chǎn)業。路燈從最初的鈉燈、水銀燈到現在的LED燈，經過了一個漫長(cháng)的發展過程，同時，在這個發展過程中(zhōng)遇到了一些技(jì )術性問題。

時至今日，LED路燈在國(guó)内已經約有(yǒu)十年之久，包括電(diàn)源供應器、電(diàn)源驅動、散熱技(jì )術、光學(xué)技(jì )術等每年都有(yǒu)新(xīn)的突破，而一些基本技(jì )術在國(guó)内卻沒有(yǒu)得到解決，LED路燈防雷問題就是有(yǒu)待解決的問題之一。

1LED路燈防雷的必要性

雷擊是一種靜電(diàn)放電(diàn)現象，通常攜帶數百萬伏特的電(diàn)壓從雲層傳輸到地面或另一雲層。在傳輸過程中(zhōng)，雷電(diàn)會在空中(zhōng)産(chǎn)生電(diàn)磁場，感應出上千伏電(diàn)壓（即浪湧）到電(diàn)源線(xiàn)路并産(chǎn)生感應電(diàn)流傳輸到幾英裏以外，這些間接的攻擊通常發生在戶外暴露的電(diàn)線(xiàn)，例如路燈、交通燈、基站等設備發射電(diàn)湧。浪湧保護模塊是在電(diàn)路前端直接面對來自電(diàn)源線(xiàn)的浪湧幹擾。它将浪湧能(néng)量轉移或吸收，最大限度地減少浪湧威脅其他(tā)工(gōng)作(zuò)電(diàn)路，例如LED照明燈具(jù)中(zhōng)的交流／直流電(diàn)源單元等設備。

對于LED路燈，雷電(diàn)在電(diàn)源線(xiàn)路上産(chǎn)生感應浪湧，這個浪湧的能(néng)量會在電(diàn)線(xiàn)上産(chǎn)生一個突波，即浪湧波，浪湧就是通過這樣的感應方式進行傳輸的，外界來一個浪湧波，就會在220V的輸電(diàn)線(xiàn)中(zhōng)的正弦波上産(chǎn)生一個尖端，這個尖端進入到路燈中(zhōng)，就會對LED路燈電(diàn)路産(chǎn)生破壞。

路燈已經存在很(hěn)多(duō)年了，為(wèi)什麽現在才提出路燈需要防雷這件事情？其實，在過去使用(yòng)的高壓鈉燈和傳統水銀燈是用(yòng)高壓燈泡設計的，其本身就有(yǒu)防雷的效果。到近些年，LED燈逐漸普及，LED燈需要供電(diàn)電(diàn)壓較小(xiǎo)，通常是利用(yòng)電(diàn)源供應器将交流電(diàn)轉換為(wèi)直流電(diàn)來驅動，這使得LED路燈本身的防雷性就沒有(yǒu)了，因而需要為(wèi)路燈設計防雷模塊。

路燈防雷的重要性是由投資回收期這一概念決定的。由于LED路燈比傳統路燈價格大概貴一倍，政府在一開始購(gòu)買時的投資金額較大，所以需要在運行過程中(zhōng)靠節省電(diàn)力支出來逐漸将成本賺回來，因而，LED燈的壽命很(hěn)重要。如果LED燈還沒賺回成本就在投資回收期内壞了的話，還需要另外花(huā)錢維修，維修時付出的人力成本比安(ān)裝(zhuāng)時要貴一倍。因而，在LED時代，要實現LED省電(diàn)、省錢的效果，需要保證其壽命能(néng)夠達到你的預期，即産(chǎn)品保質(zhì)期要長(cháng)。要實現節省成本，保證投資回收期内路燈不損壞，就需要将可(kě)靠度拉高。這就需要為(wèi)LED路燈加上防雷模塊，以達到經濟最大化。

國(guó)内一直在做節能(néng)路燈，定義的路燈規格通常是亮度、發光角度、燈光色彩、功耗等看得見的指标，而常常會忽略防雷這一項看不見的指标。不僅美國(guó)和歐洲等國(guó)，其實在高落雷國(guó)家，例如馬來西亞、印度等國(guó)很(hěn)早就已經建立了要求當地路燈通過一個設定的防雷測試的相關标準。由于國(guó)内也隻有(yǒu)海南、珠江等沿海城市的落雷比較嚴重，而大部分(fēn)内陸地區(qū)則要好很(hěn)多(duō)。因而，至今相關标準還未推出。

2美國(guó)三級防雷标準

在2015年發布的美國(guó)國(guó)家标準中(zhōng)，就已經推出了三級防雷标準，如表1所示。之所以是三種等級，是因為(wèi)美國(guó)東西部落雷情況差異較大，高落雷地區(qū)可(kě)以達到30～40次，而低落雷地區(qū)則隻有(yǒu)1～2次，因而做了三個等級的标準，分(fēn)别是6kV、10kV和20kV。這也是給燈具(jù)廠商(shāng)和地方政府一個彈性，各地地方政府可(kě)以根據實際情況決定使用(yòng)相應的标準。

3國(guó)内相關标準有(yǒu)待制定

國(guó)内在通訊基站有(yǒu)類似标準。早在十幾二十年前，手機即将開始普及的時候，基站防雷就已經有(yǒu)相關國(guó)家标準。由于基站主要是設置在屋頂或塔上，因而落雷對基站的影響會很(hěn)大。而由于我國(guó)南北差異較大，沿海還有(yǒu)内陸環境上的差異也較大，而且路燈基本上是各個地方政府自行管理(lǐ)、規定标注規格、招标、監工(gōng)、維護等，因而，至今仍沒有(yǒu)相國(guó)家關标準出台。

随着近些年來的相關需求的突顯，國(guó)内2017、2018年已經有(yǒu)LED路燈防雷相關國(guó)家标準在審查中(zhōng)，如表2所示。參考世界各國(guó)的國(guó)家标準，驅動電(diàn)源模塊若僅滿足第四級别（線(xiàn)－線(xiàn) 2kV，線(xiàn)－地4kV），将不足以應付戶外照明所可(kě)能(néng)面臨的雷擊浪湧威脅，建議對路燈采用(yòng)更高的防雷等級，并采用(yòng)防雷模塊。

4防雷模塊

雖然防雷模塊本身可(kě)以為(wèi)LED燈提供防雷保護，但是同時其本身也有(yǒu)着自己的風險。當防雷模塊老化後，會在内部發生過熱反應，甚至會起火。也就是說，防雷模塊在用(yòng)到最後一刻會有(yǒu)起火的風險，如圖2所示是燈具(jù)廠商(shāng)因防雷模塊老化起火後的器件。因而，防雷模塊的安(ān)全性是一個很(hěn)重要的概念，安(ān)裝(zhuāng)防雷保護模塊是一個概念，安(ān)裝(zhuāng)一個安(ān)全的防雷保護模塊是更進一步的理(lǐ)念和挑戰。

5結論

随着智能(néng)化時代的到來，智能(néng)路燈已經進入實際應用(yòng)場景中(zhōng)。智能(néng)路燈代表路燈能(néng)夠在遠(yuǎn)端物(wù)聯網實現路燈的開啓和關閉，能(néng)夠調整路燈燈光的顔色和亮度。相對來講，智能(néng)設備的功能(néng)越來越多(duō)，可(kě)靠性也要跟着提升，安(ān)全問題至關重要。而對于防雷保護，則應該同時滿足防雷的功能(néng)和安(ān)全的功能(néng)。