发光二极管(LED)技能的呈现标志着电气照明职业的严峻革新。自1990年以来，LED灯在被选用之后日益替代着野外照明运用中的传统光源，如汞灯、金属卤素灯、和钠汽灯。由于其在照明功率上的前进(每瓦更高流明)、二次光学元件(更好的镜头/反射镜)、以及更强的热耗散功用，LED照明技能着实令人感到惊奇。
顾客和工业用户寻求更为节能的照明计划促进对LED照明的需求量加快上升。LED照明机制的开展也遭到旨在按捺白炽灯继续运用的政府行为的驱动。出于以上原因，LED照明的高选用率肯定是一个全球性的现象。具有兴旺经济体的国家现已拟定了完善的计划和计划，以逐步筛选传统的白炽灯照明。这不该令人感到意外，由于照明约占全球能源消耗的25%。
虽然野外LED照明的初始本钱很高，可是彻底有理由在这上面进行出资，由于在更低瓦数需求、更低维护本钱以及更长寿数的根底之上，出资报答是能够确认的。而为了在大约五年的出资收回期内保证野外LED照明不会呈现毛病，其应具有很高的耐用性和牢靠性。
关于野外LED照明，一个相当大的要挟是在沟通电源线路中产生的瞬态浪涌事情，其或许会对灯具形成损坏。一个LED灯含有电源转换器件(AC/DC)、LED的驱动芯片、以及用于热控的散热器和优化灯火质量的光学器材。直接衔接到沟通电源(如120/220VAC)的一个LED灯具或许会因灯泡内部元件或电路毛病导致的短路和过载情况而损坏。除此之外，产生于灯泡外部的雷击浪涌或负荷开关瞬态能够形成电压尖峰或环形波，给元件形成压力并终究导致损坏，然后使灯泡作废。鉴于LED灯泡的价值定位不只仅是下降能源消耗，还有更长的运用寿数，在消除因电气环境促进的现场毛病中考虑瞬态电压维护将是至关紧要的。
直接雷击感应浪涌
由于附近电气设备的翻开和封闭动作，在沟通电源线路上或许会产生过压瞬态浪涌。附近产生的雷击也会在沟通电源线路产生瞬态浪涌，尤其是在室外环境中。
图1：在沟通电源线路中的瞬态浪涌。
在产生雷击的一刹那，从云到地上的静电放电的等级一般到达数百万伏。产生于几英里以外的雷击，会在载流铜线(例如：路灯的地下电缆)诱发高达数千伏的感应电压。这些直接冲击以一般含有超越1，000 A2s很多能量的特定波形为特征。
约70%的雷击产生于热带区域的陆地地带，这也是大多数雷暴产生的当地。非洲国家阅历过有史以来最为严峻、继续时间最长的雷击。雷击最为常常产生的当地附近刚果民主共和国东部山区的小村庄基夫卡，海拔约为975米。均匀来说，该区域每年每平方公里会产生158次雷击。这个当地周围的一大片区域也遭到严峻影响，由于雷击形成的感应浪涌冲击添加了野外LED照明设备受损的几率。
依据美国航空航天局(NASA)在全球各地闪电频数上的研讨，中南美、非洲、南亚和东南亚也有与美国相似的闪电频数;因而在美国，咱们主张等效浪涌抗扰度应在5kA到10kA之间。关于闪电频数较少的其他区域，如欧洲、东亚和澳大利亚，能够考虑3kA到5kA较低的浪涌抗扰度。
暴风雨气候中这种类型的直接雷电能量会对野外LED照明设备形成晦气影响。灯具在差模和共模条件下均简略受损：
● 差模：灯具的相线和零线端子或相线和相线端子之间的高电压/电流瞬态或许会损坏电源设备或LED模块板中的元件。
● 共模：灯具的相线和地线或零线和地线之间的高电压/电流瞬态或许会穿透电源设备或LED模块板中的安全绝缘，包含LED散热器绝缘。
测验波形是1.2 x 50μs开路电压和8 x 20μs短路电流波形的一种组合。要进行这项测验，在衔接到灯具之前要经过将输出端短接到地上在浪涌产生器上对规则的峰值电流进行校准。
图2：组合波开路电压。
图3：组合波短路电压。
世界各地的闪电频率–单位：闪电次数/平方公里/年–(美国航空航天局全球水文资源中心)。
图4 世界各地的闪电频率-单位：闪电次数/平方公里/年-(NASA GHRC)。
应对感应浪涌事情的技能
维护野外LED照明免于感应浪涌冲击危害的方法是阻断高电压/电流瞬态搅扰进入照明灯具。因而能够在野外LED照明运用中选用一种浪涌维护器(SPD)来按捺浪涌能量并最大极限地削减对照明设备的浪涌冲击。
关于SPD，有多种过电压维护元件可用，包含金属氧化物压敏电阻(MOV)、气体放电管(GDT)和瞬态电压按捺(TVS)二极管。这些元件被放置于一般具有高阻抗的沟通电源线之间，在检测到高电压时会变为低阻抗。在低阻抗情况下，这些元件能够将浪涌能量转移回到沟通电源线，在浪涌事情后又回到高阻抗情况。在现有的技能中，MOV因其较高的浪涌能量处理才能和对瞬态电压的快速呼应成为首选，在配电板的SPD维护中也得以广泛运用。因而MOV是野外LED照明运用中浪涌维护器材的最为适用的技能。
在一个室外灯具中并入一条强壮的浪涌按捺电路能消除浪涌能量形成的损坏，然后进步照明设备的牢靠性，最大程度地削减维护并进步运用寿数。一个能将过高的浪涌按捺到较低电压水平的浪涌维护组件是维护LED灯具设备的最佳方法。
图5：LED路灯维护计划。
热防护型MOV维护SPD的安全
金属氧化物压敏电阻(MOV)技能不只价格便宜，并且是按捺电源中瞬态的一种十分有用的技能。在许多其他的运用中，这种技能相同有用，比方一般被放置于LED驱动器前面的浪涌维护器(SPD)模块。
在阅历一次大浪涌或屡次小浪涌之后，MOV的功用会逐步退化。这种退化导致金属氧化物压敏电阻走漏电流添加，从而使得MOV的温度升高，即使是在120VAC/240VAC作业电压的正常条件下。MOV相邻的一个热敏断路器能够在金属氧化物压敏电阻继续退化至寿数中止情况时用以检测其温度的添加;这时，热敏断路器会翻开电路，将功用退化的压敏电阻从电路中去除，以避免灾难性毛病。
图6：热敏断路器避免功用退化的MOV呈现毛病。
MOV的规划旨在微秒时间内胁迫快速过电压瞬态。可是，除了短时瞬态，在SPD模块中的MOV还会遭到因零线缺失或设备时的不正确接线形成的暂时过电压情况的影响。这些情况会对MOV形成严峻压力，使其进入一种散热失控情况;反过来，这又将导致过热、冒烟、乃至起火。SPD的安全规范UL 1449和IEC 61643-11，界说了为保证SPD安全而有必要对器材进行测验的特定反常条件。在牢靠的规划中，在浪涌维护器内部参加了热敏断路器，以维护MOV不会呈现散热失控。
图7：AC过电流事情。
为SPD而设的寿数中止/替换指示功用
当MOV因暂时过电压或过高的走漏电流而变得过热时，热敏断路器可用来将金属氧化物压敏电阻从沟通电路中去除。SPD因而中止其电涌按捺功用。所以应考虑规划适宜的指示功用，以便修理人员能够知道SPD不能正常作业且需求替换。
照明规划人员能够依据他们的维护和包修战略从两种首要类型的SPD模块装备中进行挑选。这些都是并联和串联的浪涌维护组件。
图8：并联和串联衔接。
● 并联衔接：SPD模块与负载并联在一起。一个寿数中止的SPD模块从电源上断开的一起，AC/DC电源设备坚持通电情况。照明依然处于作业情况，但却失去了反抗电源设备和LED模块所面对的下一次浪涌的防护功用。在一个并联的SPD模块中，能够经过运用一个能向维护技能人员指示SPD模块情况的小的发光二极管来起到替换指示的效果。能够挑选运用绿色发光二极管来指示SPD模块在线，或许用赤色发光二极管来指示SPD模块离线。或许，替换SPD模块的需求能够在SPD模块寿数中止指示线衔接至一个网络智能照明体系的照明管理中心中长途显现，而不是在每个灯具上都设备LED指示。
● 串连衔接：SPD模块与负载串联在一起，寿数中止的SPD模块从电源上断开的一起，也会使灯平息。灯具停电便可作为呼叫修理的指示。已断开的SPD模块不只平息照明以作为替换的指示，一起使沟通/直流电源设备与之后的浪涌冲击阻隔开来。对这种装备的遍及偏好迅速增长，是由于在SPD模块等候替换期间，照明设备依然遭到维护。与运用并联浪涌维护器模块的情况下需替换整个灯具比较，在串联情况下仅替换SPD模块的费用要低得多。
总结
LED技能所带来的高效节能提升了野外照明的价值。为了使LED照明设备能到达其预期寿数，应在野外LED照明中参加浪涌维护模块，以避免因雷击浪涌事情和其他电源线路浪涌形成的前期毛病。设备于LED电源设备前端的浪涌维护模块，为照明体系供给了有用的维护。可是，其或许会遭到暂时过电压要挟和因屡次浪涌事情而疲惫的影响。放置于浪涌维护模块中的热敏断路器进步了模块的全体安全性，并能使模块到达UL 1449和IEC 61643-11认证规范。
当浪涌维护模块到达其运用寿数期限时，串联的SPD模块供给的是一种最为简略的替换指示方法，即经过将灯具从电源上断开，然后使灯平息。并联的SPD模块供给的是一种与发光二极管相衔接的方法，对模块是否在线做出提示。
