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LED灯具启动冲击电流对配电保护的影响
来源:电气部 葛孚焕 2024-09-03


对于LED灯或LED灯具为主的配电回路,LED灯具在启动时会产生较大的冲击电流。为避免整个回路的LED灯或LED灯具同时启动对供电系统及保护装置产生不利影响,应将其分组启动,且尽量选择瞬时脱扣形式为C型或D型的保护电器。经查询,小功率(400W以下)LED灯、LED灯具及LED恒压直流电源的启动冲击电流持续时间较短,故在计算时应注意不是简单地将LED启动冲击电流进行算术叠加。

LED灯具的启动冲击电流限值

功率范围P(W)

启动冲击电流峰值(A)

启动峰值电流与额定工作电流之比

持续时间(ms)

P<75

≤40

--

<1

75≤P<200

≤65

--


200≤P<400

--

≤40

<5

400≤P<800

--

≤30


P≥800

--

≤15


对于交流供电LED灯具,由于其AC/DC转换单元中的电容启动时的充电过程,导致峰值电流较大,对供电系统及保护装置产生不利影响,甚至影响正常工作,有必要对LED驱动电源的启动冲击电流进行限制。启动冲击电流的影响主要取决于两方面因素,冲击电流的峰值大小和持续时间,而这两个参数与功率大小是直接相关的。国家标准《LED体育照明应用技术要求》GB/T38539-2020规定了200W及以上LED灯具的冲击电流峰值和持续时间的限值要求,其中电流峰值以其与额定工作电流之比来表示。由于电解电容值规格并不是线性的,LED驱动电源功率小到一定程度时,稳压电容不能再小了,否则会影响电源寿命,冲击电流也就不会再随着功率减小而变小,因而小功率的LED驱动电源,不适合用启动冲击电流峰值与额定电流的倍数关系去限定,而直接限定冲击电流峰值的绝对值。通过调研国内外主要LED驱动电源的产品性能数据,确定了200W以下的LED灯及LED驱动电源的启动冲击的电流峰值,为了尽量减小对电路的不利影响,在限定峰值电流的基础上,从持续时间上适当提高了对小功率电源的要求。对于持续时间,按照灯具启动后电流值上升到峰值电流的50%时开始计时,到电流值下降到峰值电流的50%时停止计时。

以S201型断路器为例:

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                                                         图1  S201-B16在毫秒级时间范围的脱扣特性曲线

图1为S201-B16在毫秒级时间范围的脱扣特性曲线。可以看出,当电流持续时间小于0.6ms时,其约定不脱扣电流为:4.2×3In=12.6×16=201.6A;同理对于C型或D型,分别为C16:4.2×5In=21×16=336A;D16:4.2×10In=42×16=672A。

当LED灯具的启动冲击电流持续时长为1ms时,修正系数(k)取值为2.5,S201-C16的不脱扣电流为:2.5×5In=2.5×5×16=200A,故可允许5个75W的LED负荷同时启动。当该照明回路所接LED总负载大于375W时,则应对负载进行分组启动,并确保启动冲击电流不引起保护动作。

在实际项目中应按照各断路器生产厂商产品样本中断路器与LED灯具匹配表进行选型,下表列出了采用几种常用规格MCB应用于LED照明负载时允许同时启动的最大负荷,供设计应用参考。

选择不同特性曲线和额定电流

的MCB保护LED照明负荷的参考值

额定电流(A)

负载功率(W)


C特性

D特性


16

440

690

20

630

980

25

750

1200

除符合上述要求之外,LED灯具配电线路的保护尚应符合国家现行有关标准的规定。如:《建筑电气与智能化通用规范》GB55024第4.5.1条,照明配电终端回路应设短路保护、过负荷保护和接地故障保护,室外照明配电终端回路还应设置剩余电流动作保护电器作为附加防护。

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