[发明专利]过压保护装置以及具有该过压保护装置的照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及过压保护装置，该过压保护装置包括耦接至N线的第一 连接以及至少一个限压元件，该限压元件被设计成阻断通过限压元件的、 直到限压元件两端的压降的预定义阈值的电流并且导通超过这个阈值的 电流。本发明还涉及照明装置，该照明装置具有金属照明装置壳体、用于 耦接至N线或者照明装置的接地导体的第一照明装置连接、用于耦接至L 线的第二照明装置连接以及此种过压保护装置。

背景技术

大部分室外的不对称的短暂过电压事件，就是说从L导体或者N导 体至地电位具有相当高的电源阻抗。后者通常在50Ω与1kΩ之间。如以 下更加详细地解释的，此类事件可导致外部照明装置的LED毁坏，这些 照明装置配备有LED并且具有金属壳体，例如，路灯。例如，不仅通过 雷击在此类外部照明装置紧挨着的周围事物中而且通过雷击在云层中引 起此类意外事件，在这种情况下，然后照明装置中的高电压主要导致电容 耦合。该过程使得照明装置壳体可充电至几十kV，然而照明装置的电子 器件经由它们耦合至L或者N导体而留在低电位。

如果在这种情况下没有对外部照明装置采取保护措施，则因为在这种 情况下发生的电压很高，所以短暂的高阻抗电压脉冲可以容易地毁坏此种 外部照明装置的LED。这些电压从击中点开始到击中点周围的300m的范 围在40kV与6kV之间。这些电压以此方式还存在于配备有后者的外部 照明装置的LED模块中。例如，为了安全而设置在壳体与地电位之间的 几MΩ的放电电阻不足以防止此类事件。

现有技术中已知并且在图1中示出的过压保护装置10(SPD-过压保 护装置)已经证实在具有检验PE(保护接地)连接的街道照明装置中是 成功的。在这种情况下，“保护等级I”意味着金属照明装置壳体12连接 至检验的PE。这个过压保护装置10使用串联电路，该串联电路包括N导 体与L导体之间的第一变阻器V1和第二变阻器V2，两个变阻器V1、V2 的耦合点连接至照明装置壳体12，并且因此经由火花隙FS1连接至PE。 这两个变阻器通常形成为使得在500V处能够导电。火花隙FS1具有的击 穿电压在500V与5kV之间，在击穿之后运行电压约为40V。

可靠或检验的PE然而并不总是可用于外部或者街道照明，尤其是主 要仅可用在城市中。因此，通常并不存在用于传统街道照明的足以满足保 护等级I的可靠或者检验的PE。

因此，根据保护等级II具有保护概念的照明装置通常使用在外部或 者街道照明中。

在这种情况下，然而，因为金属照明装置壳体将必须连接至此处的连 接点PE，以便实现没有连接至可靠PE的过压保护，图1中示出的过压保 护装置是不被允许的。

因此，其中照明装置壳体可靠地连接至PE的照明装置是保护等级I 的照明装置。

可以这样识别保护等级II的电气装置、以及因此还有照明装置，即 它们使用标准化的两引脚欧式插头，也就是说没有PE连接来操作。这种 装置具有塑料壳体，在这样的情况下，在电源电位与壳体之间必须确保双 重绝缘/加强绝缘。这种装置的测试电压是3kVAC。气隙必须为≥3mm 并且同样地，泄漏路径必须为≥3mm。

如果放电灯用在在前传统的保护等级I的外部照明装置中，则在灯泡 中没有散热器的情况下可以操作放电灯。它们安装为仅具有距灯壳体最大 可能距离，因为对流足够用于放电灯的散热。这是因为放电灯即使在300℃ 的温度下并在没有损坏的情况下仍然运行。

然而，如果这种外部照明装置配备有LED，则应该考虑到，例如， 在从30℃升高至60℃的稳定的情况下LED的效率几乎减半，并且在任 何情况下被大大降低。为此，LED通常安装在散热器上，进而散热器耦接 至照明装置壳体用于散热。为了避免过度影响散热，如有必要，例如，在 LED的电路板材料与散热器之间设置薄绝缘层。然而，如果考虑到照明装 置的电子仍然在N电位，则在这种情况下生成的距离不足以防止由雷击在 灯壳体上发生的上述高电压的闪络。因此，在外部照明装置的紧临周边区 域中的雷击经常导致灯电子设备毁坏，尤其是LED。

保护等级II的其他装置也同样需要过压保护，例如，用于控制交通 流量的装置或者用于外部应用的其他装置。

发明内容