Elektrotechnik
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Licht- und Beleuchtungstechnik
Energieverbrauch einer größeren Beleuchtungsanlage verringern
ep6/2008, 3 Seiten
überlassen. Darüber hinaus enthält die DIN VDE 0100-610 [3] die Forderung, die Ergebnisse der Erstprüfung zu dokumentieren. Auch diese Dokumentation ist ein Teil der elektrischen Anlage, die bestätigt, dass · die nötigen Unterlagen vorhanden und zum Betreiben ausreichend sind und · eine Übereinstimmung zwischen der Anlage und den Angaben/Kennzeichnungen in den Unterlagen besteht. Während diese Normenvorgaben zunächst nur Empfehlungen sind, wird hingegen im Geräte-und Produktsicherheitsgesetz (GPSG) [4] verbindlich festgelegt, dass zu den Arbeitsmitteln auch eine Gebrauchsanleitung gehört, wenn sie „in den Verkehr gebracht“, d. h. in diesem Fall erstmals in Betrieb genommen werden. Mit dieser Gebrauchsanleitung muss ein gefahrloser und ordnungsgemäßer Betrieb gewährleistet sein. Schließlich werden die zuvor aufgeführten Empfehlungen der Normen für Errichter oder Betreiber elektrischer Anlagen durch das Gesetz über die Elektrizitäts- und Gasversorgung [5] mit gesetzlichem Rang versehen. Dort heißt es: „Energieanlagen sind so zu errichten und zu betreiben, dass die technische Sicherheit gewährleistet ist. Dabei sind vorbehaltlich sonstiger Rechtsvorschriften die allgemein anerkannten Regeln der Technik zu beachten. Die Einhaltung der allgemein anerkannten Regeln der Technik wird vermutet, wenn bei Anlagen zur Erzeugung, Fortleitung und Abgabe von ... Elektrizität die technischen Regeln des Verbandes der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V. (VDE-Bestimmungen), ... eingehalten worden sind.“ Fazit. Zusammenfassend betrachtet laufen alle genannten Festlegungen darauf hinaus, dass der Errichter einer elektrischen Anlage, vielleicht in Gemeinschaft mit dem Betreiber, festzulegen hat, welche Unterlagen für einen sicheren Betrieb (Bedienen, Warten, Prüfen usw.) der durch ihn errichtenden Anlage benötigt werden. Der Prüfer wiederum hat festzustellen, ob der Anlagenteil „Dokumentation“ ordnungsgemäß - d. h. ausreichend, aktuell, vollständig und in einem brauchbaren Zustand - vorhanden ist. Und schließlich sollte nicht vergessen werden, dass auch die Normen für die Wiederholungsprüfung mehr oder weniger konkret das Anfertigen einer Dokumentation verlangen, die den Zustand der Anlage darstellt. Auch sie gehört dann zur Anlage und bestätigt deren Übereinstimmung mit den Normen. Hier hat ebenfalls der Prüfer der Anlage zu entscheiden, wie er dies dokumentiert. Wenn er auf der Höhe der Zeit ist, beschreibt er auch Zustände, die in den Prüfnormen noch gar nicht so recht angekommen sind und deswegen nicht gefordert werden, z. B. die Messwerte für Schutzleiter-und Neutralleiterströme sowie Temperaturen in den Betriebsmitteln, Schaltschränken usw. Auch diese Prüfdokumentation wird zum Teil der Anlage, die von ihr beschrieben wird und muss - bzw. müsste - somit bei der nächsten Wiederholungsprüfung vorliegen und berücksichtigt werden. Wer diese aus den DIN-VDE-Normen und der Gesetzlichkeit abzuleitenden Forderungen kompromisslos durchsetzen will, wird wohl kaum eine Wiederholungsprüfung zum guten Ende bringen. Dies soll aber hier nicht betrachtet werden. Sicher ist somit: Abgesehen von speziellen Anlagen, wie z. B. überwachungsbedürftige Anlagen, und bestimmten Betriebsmitteln, z. B. aus der Medizintechnik, bei denen ganz bestimmte Zustände/Größen/Änderungen usw. dokumentiert werden müssen, um die Sicherheit ganz konkret vielleicht sogar auf den Punkt genau zu bestätigen, liegt die Entscheidung über Art und Inhalt der Dokumentation in erster Linie beim Hersteller der Anlage. Die DIN-VDE-Normen enthalten die dafür erforderlichen Denkanstöße. Literatur [1] DIN 31000 (VDE 1000):1979-03 Allgemeine Leitsätze für das sicherheitsgerechte Gestalten technischer Erzeugnisse. [2] DIN VDE 0100-510 (VDE 0100-510):2007-06 Errichten von Niederspannungsanlagen - Teil 5-51: Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel - Allgemeine Bestimmungen. [3] DIN VDE 0100-610 (VDE 0100-610):2004-04 Errichten von Niederspannungsanlagen - Teil 6-61: Prüfungen - Erstprüfungen. [4] Geräte- und Produktsicherheitsgesetz - GPSG vom 6. Januar 2004. [5] Gesetz über die Elektrizitäts- und Gasversorgung (Energiewirtschaftsgesetz - EnWG) vom 7. Juli 2005. K. Bödeker Energieverbrauch einer größeren Beleuchtungsanlage verringern ? Ein Hotel möchte die Beleuchtung der Tiefgarage mit 200 Stellplätzen vom Dauerbetrieb auf einen Betrieb mit Bewegungssensoren umstellen, um Energie einzusparen. Die zuständige Elektrofachkraft ist der Meinung, dass dazu erforderlich wäre, die 58-W-Leuchtstofflampen mit elektronischen Vorschaltgeräten auszurüsten. Der Aufwand für eine derartige Umrüstung ist der Hotelleitung allerdings zu hoch. Gibt es für diese Problematik eine einfachere Lösung, mit der ähnliche oder sogar gleiche Energie-Einsparungen möglich sind? ! Umrüstung auf EVG. Dem zuständigen Elektriker geht es hierbei wahrscheinlich um drei wesentliche Punkte, denn das Flackern und mehrfache Aufblitzen der Leuchtstofflampen bei jedem Einschaltvorgang kommt nach der Umrüstung auf Bewegungsmelder recht häufig vor und ist lästig, schlecht für die Lampen-Lebensdauer und vielleicht zu lange andauernd, bevor das Licht ordentlich brennt. Alle drei Probleme gibt es mit elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) nicht - so weit hat der Elektriker Recht. Der Aufwand, jede einzelne Leuchte abzumontieren und zu öff-Elektropraktiker, Berlin 62 (2008) 6 Fashion for Your Profession Mietberufskleidung - die bessere Alternative Wirklich clever, unser Angebot. Wir beschaffen, holen, bringen und pflegen Ihre Mietberufskleidung. Individuell, pünktlich. 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Das Austauschen der Starter ist weniger aufwändig als ein Lampenwechsel und muss nur ein Mal erfolgen, denn (gute) elektronische Starter funktionieren praktisch ewig. Deshalb sollten sie keinesfalls mit jedem Lampenwechsel weggeworfen werden, wie es für die Glimmstarter oft empfohlen wird oder sogar unumgänglich ist. In der Standard-Ausführung sind elektronische Starter allerdings nicht wesentlich schneller als herkömmliche Glimmstarter; nur die Nerven der Nutzer sowie die Lampen werden geschont, da diese immer sofort bei der ersten Zündung starten. Für Anwendungsfälle, in denen es auf einen raschen Start ankommt, gibt es besonders schnelle elektronische Starter, z. B. für Bäder, Toiletten sowie für Notbeleuchtungen. Diese sollten aber auch nur in diesen Fällen eingesetzt werden, denn der Lampen-Schoneffekt ist natürlich beim Schnellstart nicht in vollem Umfang gegeben - ebenso wenig wie bei Verwendung eines EVG mit Schnellstart. Vielleicht würde sich in der Tiefgarage auch eine gemischte Bestückung empfehlen, die zum Großteil aus normal schnellen sowie einigen extra schnellen elektronischen Startern besteht. In jedem Fall leistet die Umsetzung einer Lichtsteuerung in dieser Form einen wesentlich größeren Beitrag zur Energie-Einsparung als nur der Einsatz der EVG ohne die Bewegungsmelder. Laut den in EU-Direktive 2000/55/EG [3] angegebenen Nennwerten spart man bei einem Austausch verbesserter induktiver Vorschaltgeräte (VVG) gegen EVG zwischen 5 W und 12 W pro 58-W-Lampe. Lichttechnische Messungen zeigten aber, dass die Einsparung in der Praxis noch wesentlich geringer ist [4]. Falls in der Tiefgarage noch alte, verlustreiche konventionelle Vorschaltgeräte (KVG) in Verwendung sind, die heute in der EU nicht mehr neu in den Handel gelangen dürfen, könnte die durch den Einsatz von EVG erreichbare Ersparnis bei 15 W je 58-W-Lampe liegen. Eventuell ist die Energie-Einsparung auch höher, falls die alten KVG noch vor der Umstellung der Netzspannung von 220 V auf 230 V hergestellt wurden. Wenn auf den KVG als Aufdruck „EEI=C“ oder „EEI=D“ zu lesen ist, handelt es sich um KVG, die heute in der EU nicht mehr neu in den Handel gebracht werden dürften, und wenn der Aufdruck ganz fehlt, erst recht. Wird als Nennspannung noch 220 V angegeben, dann sind sie sogar noch älter. Man sieht den kurz zuvor genannten Zahlen schon an, dass ein Abschalten der Beleuchtung in Zeiten, in denen sie nicht gebraucht wird, wahrscheinlich wesentlich mehr Energie einspart als das Tauschen der Vorschaltgeräte. Je nachdem, wie viele Betriebsstunden mit der Abschaltung noch pro Jahr zusammenkommen, könnte man ggf. sogar die alten KVG beruhigt weiter betreiben, was bei einem Dauerbetrieb nicht zu empfehlen wäre. Mein Rat lautet: Die Garagenbeleuchtung über Bewegungssensoren zu steuern ist eine gute Idee. Zusätzlich sollten die Glimmstarter der Leuchtstofflampen durch elektronische Starter ersetzt werden. Weitere Umrüstung ist nicht erforderlich. Bei der Installation der Steuerung ist zu beachten, dass auch diese Strom verbraucht - und zwar ständig, nicht nur dann, wenn das Licht brennt. Aus diesem Grund kann eine allzu aufwändige Aufteilung in allzu viele Beleuchtungsgruppen im Extremfall auch kontraproduktiv sein. Nachträglich aufgetretenes Problem. Der Anfragende hat meinen Ratschlag befolgt, wie er mir kürzlich berichtete, jedoch ist er dabei auf ein Problem gestoßen, dessen Lösung hier auch noch beschrieben werden soll. Er sagte, nach Einsetzen der elektronischen Starter wäre etwa die Hälfte der Lampen beim Einschalten dunkel geblieben. Das lag wohl daran, dass er die Hersteller-Dokumentation nicht hinreichend gründlich studiert hat, denn offensichtlich wurden im beschriebenen Fall nämlich die Schnellstarter gewählt, um den Hotelgästen bei der Einfahrt in die Tiefgarage unverzüglich Licht zu bieten, was verständlich ist. Scheinbar verfügt die in dieser Garage vorhandene Beleuchtungsanlage über serielle Kompensation (Duo-Schaltung) [5], die sich aber nicht mit dem Schnellstarter verträgt. In dem Schnellstarter ist eine Diode eingebaut, sodass er die Lampe also prinzipiell mit Gleichstrom startet, weswegen bei serieller Kompensation nur für die Dauer einer Halbwelle Strom fließt. Danach ist der Kondensator voll aufgeladen, blockiert den Vorheizstrom und verhindert somit die Zündung der Lampe. In der Dokumentation ebenso wie auf dem Starter selbst wird hierauf hingewiesen. Abhilfe. Die Elektrofachkraft muss jeweils den kapazitiven Zweig der Beleuchtungsanlage mit einem elektronischen Starter mit normaler Vorheizzeit ausrüsten. Bei diesem tritt das Problem nicht auf. Dann startet wenigstens die (induktive) Hälfte der Beleuchtung schnell, und die andere Hälfte (ausgerüstet mit den Serien-Kondensatoren) folgt kurze Zeit später - aber in beiden Fällen flackerfrei. Wie mir bereits berichtetet wurde, ist entsprechend umgerüstet worden und nun funktioniert alles einwandfrei. Ärgerlich ist jedoch, dass dafür noch normale Starter nachbestellt werden mussten, während die restliche Hälfte der Schnellstarter nutzlos herumliegt. Hierfür kann ich empfehlen, diese Schnellstarter in den Doppelleuchten der Bäder des Hotels einzusetzen - bestenfalls auch dort jeweils einen schnellen und einen normalen Starter. Dies ist der beste Kompromiss zwischen Sofortlicht und Lampenschonung. Hinweis 1. Elektronische Starter sind keine digitalen Betriebsmittel. Sie arbeiten mit ganz einfacher analoger Technik. Die Vorwärmzeit variiert daher beim normalen Starter von 2,1 s bis 2,6 s und bei dem schnellen Starter von 0,3 s bis 0,5 s. Das ist auch besser, als wenn die Starter etwa eine bestimmte Anzahl von Perioden abzählen und dann alle in derselben Halbschwingung zünden würden, was in einer großen Beleuchtungsanlage nämlich zu EMV-Problemen führen könnte. Hinweis 2. Obwohl bei normal vorheizenden elektronischen Startern für Einzel- und Tandemschaltungen verschiedene Modelle eingesetzt werden müssen, lässt sich der Schnellstarter - zumindest der dieses Herstellers - sowohl für einzeln wie für eine von zwei im Tandem (in Reihe an einem gemeinsamen VVG) betriebenen Lampen gebrauchen. So 512 LESERANFRAGEN Elektropraktiker, Berlin 62 (2008) 6 Herkömmliche Glimmstarter Elektronische Starter Links: Spezialversion für Solarienlampen Mitte: Schnellstarter Rechts: Universalversion NORMENAUSZÜGE Auszüge aus DIN-VDE-Normen sind für die angemeldete limitierte Auflage wiedergegeben mit Genehmigung 042.002 des DIN und des VDE. Für weitere Wiedergaben oder Auflagen ist eine gesonderte Genehmigung erforderlich. Maßgebend für das Anwenden der Normen sind deren Fassungen mit dem neuesten Ausgabedatum, die bei der VDE Verlag Gmb H, Bismarckstr. 33, 10625 Berlin und der Beuth Verlag Gmb H, Burggrafenstr. 6, 10787 Berlin erhältlich sind. lässt sich die vorteilhafte Tandemschaltung [6] auch mit elektronischen Startern betreiben und im Bedarfsfall kann erreicht werden, dass wenigstens eine der zwei Lampen sehr schnell und die andere dagegen besonders schonend gestartet wird. Beide im Tandem verschalteten Lampen mit den Schnellstartern zu zünden, funktioniert nicht. Werden vier Lampen z. B. in der weit verbreiteten Leuchte mit 4 · 18 W in einer Kombination aus Tandem-und Duo-Schaltung verdrahtet (Bild ), kann nur eine von vier schnell gestartet werden. Die anderen drei „müssen“ schonend betrieben werden. Ergänzender Ratschlag. Vorteilhaft für den beschriebenen Anwendungsfall könnte sich der Einsatz „lernender“ Elektronik auswirken, wie sie auch schon seit geraumer Zeit am Markt verfügbar ist. Diese registriert, an welchen Wochentagen zu welchen Tageszeiten viel Verkehr herrscht und wann wenig und verlängert zu den verkehrsreichen Zeiten die Einschaltzeit, sodass von einer Ein- oder Ausfahrt bis zur nächsten das Licht meist eingeschaltet bleibt und die sich sonst häufenden sehr kurzfristigen Abschaltungen vermieden werden. Man erkauft sich so eine größere Lampenschonung durch einen Verzicht auf eine sehr geringfügige Energie-Einsparung. Die vier hier genannten Veröffentlichungen aus dem Elektropraktiker - ep ([1], [4], [5] und [6]) sind bei dem Deutschen Kupferinstitut (www. kupferinstitut.de) als Sonderdruck s180 mit dem Titel „Optimale Auswahl und Betriebsweise von Vorschaltgeräten für Leuchtstofflampen“ erhältlich und können auch in digitaler Form unter [7] heruntergeladen werden. Literatur [1] Fassbinder, S.: Elektronische Starter für Leuchtstofflampen. Elektropraktiker, Berlin 60 (2006) 11; S. 937 - 941. [2] www.palmstep.com [3] www.celma.org [4] Fassbinder, S.: VVG - Vorschaltgeräte in der Beleuchtungstechnik. Elektropraktiker, Berlin 59 (2005) 4; S. 284 - 287. [5] Fassbinder, S.: Blindleistungskompensation bei Leuchtstofflampen. Elektropraktiker, Berlin 57 (2003) 11; S. 870 - 875. [6] Fassbinder, S.: Tandemschaltung für Leuchtstofflampen. Elektropraktiker, Berlin 60 (2006) 12; S. 1023 - 1028. [7] www.lighting.copperwire.org. S. Fassbinder Gerätegehäuse für eine Fehleranalyse während der Prüfung öffnen ? Im Rahmen der Wiederholungsprüfung eines ortsveränderlichen Elektrowerkzeugs habe ich bei der Isolationswiderstandsmessung einen unüblich schlechten Wert (1,5 M1) gemessen und dann bei der mit der Schutzleiterstrommessung (2,3 mA) verbundenen Inbetriebnahme ungewöhnliche Laufgeräusche sowie Bürstenfeuer festgestellt. Trotzdem funktionierte das Gerät, soweit dies kurzfristig festzustellen war. Da ich die Prüfung trotz der noch ausreichend guten Messwerte nicht mit „bestanden“ abschließen und dies auch begründen wollte, habe ich einen Teil der Abdeckung entfernt, um der Ursache für die Geräusche usw. nachzugehen. Dabei zeigte sich eine erhebliche Verschmutzung der inneren elektrischen und mechanischen Teile, sodass eine gründliche und recht aufwändige Reinigung notwendig war. Als ich dem Kunden empfahl, mir den dafür nötigen Auftrag zur Instandsetzung zu erteilen, lehnte er meinen Vorschlag mit dem Hinweis auf die im Baumarkt relativ billig erhältlichen Geräte ab. Problematisch wurde es, als er sein Gerät im ursprünglichen, aus seiner Sicht noch gebrauchsfähigen Zustand zurück haben wollte. Jedoch funktionierte das Gerät nach dem von mir vorgenommenen Öffnen und Schließen der Abdeckungen nicht mehr so „gut“ wie vorher. Scheinbar hatte der in Bewegung geratene Schmutz sein Werk vollendet. Der Kunde verlangte daher, dass ich ihm ein gleichwertiges Gerät zur Verfügung stelle. Gibt es Festlegungen, die bei der Prüfung das Öffnen des Gerätegehäuses für eine Fehleranalyse vorschreiben? ! Nein, eine solche allgemeingültige und dann auch noch relativ konkrete Vorgabe gibt es in den Prüfnormen nicht. Allerdings sind im Entwurf von DIN VDE 0701-0702 [1] aus dem Dezember 2007 die folgenden Festlegungen zu finden: „Bei Wiederholungsprüfungen sind die Vorgaben ... (der Prüfverfahren) ... so anzuwenden, wie dies ohne Öffnen des Geräts möglich ist.“ und „Das Gerät ist bei einer Wiederholungsprüfung nur dann zu öffnen, wenn ein begründeter Verdacht auf einen Sicherheitsmangel nur auf diese Weise geklärt werden kann.“ Elektropraktiker, Berlin 62 (2008) 6 Vorteilhafte Verbindung von Duo-und Tandemschaltung (4 · 18 W) www.elektrische-sicherheit.de Null-Spiel ? NEIN! Ohne Erde ? JA ! Steuerung heißt heute: Befehlsgeber mit (sehr) kleiner Leistung ! und Isolationsniveau mit (sehr) großem Isolationswiderstand ! Mit dem Isolationsüberwachungsgerät, A-ISOMETER® die besseren Karten haben. Null-Spiel ? NEIN! Ohne Erde ? JA !
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- S. Fassbinder
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