Aus dem Facharchiv: Elektropraxis
Planung und Errichtung von LED-Beleuchtungsanlagen
Der Beitrag vermittelt Fachwissen für die Anwendungspraxis in der LED-Beleuchtung. Dazu gehören Planungsgrundlagen sowie typische technische Besonderheiten und Probleme der LED-Technik wie z. B. das Einschaltverhalten ebenso wie eine Einführung zum Aufbau eines modernen smarten Leuchtennetzwerkes und Hinweise auf Marktveränderungen, wie beispielsweise zunehmende Servicedienstleistungen der Leuchtenhersteller.
Je nach Phasenlage der Speisespannung fällt die Stromspitze dabei höher aus. Die 90°-Lage des Schaltimpulses ist der ungünstigste Zeitpunkt bezüglich der Einschaltstromspitzen.
Diese starken Ströme können zu einer Beschädigung der Leitungen und Betriebsmittel wie LED-Module führen. Es werden in der Industrie deshalb teils Vorschaltgeräte eingesetzt, die im Nulldurchgang schalten. Bei großen Leuchtengruppen in einem Strang kann der hohe Einschaltstrom dazu führen, dass der in der Elektroinstallation befindliche Leistungsschutzschalter (LS) ungewollt auslöst. Gute LED-Leuchten zeigen ein rampenförmiges Einschaltverhalten und einen stabilisierten Ausgangsstrom mit geringen Rippeleigenschaften (Bild). Zur Vermeidung der Auslösung des LS geben die Hersteller in den Produktdatenblättern der LED-Betriebsgeräte Hinweise zur zulässigen Anzahl ihrer Betriebsgeräte für den Anschluss an den LS unterschiedlicher Strombelastbarkeit und Spezifizierung der magnetischen Auslösung. In der Industriebeleuchtung wird für Beleuchtungsgruppen der Einsatz von C-Automaten empfohlen. Die Anzahl der Leuchten am Automaten muss dann mit dem Datenblatt der Leuchte ermittelt werden [10].
Transiente Überspannungen
Transiente Überspannungen im Versorgungsnetz entstehen durch elektrostatische Entladungen, Abschalten von Verbrauchern, Schaltfunken an Schaltkontakten oder durch Blitzeinschlag in der unmittelbaren Umgebung. Sie können auch von benachbarten Störquellen kapazitiv oder induktiv in Versorgungs- oder Signalleitungen eingekoppelt werden.
Transiente Überspannungen treten oft für den Verbraucher willkürlich nur für wenige Mikro- oder Nanosekunden auf, können aber zur Fehlfunktion und Zerstörung der Vorschaltgeräte führen oder LEDs durch mikroskopische thermische Überlastung zerstören [11]. Qualitativ hochwertige Vorschaltgeräte haben eine Reihe von Surgetests (Stoßspannungsprüfungen) durchlaufen. In der Straßenbeleuchtung werden in blitzaktiven Bereichen Überspannungsschutzeinrichtungen im Kabelübergangskasten eingesetzt. Leuchtenhersteller bieten auch zusätzliche Komponenten in der Straßenleuchte an. Heutige gute Straßenleuchten haben einen 10-kV-Schutz und sind deutlich unempfindlicher gegenüber Transienten-Effekten geworden.
Literatur: [1] DIN EN 61000-3-3 (VDE 0838-3):2014-03: Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) – Teil 3-3: Grenzwerte – Begrenzung von Spannungsänderungen, Spannungsschwankungen und Flicker in öffentlichen Niederspannungs-Versorgungsnetzen für Geräte mit einem Bemessungsstrom ≤ 16 A je Leiter, die keiner Sonderanschlussbedingung unterliegen.
[2] DIN EN 61000-4-15 (VDE 0847-4-15):2011-10: Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) – Teil 4-15: Prüf- und Messverfahren – Flickermeter – Funktionsbeschreibung und Auslegungsspezifikation.
[3] www.derlichtpeter.de/de/lichtflimmern sowie
[4] der Kommentar unter: www.eup-network.de/fileadmin/user_upload/Lichtquellen_Flimmern_Erwin_2017_10_DE.pdf.
[5] Slabke, U.: LED Beleuchtungstechnik. Berlin: VDE Verlag, 2018.
[6] Kramer, H.; von Lom, W.: Licht. Köln, Verlagsgesellschaft R. Müller, 2002.
[7] Brandi, U.; Geissmar-Brandi, C.: Lichtbuch. Basel, Birkhäuser Verlag für Architektur, 2001.
[8] Baer, R.; Barfuß, M.; Seifert D.: Beleuchtungstechnik – Grundlagen. Hrsg.: LiTG Deutsche Lichttechnik Gesellschaft e.V. Berlin: Huss-Medien, 4. Aufl. 2016.
[9] www.zvei.org/verband/fachverbaende/fachverband-licht/leitfaden-planungssicherheit-in-der-led-beleuchtung-ueberarbeitete-2-ausgabe/
[10] Kenner, M.: Oberschwingungen und Netzrückwirkungen von LED-Beleuchtungen. Basel: Vortrag LED Forum 2018.
[11] www.docs.lighting.philips.com/en_gb/oem/download/assets/20160615_Xitanium-Outdoor-LED-drivers.pdf
Autor: U. Slabke
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