LED-Straßenleuchten

Wie Sie eine LED-Beleuchtung vor Überspannung schützen

| Autor / Redakteur: Andreas Schamber * / Hendrik Härter

Schutz vor Überspannungen: Die Überspannungsableiter Typ 2 schützen Straßenleuchten mit LED vor zerstörerischen Spannungsspitzen.
Schutz vor Überspannungen: Die Überspannungsableiter Typ 2 schützen Straßenleuchten mit LED vor zerstörerischen Spannungsspitzen. (Bild: Phoenix Contact)

Mit geeigneter Hardware lassen sich Straßenleuchten mit LED vor Überspannungen schützen. Schutz ist angebracht, denn im Vergleich zu konventioneller Beleuchtung wäre eine Reparatur wesentlich teurer.

LEDs im privaten und gewerblichen Umfeld haben sich in großen Teilen etabliert. Wer Schäden vermeiden und seine Investitionen sichern möchte, kommt allerdings an einen umfassenden Überspannungsschutz nicht vorbei. Dank der LED-Bausteine sind die Leuchten zudem deutlich kompakter geworden, und dank der Sensoren lassen sich die Leuchten dimmen und an die Bedürfnisse der Nutzer anpassen. Allerdings ist LED-Beleuchtung im Vergleich zu konventioneller Beleuchtung empfindlicher gegen Überspannungen.

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Ein Überspannungsschutz bei LED-Leuchten

Eine Zerstörung der sensiblen Vorschaltgeräte sowie der LED-Module selbst durch Überspannungen mindert den Spareffekt – auch weil die Kosten für die Widerbeschaffung der Betriebsmittel viel höher sind als bei konventioneller Leuchttechnik.

Sorgfältige Wahl der elektrischen Komponenten

Soll eine LED-Leuchte über viele Jahre sicher und effizient betrieben werden, müssen für die Elektroinstallation alle Komponenten sorgfältig ausgewählt werden. Für alle Arten der Beleuchtung wie Innen-, Außen-, Tunnel- und Objektbeleuchtung empfiehlt sich ein fachgerechter Blitzstrom- und Überspannungsschutz. Geeignete Schutzgeräte erhöhen die Lebensdauer der LED-Technik und tragen zur Personen- und Anlagensicherheit bei.

Außerdem werden dadurch Wartungseinsätze reduziert und Reparaturkosten verringert. Um die teuren Komponenten vor dem frühzeitigen Ausfall bewahren zu können, hat Phoenix Contact spezielle Blitzstrom- und Überspannungsableiter für ein abgestimmtes Schutzkonzept entwickelt. Am Beispiel der Straßenbeleuchtung mit LED lassen sich für Überspannungen verschiedene Ursachen identifizieren:

  • direkte Blitzeinschläge in die Leuchte, in die Versorgungsleitung oder in die Peripherie der Straßenbeleuchtung
  • indirekte Blitzeinwirkungen aufgrund kapazitiver oder induktiver Einkopplung in die Versorgungsleitung
  • Schalthandlungen als Folge von Erd- oder Kurzschlüssen sowie als Folge vom Auslösen von Sicherungen

Ob es dabei zu Teil- oder Komplettausfällen kommt, hängt von der Energiedichte des Stromimpulses und von der Überspannungsempfindlichkeit der Komponenten ab. Zudem können funktionsfähige LED-Leuchten durch ein Überspannungsereignis vorgeschädigt werden, was die Lebensdauer der Leuchte reduziert. Blitzeinschläge in der Umgebung der Leuchte können in den Leitungen Spannungen bis zu mehreren 10.000 V erzeugen.

Schlägt beispielsweise ein Blitz in ein Gebäude ein, das über einen äußeren Blitzschutz verfügt, oder auch in einen Baum in der Umgebung, so entsteht ein Spannungstrichter, und das Erdpotenzial steigt auf mehrere tausend Volt an. Höhe und Intensität der Überspannungen hängen wiederum von der Blitzstärke und vom Bodeninnenwiderstand ab. Wenn die Isolationsfestigkeit der Komponenten überschritten wird, wird die Isolation an der schwächsten Stelle überschlagen. Elektronisches Gerät, LED-Modul, Versorgungsleitung oder Kabelübergangskasten werden beschädigt oder zerstört. Bei Isolationsfehlern besteht immer Gefahr für Leib und Leben, und im ungünstigen Fall kann es beim Berühren metallischer Teile, etwa beim Leuchtenmast, zum Stromschlag kommen

Umfassendes Blitzstrom- und Überspannungsschutzkonzept

Auch durch kapazitive oder induktive Einkopplung in der Versorgungsleitung können Überspannungen entstehen. Dafür verantwortlich ist der fließende Blitzstrom zur Erde. So erzeugt beispielsweise der Stromfluss in den Ableitungen vom äußeren Blitzschutzsystem ein elektromagnetisches Feld um sich herum, das wiederum Überspannungen in die parallel verlaufende Versorgungsleitung induziert. Auch bei einem direkten Blitzeinschlag in den Baum ist mit ähnlichen Effekten zu rechnen. Auch hier kann unter ungünstigen Umständen die Straßenbeleuchtung komplett ausfallen. Ein umfassendes Blitzstrom- und Überspannungsschutzkonzept schützt auch in diesem Fall die LED-Leuchten vor Überspannungen und erhöht gleichzeitig die Verfügbarkeit der Verkehrs-Infrastruktur.

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