1.1 Alaphelyzet

A csarnokvilágítások a múltban túlnyomórészt előtéttel ellátott fénycsövekből vagy higanygőz lámpákból készültek. A higanygőz lámpák kb. 20.000 órás üzemidővel rendelkeznek. Napjainkban az energiafelhasználás csökkentésére való törekvés és a jobb fényminőség iránti igény következtében számos világítástechnikai berendezést váltanak ki modern LED-es világítási rendszerekkel. A korszerű LED-fényforrásokkal akár 70 százalékos energia megtakarítás is elérhető és az élettartamuk a 100.000 órát is elérheti. Ezáltal a befektetés több esetben már két év alatt megtérül.

1.2 Veszélyek

A LED-fényforrások túlnyomórészt a II. túlfeszültség-védelmi kategóriába tartoznak, és 2-4 kV lökőfeszültséggel vannak tesztelve (Surge-teszt). Lökőfeszültség-állóságuk a régi higanygőz lámpákénál sokkal alacsonyabb, ezért a villamos hálózatban keletkező túlfeszültség-impulzusok különösen veszélyeztetik működésüket.

Az erősáramú rendszerekben számos ok révén keletkezhet túlfeszültség. A villámcsapások hatására több 10.000 voltos túlfeszültség-impulzusok is felléphetnek a hálózatokon, amelyek a villamos készülékeket akár a villámcsapás helyétől számított 2 km-es távolságban is tönkre tehetik. Az ipari hálózatokon belül kapcsolási jelenség révén, vagy fénycsövek, illetve higanygőz lámpák bekapcsolásakor akár 5.000 voltos túlfeszültség-impulzusok is megjelenhetnek. Ez utóbbi eset különösen akkor bír nagy jelentőséggel, ha LED- fényforrások, fénycsövek és higanygőz lámpák egyazon hálózaton belül üzemelnek.

Amennyiben a LED-es világítási rendszerek védelme nem biztosított, ezek a túlfeszültség- hatások hosszabb távon a fényerő csökkenéséhez, illetve a LED-meghajtó és a LED-modulok meghibásodásához vezetnek. A kiesések és a magas javítási költségek miatt megnő a megtérülési idő. A modern LED-es világítási rendszerek védelme érdekében ezért rendkívül fontos a megfelelő külső túlfeszültség-védelmi eszköz alkalmazása.

1.3 Kockázatkezelés – a villámcsapások és a túlfeszültség veszélyei

Az MSZ EN 62305 jelzetű villámvédelmi szabvány alapján elvégzett kockázatkezelés segítségével meghatározható a közvetlen és közeli villámcsapások veszélye, és a villámvédelmi rendszer kiépítésének szükségessége is.

Alap esetben a teljes világítási rendszer védelmét biztosítani kell többlépcsős túlfeszültség- védelem kialakításával a következő helyeken:
• a főelosztóban: villámvédelmi potenciálkiegyenlítés 1. típusú vagy 1+2. típusú túlfeszültség-védelmi eszközökkel
• elosztókban és vezérlőszekrényekben: helyi potenciálkiegyenlítés 2. típusú túlfeszültség- védelmi eszközökkel
• a mellékelosztókon: helyi túlfeszültség-védelem 2. vagy 3. típusú túlfeszültség-védelmi eszközökkel
• a védendő fényforrásoknál: készülékvédelem
A villámvédelmi kockázatkezelés, illetve a túlfeszültség-védelem szükségességére az MSZ HD 60364-4-44 is felhívja a figyelmet. A kockázat az építmény és a csatlakozó hálózat számos kialakítási jellemzőjétől is függ.

Az épületeken kívüli szabadvezetékek vannak a legnagyobb kockázatnak kitéve. Az épületeken belül a hosszú vezetékszakaszokon alakulhatnak ki jelentős potenciálkülönbségek. Ezek a jelenségek a vezetékek acéllemezből készült, földelt vezetékcsatornában való elhelyezésével – lényegében mágneses árnyékolásával – csökkenthetőek.

Figyelem A kereskedelmi és ipari célú létesítményekben az MSZ HD 60364-4-443:2007 szabvány 443.3.2.2 szakasza alapján lényegében minden esetben szükséges túlfeszültség- védelmi eszköz alkalmazása az erősáramú hálózaton.

1.4 Döntéstámogatás

A világítási áramkörökre szükséges a túlfeszültség-védelem beépítése, amennyiben a következő feltételek egyike fennáll:
• Az épület rendelkezik külső villámvédelemmel.
• A világítás áramköre különböző világítóeszközöket lát el, mint például higanygőz
lámpák, amelyek kapcsolási feszültsége 4.500 V körül van.
• A világítás áramköre nem független a nagyobb fogyasztókat (mint például motorok vagy hegesztőgépek, amelyek túlfeszültséget okozhatnak) tápláló áramköröktől.
• Már hibásodtak meg LED-fényforrások és a túlfeszültség okozta károsodást nem lehet kizárni.
• Jogszabályi vagy egyéb előírások túlfeszültség-védelmi intézkedéseket követelnek meg.
A veszélyek minimalizálása érdekében lépcsőzetes túlfeszültség-védelem kiépítése a LED-fényforrások, illetve a csatlakozódobozok előtt szükséges. Ezek a biztonsági intézkedések hozzájárulnak a meghibásodott elektronikus elemek javítási költségeinek minimalizálásához. A túlfeszültség veszélyes a LED-es világítás számára, a hatékony védőkapcsolás ezért elengedhetetlen.

1.5 A villám- és túlfeszültség-védelem alkalmazási helye

A túlfeszültség-védelem alkalmazása elengedhetetlen a biztonságos üzemvitel érdekében. A védelem hatékonyságának szempontjából döntő, hogy a túlfeszültség-védelmi eszköz védelmi feszültségszintje a világítóeszköz és a LED-meghajtó lökőfeszültség- állósága alatt legyen.

A védelem hatékonyságának optimalizálása érdekében a túlfeszültség-védelmet a védendő komponensek közelében kell kialakítani. Amennyiben a vezeték hossza meghaladja az öt métert, kiegészítő védőeszköz vagy árnyékolt vezetékezés alkalmazása szükséges.

Figyelem A lámpatestekre vonatkozó MSZ EN 60598-1 szabvány 4.32 pontjában meghatározottak szerint: „A túlfeszültség-védelmi berendezéseknek meg kell felelni az IEC 61643-11 vizsgálati szabványnak.” Ezen szabvány szerint a túlfeszültség-védelmi eszközöknek képesnek kell lenniük több ezer amperes lökőáram többszöri, meghibásodás mentes levezetésére. Minden egyes védőeszköz hőmérsékletét folyamatosan ellenőrizni kell és az eszköznek meghibásodás esetén biztonságosan leválaszthatónak kell lennie.

1 kép: 1+2. típusú túlfeszültség-védelmi eszköz, V50 3+NPE-280, főelosztóban 2 kép: 2. típusú túlfeszültség-védelmi eszköz, V20 3+NPE-280, elosztószekrényben 3 kép: 2+3. típusú túlfeszültség-védelmi eszköz, ÜSM-LED 230, leágazódobozban, a kábeltartó-szerkezeten rögzítve,
4 kép: 2+3. típusú túlfeszültség-védelmi eszköz, ÜSM-LED

A túlfeszültség-védelem utólagos kialakításához az öntött kivitelű, IP 65-ös védettségű ÜSM-LED 230-65 eszköz alkalmazható. A csatlakozókábel segítségével a védőeszköz mostoha környezeti körülmények között is alkalmazható elosztódobozokon vagy azokon belül.

1.6 A túlfeszültség-védelmi eszköz bekötése

Az ÜSM-LED 230 védőkészülék a LED-fényforrással sorosan vagy párhuzamosan is beköthető.

Párhuzamos bekötés 5 kép: Párhuzamos csatlakoztatás esetén a túlfeszültség-védelmi eszköz bekötése a LED-fényforrás elé történik.

Meghibásodás esetén:
• Az ÜSM-LED készüléken kialszik a jelzőfény. A túlfeszültség-védelem leválasztódik. A LED-fényforrás védelem nélkül tovább világít.

Soros bekötés 6 kép: Soros csatlakoztatás esetén a túlfeszültség-védelmi eszköz bekötése a LED-fényforrással sorosan történik.

Meghibásodás esetén:
• Az ÜSM-LED készüléken kialszik a jelzőfény. A túlfeszültség-védelem és az áramkör (L’) leválasztódik. A meghibásodást a LED-fényforrás kikapcsolt állapota is jelzi.

1.7 Összefoglalás

A LED-meghajtók elé bekötött megfelelő túlfeszültség-védelmi eszköz biztonságos megoldást jelent a túlfeszültség hatásaival szemben. Ezzel biztosítható a LED-fényforrások megfelelő élettartama és a beruházás megtérülése.

Az OBO teljes körű villám- és túlfeszültség-védelmi, illetve árnyékolt vezetékrendező rendszereket kínál a világítóberendezésekhez.
További információkat a www.obo.hu honlapon taláhat.