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Überspannungsschutz für Lichtbänder mit Leuchtstoffröhren und EVG
Lichtbänder in der Industrie, im Gewerbe und in der Landwirtschaft werden häufig noch mit stabförmigen Leuchtstofflampen (Durchmesser 26 mm bzw. 16 mm) und mit elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) betrieben. Bei hohen Hallen finden Lichtbandleuchten mit tiefstrahlender Ausleuchtungscharakteristik ihren Einsatz.
Allein der turnusmäßige Austausch der Leuchtmittel (ca. 16.000 Brennstunden bei 26 mm Röhren, ca. 20.000 Brennstunden bei 16 mm Röhren) ist in einem solchen Fall mit hohen Kosten verbunden. Hierfür werden Steiger benötigt und der Austausch wird in der Regel in die betriebsfreien Zeiten verlegt. Wenn einzelne EVGs durch Überspannung zerstört werden oder gar ein ganzes Lichtband ausfällt, besteht ein sofortiger Handlungsbedarf, denn oft steht die erforderliche Mindestbeleuchtungsstärke nicht mehr zur Verfügung, was neben einer nachlassenden Arbeitsleistung auch Unfallgefahren zur Folge haben kann.
Die DIN VDE 0100-443 regelt den Schutz vor Überspannungen infolge atmosphärischer Einflüsse oder von Schaltvorgängen. Als Lösung für Gebäude und Anlagen in Deutschland beschreibt die Norm den Einsatz von Überspannungs-Schutzeinrichtungen (Ableiter SPD Typ 2 bzw. Typ 3). Die oft langen Zuleitungen zu den Lichtbändern bieten eine hohe Einkoppelmöglichkeit. Auch ein vorhandener Überspannungs-Ableiter SPD Typ 2 oder Kombi-Ableiter SPD Typ 1 in der speisenden Verteilung kann die eingekoppelte Spannungsspitze an den Leuchten nicht verhindern. Es bedarf eines zusätzlichen Überspannungs-Ableiters in unmittelbarer Lichtbandnähe.
Eine erhöhte Einkopplungsgefahr auf die Lichtbänder selbst wird bei der sehr oft verwendeten Lichtbandausführung in der Schutzklasse I (PE-Anschluss) stark reduziert. Sofern Lichtbänder mit Leuchten in doppelter oder verstärkter Isolierung bestückt werden, sind die Lichtbandverdrahtungen sehr oft in einem metallenen Trageprofil verlegt und somit durch dessen geschirmte Ausführung weitestgehend geschützt.
In der Praxis findet man sowohl Lichtbänder mit Wechselstromeinspeisungen 230 V / 50 Hz wie auch mit Drehstromeinspeisungen 3 x 230/400 V / 50 Hz. Für beide gilt, dass die maximale Anzahl der anzuschließenden Leuchten durch den Querschnitt der Durchgangsverdrahtung bestimmt wird. Um bei der Absicherung den Einschaltströmen der EVGs Rechnung zu tragen, gibt der Leuchtenhersteller die max. Anzahl der jeweiligen Leuchten in Abhängigkeit der Bemessungsströme von Überstromschutzorganen an. D. h., dass z. B. an einem 16 A-Leitungsschutzschalter der Charakteristik B nur 13 Stück 2-lampige EVG-Leuchten T26/58 W angeschlossen werden dürfen, obwohl der Betriebsstrom bei 13 x 0,58 A = 7,54 A liegt. Da Leuchten keine Überlast verursachen, braucht die Leitung nur gegen Kurzschluss geschützt zu werden. Auch der Spannungsfall wird nicht nach dem Bemessungsstrom des Überstromschutzorganes, sondern nach dem Betriebsstrom der Leuchten bestimmt.
In der Praxis kommen bei kleineren, mit Wechselstrom gespeisten Lichtbändern Überspannungs-Ableiter SPD Typ 2/3 zum Einsatz (Bild 9.9.1). Die kleine Bauform dieser Überspannungs-Ableiter ermöglicht die Anbringung im Leuchtengehäuse.
Für Drehstromlichtbänder bieten sich bei einer Absicherung bis 25 A Überspannungs-Ableiter SPD Typ 3 an, welche als REG in einem AP-Gehäuse mit entsprechender Schutzart unmittelbar auf der Tragschiene montiert werden können (Bild 9.9.2). Diese Montagevariante empfiehlt sich bei Leuchtenzuleitungen, welche über eine lange Abpendelung (mehrere Meter) eingespeist werden.
Sind die vorgenannten Lichtbänder in Deckennähe montiert, sollte die Installation des vorstehend beschriebenen AP-Gehäuses an der Kabelrinne gewählt werden (Bild 9.9.3).
Werden leistungsstarke Drehstromlichtbänder (Nennstrom > 25 A) über lange Leitungsstrecken versorgt, müssen zur Einhaltung des Spannungsfalls und der Schleifenimpedanz oftmals größere Querschnitte verlegt werden. In solchen Fällen wird der Leiterquerschnitt kurz vor der Anschlussstelle des Lichtbandes über eine Verteilerdose auf den an die Anschlussklemme anschließbaren Querschnitt (meist 2,5 mm2) verjüngt. Hier bietet sich der Einsatz von Überspannungs-Ableitern SPD Typ 2 an. Diese sind am Markt für das TN-S und auch das TT- System erhältlich. Die beschriebenen Überspannungs-Ableiter dürfen bis max. 125 A vorgesichert werden, was aufgrund der Kurzschlussbelastung der Lichtbandverdrahtung ohnehin nicht infrage kommt.