LED-Beleuchtung löst Sicherung oder FI aus? Einschaltstrom und Ableitstrom erklärt

Neue LED-Beleuchtung installiert, und der Leitungsschutzschalter fällt, sobald das Licht eingeschaltet wird. Oder der FI-Schutzschalter löst scheinbar zufällig aus, manchmal erst Tage später. Beides kommt bei LED häufig vor, und beides hat eine klare Ursache: den Einschaltstrom der LED-Treiber und die kleinen Ableitströme ihrer Filter. Dieser Ratgeber erklärt, welches Gerät auslöst und warum, wie viele Leuchten Sie auf einen Stromkreis legen können und was Sie ändern, damit die Anlage stabil läuft.

Leitungsschutzschalter oder FI: Was löst aus?

Im Verteiler sitzen zwei Arten von Schutzgeräten, die aus völlig unterschiedlichen Gründen abschalten:

Gerät	Reagiert auf	Typische Ursache bei LED
Leitungsschutzschalter (LS-Schalter), z. B. B16 oder C16	Überstrom und Kurzschluss im Außenleiter	Einschaltstrom vieler gleichzeitig eingeschalteter Treiber
FI-Schutzschalter (RCD), z. B. 30 mA oder 300 mA	Differenz zwischen hin- und zurückfließendem Strom – Strom, der zur Erde abfließt	Summe der Filter-Ableitströme, Schaltspitzen, Feuchtigkeit oder Verdrahtungsfehler
Kombinierter FI/LS-Schalter (RCBO)	Beides	Auf die Auslöseanzeige achten, sofern das Gerät eine hat

Notieren Sie genau, wann es passiert. Eine Auslösung im Moment des Einschaltens deutet auf Einschaltstrom oder eine Schaltspitze. Eine Auslösung im Betrieb, nachts oder nach Regen deutet viel häufiger auf Ableitstrom oder Feuchtigkeit.

Warum LED-Treiber einen hohen Einschaltstrom haben

Ein LED-Treiber wandelt die Netzspannung in den Gleichstrom um, den die LEDs benötigen. Am Eingang sitzt ein Glättungskondensator und bei den meisten Treibern eine Stufe zur Leistungsfaktorkorrektur. Im Einschaltmoment ist dieser Kondensator leer und verhält sich kurz fast wie ein Kurzschluss. Für den Bruchteil einer Millisekunde zieht der Treiber einen Strom, der ein Vielfaches seines Betriebsstroms beträgt.

Treiber-Datenblätter geben dies als Spitzenwert und Dauer an, zum Beispiel 50 A bei 250 µs für einen Treiber um 150W. Dieser Impuls ist viel zu kurz, um Leitungen zu erwärmen, kann aber ausreichen, um die magnetische Auslösung eines Leitungsschutzschalters anzusprechen. Die Spitze ist am höchsten, wenn die Leuchte im Scheitelpunkt der Sinuswelle eingeschaltet wird. Deshalb tritt das Problem manchmal nur gelegentlich auf.

Bei einer einzelnen Leuchte ist das harmlos. Bei zwanzig Hallenstrahlern auf einem Stromkreis, geschaltet über ein Schütz, treffen die Spitzen aller Treiber im selben Moment zusammen.

Wie viele LED-Treiber je Leitungsschutzschalter?

Gute Treiberhersteller geben im Datenblatt an, wie viele Treiber an einem Leitungsschutzschalter betrieben werden dürfen. Diese Werte beruhen auf dem Einschaltstrom und der Auslösecharakteristik des Schalters. Ein Beispiel, wie eine solche Tabelle aussieht:

Leitungsschutzschalter	B10	B16	C10	C16
Max. Treiber (Beispiel, Treiber um 150W)	5	8	9	14

Die Werte in diesem Beispiel dienen nur der Veranschaulichung. Verwenden Sie immer die Tabelle des konkreten Treibers in Ihrer Leuchte, denn die Angaben unterscheiden sich je nach Hersteller und Leistung stark. Beachten Sie: Die Grenze durch den Einschaltstrom wird oft erreicht, lange bevor der Betriebsstrom des Stromkreises in die Nähe des Bemessungsstroms kommt – acht Treiber mit 150W ziehen im Betrieb nur etwa 5–6 A.

Auch die Charakteristik des Schalters spielt eine Rolle. Ein B-Automat löst magnetisch beim Drei- bis Fünffachen seines Bemessungsstroms aus, ein C-Automat beim Fünf- bis Zehnfachen. Ein C-Automat verträgt also mehr Treiber, darf aber nur eingesetzt werden, wenn die Schleifenimpedanz des Stromkreises die Abschaltung innerhalb der geforderten Zeit weiterhin sicherstellt. Diese Prüfung ist Sache der Elektrofachkraft und der geltenden Errichtungsbestimmungen – etwa DIN VDE 0100 in Deutschland, AREI in Belgien, NEN 1010 in den Niederlanden oder NF C 15-100 in Frankreich.

Lösungen, wenn der Leitungsschutzschalter beim Einschalten auslöst

• Last aufteilen. Verteilen Sie die Leuchten auf mehr Stromkreise, sodass jeder Stromkreis unter der maximalen Treiberanzahl bleibt.
• Gestaffelt schalten. Schalten Sie Leuchtengruppen mit kurzer Verzögerung ein, zum Beispiel über getrennte Schütze oder eine Lichtsteuerung, damit die Einschaltspitzen nicht zusammenfallen.
• Einschaltstrombegrenzer einsetzen. Ein Begrenzermodul im Stromkreis dämpft die Einschaltspitze und erlaubt deutlich mehr Treiber je Leitungsschutzschalter.
• Geeignete Schaltgeräte wählen. Schütze, Relais und Bewegungsmelder müssen für LED-Lasten ausgelegt sein, sonst können ihre Kontakte verschweißen. Achten Sie auf die angegebene LED- oder kapazitive Last, nicht nur auf den Strom in Ampere.
• Treiber mit geringem Einschaltstrom wählen. Manche Treiber begrenzen ihren Einschaltstrom aktiv. Vergleichen Sie die Datenblattwerte vor dem Kauf. Siehe LED-Treiber erklärt.

Warum FI-Schutzschalter bei LED-Beleuchtung auslösen

Jeder LED-Treiber enthält einen EMV-Filter, der Störungen unterdrückt. Ein Teil dieses Filters besteht aus kleinen Kondensatoren von den Leitern zum Schutzleiter. Über sie fließt dauerhaft ein kleiner Strom zur Erde – typischerweise ein Bruchteil eines Milliampere je Treiber. Das Datenblatt nennt dies Ableitstrom oder Berührungsstrom.

Bei einer einzelnen Leuchte ist das vernachlässigbar. Ein FI-Schutzschalter sieht jedoch die Summe aller nachgeschalteten Treiber. FI-Schutzschalter dürfen bei jedem Wert zwischen 50% und 100% ihres Bemessungsfehlerstroms auslösen. Ein 30-mA-FI kann also schon ab etwa 15 mA auslösen. Deshalb ist eine Reserve üblich: Halten Sie den dauerhaften Ableitstrom unter etwa 30% des Bemessungswerts.

FI-Bemessungsfehlerstrom	Richtwert gesamter dauerhafter Ableitstrom	Beispiel: Treiber mit je 0,5 mA
30 mA	ca. 9 mA	ca. 18 Treiber
100 mA	ca. 30 mA	ca. 60 Treiber
300 mA	ca. 90 mA	ca. 180 Treiber

Andere Geräte am selben FI – Computer, Ladegeräte, Maschinen mit Frequenzumrichtern – tragen ihren eigenen Ableitstrom bei. Rechnen Sie ihn mit ein.

Zum dauerhaften Ableitstrom kommen Schaltspitzen hinzu: Im Schaltmoment laden sich die Filterkondensatoren kurz auf, was einen kurzen Impuls zur Erde verursacht. Überspannungen durch Schalthandlungen oder Blitzeinschläge in der Nähe wirken ebenso. Sehr empfindliche FI-Schutzschalter können darauf reagieren. Stoßstromfeste FI-Schutzschalter – je nach Hersteller unter Bezeichnungen wie „SI“, „HI“ oder „KV“ angeboten – sind darauf ausgelegt, solche kurzen Impulse zu ignorieren und dennoch vollständig zu schützen.

Lösungen, wenn der FI-Schutzschalter auslöst

• Leuchten auf mehrere FI-Schutzschalter verteilen oder jeden Stromkreis mit einem eigenen FI/LS-Schalter absichern, damit der Ableitstrom je Gerät niedrig bleibt.
• Den richtigen Typ verwenden. Typ A ist die übliche Wahl für elektronische Lasten wie LED-Treiber; Typ AC ist für viele moderne Geräte nicht geeignet. Erwägen Sie eine stoßstromfeste Ausführung, wenn Schaltspitzen Probleme verursachen.
• Messen statt raten. Eine Leckstromzange um Außen- und Neutralleiter gemeinsam zeigt den tatsächlichen Ableitstrom eines Stromkreises im Betrieb.
• Verdrahtung prüfen. Ein Neutralleiter, der hinter einem anderen FI angeschlossen ist als sein Außenleiter, oder Neutralleiter, die zwischen Gruppen geteilt werden, lösen einen FI unabhängig von den Leuchten aus.
• Nach Feuchtigkeit suchen. Außenleuchten mit undichten Kabelverschraubungen oder Abzweigdosen unter der erforderlichen IP-Schutzart verursachen häufig Auslösungen nach Regen oder nachts durch Kondensation. Siehe IP-Schutzarten erklärt.

Prüfen: Vorsicht bei der Isolationsmessung

Eine Isolationswiderstandsmessung mit 500 V DC gehört zur Inbetriebnahme. LED-Treiber enthalten Elektronik und Überspannungsschutzbauteile, die bei einer solchen Messung irreführende Werte liefern oder beschädigt werden können. Befolgen Sie die Hinweise des Treiber- oder Leuchtenherstellers: Häufig wird mit gebrückten Außen- und Neutralleitern gegen Erde gemessen, oder die Leuchten werden während der Messung abgeklemmt. Mehr zur Inbetriebnahme in LED-Lampe anschließen: Schritt-für-Schritt-Anleitung.

Eine neue Anlage planen

1. Treiberdaten sammeln: Einschaltstrom, maximale Anzahl je Schaltertyp und Ableitstrom.
2. Stromkreise aufteilen, sodass jeder unter der maximalen Treiberanzahl seines Leitungsschutzschalters bleibt.
3. Ableitstrom je FI berechnen, einschließlich anderer Geräte, und unter etwa 30% des Bemessungswerts halten.
4. Schaltgeräte wählen, die für die LED-Last ausgelegt sind, und bei großen Gruppen gestaffeltes Schalten oder einen Begrenzer einplanen.
5. Auch die Netzqualität prüfen: Bei vielen Treibern zählen Leistungsfaktor und Oberschwingungen für die Belastung von Leitungen und Neutralleiter. Siehe Leistungsfaktor und THD.

Für die Hallenbeleuchtung hilft der Ratgeber LED-Hallenbeleuchtung bei der Leuchtenauswahl, und CE, ENEC, TÜV und GS erklärt zeigt, welche Unterlagen Sie anfordern sollten.

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Häufig gestellte Fragen

Warum löst mein Leitungsschutzschalter nur beim Einschalten der LED-Beleuchtung aus?

Weil LED-Treiber für den Bruchteil einer Millisekunde einen sehr hohen Strom ziehen, während sich ihr Eingangskondensator auflädt. Bei vielen Treibern auf einem Stromkreis addieren sich die Spitzen und sprechen die magnetische Auslösung des Schalters an, obwohl der Betriebsstrom gering ist.

Wie viele LED-Leuchten darf ich an einen B16-Automaten anschließen?

Das hängt vom Treiber ab, nicht allein von der Leistung. Das Treiber-Datenblatt nennt die maximale Anzahl je Schaltertyp. Bei größeren Treibern sind es oft weniger als zehn je B16 – weit unter dem, was der Betriebsstrom zulassen würde.

Kann ich den B-Automaten einfach durch einen C-Automaten ersetzen?

Nur wenn die Elektrofachkraft geprüft hat, dass der Stromkreis mit C-Charakteristik weiterhin innerhalb der geforderten Zeit abschaltet. Das hängt von Leitungslänge und Schleifenimpedanz ab. Den Stromkreis aufzuteilen oder einen Begrenzer einzusetzen ist oft die sicherere Lösung.

Warum löst der FI nachts oder nach Regen aus?

Das deutet meist auf Feuchtigkeit hin: Kondensation in Außenleuchten, Abzweigdosen oder Kabelverschraubungen verursacht Ableitstrom zur Erde. Prüfen Sie IP-Schutzart und Abdichtung aller Verbindungen im Stromkreis.

Welcher FI-Typ eignet sich für LED-Beleuchtung?

Typ A ist die übliche Wahl für elektronische Lasten wie LED-Treiber. Wenn Schaltspitzen Probleme verursachen, kann ein stoßstromfester Typ A helfen. Die geltenden Errichtungsbestimmungen legen die erforderliche Empfindlichkeit fest.

Kann ein LED-Treiber defekt sein, wenn der FI auslöst?

Ja, ein Treiber mit Isolationsfehler kann Ableitstrom zur Erde verursachen. Klemmen Sie die Leuchten nacheinander ab oder messen Sie mit einer Leckstromzange, um festzustellen, ob eine einzelne Leuchte oder die Summe aller Leuchten die Ursache ist.