Ο φωτισμός LED ρίχνει τον μικροαυτόματο ή τον διαφορικό; Ρεύμα εκκίνησης και ρεύμα διαρροής εξηγημένα

Νέος φωτισμός LED τοποθετήθηκε και ο μικροαυτόματος πέφτει μόλις ανάψουν τα φώτα. Ή ο διαφορικός διακόπτης πέφτει φαινομενικά τυχαία, κάποιες φορές μέρες αργότερα. Και τα δύο είναι συνηθισμένα με τα LED και έχουν σαφή αιτία: το ρεύμα εκκίνησης των τροφοδοτικών LED και τα μικρά ρεύματα διαρροής των φίλτρων τους. Αυτός ο οδηγός εξηγεί ποια συσκευή πέφτει και γιατί, πόσα φωτιστικά μπορείτε να βάλετε σε ένα κύκλωμα και τι να αλλάξετε ώστε η εγκατάσταση να παραμένει σε λειτουργία.

Μικροαυτόματος ή διαφορικός: ποιος πέφτει;

Σε έναν ηλεκτρικό πίνακα υπάρχουν δύο είδη συσκευών προστασίας που αποσυνδέουν για εντελώς διαφορετικούς λόγους:

Συσκευή	Αντιδρά σε	Συνήθης αιτία με LED
Μικροαυτόματος, π.χ. B16 ή C16	Υπερένταση και βραχυκύκλωμα στη φάση	Ρεύμα εκκίνησης πολλών τροφοδοτικών που ανάβουν ταυτόχρονα
Διαφορικός διακόπτης (ρελέ διαρροής), π.χ. 30 mA ή 300 mA	Διαφορά μεταξύ εισερχόμενου και επιστρέφοντος ρεύματος – ρεύμα που διαρρέει προς τη γη	Άθροισμα ρευμάτων διαρροής των φίλτρων, μεταβατικά ζεύξης, υγρασία ή λάθη συνδεσμολογίας
Συνδυασμένη συσκευή (μικροαυτόματος με διαφορικό)	Και τα δύο	Δείτε ποια ένδειξη έχει ενεργοποιηθεί, αν η συσκευή διαθέτει

Σημειώστε ακριβώς πότε συμβαίνει. Πτώση τη στιγμή του αναμένου υποδηλώνει ρεύμα εκκίνησης ή μεταβατικό ζεύξης. Πτώση κατά τη λειτουργία, τη νύχτα ή μετά από βροχή υποδηλώνει πολύ συχνότερα διαρροή ή υγρασία.

Γιατί τα τροφοδοτικά LED έχουν υψηλό ρεύμα εκκίνησης

Ένα τροφοδοτικό LED μετατρέπει την τάση δικτύου στο συνεχές ρεύμα που χρειάζονται τα LED. Στην είσοδό του υπάρχει πυκνωτής εξομάλυνσης και, στα περισσότερα τροφοδοτικά, βαθμίδα διόρθωσης συντελεστή ισχύος. Τη στιγμή της ενεργοποίησης ο πυκνωτής είναι άδειος και για λίγο συμπεριφέρεται σχεδόν σαν βραχυκύκλωμα. Για ένα κλάσμα του χιλιοστού του δευτερολέπτου το τροφοδοτικό απορροφά ρεύμα πολλαπλάσιο του ρεύματος λειτουργίας.

Τα τεχνικά φυλλάδια το δίνουν ως τιμή αιχμής και διάρκεια, για παράδειγμα 50 A για 250 µs σε τροφοδοτικό περίπου 150W. Η ώθηση αυτή είναι πολύ σύντομη για να θερμάνει τα καλώδια, αλλά μπορεί να αρκέσει για να ενεργοποιήσει το μαγνητικό στοιχείο του μικροαυτομάτου. Η αιχμή είναι μέγιστη όταν το φωτιστικό ανάβει στη κορυφή της ημιτονοειδούς, για αυτό το πρόβλημα εμφανίζεται κάποιες φορές μόνο περιστασιακά.

Σε ένα φωτιστικό αυτό είναι ακίνδυνο. Με είκοσι βιομηχανικά φωτιστικά σε ένα κύκλωμα, που ανάβουν μέσω ενός ηλεκτρονόμου, οι αιχμές όλων των τροφοδοτικών φτάνουν την ίδια στιγμή.

Πόσα τροφοδοτικά LED ανά μικροαυτόματο;

Οι καλοί κατασκευαστές τροφοδοτικών αναφέρουν στο τεχνικό φυλλάδιο πόσα τροφοδοτικά επιτρέπεται να συνδεθούν σε έναν μικροαυτόματο. Οι τιμές βασίζονται στο ρεύμα εκκίνησης και στη χαρακτηριστική πτώσης του μικροαυτομάτου. Παράδειγμα τέτοιου πίνακα:

Μικροαυτόματος	B10	B16	C10	C16
Μέγ. τροφοδοτικά (παράδειγμα, τροφοδοτικό περίπου 150W)	5	8	9	14

Οι τιμές του παραδείγματος είναι μόνο ενδεικτικές. Χρησιμοποιείτε πάντα τον πίνακα του συγκεκριμένου τροφοδοτικού του φωτιστικού σας, γιατί τα στοιχεία διαφέρουν πολύ ανάλογα με τον κατασκευαστή και την ισχύ. Προσέξτε ότι το όριο λόγω ρεύματος εκκίνησης συχνά φτάνεται πολύ πριν το ρεύμα λειτουργίας του κυκλώματος πλησιάσει το ονομαστικό ρεύμα του μικροαυτομάτου: οκτώ τροφοδοτικά των 150W απορροφούν σε λειτουργία μόνο περίπου 5–6 A.

Σημασία έχει και η καμπύλη του μικροαυτομάτου. Ο μικροαυτόματος καμπύλης B πέφτει μαγνητικά στο τριπλάσιο έως πενταπλάσιο του ονομαστικού ρεύματος, ο καμπύλης C στο πενταπλάσιο έως δεκαπλάσιο. Η καμπύλη C αντέχει λοιπόν περισσότερα τροφοδοτικά, αλλά επιτρέπεται μόνο αν η σύνθετη αντίσταση βρόχου του κυκλώματος εξακολουθεί να εξασφαλίζει απόζευξη στον απαιτούμενο χρόνο. Ο έλεγχος αυτός γίνεται από τον ηλεκτρολόγο σύμφωνα με τους ισχύοντες κανονισμούς – στην Ελλάδα το πρότυπο ΕΛΟΤ HD 384, στη Γερμανία DIN VDE 0100, στη Γαλλία NF C 15-100.

Λύσεις όταν ο μικροαυτόματος πέφτει κατά το άναμμα

• Μοιράστε το φορτίο. Κατανείμετε τα φωτιστικά σε περισσότερα κυκλώματα, ώστε καθένα να μένει κάτω από τον μέγιστο αριθμό τροφοδοτικών.
• Ανάβετε σταδιακά. Ανάβετε ομάδες φωτιστικών με μικρή καθυστέρηση, για παράδειγμα μέσω ξεχωριστών ηλεκτρονόμων ή συστήματος ελέγχου φωτισμού, ώστε οι αιχμές να μην συμπίπτουν.
• Χρησιμοποιήστε περιοριστή ρεύματος εκκίνησης. Ένα αρθρωτό περιοριστή στο κύκλωμα αποσβένει την αιχμή ζεύξης και επιτρέπει πολύ περισσότερα τροφοδοτικά ανά μικροαυτόματο.
• Επιλέξτε κατάλληλες συσκευές ζεύξης. Ηλεκτρονόμοι, ρελέ και αισθητήρες κίνησης πρέπει να είναι κατάλληλοι για φορτία LED, αλλιώς οι επαφές τους μπορεί να κολλήσουν. Ελέγξτε το δηλωμένο φορτίο LED ή χωρητικό φορτίο, όχι μόνο το ρεύμα σε αμπέρ.
• Επιλέξτε τροφοδοτικά με χαμηλό ρεύμα εκκίνησης. Ορισμένα τροφοδοτικά περιορίζουν ενεργά το ρεύμα εκκίνησης. Συγκρίνετε τα τεχνικά φυλλάδια πριν αγοράσετε. Δείτε Τροφοδοτικά LED.

Γιατί πέφτουν οι διαφορικοί με φωτισμό LED

Κάθε τροφοδοτικό LED περιέχει φίλτρο ΗΜΣ που καταστέλλει τις παρεμβολές. Μέρος του φίλτρου είναι μικροί πυκνωτές συνδεδεμένοι από τους αγωγούς προς τον αγωγό προστασίας. Μέσω αυτών ρέει μόνιμα ένα μικρό ρεύμα προς τη γη – συνήθως κλάσμα του μιλιαμπέρ ανά τροφοδοτικό. Το τεχνικό φυλλάδιο το αναφέρει ως ρεύμα διαρροής ή ρεύμα επαφής.

Για ένα φωτιστικό αυτό είναι αμελητέο. Ο διαφορικός όμως βλέπει το άθροισμα όλων των τροφοδοτικών μετά από αυτόν. Οι διαφορικοί επιτρέπεται να πέσουν σε οποιαδήποτε τιμή μεταξύ 50% και 100% του ονομαστικού διαφορικού ρεύματος. Ένας διαφορικός 30 mA μπορεί λοιπόν να πέσει ήδη από περίπου 15 mA. Για αυτό είναι συνηθισμένο να αφήνεται περιθώριο: κρατήστε το μόνιμο ρεύμα διαρροής κάτω από περίπου 30% της ονομαστικής τιμής.

Διαφορικός	Ενδεικτική τιμή συνολικής μόνιμης διαρροής	Παράδειγμα: τροφοδοτικά 0,5 mA το καθένα
30 mA	περίπου 9 mA	περίπου 18 τροφοδοτικά
100 mA	περίπου 30 mA	περίπου 60 τροφοδοτικά
300 mA	περίπου 90 mA	περίπου 180 τροφοδοτικά

Άλλες συσκευές στον ίδιο διαφορικό – υπολογιστές, φορτιστές, μηχανήματα με ινβέρτερ – προσθέτουν τη δική τους διαρροή. Υπολογίστε την κι αυτή.

Στη μόνιμη διαρροή προστίθενται τα μεταβατικά ζεύξης: τη στιγμή της ζεύξης οι πυκνωτές του φίλτρου φορτίζονται σύντομα, προκαλώντας μια σύντομη ώθηση προς τη γη. Υπερτάσεις από χειρισμούς ή κεραυνούς σε κοντινή απόσταση έχουν το ίδιο αποτέλεσμα. Πολύ ευαίσθητοι διαφορικοί μπορεί να αντιδράσουν σε αυτά. Διαφορικοί με αυξημένη αντοχή σε κρουστικά ρεύματα – που διατίθενται ανάλογα με τον κατασκευαστή με ονομασίες όπως «SI», «HI» ή «KV» – έχουν σχεδιαστεί ώστε να αγνοούν τέτοιες σύντομες ώθησεις και παράλληλα να προστατεύουν πλήρως.

Λύσεις όταν πέφτει ο διαφορικός

• Κατανείμετε τα φωτιστικά σε περισσότερους διαφορικούς ή προστατεύστε κάθε κύκλωμα με δικό του μικροαυτόματο με διαφορικό, ώστε η διαρροή ανά συσκευή να μένει χαμηλή.
• Χρησιμοποιήστε τον σωστό τύπο. Ο τύπος A είναι η συνήθης επιλογή για ηλεκτρονικά φορτία όπως τα τροφοδοτικά LED· ο τύπος AC δεν είναι κατάλληλος για πολλές σύγχρονες συσκευές. Εξετάστε έκδοση με αυξημένη αντοχή σε κρουστικά ρεύματα, αν τα μεταβατικά ζεύξης προκαλούν προβλήματα.
• Μετρήστε αντί να μαντεύετε. Ένα αμπερομετρικό διαρροής γύρω από τη φάση και τον ουδέτερο μαζί δείχνει την πραγματική διαρροή ενός κυκλώματος σε λειτουργία.
• Ελέγξτε τη συνδεσμολογία. Ένας ουδέτερος συνδεδεμένος μετά από άλλον διαφορικό από αυτόν της φάσης του ή ουδέτεροι κοινοί σε περισσότερες ομάδες ρίχνουν τον διαφορικό ανεξάρτητα από τα φωτιστικά.
• Αναζητήστε υγρασία. Εξωτερικά φωτιστικά με μη στεγανούς στυπιοθλίπτες ή κουτιά διακλάδωσης με χαμηλότερο βαθμό IP από τον απαιτούμενο προκαλούν συχνά πτώσεις μετά από βροχή ή τη νύχτα λόγω συμπύκνωσης. Δείτε Βαθμοί προστασίας IP.

Μετρήσεις: προσοχή στη μέτρηση αντίστασης μόνωσης

Η μέτρηση αντίστασης μόνωσης με 500 V DC είναι μέρος της θέσης σε λειτουργία. Τα τροφοδοτικά LED περιέχουν ηλεκτρονικά και εξαρτήματα προστασίας από υπερτάσεις που μπορεί να αλλοιώσουν το αποτέλεσμα ή να καταστραφούν κατά τη μέτρηση. Ακολουθήστε τις οδηγίες του κατασκευαστή του τροφοδοτικού ή του φωτιστικού: συχνά η μέτρηση γίνεται με βραχυκυκλωμένους φάση και ουδέτερο ως προς τη γη ή τα φωτιστικά αποσυνδέονται κατά τη διάρκεια της μέτρησης. Περισσότερα για τη θέση σε λειτουργία στο άρθρο Σύνδεση φωτιστικού LED βήμα προς βήμα.

Σχεδιασμός νέας εγκατάστασης

1. Συγκεντρώστε τα στοιχεία των τροφοδοτικών: ρεύμα εκκίνησης, μέγιστο αριθμό ανά τύπο μικροαυτομάτου και ρεύμα διαρροής.
2. Χωρίστε τα κυκλώματα ώστε καθένα να μένει κάτω από τον μέγιστο αριθμό τροφοδοτικών του μικροαυτομάτου του.
3. Υπολογίστε τη διαρροή ανά διαφορικό, μαζί με τις άλλες συσκευές, και κρατήστε την κάτω από περίπου 30% της ονομαστικής τιμής.
4. Επιλέξτε συσκευές ζεύξης κατάλληλες για φορτίο LED και, για μεγάλες ομάδες, προβλέψτε σταδιακή έναυση ή περιοριστή.
5. Ελέγξτε και την ποιότητα του δικτύου: με πολλά τροφοδοτικά, ο συντελεστής ισχύος και οι αρμονικές επηρεάζουν τη φόρτιση καλωδίων και ουδέτερου. Δείτε Συντελεστής ισχύος και THD.

Για τον φωτισμό αιθουσών, ο οδηγός φωτισμού LED βιομηχανικών χώρων βοηθά στην επιλογή φωτιστικών, ενώ το CE, ENEC, TÜV και GS – επεξήγηση δείχνει ποια έγγραφα να ζητήσετε.

Βιομηχανικά φωτιστικά LED με τροφοδοτικό Sosen – CE, ENEC, RoHS, IP65, εγγύηση 5 ετών:

Συχνές ερωτήσεις

Γιατί ο μικροαυτόματος πέφτει μόνο όταν ανάβω τον φωτισμό LED;

Επειδή τα τροφοδοτικά LED απορροφούν πολύ υψηλό ρεύμα για κλάσμα του χιλιοστού του δευτερολέπτου, όσο φορτίζεται ο πυκνωτής εισόδου τους. Με πολλά τροφοδοτικά σε ένα κύκλωμα οι αιχμές αθροίζονται και ενεργοποιούν το μαγνητικό στοιχείο, αν και το ρεύμα λειτουργίας είναι χαμηλό.

Πόσα φωτιστικά LED μπορώ να συνδέσω σε έναν μικροαυτόματο B16;

Εξαρτάται από το τροφοδοτικό, όχι μόνο από την ισχύ. Το τεχνικό φυλλάδιο του τροφοδοτικού αναφέρει τον μέγιστο αριθμό ανά τύπο μικροαυτομάτου. Σε μεγαλύτερα τροφοδοτικά είναι συχνά λιγότερα από δέκα ανά B16 – πολύ κάτω από ό,τι θα επέτρεπε το ρεύμα λειτουργίας.

Μπορώ απλώς να αντικαταστήσω τον μικροαυτόματο B με C;

Μόνο αν ο ηλεκτρολόγος έχει ελέγξει ότι το κύκλωμα με καμπύλη C εξακολουθεί να αποζεύγνυται στον απαιτούμενο χρόνο. Αυτό εξαρτάται από το μήκος των καλωδίων και τη σύνθετη αντίσταση βρόχου. Ο χωρισμός του κυκλώματος ή ένας περιοριστής είναι συχνά η ασφαλέστερη λύση.

Γιατί πέφτει ο διαφορικός τη νύχτα ή μετά από βροχή;

Συνήθως υποδηλώνει υγρασία: η συμπύκνωση σε εξωτερικά φωτιστικά, κουτιά διακλάδωσης ή στυπιοθλίπτες προκαλεί διαρροή προς τη γη. Ελέγξτε τον βαθμό IP και τη στεγανότητα όλων των συνδέσεων του κυκλώματος.

Ποιος τύπος διαφορικού είναι κατάλληλος για φωτισμό LED;

Ο τύπος A είναι η συνήθης επιλογή για ηλεκτρονικά φορτία όπως τα τροφοδοτικά LED. Αν τα μεταβατικά ζεύξης προκαλούν προβλήματα, μπορεί να βοηθήσει ένας τύπου A με αυξημένη αντοχή σε κρουστικά ρεύματα. Την απαιτούμενη ευαισθησία καθορίζουν οι ισχύοντες κανονισμοί.

Μπορεί να είναι χαλασμένο ένα τροφοδοτικό LED αν πέφτει ο διαφορικός;

Ναι, ένα τροφοδοτικό με σφάλμα μόνωσης μπορεί να προκαλέσει διαρροή προς τη γη. Αποσυνδέστε τα φωτιστικά ένα-ένα ή μετρήστε με αμπερομετρικό διαρροής για να διαπιστώσετε αν η αιτία είναι ένα φωτιστικό ή το άθροισμα όλων.