Automaat of differentieel springt bij LED-verlichting? Inschakelstroom en lekstroom uitgelegd

Nieuwe LED-verlichting geplaatst, en de automaat springt zodra het licht aangaat. Of de differentieelschakelaar valt willekeurig uit, soms pas dagen later. Beide komen vaak voor bij LED, en beide hebben een duidelijke oorzaak: de inschakelstroom van LED-drivers en de kleine lekstromen van hun filters. Deze gids legt uit welk toestel springt en waarom, hoeveel armaturen u op één kring kunt zetten en wat u aanpast zodat de installatie blijft werken.

Automaat of differentieel: welk toestel springt?

In een verdeelbord zitten twee soorten beveiligingen die om totaal verschillende redenen afschakelen:

Toestel	Reageert op	Typische oorzaak bij LED
Automaat (zekeringautomaat), bv. B16 of C16	Overstroom en kortsluiting in de fasegeleider	Inschakelstroom van veel drivers die tegelijk aangaan
Differentieelschakelaar (aardlekschakelaar), bv. 30 mA of 300 mA	Verschil tussen heengaande en terugkerende stroom – stroom die naar de aarde lekt	Som van filterlekstromen, schakelpieken, vocht of bedradingsfouten
Gecombineerd toestel (differentieelautomaat)	Beide	Kijk welke aanduiding uitgeklapt is, als het toestel er een heeft

Noteer precies wanneer het gebeurt. Springt het toestel op het moment van inschakelen, dan wijst dat op inschakelstroom of een schakelpiek. Springt het tijdens bedrijf, 's nachts of na regen, dan wijst dat veel vaker op lekstroom of vocht.

Waarom LED-drivers een hoge inschakelstroom hebben

Een LED-driver zet de netspanning om in de gelijkstroom die de LEDs nodig hebben. Aan de ingang zit een afvlakcondensator en, bij de meeste drivers, een trap voor arbeidsfactorcorrectie. Op het moment van inschakelen is die condensator leeg en gedraagt hij zich even bijna als een kortsluiting. Gedurende een fractie van een milliseconde trekt de driver een stroom die vele malen hoger is dan zijn bedrijfsstroom.

Datasheets van drivers geven dat op als piekwaarde en duur, bijvoorbeeld 50 A gedurende 250 µs voor een driver van ongeveer 150W. Die puls is veel te kort om kabels op te warmen, maar kan volstaan om de magnetische uitschakeling van een automaat te activeren. De piek is het hoogst wanneer het armatuur op de top van de sinusgolf ingeschakeld wordt. Daarom duikt het probleem soms maar af en toe op.

Bij één armatuur is dat onschuldig. Met twintig high bays op één kring, geschakeld door één contactor, komen de pieken van alle drivers op hetzelfde moment.

Hoeveel LED-drivers per automaat?

Goede driverfabrikanten vermelden in de datasheet hoeveel drivers op één automaat mogen. Die waarden zijn gebaseerd op de inschakelstroom en de uitschakelkarakteristiek van de automaat. Een voorbeeld van hoe zo'n tabel eruitziet:

Automaat	B10	B16	C10	C16
Max. drivers (voorbeeld, driver van ca. 150W)	5	8	9	14

De waarden in dit voorbeeld dienen alleen ter illustratie. Gebruik altijd de tabel van de exacte driver in uw armatuur, want de cijfers verschillen sterk per merk en vermogen. Merk op dat de grens door inschakelstroom vaak bereikt wordt lang voordat de bedrijfsstroom van de kring in de buurt van de automaatwaarde komt: acht drivers van 150W trekken in bedrijf maar ongeveer 5–6 A.

Ook het type automaat speelt mee. Een B-automaat schakelt magnetisch af bij drie tot vijf keer zijn nominale stroom, een C-automaat bij vijf tot tien keer. Een C-automaat verdraagt dus meer drivers, maar mag alleen gebruikt worden als de lusimpedantie van de kring nog steeds afschakeling binnen de vereiste tijd garandeert. Die controle hoort bij de elektricien en de geldende reglementering – zoals het AREI in België, NEN 1010 in Nederland, DIN VDE 0100 in Duitsland of NF C 15-100 in Frankrijk.

Oplossingen voor een automaat die springt bij het inschakelen

• Verdeel de belasting. Spreid de armaturen over meer kringen, zodat elke kring onder het maximale aantal drivers blijft.
• Schakel in stappen. Schakel groepen armaturen met een korte vertraging in, bijvoorbeeld via aparte contactoren of een lichtsturing, zodat de inschakelpieken niet samenvallen.
• Gebruik een inschakelstroombegrenzer. Een begrenzermodule in de kring dempt de inschakelpiek en laat veel meer drivers per automaat toe.
• Kies geschikte schakeltoestellen. Contactoren, relais en bewegingsmelders moeten geschikt zijn voor LED-belasting, anders kunnen hun contacten vastlassen. Kijk naar de opgegeven LED- of capacitieve belasting, niet alleen naar de stroom in ampère.
• Kies drivers met lage inschakelstroom. Sommige drivers begrenzen hun inschakelstroom actief. Vergelijk de datasheetwaarden voor u koopt. Zie LED-driver uitgelegd.

Waarom differentieelschakelaars springen bij LED-verlichting

Elke LED-driver bevat een EMC-filter dat storingen onderdrukt. Een deel van dat filter bestaat uit kleine condensatoren van de geleiders naar de beschermingsgeleider. Daarlangs vloeit permanent een kleine stroom naar de aarde – typisch een fractie van een milliampère per driver. De datasheet vermeldt dat als lekstroom of aanrakingsstroom.

Voor één armatuur is dat verwaarloosbaar. Een differentieel ziet echter de som van alle drivers erachter. Differentieelschakelaars mogen afschakelen bij elke waarde tussen 50% en 100% van hun nominale differentieelstroom. Een differentieel van 30 mA kan dus al vanaf ongeveer 15 mA springen. Daarom is een marge gangbaar: houd de permanente lekstroom onder ongeveer 30% van de nominale waarde.

Differentieel	Richtwaarde totale permanente lekstroom	Voorbeeld: drivers van 0,5 mA per stuk
30 mA	ca. 9 mA	ca. 18 drivers
100 mA	ca. 30 mA	ca. 60 drivers
300 mA	ca. 90 mA	ca. 180 drivers

Andere toestellen op dezelfde differentieel – computers, laders, machines met frequentieregelaars – voegen hun eigen lekstroom toe. Tel die mee.

Bovenop de permanente lekstroom komen schakelpieken: op het moment van schakelen laden de filtercondensatoren even op, wat een korte puls naar de aarde geeft. Overspanningen door schakelhandelingen of bliksem in de buurt doen hetzelfde. Zeer gevoelige differentieels kunnen daarop reageren. Differentieels met verhoogde stootstroomvastheid – verkocht onder namen als «SI», «HI» of «KV», afhankelijk van de fabrikant – zijn ontworpen om zulke korte pulsen te negeren en toch volledig te beschermen.

Oplossingen voor een differentieel die springt

• Verdeel de armaturen over meerdere differentieels of beveilig elke kring met een eigen differentieelautomaat, zodat de lekstroom per toestel laag blijft.
• Gebruik het juiste type. Type A is de gangbare keuze voor elektronische belastingen zoals LED-drivers; type AC is niet geschikt voor veel moderne toestellen. Overweeg een variant met verhoogde stootstroomvastheid als schakelpieken problemen geven.
• Meet in plaats van te gokken. Een lekstroomtang rond fase en nul samen toont de werkelijke lekstroom van een kring in bedrijf.
• Controleer de bedrading. Een nulgeleider die achter een andere differentieel aangesloten is dan zijn fase, of nulgeleiders die gedeeld worden tussen groepen, doen een differentieel springen, los van de armaturen.
• Zoek naar vocht. Buitenarmaturen met lekkende kabelwartels of aftakdozen onder de vereiste IP-waarde veroorzaken vaak uitschakelingen na regen of 's nachts door condensatie. Zie IP-beschermingsklassen uitgelegd.

Meten: opgelet met isolatiemetingen

Een isolatieweerstandsmeting op 500 V DC hoort bij de ingebruikname. LED-drivers bevatten elektronica en overspanningsbeveiliging die bij zo'n meting misleidende waarden kunnen geven of beschadigd kunnen raken. Volg de instructies van de driver- of armatuurfabrikant: vaak wordt gemeten met fase en nul samen doorverbonden tegen aarde, of worden de armaturen tijdens de meting losgekoppeld. Meer over ingebruikname in LED-armatuur aansluiten: stappenplan.

Een nieuwe installatie plannen

1. Verzamel de drivergegevens: inschakelstroom, maximaal aantal per type automaat en lekstroom.
2. Verdeel de kringen zodat elke kring onder het maximale aantal drivers voor zijn automaat blijft.
3. Bereken de lekstroom per differentieel inclusief andere toestellen, en houd ze onder ongeveer 30% van de nominale waarde.
4. Kies schakeltoestellen die geschikt zijn voor de LED-belasting en plan bij grote groepen gefaseerd schakelen of een begrenzer.
5. Controleer ook de netkwaliteit: met veel drivers tellen arbeidsfactor en harmonischen mee voor de belasting van kabels en nulgeleider. Zie Arbeidsfactor en THD.

Voor halverlichting helpt de gids LED-halverlichting bij de keuze van armaturen, en CE, ENEC, TÜV en GS uitgelegd zet op een rij welke documenten u opvraagt.

LED High Bays met Sosen-driver – CE, ENEC, RoHS, IP65, 5 jaar garantie:

Veelgestelde vragen

Waarom springt mijn automaat alleen bij het inschakelen van de LED-verlichting?

Omdat LED-drivers gedurende een fractie van een milliseconde een zeer hoge stroom trekken wanneer hun ingangscondensator oplaadt. Met veel drivers op één kring tellen de pieken op en activeren ze de magnetische uitschakeling van de automaat, ook al is de bedrijfsstroom laag.

Hoeveel LED-armaturen mag ik op één B16-automaat zetten?

Dat hangt af van de driver, niet alleen van het vermogen. De datasheet van de driver vermeldt het maximale aantal per type automaat. Bij grotere drivers is dat vaak minder dan tien per B16 – ver onder wat de bedrijfsstroom zou toelaten.

Vervang ik de B-automaat gewoon door een C-automaat?

Alleen als de elektricien gecontroleerd heeft dat de kring met een C-karakteristiek nog steeds binnen de vereiste tijd afschakelt. Dat hangt af van de kabellengte en de lusimpedantie. De kring splitsen of een begrenzer gebruiken is vaak de veiligere oplossing.

Waarom springt de differentieel 's nachts of na regen?

Dat wijst meestal op vocht: condensatie in buitenarmaturen, aftakdozen of kabelwartels zorgt voor lekstroom naar de aarde. Controleer de IP-waarde en de afdichting van alle verbindingen in de kring.

Welk type differentieel is geschikt voor LED-verlichting?

Type A is de gangbare keuze voor elektronische belastingen zoals LED-drivers. Als schakelpieken problemen geven, kan een type A met verhoogde stootstroomvastheid helpen. De geldende reglementering bepaalt de vereiste gevoeligheid.

Kan een LED-driver defect zijn als de differentieel springt?

Ja, een driver met een isolatiefout kan lekstroom naar de aarde veroorzaken. Koppel de armaturen één voor één los of meet met een lekstroomtang om te achterhalen of één armatuur of de som van alle armaturen de oorzaak is.