Oświetlenie LED wybija nadprądówkę lub różnicówkę? Prąd załączenia i prąd upływu wyjaśnione
Dlaczego oświetlenie LED wybija wyłącznik nadprądowy lub różnicowoprądowy: prąd załączenia zasilaczy LED, maksymalna liczba zasilaczy na wyłącznik B16 lub C16, prądy upływu na wyłącznik różnicowoprądowy, impulsy przy ...
Nowe oświetlenie LED zamontowane, a wyłącznik nadprądowy wybija, gdy tylko włączy się światło. Albo wyłącznik różnicowoprądowy wyłącza się przypadkowo, czasem po kilku dniach. Obie sytuacje są przy LED częste i obie mają jasną przyczynę: prąd załączenia zasilaczy LED i niewielkie prądy upływu ich filtrów. Ten poradnik wyjaśnia, które urządzenie zadziałało i dlaczego, ile opraw można podłączyć do jednego obwodu i co zmienić, aby instalacja działała bez przerw.
- Najpierw ustal, które urządzenie zadziałało: wyłącznik nadprądowy reaguje na przetężenie, wyłącznik różnicowoprądowy na prąd uchodzący do ziemi. Przyczyny i rozwiązania są różne.
- Zasilacze LED przy włączaniu pobierają bardzo krótki, wysoki prąd załączenia – często kilkadziesiąt amperów przez mniej niż milisekundę. Przy wielu zasilaczach w jednym obwodzie szczyty się sumują i wyłącznik o charakterystyce B zadziała.
- Karta katalogowa zasilacza podaje maksymalną liczbę zasilaczy na wyłącznik (np. B16 lub C16). Nie przekraczaj jej, dziel obwody lub zastosuj ogranicznik prądu załączenia.
- Każdy zasilacz odprowadza przez filtr EMC niewielki prąd do ziemi. Utrzymuj całkowity stały prąd upływu poniżej ok. 30% znamionowego prądu różnicowego – ok. 9 mA przy wyłączniku 30 mA.
- Przypadkowe zadziałania różnicówki równie często wynikają z samej instalacji: wilgoci w zewnętrznych puszkach, uszkodzonych przewodów lub przewodu neutralnego wspólnego dla dwóch grup różnicowoprądowych.
Nadprądówka czy różnicówka: co zadziałało?
W rozdzielnicy znajdują się dwa rodzaje zabezpieczeń, które wyłączają z zupełnie innych powodów:
| Urządzenie | Reaguje na | Typowa przyczyna przy LED |
|---|---|---|
| Wyłącznik nadprądowy, np. B16 lub C16 | Przeciążenie i zwarcie w przewodzie fazowym | Prąd załączenia wielu zasilaczy włączanych jednocześnie |
| Wyłącznik różnicowoprądowy, np. 30 mA lub 300 mA | Różnicę między prądem wpływającym i wypływającym – prąd uchodzący do ziemi | Suma prądów upływu filtrów, impulsy przy załączaniu, wilgoć lub błędy w okablowaniu |
| Wyłącznik różnicowonadprądowy (RCBO) | Oba | Sprawdź, który wskaźnik zadziałał, jeśli urządzenie go ma |
Zanotuj dokładnie, kiedy to się dzieje. Zadziałanie w chwili włączenia wskazuje na prąd załączenia lub impuls łączeniowy. Zadziałanie w czasie pracy, w nocy lub po deszczu znacznie częściej wskazuje na upływ lub wilgoć.
Dlaczego zasilacze LED mają wysoki prąd załączenia
Zasilacz LED przetwarza napięcie sieci na prąd stały potrzebny diodom. Na jego wejściu znajduje się kondensator filtrujący, a w większości zasilaczy także stopień korekcji współczynnika mocy. W chwili włączenia kondensator jest rozładowany i przez moment zachowuje się niemal jak zwarcie. Przez ułamek milisekundy zasilacz pobiera prąd wielokrotnie większy niż prąd pracy.
Karty katalogowe podają tę wartość jako szczyt i czas trwania, np. 50 A przez 250 µs dla zasilacza ok. 150W. Impuls jest zbyt krótki, by nagrzać przewody, ale może wystarczyć do zadziałania wyzwalacza elektromagnetycznego wyłącznika nadprądowego. Szczyt jest największy, gdy oprawa zostanie włączona w szczycie sinusoidy – dlatego problem czasem pojawia się tylko sporadycznie.
Przy jednej oprawie jest to nieszkodliwe. Przy dwudziestu lampach high bay w jednym obwodzie, załączanych jednym stycznikiem, szczyty wszystkich zasilaczy przychodzą w tej samej chwili.
Ile zasilaczy LED na jeden wyłącznik nadprądowy?
Dobrzy producenci zasilaczy podają w karcie katalogowej, ile zasilaczy można podłączyć do jednego wyłącznika. Wartości te wynikają z prądu załączenia i charakterystyki wyłącznika. Przykład takiej tabeli:
| Wyłącznik | B10 | B16 | C10 | C16 |
|---|---|---|---|---|
| Maks. zasilaczy (przykład, zasilacz ok. 150W) | 5 | 8 | 9 | 14 |
Wartości w tym przykładzie są wyłącznie poglądowe. Zawsze korzystaj z tabeli konkretnego zasilacza w Twojej oprawie, bo dane mocno różnią się w zależności od marki i mocy. Zwróć uwagę, że limit wynikający z prądu załączenia jest często osiągany długo przed tym, zanim prąd pracy obwodu zbliży się do prądu znamionowego wyłącznika: osiem zasilaczy po 150W pobiera w pracy tylko ok. 5–6 A.
Znaczenie ma też charakterystyka wyłącznika. Wyłącznik B działa elektromagnetycznie przy trzy- do pięciokrotności prądu znamionowego, wyłącznik C przy pięcio- do dziesięciokrotności. Charakterystyka C toleruje więc więcej zasilaczy, ale można ją zastosować tylko wtedy, gdy impedancja pętli zwarcia obwodu nadal zapewnia wyłączenie w wymaganym czasie. To sprawdzenie należy do elektryka i obowiązujących przepisów – w Polsce norm z serii PN-HD 60364, we Francji NF C 15-100, w Niemczech DIN VDE 0100.
Rozwiązania, gdy wyłącznik nadprądowy działa przy włączaniu
- Podziel obciążenie. Rozłóż oprawy na więcej obwodów, aby każdy pozostał poniżej maksymalnej liczby zasilaczy.
- Włączaj etapami. Załączaj grupy opraw z niewielkim opóźnieniem, np. przez osobne styczniki lub system sterowania oświetleniem, aby szczyty prądu załączenia się nie pokrywały.
- Zastosuj ogranicznik prądu załączenia. Moduł ogranicznika w obwodzie tłumi szczyt przy włączaniu i pozwala podłączyć znacznie więcej zasilaczy do jednego wyłącznika.
- Dobierz odpowiednią aparaturę łączeniową. Styczniki, przekaźniki i czujniki ruchu muszą być przystosowane do obciążeń LED, inaczej ich styki mogą się zgrzać. Sprawdzaj podane obciążenie LED lub pojemnościowe, a nie tylko prąd w amperach.
- Wybieraj zasilacze o niskim prądzie załączenia. Niektóre zasilacze aktywnie ograniczają prąd załączenia. Porównaj karty katalogowe przed zakupem. Zobacz Zasilacze LED.
Dlaczego wyłączniki różnicowoprądowe działają przy oświetleniu LED
Każdy zasilacz LED zawiera filtr EMC tłumiący zakłócenia. Część filtra stanowią niewielkie kondensatory łączące przewody z przewodem ochronnym. Przez nie stale płynie do ziemi niewielki prąd – zwykle ułamek miliampera na zasilacz. Karta katalogowa podaje go jako prąd upływu lub prąd dotykowy.
Dla jednej oprawy jest to pomijalne. Wyłącznik różnicowoprądowy widzi jednak sumę wszystkich zasilaczy za nim. Wyłączniki różnicowoprądowe mogą zadziałać przy dowolnej wartości od 50% do 100% znamionowego prądu różnicowego. Wyłącznik 30 mA może więc zadziałać już od ok. 15 mA. Dlatego przyjmuje się zapas: utrzymuj stały prąd upływu poniżej ok. 30% wartości znamionowej.
| Wyłącznik różnicowoprądowy | Wartość orientacyjna całkowitego stałego upływu | Przykład: zasilacze po 0,5 mA |
|---|---|---|
| 30 mA | ok. 9 mA | ok. 18 zasilaczy |
| 100 mA | ok. 30 mA | ok. 60 zasilaczy |
| 300 mA | ok. 90 mA | ok. 180 zasilaczy |
Inne urządzenia na tym samym wyłączniku – komputery, ładowarki, maszyny z przemiennikami częstotliwości – dokładają własny upływ. Uwzględnij go.
Do stałego upływu dochodzą impulsy przy załączaniu: w chwili łączenia kondensatory filtra krótko się ładują, co daje krótki impuls do ziemi. Przepięcia od operacji łączeniowych lub pobliskich wyładowań atmosferycznych działają podobnie. Bardzo czułe wyłączniki mogą na to reagować. Wyłączniki o zwiększonej odporności na udary – oferowane pod oznaczeniami takimi jak „SI”, „HI” czy „KV”, zależnie od producenta – są zaprojektowane tak, by ignorować krótkie impulsy, a mimo to w pełni chronić.
Rozwiązania, gdy działa wyłącznik różnicowoprądowy
- Rozłóż oprawy na kilka wyłączników różnicowoprądowych lub zabezpiecz każdy obwód własnym wyłącznikiem różnicowonadprądowym, aby upływ na urządzenie pozostał niski.
- Stosuj właściwy typ. Typ A to zwykły wybór dla obciążeń elektronicznych, takich jak zasilacze LED; typ AC nie nadaje się do wielu nowoczesnych urządzeń. Rozważ wersję o zwiększonej odporności na udary, jeśli problemy sprawiają impulsy przy załączaniu.
- Mierz zamiast zgadywać. Cęgi do pomiaru prądu upływu obejmujące razem fazę i neutralny pokazują rzeczywisty upływ obwodu w trakcie pracy.
- Sprawdź okablowanie. Przewód neutralny podłączony za innym wyłącznikiem różnicowoprądowym niż jego faza lub neutralne wspólne dla kilku grup powodują zadziałanie niezależnie od opraw.
- Szukaj wilgoci. Oprawy zewnętrzne z nieszczelnymi dławnicami lub puszki o stopniu IP niższym niż wymagany często powodują zadziałania po deszczu lub w nocy z powodu kondensacji. Zobacz Stopnie ochrony IP.
Pomiary: ostrożnie z pomiarem rezystancji izolacji
Pomiar rezystancji izolacji napięciem 500 V DC należy do odbioru instalacji. Zasilacze LED zawierają elektronikę i elementy ochrony przeciwprzepięciowej, które mogą zafałszować wynik lub ulec uszkodzeniu. Postępuj zgodnie z instrukcją producenta zasilacza lub oprawy: często mierzy się przy zwartych przewodach fazowym i neutralnym względem ziemi albo odłącza oprawy na czas pomiaru. Więcej o odbiorze w artykule Podłączanie oprawy LED krok po kroku.
Planowanie nowej instalacji
- Zbierz dane zasilaczy: prąd załączenia, maksymalną liczbę na typ wyłącznika i prąd upływu.
- Podziel obwody tak, aby każdy pozostał poniżej maksymalnej liczby zasilaczy dla swojego wyłącznika.
- Oblicz upływ na wyłącznik różnicowoprądowy, z innymi urządzeniami włącznie, i utrzymuj go poniżej ok. 30% wartości znamionowej.
- Dobierz aparaturę łączeniową przystosowaną do obciążenia LED, a przy dużych grupach zaplanuj załączanie stopniowe lub ogranicznik.
- Sprawdź też jakość zasilania: przy wielu zasilaczach współczynnik mocy i harmoniczne mają znaczenie dla obciążenia przewodów i przewodu neutralnego. Zobacz Współczynnik mocy i THD.
Przy oświetleniu hal pomoże przewodnik po oświetleniu hal LED, a CE, ENEC, TÜV i GS – wyjaśnienie podpowiada, o jakie dokumenty prosić.
Lampy high bay LED z zasilaczem Sosen – CE, ENEC, RoHS, IP65, 5 lat gwarancji:
Najczęściej zadawane pytania
Dlaczego wyłącznik nadprądowy działa tylko przy włączaniu oświetlenia LED?
Ponieważ zasilacze LED pobierają bardzo wysoki prąd przez ułamek milisekundy, gdy ładuje się ich kondensator wejściowy. Przy wielu zasilaczach w obwodzie szczyty się sumują i uruchamiają wyzwalacz elektromagnetyczny, choć prąd pracy jest niski.
Ile opraw LED mogę podłączyć do jednego wyłącznika B16?
To zależy od zasilacza, nie tylko od mocy. Karta katalogowa zasilacza podaje maksymalną liczbę na typ wyłącznika. Przy większych zasilaczach to często mniej niż dziesięć na B16 – znacznie poniżej tego, na co pozwalałby prąd pracy.
Czy wystarczy wymienić wyłącznik B na C?
Tylko jeśli elektryk sprawdził, że obwód z charakterystyką C nadal wyłącza w wymaganym czasie. Zależy to od długości przewodów i impedancji pętli zwarcia. Podział obwodu lub ogranicznik to często bezpieczniejsze rozwiązanie.
Dlaczego różnicówka działa w nocy lub po deszczu?
Zwykle wskazuje to na wilgoć: kondensacja w oprawach zewnętrznych, puszkach lub dławnicach powoduje upływ do ziemi. Sprawdź stopień IP i szczelność wszystkich połączeń w obwodzie.
Jaki typ wyłącznika różnicowoprądowego nadaje się do oświetlenia LED?
Typ A to zwykły wybór dla obciążeń elektronicznych, takich jak zasilacze LED. Jeśli problemy sprawiają impulsy przy załączaniu, pomóc może typ A o zwiększonej odporności na udary. Wymaganą czułość określają obowiązujące przepisy.
Czy zasilacz LED może być uszkodzony, jeśli działa różnicówka?
Tak, zasilacz z uszkodzoną izolacją może powodować upływ do ziemi. Odłączaj oprawy po kolei lub zmierz cęgami prąd upływu, aby ustalić, czy przyczyną jest jedna oprawa, czy suma wszystkich.
Napisz, jakie oprawy i ile planujesz na obwód. Sprawdzimy dane prądu załączenia i upływu zasilaczy oraz bezpłatnie przygotujemy projekt oświetlenia w DIALux. Dostawa w całej UE w 2–5 dni roboczych, do 5 lat gwarancji.
Poproś o poradę i ofertę
