LED-belysning löser ut dvärgbrytaren eller jordfelsbrytaren? Inkopplingsström och läckström förklarade

Ny LED-belysning är installerad, och dvärgbrytaren löser ut så fort ljuset tänds. Eller så slår jordfelsbrytaren ifrån till synes slumpmässigt, ibland flera dagar senare. Båda är vanliga med LED, och båda har en tydlig orsak: inkopplingsströmmen från LED-drivdon och de små läckströmmarna från deras filter. Den här guiden förklarar vilken apparat som löser ut och varför, hur många armaturer du kan ha på en grupp och vad du ändrar så att anläggningen förblir i drift.

Dvärgbrytare eller jordfelsbrytare: vilken löser ut?

I en elcentral sitter två sorters skyddsapparater som bryter av helt olika skäl:

Apparat	Reagerar på	Typisk orsak vid LED
Dvärgbrytare (automatsäkring), t.ex. B16 eller C16	Överström och kortslutning i fasledaren	Inkopplingsström från många drivdon som tänds samtidigt
Jordfelsbrytare, t.ex. 30 mA eller 300 mA	Skillnad mellan utgående och återkommande ström – ström som läcker till jord	Summan av filtrens läckströmmar, kopplingstransienter, fukt eller kopplingsfel
Kombinerad jordfelsautomat	Båda	Se vilken indikering som slagit om, om apparaten har en

Notera exakt när det händer. En utlösning i tillslagsmomentet tyder på inkopplingsström eller en kopplingstransient. En utlösning under drift, på natten eller efter regn tyder betydligt oftare på läckström eller fukt.

Varför LED-drivdon har hög inkopplingsström

Ett LED-drivdon omvandlar nätspänningen till den likström som lysdioderna behöver. På ingången sitter en glättningskondensator och, i de flesta drivdon, ett steg för effektfaktorkorrigering. I tillslagsmomentet är kondensatorn tom och beter sig kortvarigt nästan som en kortslutning. Under en bråkdel av en millisekund drar drivdonet en ström som är många gånger högre än driftströmmen.

Drivdonens datablad anger detta som toppvärde och varaktighet, till exempel 50 A under 250 µs för ett drivdon på cirka 150W. Pulsen är alldeles för kort för att värma kablarna, men kan räcka för att aktivera dvärgbrytarens magnetiska utlösning. Toppen är högst när armaturen tänds på toppen av sinusvågen, därför kan problemet uppstå bara ibland.

För en enskild armatur är det ofarligt. Med tjugo högtaksarmaturer på en grupp, som kopplas av en kontaktor, kommer alla drivdons toppar i samma ögonblick.

Hur många LED-drivdon per dvärgbrytare?

Seriösa tillverkare av drivdon anger i databladet hur många drivdon som får anslutas till en brytare. Värdena bygger på inkopplingsströmmen och brytarens utlösningskarakteristik. Ett exempel på hur en sådan tabell ser ut:

Dvärgbrytare	B10	B16	C10	C16
Max. drivdon (exempel, drivdon på ca 150W)	5	8	9	14

Värdena i exemplet är endast illustrativa. Använd alltid tabellen för exakt det drivdon som sitter i din armatur, eftersom siffrorna skiljer sig mycket mellan märken och effekter. Observera att gränsen från inkopplingsströmmen ofta nås långt innan gruppens driftström kommer i närheten av brytarens märkström: åtta drivdon på 150W drar i drift bara cirka 5–6 A.

Även brytarens karakteristik spelar roll. En B-brytare löser ut magnetiskt vid tre till fem gånger märkströmmen, en C-brytare vid fem till tio gånger. En C-brytare tål alltså fler drivdon, men får bara användas om gruppens slingimpedans fortfarande säkerställer frånkoppling inom föreskriven tid. Den kontrollen hör till elinstallatören och gällande installationsregler – i Sverige SS 436 40 00, i Tyskland DIN VDE 0100, i Frankrike NF C 15-100.

Lösningar när dvärgbrytaren löser ut vid tillslag

• Fördela lasten. Sprid armaturerna över fler grupper så att varje grupp håller sig under maximalt antal drivdon.
• Tänd i steg. Koppla in grupper av armaturer med en kort fördröjning, till exempel via separata kontaktorer eller ett ljusstyrningssystem, så att topparna inte sammanfaller.
• Använd en inkopplingsströmsbegränsare. En begränsarmodul i gruppen dämpar tillslagstoppen och tillåter betydligt fler drivdon per brytare.
• Välj lämpliga kopplingsapparater. Kontaktorer, reläer och rörelsevakter måste vara avsedda för LED-last, annars kan kontakterna svetsas fast. Kontrollera angiven LED- eller kapacitiv last, inte bara strömmen i ampere.
• Välj drivdon med låg inkopplingsström. Vissa drivdon begränsar sin inkopplingsström aktivt. Jämför databladen innan du köper. Se LED-drivdon förklarade.

Varför jordfelsbrytare löser ut med LED-belysning

Varje LED-drivdon innehåller ett EMC-filter som dämpar störningar. En del av filtret består av små kondensatorer från ledarna till skyddsjord. Genom dem flyter ständigt en liten ström till jord – typiskt en bråkdel av en milliampere per drivdon. Databladet anger detta som läckström eller beröringsström.

För en armatur är det försumbart. Men en jordfelsbrytare ser summan av alla drivdon efter den. Jordfelsbrytare får lösa ut vid vilket värde som helst mellan 50% och 100% av sin märkfelström. En 30 mA-brytare kan alltså lösa ut redan från cirka 15 mA. Därför är det praxis att ha marginal: håll den permanenta läckströmmen under cirka 30% av märkvärdet.

Jordfelsbrytare	Riktvärde för total permanent läckström	Exempel: drivdon på 0,5 mA vardera
30 mA	ca 9 mA	ca 18 drivdon
100 mA	ca 30 mA	ca 60 drivdon
300 mA	ca 90 mA	ca 180 drivdon

Annan utrustning på samma jordfelsbrytare – datorer, laddare, maskiner med frekvensomriktare – lägger till sin egen läckström. Räkna med den.

Utöver den permanenta läckströmmen tillkommer kopplingstransienter: i kopplingsögonblicket laddas filterkondensatorerna kort, vilket ger en kort puls till jord. Överspänningar från kopplingar eller åska i närheten ger samma effekt. Mycket känsliga jordfelsbrytare kan reagera på detta. Jordfelsbrytare med förhöjd stötålighet – som säljs under beteckningar som ”SI”, ”HI” eller ”KV” beroende på tillverkare – är konstruerade för att ignorera sådana korta pulser och ändå skydda fullt ut.

Lösningar när jordfelsbrytaren löser ut

• Fördela armaturerna på flera jordfelsbrytare eller skydda varje grupp med en egen jordfelsautomat, så att läckströmmen per apparat hålls låg.
• Använd rätt typ. Typ A är det vanliga valet för elektroniska laster som LED-drivdon; typ AC passar inte för många moderna apparater. Överväg en variant med förhöjd stötålighet om kopplingstransienter ställer till problem.
• Mät i stället för att gissa. En läckströmstång runt fas och neutral tillsammans visar gruppens verkliga läckström i drift.
• Kontrollera kopplingen. En neutralledare som är ansluten efter en annan jordfelsbrytare än sin fas, eller neutralledare som delas mellan grupper, löser ut en jordfelsbrytare oavsett armaturerna.
• Leta efter fukt. Utomhusarmaturer med otäta kabelförskruvningar eller kopplingsdosor under krävd IP-klass orsakar ofta utlösningar efter regn eller på natten på grund av kondens. Se IP-klasser förklarade.

Mätning: var försiktig med isolationsmätning

En isolationsresistansmätning med 500 V DC ingår i idrifttagningen. LED-drivdon innehåller elektronik och överspänningsskydd som kan ge missvisande värden eller skadas vid en sådan mätning. Följ anvisningarna från tillverkaren av drivdonet eller armaturen: ofta mäts med fas och neutral sammankopplade mot jord, eller så kopplas armaturerna bort under mätningen. Mer om idrifttagning i Ansluta LED-armatur steg för steg.

Planera en ny anläggning

1. Samla in drivdonsdata: inkopplingsström, maximalt antal per brytartyp och läckström.
2. Dela upp grupperna så att varje grupp håller sig under maximalt antal drivdon för sin brytare.
3. Beräkna läckströmmen per jordfelsbrytare inklusive annan utrustning och håll den under cirka 30% av märkvärdet.
4. Välj kopplingsapparater som är avsedda för LED-lasten och planera stegvis tändning eller en begränsare för stora grupper.
5. Kontrollera även elnätskvaliteten: med många drivdon påverkar effektfaktor och övertoner belastningen på kablar och neutralledare. Se Effektfaktor och THD.

För hallbelysning hjälper guiden till LED-hallbelysning vid valet av armaturer, och CE, ENEC, TÜV och GS förklarade visar vilka dokument du ska begära.

LED-högtaksarmaturer med Sosen-drivdon – CE, ENEC, RoHS, IP65, 5 års garanti:

Vanliga frågor

Varför löser dvärgbrytaren ut bara när LED-belysningen tänds?

Eftersom LED-drivdon drar en mycket hög ström under en bråkdel av en millisekund när ingångskondensatorn laddas. Med många drivdon på en grupp adderas topparna och aktiverar brytarens magnetiska utlösning, trots att driftströmmen är låg.

Hur många LED-armaturer kan jag ha på en B16-brytare?

Det beror på drivdonet, inte bara på effekten. Drivdonets datablad anger maximalt antal per brytartyp. För större drivdon är det ofta färre än tio per B16 – långt under vad driftströmmen skulle tillåta.

Kan jag bara byta B-brytaren mot en C-brytare?

Bara om elinstallatören har kontrollerat att gruppen fortfarande kopplas från inom föreskriven tid med C-karakteristik. Det beror på kabellängd och slingimpedans. Att dela upp gruppen eller använda en begränsare är ofta den säkrare lösningen.

Varför löser jordfelsbrytaren ut på natten eller efter regn?

Det tyder oftast på fukt: kondens i utomhusarmaturer, kopplingsdosor eller kabelförskruvningar ger läckström till jord. Kontrollera IP-klass och tätning på alla anslutningar i gruppen.

Vilken typ av jordfelsbrytare passar för LED-belysning?

Typ A är det vanliga valet för elektroniska laster som LED-drivdon. Om kopplingstransienter ställer till problem kan en typ A med förhöjd stötålighet hjälpa. Gällande installationsregler avgör vilken känslighet som krävs.

Kan ett LED-drivdon vara trasigt om jordfelsbrytaren löser ut?

Ja, ett drivdon med isolationsfel kan orsaka läckström till jord. Koppla bort armaturerna en i taget eller mät med en läckströmstång för att ta reda på om orsaken är en enskild armatur eller summan av alla.