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Praxisfrage

LED-Flackern bei Durchlauferhitzerbetrieb

LED Flimmern am renovierten Wohnhaus (…) Installationsbeschreibung: Bei dem Objekt handelt es sich um ein Einfamilienwohnhaus, das am Ende der (…)straße auf einem zurückgesetzten Grundstück liegt. Das Gebäude wird über eine Freileitung der Stadtwerke (…) versorgt. Die Länge beträgt ca. 35 Meter. Bei der Renovierung wurde die Elektroinstallation im Haus größtenteils erneuert. Die Hauptleitung, Zähleranlage, Steigleitung zur Unterverteilung, Unterverteilung sowie die Endstromkreise der Wohnräume wurden komplett neu installiert. Die Stromkreise der Wohnräume wurden einzeln abgesichert, d.h. jedes Zimmer hat seine eigene Zuleitung NYM 5x1,5 , an der die Beleuchtung und die Steckdosen angeschlossen sind. Die Stromkreise sind auf drei Phasen aufgeteilt und jeweils mit FILS Schaltern abgesichert. Die Beleuchtung ist mit LED- Downlight A5068 S 12W Einbaustrahlern der Fa.Nobile ausgeführt. Der Einbaustrahler wird unter Art.Nr 1857681014 von Nobile mit zugehörigem LED Betriebsgerät als Einheit geliefert. Jeder Einbaustrahler hat ein eigenes zugehöriges Betriebsgerät (EL-12-350 D), das mit Phasenabschnittsdimmer dimmbar ist. Die Einbaustrahler in den Wohnräumen wurden alle dimmbar über Ferndimmer ausgeführt, insgesamt 100 Strahler an 13 Ferndimmern. Lediglich im HWR Raum wurde auf Dimmer verzichtet, aber die gleichen Leuchten eingebaut. Als Ferndimmer wurden Hager Ferndimmer EVN011 mit 300W Universal LED/ESL Leistung eingebaut. Nach den Malerarbeiten wurden die Einbaustrahler eingesetzt und eingeschaltet, zunächst fiel kein Flimmern auf. Bei der Endmontage wurde vom Wasserinstallateur ein elektronischer Durchlauferhitzer Stiebel Eltron Typ DLE 18/21 KW angebracht. Beim Testen des Durchlauferhitzer fiel auf, daß wenn der Durchlauferhitzer in Betrieb ist, die LED-Beleuchtung zu flimmern beginnt. Zu diesem Zeitpunkt war das Haus noch unbewohnt. Wir kontrollierten unsere Beleuchtungsverdrahtung auf Fehler, konnten aber keine Fehler feststellen. Auffallend war, daß auch die Leuchten im Hauswirtschaftsraum flimmerten, obwohl dort kein Dimmer installiert ist. Wir führten eine Messung mit einem Datenlogger durch, um die Spannung zu kontrollieren (Meßprotokoll im Anhang). Außerdem verständigten wir die Stadtwerke, damit sie die Anschlüsse an der Freileitung auf Kontaktwiderstände prüft. Die Messung ergab, daß es zwar einen Spannungsfall gibt, wenn der Durchlauferhitzer eingeschaltet ist, dieser Spannungsfall jedoch in den vorgeschriebenen Toleranzgrenzen liegt. Daraufhin verständigten wir über unseren Großhändler (Fa.Mettler) den Hersteller der Einbaustrahler von dem Problem. Wir bekamen einen Kondensator,den wir in den Lampenkreis einklemmen sollten. Er brachte keine Besserung. Herr (…) von der Fa.Nobile kam auf die Baustelle und schaute sich die Installation und das Flimmern vor Ort an. Er konnte keine direkte Lösung anbieten und ließ uns 3 Strahler aus verschiedenen Räumen ausbauen, um sie im Nobile Labor zu prüfen. Nach einigen Tagen meldete sich Herr (…), man könne zwar den Fehler bei Nobile nicht nachvollziehen, aber man würde uns modifizierte Betriebsgeräte schicken. Nobile vermutete ein Frequenzproblem. Allerdings wäre die Entwicklung von Nobile in Manila (Philippinen), es würde einige Zeit dauern. Wir bekamen die modifizierten Betriebsgeräte und gleichzeitig noch Betriebsgeräte einer anderen Bauart mit 8W Leistung. Beide Typen wurden eingebaut und getestet, aber das Flimmern blieb. Mittlerweile war aufgefallen, daß das Flimmern nicht nur beim Betrieb des Durchlauferhitzers auftrat, sondern auch bei Senseo-Kaffeemaschinen und anderen Geräten. Am auffälligsten ist das Flimmern im gedimmten Betrieb. Wir schickten die Test-Betriebsgeräte an Nobile zurück und informierten schriftlich über die Ergebnisse. Da die LEDs über Phasenabschnitt der Eingangsspannung(220 -240V) der Betriebsgeräte gedimmt werden, vermuteten wir, daß bei einem schnellen Spannungsfall,dieser Spannungsfall als Dimmbefehl umgesetzt wird. Wir tauschten die Betriebsgeräte im Hauswirtschaftsraum ( Schaltung ohne Dimmer) auf nicht dimmbare Geräte aus und das Flimmern trat dort nicht mehr auf. Gleichzeitig testeten wir, ob sich durch andere Betriebsgeräte (Osram Ledvance Optotronic LED Konverter 350 mA 13W oder meanwell PCD-25-350B ) oder durch Verwendung anderer Dimmer ( Eltako mit RC-Glied oder Theben Dimax 534 plus) eine flimmerfreie Beleuchtung erreichen ließ. Diese Arbeiten, Bestellungen, Anfragen, Rückgaben waren mit großem Zeitaufwand verbunden. Es wurde durch Überbrückung auch getestet, ob der Spannungsfall möglicherweise mit dem elektronischen Zähler zusammenhängt- ohne Erfolg. Die Bauherrin berichtete unterdessen, daß das LED-Flimmern zeitlich auch unterschiedlich stark sein konnte. Manchmal war es kaum wahrnehmbar, manchmal ein regelrechtes Flackern. Das machte die Ursachensuche noch schwieriger. Schließlich entschieden wir uns, einen Stromkreis über eine USV (Unterbrechungsfreie Stromversorgung) zu betreiben, um zu testen ob die Ursache wirklich an der Netzspannung liegt. Mit USV Versorgung trat das Flimmern nicht mehr auf, egal welche Geräte eingeschaltet waren. Eine Einkopplung der Störung über die hausinternen Leitungen kann man also ausschließen. Alternativ testeten wir dimmbare LED Leuchtmittel für Netzanschluß (GU10 Fassung) wobei der leistungsstärkste Strahler dieser Baureihe (Osram Parathom Advanced PAR16 80 36 7,2W) mit 575 lumen gerade die Hälfte Lichtleistung der eingebauten Nobile mit 1100 Lumen bringt. Die Bauherrin hatte sich allerdings bei der Planung helles Licht mit Möglichkeit zum Dimmen gewünscht. Aus meiner Sicht ist ein Betrieb der Beleuchtungsstromkreise (mit Steckdosen) über eine USV nicht praxistauglich, weil ein geeignetes Gerät rund 5000 Euro kostet und dann alle Beleuchtungsstromkreise hinter einem Gerät hängen. Bei Ausfall des Gerätes fällt das gesamte Licht in den Wohnräumen aus. Ein Umrüsten auf Halogenleuchten beendet das Flimmern, weil die Halogenlampen mit ihrem Glühdraht auf die Spannungsschwankungen nicht so empfindlich reagieren. Allerdings gilt hier auch, daß die stärksten Halogenlampen nur 50% der installierten Nobile bringen. Außerdem ist ungewiß wie lange es noch Halogenlampen zu kaufen gibt. Wenn die bemusterten LEDs (Osram) auch bei längerem Testzeitraum nicht flimmern, sollten wir die Nobile Strahler gegen diese austauschen, den Helligkeitsverlust muß man allerdings in Kauf nehmen. Die Fa.Nobile hat abschließend erklärt, daß ihre Geräte alle Normen einhalten, dieses Problem bei den Geräten noch nie aufgetaucht ist und das die Ursache an der Konstellation im Gebäude liegen muß. Sie können keine weitere Unterstützung leisten, außer die Strahler mit einem 20 prozentigen Abschlag zurückzunehmen. Dieses Schreiben dient als Informationszusammenfassung über das LED Problem, insbesondere als Übersicht über bereits getestete Lösungsansätze. Ein Austauschen der Betriebsgeräte gegen andere Dimmsteuerungen z.b. Dali ist aufgrund der Verkabelung nicht möglich. 5 Ader =Phase, N-Leiter, PE, Tasterdraht, gedimmter Lampendraht P. H., Saarland

Expertenantwort vom 12.10.2016
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Dipl.-Ing. Stefan Fassbinder

Studium der elektrischen Energietechnik. Jahrelange Tätigkeit in der Konstruktion und Entwicklung von Klein-, Ringkern- und Großtransformatoren sowie Relais. Seit 1995 Berater für elektrotechnische Anwendungen beim Deutschen Kupferinstitut in Düsseldorf. Mitglied in der DKE-Kommission K 712 und im UK 221.2 sowie in mehreren Arbeitskreisen.

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