230V LED „Busleitung“

[Gast1961]

Die Oberwellen entstehen aber meist durch EVGs und Retrofitleuchtmittel.

Lass mich wiederholen: Oberwellen in der Spannung? Mit einer relevanten Amplitude in das niederohmige Netz hinein? Zeig mal ein Beispiel bitte (Zeitverlauf der Spannung).

Was ich so kenne an "bösen" Beispielen ist bezüglich der Spannung nicht perfekt sinusförmig, aber der Oberwellengehalt würde die obige Berechnung nicht wesentlich ändern. Ob es nun 150mV sind oder das Doppelte oder Dreifache, davon glimmt keine LED.

https://emv-experte.de/netzrueckwirkung/

[Zeppelin]

Vielleicht nochmal die 3 Wirkkomponenten:

1. Induktive Kopplung ist nicht möglich, da der LED Stromkreis offen ist und kein Strom fließen kann
2. Kapazitive Kopplung bei 50Hz erzeugt nur ~57mV
3. Kapazitive Kopplung durch Oberschwingungen verursachen keinen erheblichen Spannungsabfall, da wir ja nur max 3% Spannungsabfall = 6,9V zulassen und der Spannungsabfall durch eine Oberschwingung somit mind. 33mal kleiner ist als die Netzspannung. Dafür darf die Oberwellenfrequenz 33mal höher sein (Blindwiderstand des Kondensators ist 1/Frequenz), um auf die gleiche Kopplung zu kommen (=1650Hz). Also bei einer 16A Oberschwingung bei 1650Hz wäre die Kopplung immernoch vernachläßigbar.

[EIBaer]

Vielleicht nochmal die 3 Wirkkomponenten:

1. Induktive Kopplung ist nicht möglich, da der LED Stromkreis offen ist und kein Strom fließen kann
2. Kapazitive Kopplung bei 50Hz erzeugt nur ~57mV
3. Kapazitive Kopplung durch Oberschwingungen verursachen keinen erheblichen Spannungsabfall, da wir ja nur max 3% Spannungsabfall = 6,9V zulassen und der Spannungsabfall durch eine Oberschwingung somit mind. 33mal kleiner ist als die Netzspannung. Dafür darf die Oberwellenfrequenz 33mal höher sein (Blindwiderstand des Kondensators ist 1/Frequenz), um auf die gleiche Kopplung zu kommen (=1650Hz). Also bei einer 16A Oberschwingung bei 1650Hz wäre die Kopplung immernoch vernachläßigbar.

Hoppla, da geht aber einiges durcheinander:

- Die 57mV entstehen durch induktive Kopplung des L auf den offenen Kreis. Zusätzlich ist der Strom im N zu berücksichtigten - habe ich aber oben bereits ergänzt.
Diese Induktionsspannung würde durch Stromoberwellen schon beeinflusst, liegt aber über dem offenen Schaltet - also irrelevant.

- Die kapazitive eingekoppelte Spannung beträgt ohne Last etwa 115V (Spannungsteiler), mit Last entsprechend weniger - wird aber von Stromoberwellen nicht beeinflusst.

- Die 3% Spannungsfall beziehen sich auf den (ohmschen) Spannungsabfall am Leiter. Oberwellen haben da mWn nix verloren.

[ITler]

Lass mich wiederholen: Oberwellen in der Spannung? Mit einer relevanten Amplitude in das niederohmige Netz hinein? Zeig mal ein Beispiel bitte (Zeitverlauf der Spannung).

Ich habe mir gerade nochmal ein paar Analysen unserer NEA angeschaut. Du hast recht, ich habe mich getäuscht. Nennenswerte Oberwellen entstehen zumindest bei uns im Netz nur beim Strom. Der Sinus der Spannung sieht recht sauber aus, keine Oberwellen oberhalbt 0,5%. Der Stromverlauf hingegen ist stark deformiert.

[Gast1961]

Danke für die Bestätigung.

Ein Gedanke dazu: Wenn die Netzspannung sich lastabhängig stark verändern würde, weg vom Sinus, so würde sich auch der Effektivwert und Gleichrichtwert der Netzspannung ändern. Das wäre fatal für viele Geräte, die direkt mit Netzspannung betrieben werden, beispielweise Heizwendel. Wenn der Sinus zum Rechteck würde, so würde der Effektivwert der Spannung sich um sqrt(2) erhöhen und die Leistungsaufnahme verdoppeln ... naja, nicht ganz wegen PTC-Verhalten, aber du verstehst meine Überlegung.

Passiert aber nicht, weil das Netz niederohmig genug ist, eine vom Endgerät erzeugte Störspannung auszugleichen. Der Strom ist ein anderes Thema, da bestimmt das Endgerät seine Stromaufnahme und das Netz wird entsprechend belastet. Dem kann man mMn nur regulatorisch entgegenwirken, also durch Zulassungsvorschriften.

[willisurf]

Ich habe nochmal eine Frage, um das Verständnis komplett zu bekommen.

Es wurde ja jetzt sowohl theoretisch, als auch durch Messungen bestätigt, die worst case eingekoppelte Spannung in der Größenordnung 50-150mV ermittelt und eigentlich ist das Ergebnis -wenn ich es richtig interpretiere- da wird nichts glimmen.

Nun gibt es aber Installationen, in denen die LEDs glimmen. An der Leitungslänge wird es wahrscheinlich nicht liegen, da 50m ja wirklich schon worst case sind. Gibt es 230V LEDs, die bereits bei so niedrigen Restspannungen (die ja sogar unterhalb der Flußspannung eines PN Überganges ist) glimmen oder gibt es doch noch andere Effekte?

[ITler]

Passiert aber nicht, weil das Netz niederohmig genug ist, eine vom Endgerät erzeugte Störspannung auszugleichen. Der Strom ist ein anderes Thema, da bestimmt das Endgerät seine Stromaufnahme und das Netz wird entsprechend belastet. Dem kann man mMn nur regulatorisch entgegenwirken, also durch Zulassungsvorschriften.

Problematisch ist sicherlich die Masse bzw. die Häufung solcher Störer.

Die Geräte als solche sind alles zugelassene Geräte, die die Grenzwerte mit an ziemlich grenzender Wahrscheinlichkeit einhalten.
Da an der NEA jedoch ausschließlich Geräte mit Schaltnetzteil hängen, und kein einziger ohmscher Verbraucher sind die Auswirkungen gravierender als in einer Anlage mit "gemischten" Verbrauchern.

[Gast1961]

Nun gibt es aber Installationen, in denen die LEDs glimmen. An der Leitungslänge wird es wahrscheinlich nicht liegen, da 50m ja wirklich schon worst case sind.

Das hatte ich befürchtet: Micha hat mit seinem hartnäckigen Beharren auf induktiven Effekten für Verwirrung gesorgt.

Wir haben oben gezeigt, daß induktive Einkopplung (Magnetfeld-Verkopplung der Leiter, je nach Laststrom im Dauerspannungskreis) hier bedeutungslos ist, weil (a) Schalter offen und (b) zahlenmässig viel zu klein.

Aber es ist sehr wohl ein Effekt vorhanden: die kapazitive Verkopplung der benachbarten Leiter, die auch völlig unabhängig ist vom Laststrom im Dauerspannungskreis. Geh mal zurück zu meinem Beitrag #13.

[willisurf]

Danke für die Rückinfo Volker. Ich habe den Beitrag nochmal durchgelesen.
Das es keine induktive Kopplung gibt, habe ich auch für mich akzeptiert.

Was bleibt ist dann nur die Frage ob es LEDs gibt die bei 50-150mV glimmen oder ob -abseits der induktiven Kopplung- noch andere Effekte beteiligt sind?

[Gast1961]

Hab ich doch geschrieben: Es ist sehr wohl ein Effekt vorhanden, die kapazitive Verkopplung der benachbarten Leiter, die auch völlig unabhängig ist vom Laststrom im Dauerspannungskreis. Das sind je nach Lastimpedanz hohe Spannungen. Und das ist der Effekt, der hier praxisrelevant ist.

[willisurf]

Ja, alles verstanden und akzeptiert.

Der einzige Punkt ist nur noch, ob wir bei 50-150mV ein Glimmen erwartet hätten.

[PeterPan]

Es wurde ja bereits mehrfach berichtet, dass man LED Lampen möglichst über ein getrenntes Kabel versorgt (Thema kapazitive Einflüsse und blitzende LED Lampen).

....

Frage 3: Sie habe Ihr Eure Verkabelung bei ähnlicher Aufgabenstellung gemacht?

Was??

Gruss Peter

[Zeppelin]

Ich habe den Tippfehler in Post #1 korrigigert. "Frage 3: Wie habt Ihr..."

Die Aufgabe wäre viele Steckdosen mit Einzelkabel zu versorgen, jedoch ohne viele Kabel zu legen.
Ich könnte ja z.B. in jeden Raum mit zwei Kabel für LED versorgen um damit alle 4 Raumecken anzufahren. Dann würde man je nach Bedarf die LED mit der einen oder andere Leitung verbinden. Da man die Kabel ja auch in den Dosen verbinden muß, muß man auch schauen, ob die Lösung praktikabel ist. Hier also die Frage, was bei Euch die Lösung gewesen ist.

[Zeppelin]

Zitat von Zeppelin Beitrag anzeigen
Vielleicht nochmal die 3 Wirkkomponenten:

1. Induktive Kopplung ist nicht möglich, da der LED Stromkreis offen ist und kein Strom fließen kann
2. Kapazitive Kopplung bei 50Hz erzeugt nur ~57mV
3. Kapazitive Kopplung durch Oberschwingungen verursachen keinen erheblichen Spannungsabfall, da wir ja nur max 3% Spannungsabfall = 6,9V zulassen und der Spannungsabfall durch eine Oberschwingung somit mind. 33mal kleiner ist als die Netzspannung. Dafür darf die Oberwellenfrequenz 33mal höher sein (Blindwiderstand des Kondensators ist 1/Frequenz), um auf die gleiche Kopplung zu kommen (=1650Hz). Also bei einer 16A Oberschwingung bei 1650Hz wäre die Kopplung immernoch vernachläßigbar.

Hoppla, da geht aber einiges durcheinander:

- Die 57mV entstehen durch induktive Kopplung des L auf den offenen Kreis. Zusätzlich ist der Strom im N zu berücksichtigten - habe ich aber oben bereits ergänzt.
Diese Induktionsspannung würde durch Stromoberwellen schon beeinflusst, liegt aber über dem offenen Schaltet - also irrelevant.

- Die kapazitive eingekoppelte Spannung beträgt ohne Last etwa 115V (Spannungsteiler), mit Last entsprechend weniger - wird aber von Stromoberwellen nicht beeinflusst.

- Die 3% Spannungsfall beziehen sich auf den (ohmschen) Spannungsabfall am Leiter. Oberwellen haben da mWn nix verloren.

Dass das Post NOK hatte ich bereits beim Schreiben gemerkt. Ich weiß nur nicht, warum ich den korrigierten Text nicht versendet habe.
Um mich selber zu überprüfen, wollte ich versuchen, hier nochmal zusammenzufassen:

1. Induktive Kopplung ist nicht möglich, da der LED Stromkreis offen ist und kein Strom fließen kann
2. Kapazitive Kopplung bei 50Hz bringt die Philips/Osram/Halogen nicht zum leuchten (Siehe 50m Versuch).
3. Kapazitive Kopplung durch Oberschwingungen können ebenfalls nur durch Spannungsänderungen hervorgerufen werden. Jede Stromabnahme kann über den ohmschen Leitungswiderstand zu einem Spannungsabfall führen. Bei nichtlinearer Stromabnahme kann somit auch eine nichtlineare Spannungsänderung auftreten. Diese Spannungsänderung ist kleiner als 3% der Nennspannung, weil wir im Wohnungsbau die Kabel so ausgelegt haben. Bei 16A sind dies 6,9V Spannungsabfall. Ich denke nicht, dass die Oberschwingungen im Hausbereich je in den Bereich von 16A kommen werden. Andererseits liegen die Grenzwerte entsprechend Janitza bei max 6% bei 5er Ordnung (5*50Hz=250Hz, 230V*6/100=), was ja irgendwie zeigt, dass hier enorme Ströme fließen bzw. die Leitungen entsprechend unterdimensioniert seien müssen. Aber man kann ja mal zur Einschätzung davon ausgehen, dass die Oberschwingung 16A stark wäre. Somit hätte man 6,9V relative Spannungsänderung bei 250Hz. Die 6,9V sind 33mal kleiner als 230V. Der Blindwiderstand der Leitung ist frequenzabhängig und wegen 250Hz anstatt 50Hz 5mal kleiner, so dass entsprechend ein höherer Strom fließen könnte. Daher dachte ich mir, dass eine 33mal kleinere Spannung nur 5mal besser weitergeleitet wird, so dass in Summe die Kopplung 5/33=15% kleiner als bei 230V bei 50Hz ist.

[EIBaer]

Ja, alles verstanden und akzeptiert.

Der einzige Punkt ist nur noch, ob wir bei 50-150mV ein Glimmen erwartet hätten.

Nein, würde ich nicht erwarten.
Aber selbst wenn: diese durch das Magnetfeld induzierte Spannung tritt NICHT über dem Leuchtmittel, sondern über dem offenen Schalter des Aktors auf und überlagert sich dort mit den 230V -> irrelevant.
Nur die Spannungen, die KAPAZITIV einkoppeln, treten über dem Leuchtmittel auf und sind auch wesentlich höher. DIESE sind ggf. für Gimmen und Blitzen verantwortlich.