Allgemeinbeleuchtung für Sicherheitszwecke

Ob Taschenlampe, Autoscheinwerfer, Büro-, Industrie- oder Außenbeleuchtung – die LED hält Einzug in alle Bereiche der Beleuchtungstechnik. Stetige Weiterentwicklung, steigende Qualität und sinkende Preise der Leuchtdioden lassen den Anteil an Leuchten mit LED-Leuchtmittel rasant steigen. 

In der Folge nimmt auch die Zahl an LED-Leuchten, die zusätzlich zur Allgemeinbeleuchtung als Sicherheitsleuchten genutzt werden, stark zu. Doch der Betrieb von Allgemeinleuchten an Zentralbatteriegeräten sollte gut überlegt sein und erfordert im Vorfeld eine genaue Planung. Denn Aufschriften wie „notlichttauglich“ oder „suitable for emergency lighting“ sagen nichts über die Kompatibilität mit den eingesetzten Zentralbatterieanlagen aus.

Zur Anbindung von „Fremdleuchten“ an Zentralbatteriegeräte bieten die meisten Notlichthersteller Schalt- und Überwachungsmodule an. Diese Module schalten die Leuchten bei Netzausfall oder Funktionstest ein und überwachen die angeschlossene Last. Bei defektem Leuchtmittel meldet der Überwachungsbaustein eine Leuchtenstörung an die Zentralbatterieanlage. 

Soweit die Theorie. Denn damit die Fehlererkennung sicher funktioniert, müssen die Leuchten bzw. die eingebauten Treiber bestimmte Kriterien erfüllen.

Damit Fremdleuchten an Zentralbatterieanlagen betrieben werden können, müssen die LED-Treiber nicht nur für den Betrieb an 230V Wechselspannung ±10% 50Hz geeignet sein, sondern auch im ­Batteriebetrieb an 186V – 260V DC sicher funktionieren. 

Systeme mit Mischbetrieb, bei denen innerhalb eines Stromkreises die Leuchten in Dauer-, Bereitschafts- oder geschaltetem Dauerlicht betrieben werden können, müssen alle Leuchten im Test- und Notbetrieb einschalten. Damit auch die Bereitschaftslichtleuchten und geschalteten Sicherheitsleuchten in diesen Fällen einschalten, wird in der Regel die Spannungsform oder der Sinus (Phasenanschnitt, pulsierende Gleichspannung etc.) geändert. Beim Anschluss von Fremdleuchten ist also darauf zu achten, dass die eingebauten LED-Treiber ebenfalls mit diesen geänderten Spannungsformen betrieben werden können. Im schlimmsten Fall schaltet sonst die umgerüstete Allgemein­leuchte im Notbetrieb nicht ein.

Um Rettungszeichen- und Sicherheitsleuchten in den oben genannten Schaltungsarten innerhalb eines Stromkreises zu versorgen und zu schalten, nutzen INOTEC-Zentralbatterieanlagen die patentierte JOKER-Technik – eine pulsierende Gleichspannung (siehe Bild Spannungsformen).

Damit die normativen Anforderungen an die Umschaltzeiten erfüllt werden, müssen Zentralbatterieanlagen im Notbetrieb innerhalb einer Sekunde von Netz- auf Batteriebetrieb bzw. von AC- auf DC-Spannung umschalten. Nach Netzwiederkehr wird im gleichen Zeitraum wieder von DC- auf AC-Spannung zurückgeschaltet. Einige Mikrocontroller-­gesteuerte LED-Treiber haben mit Umschaltzeiten unter einer Sekunde Probleme. So kann es passieren, dass sich sporadisch der Mikrocontroller im Programm „aufhängt“ und die Leuchten während des Testbetriebs und im Notfall nicht einschalten.

Bei der Planung und Dimensionierung von Zentralbatterieanlagen ist die maximale Stromaufnahme je Stromkreis zu berücksichtigen. Dazu ist die Stromaufnahme der einzelnen Leuchten im AC-Betrieb zu messen. 

Zentralbatterieanlagen nutzen zur Umschaltung zwischen Netz- und Ersatzstromquelle Schütze und Relais mit begrenzter Strombelastbarkeit. Deshalb müssen zusätzlich die Einschaltströme der angeschlossenen Leuchten ermittelt werden. Doch auf Grund fehlender Normierung gibt es unterschiedliche Messverfahren, die zu abweichenden Ergebnissen führen. 

Zu hohe Einschaltströme können zur Beschädigung des Zentralbatteriegeräts und der eingebauten Komponenten führen.

Die meisten DALI-Treiber haben eine fest einprogrammierte Lichtstromreduzierung im DC-Betrieb (üblicherweise sind 15 % voreingestellt). Erkennt der LED-Treiber DC-Spannung am Eingang, schaltet die Leuchte ein und dimmt auf das eingestellte „DC-Level“. Der Treiber reagiert während des DC-Betriebs nicht mehr auf Befehle des DALI-Controllers. Diese Lichtstromreduzierung ist besonders bei Planungen mit erhöhten Beleuchtungsstärkeanforderungen, wie z.B. Sportstätten, Arbeitsplätzen mit besonderer Gefährdung etc., zu beachten. Das DC-Level kann mit entsprechender Hard- und Software vom Hersteller am Treiber eingestellt werden.

Da die Reduzierung des Lichtstroms mit einer Reduzierung der Stromaufnahme einhergeht, ist dies bei der Messung der Stromaufnahme im Vorfeld mit dem Leuchten- bzw. Treiberhersteller abzustimmen.

Um den sicheren Betrieb von DALI-Treibern an Zentralbatterieanlagen sicherzustellen, muss die Kompatibilität mit den auftretenden Spannungsformen geprüft werden. Interpretiert der DALI-Treiber die anliegende Spannung falsch, kann es passieren, dass der Treiber zwischen Normalbetrieb und DC-Level hin- und herschaltet: Es entsteht der Eindruck, die Leuchten würden flackern.

Einige Notlichthersteller bieten spezielle DALI-Überwachungsmodule an, damit eine Trennung zwischen der Steuerung der Allgemeinbeleuchtung und der Sicherheitsbeleuchtung sichergestellt werden kann. Diese Module unterbrechen den DALI-BUS und übernehmen die Steuerung der Leuchte. Dazu muss sichergestellt sein, dass die Funktion DC-Level durch den Hersteller deaktiviert ist. Die Überwachung des Leuchtmittels erfolgt durch Abfrage des Fehlerspeichers im DALI-Treiber. Eine korrekte Überwachung kann in solchen Fällen nicht garantiert werden.

Um die Sicherheit von Notbeleuchtungssystemen in Verbindung mit BUS-gesteuerten Leuchten zu garantieren, müssen die Leuchten bei einer Störung des BUS (Unterbrechung, Kurzschluss) in den sicheren Betrieb schalten. In der Praxis wurde festgestellt, dass nicht jedes Betriebsgerät diese Funktion unterstützt. Teilweise musste die Funktion im Betriebsgerät aktiviert werden.

Der Einbau von Überwachungsmodulen in Allgemeinleuchten bedeutet eine bauliche Veränderung der Leuchte. Eventuelle Prüfzeichen, die CE-Kennzeichnung und die EU-Konformitätserklärung verlieren dadurch ihre Gültigkeit.

Der Eingriff in die Leuchte macht den Umrüstenden zum Hersteller mit allen gesetzlichen Pflichten. So ist der Umrüstende zur Anbringung eines neuen Typenschildes, der CE-Kennzeichnung und der Erstellung einer EU-Konformitätserklärung verpflichtet. Er erklärt damit die Einhaltung aller gesetzlichen Richtlinien, wie Niederspannung-, EMV- und RoHS-Richtlinie und der dazugehörigen Normen.

Die meisten Allgemeinleuchtenhersteller setzen je nach Verfügbarkeit verschiedene Treiber in der gleichen Leuchte ein. Ändert sich der LED-Treiber, muss die Leuchte im Zusammenspiel mit der Notbeleuchtung erneut geprüft werden. Es ist also sicherzustellen, dass bei der Auslieferung, einer Nachlieferung oder der Lieferung von Ersatzteilen die gleichen geprüften Treiber verwendet werden. Auch neue LED-Leuchtmittel, die z. B. als Ersatz geliefert werden, können die Leistung der Leuchte und somit die Überwachung beeinflussen.

Verbesserungen und Änderungen von LED-Treibern im Laufe ihres Produktlebenszyklus sind nicht immer erkennbar. Kleine Hardware- oder Softwareänderungen können dazu führen, dass im Vorfeld geprüfte Treiber nicht mehr mit den Zentralbatterieanlagen kompatibel sind. Nicht jede Änderung wird entsprechend kommuniziert, so dass nur der Treiberhersteller die Kompatibilität garantieren kann.