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Die Blitzdichte in Europa unterscheidet sich regional stark: Italien und die Küstengebiete der Balkanländer sind besonders betroffen.

Osram: LED-Straßenleuchten mit Überspannungsschutz

04.08.2015

Mehr und mehr Städte und Gemeinden stellen ihre Straßenbeleuchtung auf LED um und reduzieren ihre Stromkosten dadurch deutlich. Mailand und Turin etwa erwarten mindestens 50 Prozent weniger Stromverbrauch durch Umstellung auf LED und Optotronic-Steuergeräte. Blitzschläge können jedoch die volle Ausschöpfung dieser wirtschaftlichen Vorteile gefährden.

Mit acht Kilovolt Überspannungsschutz überstehen doppelt so viele Straßenleuchten einen Blitzeinschlag in unmittelbarer Nähe als mit einem Vier-Kilovolt-Überspannungsschutz.

Da sich LED-Module mit niedrigerer Spannung betreiben lassen, können sie bei Überspannungen Schaden nehmen. Diese Gefahr hat in den letzten Jahren zugenommen: So stellt der UN-Klima-Rat in seinem fünften Sachstandsbericht (IPCC14) weltweit eine steigende Neigung zu Gewittern fest. Etwa zehn Prozent von täglich mehreren Millionen Blitzen schlagen in den Boden ein und verursachen Spannungsspitzen.

Um die LED-Module in Straßenleuchten wirksam zu schützen, hat Optotronic-4-Dim von Osram einen Acht-Kilovolt-Überspannungsschutz an Bord. Vor allem im Sommer, insbesondere im Juli und August, ist auch in Europa die Blitzdichte hoch – mit großen regionalen Unterschieden: Zwischen 0,25 bis über 20 Einschläge pro Quadratkilometer zählte der meteorologische Dienst des Vereinigten Königreichs (UK) im Jahr 2014. Pauschal kann man über die Verteilung in Europa sagen, dass der Blitz im Südosten häufiger als im Norden oder Nordwesten einschlägt und in den Städten häufiger als auf dem Land. In Deutschland blitzt es vor allem im Südwesten. Allgemein hat die Wahrscheinlichkeit für schwere Gewitter in den letzten Jahrzehnten bundesweit deutlich zugenommen, wie Klimaforscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) im Jahr 2013 festgestellt haben.

Das elektronische Vorschaltgerät Optotronic-4-Dim liefert daher in den Schutzklassen I und II, zwischen Netzversorgung und Erde bis acht Kilovolt Schutz. Damit kann ein Blitz bis zu etwa 200 Meter nah an einen Lichtmast einschlagen – und das LED-Modul bleibt trotzdem unbeschadet. Im Vergleich zu den weit verbreiteten Vier-Kilovolt-Überspannungsschutz bei Vorschaltgeräten anderer Hersteller überstehen, bei beispielsweise 30 Metern Mastabstand, doppelt so viele Straßenleuchten einen Blitzschlag ohne Schaden.

In vielen Regionen Europas ist der hohe Überspannungsschutz der Optotronic-4-Dim-Geräte meist ausreichend, um die kommunale Investition gegen solche Ereignisse zu schützen. In Regionen mit hoher Blitzdichte empfiehlt sich vorsichtshalber der Einsatz ergänzender Schutzmaßnahmen, etwa im Straßenbeleuchtungs-Hauptverteiler und Kabelübergangskasten.

Den Acht-Kilovolt-Schutz ermöglicht ein sogenannter Equi-Anschluss (Äquipotential) für Schutzklasse-II-Anwendungen. Dieser kann verschiedene Teile des Beleuchtungssystems auf das gleiche Potential bringen und damit die am LED-Modul auftretenden Überspannungen reduzieren. Auch vor Spannungsspitzen aus zwei weiteren schädlichen Quellen schützen die Optotronic-Geräte: Vor den bis sechs Kilovolt, die durch Lastwechsel oder Schaltvorgänge im Netz bis zu mehrere Dutzend Male pro Jahr erzeugt werden, sowie vor den elektrostatischen Entladungen, die vor allem bei Wartungsarbeiten auftreten können, falls keine ESD-Schutzmaßnahmen (Electro Static Discharge) getroffen wurden. Dabei müssen Überspannungen nicht zwangsläufig zum sofortigen Ausfall des LED-Moduls führen. Sie bewirken zumindest eine vorzeitige Alterung und damit eine kürzere Betriebszeit. Im Normalfall haben LED-Lösungen geringe Ausfallraten und erreichen bis zu 100.000 Betriebsstunden.

Autor/in:
Redaktion Elektrojournal
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