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Wasserdichte LED-Beleuchtungssysteme: kein Wasseraufstieg über das Netzkabel

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Wasserdichte LED-Beleuchtungssysteme allein sind nicht genug; auch die Anlage selbst muss wasserdicht sein. Ein Leuchtkörper kann nach IP67 oder IP68 zugelassen sein werden, aber bei Anlagen ist das komplizierter. 

LED-Beleuchtungssysteme werden durch eindringendes Wasser oder Wasserdampf beschädigt, weil sich an der Innenseite der Optik Schwitzwasser oder Tröpfchen bilden, wenn der Leuchtkörper ausgeschaltet ist. Zunächst ändert sich die Fotometrie, später kommt es durch Kurzschlüsse und Korrosion der Elektronikkreisläufe zur endgültigen Zerstörung.

Damit LED-Beleuchtungssysteme wasserdicht sind, müssen also absolut wasserdichte Baugruppen hergestellt werden: Gehäuse, Verbindung zwischen Gehäuse und Optik, Eingang des Steuer- und Netzkabels, Anschluss dieses Netzkabels an das Anlagennetz.

LED und Dichtigkeit: das Netzkabel

Wasser kann an vielen Stellen eindringen oder aufsteigen. Keine darf übersehen werden und alle müssen so gestaltet sein, dass die LED-Beleuchtungssysteme garantiert wasserdicht sind. Zu den kritischen Punkten zählen insbesondere die Optik, die externen Steuerelemente und die Stopfbuchse.

Aber auch eine andere Stelle, an der Wasser eindringen kann, wird oft vergessen: das Netzkabel. Hier ist nicht die Rede vom Kabelmantel, der mit einer AD8-Normierung garantiert wasserdicht ist, sondern vom Kabelende.

Wie aber kann Wasser entgegen der Schwerkraft durch den Kapillareffekt über das Kabel hochsteigen und mögliche Windungen und längere Strecken überwinden? Zum Verständnis dieses Vorgangs ist es nötig, den Pumpeffekt zu erklären.

Pumpeffekt und Wasseraufstieg in den Kabeln

Ein eingeschalteter Scheinwerfer erwärmt sich und die Luft im Gehäuseinneren dehnt sich aus. Bei der kleinsten Undichtigkeit tritt die Luft wegen des spürbar zunehmenden Drucks aus, beispielsweise 0,15 bar (Differenz des Innendrucks im versiegelten Produkt bei 20 °C bei 1 bar und im selben Produkt bei 65 °C).

Dieser Überdruck reicht bei weitem aus, damit die Luft am Ende des Netzkabels austritt.

Wenn der Leuchtkörper ausgeschaltet wird, sinkt die Temperatur. Nach der Zustandsgleichung idealer Gase zieht sich die Luft zusammen und am Kabelende entsteht ein Saugeffekt. Befindet sich das Kabelende im Wasser oder in feuchter Atmosphäre, so wird Wasser bzw. Wasserdampf angesaugt, wobei letzterer im Inneren des Leuchtkörpers kondensiert. Wenn nun beim Temperaturanstieg 15 % der Innenluft hinausgedrückt wurde, wird beim Abkühlen dasselbe Volumen angesaugt.

Das folgende Video verdeutlicht diesen Pumpeffekt.

 

Wasserdichte LEDs: Verbindungssystem und Schutzfaktor

Sicherlich befinden sich die Enden von Netzkabeln nur selten im Wasser. Langfristig muss jedoch die absolute Dichtigkeit des Verbindungssystems auch gegen Wasserdampf sichergestellt sein.

Stellen wir uns nur einmal vor, dass beim Ansaugen von 15 % des Luftvolumens nur ein winziger Wassertropfen im gasförmigen Zustand in den Leuchtkörper eindringt. Sobald die Moleküle des Wasserdampfes in das Produkt eindringen und sich dort im Inneren verteilen, kondensieren sie an den kalten Außenflächen.

Wenn das LED-Beleuchtungssystem das nächste Mal erwärmt wird, kann also mit Sicherheit angenommen werden, dass nicht das flüssige Wasser über das Kabel austritt, sondern trockene Luft. Und je häufiger dies geschieht, umso mehr Wasser sammelt sich unter dem Pumpeffekt im Produkt an und sorgt für einen Anstieg der Sättigungskonzentration. Es bilden sich dicke Tropfen – und zwar nicht nur an der kalten Oberfläche – und die innere Elektronik wird nach und nach zerstört.

Hierdurch wird deutlich, dass dem Ende der Netzkabel dieselbe Aufmerksamkeit wie dem LED-Beleuchtungssystem selbst gewidmet werden muss. Hierzu zählt auch die richtige Wahl der Schutzart. Nach der Norm IEC 60529 wird der Dichtigkeitsgrad eines Werkstoffes durch diese Schutzart klassifiziert.

Hier darf nicht an der falschen Stelle gespart werden! Für dichte LEDs muss unbedingt ein Verbindungssystem mit einer Schutzart von mindestens IP67 gewählt werden. Anderenfalls ist dies das schwächste Glied der Dichtigkeitskette, das die Schutzart der gesamten Anlage gefährden kann.

Die LEC-Lösung ist ein System zur Blockierung des Wasseraufstiegs

Damit die Wasserdichtigkeit der LED-Produkte auch dann gewährleistet ist, wenn die Anlage nicht über eine ausreichende Schutzart verfügt, hat L.E.C. ein urheberrechtlich geschütztes System entwickelt, das den Wasseraufstieg über die Netzkabel blockiert.

Dieses einzigartige Unterbrechungssystem sorgt für:

  • absolute Dichtigkeit des Beleuchtungssystems;
  • längere Lebenszeit der Anlagen;
  • optimale Unterputz- oder Aufputzmontage.

Während die französische Norm NF-C 17200 nur eine Dichtigkeit der Ummantelung empfiehlt, geht dieses Verfahren sehr viel weiter: Hier wird der Gas- oder Flüssigkeitsstrom zwischen der Ummantelung und den stromführenden Leitungen, aber auch zwischen den Drähten der mehradrigen Kabel mit flexibler Seele blockiert.

So wird nicht nur das Eindringen von Wasser in das LED-Beleuchtungssystem verhindert. Auch der Pumpeffekt, der sich durch die Verbindungsanlage ausbreiten könnte, wird blockiert und begrenzt so die Unterdruckbeanspruchung der Abzweigdosen.

Wasserdichte LEDs, fachgerecht eingebaut!

Trotz dieser zusätzlichen Sicherheit, die den Wasseraufstieg blockiert, muss selbstverständlich eine fachgerechte Montage erfolgen. Denn auch wenn das LED-Beleuchtungssystem wasserdicht ist und ein Ansaugen unterbunden wird, bedeutet dies keinesfalls, dass in den Anschlussdosen keine Undichtigkeit auftreten kann. Diese würde in den Anschlussklemmen zu Oxidation oder Korrosion führen und damit zu Störungen bei der Stromversorgung und der Funktion des oder der Leuchtkörper.

Wir von LEC empfehlen Anlagen, bei denen Wartungsarbeiten möglichst auf ein Minimum begrenzt werden. Die Kombination aus blockiertem Wasseraufstieg in den Scheinwerfern und geeigneter Anschlusstechnik gewährleistet nämlich eine langlebige LED-Anlage, um die man sich nicht ständig kümmern muss – es sei denn, man möchte die Lichtgestaltung bewundern.

Sie planen eine LED-Beleuchtungsanlage im Außenbereich mit genau definierten Anforderungen an die Dichtigkeit? Lassen Sie sich von einem LEC-Mitarbeiter kontaktieren