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Testlabor - Produkttests, Messungen und sonstige Tests
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Die Leuchtstofflampe - Messungen in fehlerfreien und fehlerhaften Zuständen
Einige Besucher interessierten sich dafür, wieviel Strom bei einer Leuchtstofflampe im Einschaltmoment fließt
und ob sich damit der Einsatz einer Leuchtstofflampe bei kurzen Nutzungsdauern überhaupt lohnen würde.
Mich selbst interessierte schon länger, wie groß die Leistungsaufnahme
einer Leuchtstofflampe bei defektem Starter ist.
Diesen und weiteren Fragen ging ich in diesem ausführlichen Test auf den Grund.
Für diesen Test standen zum Betrieb einer 36 Watt Leuchtstofflampe 3 Typen an Vorschaltgeräten zur Verfügung:
- konventionelles Vorschaltgerät (KVG) ohne Kompensationskondensator
- konventionelles Vorschaltgerät (KVG) mit Kompensationskondensator
- elektronisches Vorschaltgerät (EVG)
An diesen drei Vorschaltgeräten wurde jeweils eine intakte und eine defekte Leuchtstofflampe angeschlossen.
Bei der defekten Leuchtstofflampe ist der Glühdraht einer Kathode unterbrochen.
Hierbei wurde nochmals unterschieden, ob ein intakter oder defekter Starter benutzt wurde.
Ein defekter Starter wurde damit simuliert, indem dünner Draht um die beiden Kontakte des Starters gewickelt und
somit der Starter überbrückt wurde. So werden die Kathoden ständig geheizt.
Messungen mit KVG (ohne Kompensationskondensator)
Leuchtstofflampen mit konventionellen Vorschaltgeräten (KVG) befinden sich vor allem in alten Hausinstallationen,
z.B. Keller oder Garage.
KVGs dürfen jedoch seit dem 21. November 2005 nicht mehr verkauft werden. Und dies aus guten Grund, denn
diese alten Vorschaltgeräte sind wahre Energieschlucker. Im Handel dürfen nur noch Verlustarme Vorschaltgeräte (VVG) oder
elektronische Vorschaltgeräte (VVG) angeboten werden.
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Verwendung der intakten Lampe
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intakter Starter eingebaut
Im Einschaltmoment ändert sich der Strom und damit die Leistungen ständig,
da die Vorschaltdrossel (Spule) beim einschalten augeladen wird und der Starter
sich öffnet.
Um dennoch Messwerte zu liefern, wurde ca. 1 Sekunde nach dem Einschalten folgendes notiert:
Netzspannung U = 225,9 V
Netzstrom I = 0,3 A
Wirkleistung P = 30,5 W
Scheinleistung S = 38,8 VA
Phasenwinkel cos(phi) = 0,79
Erst nachdem das Gas durchgezündet und Betriebstemperatur erreicht ist, stellen sich
stabile Werte ein.
Netzspannung U = 226 V
Netzstrom I = 0,45 A
Wirkleistung P = 50,7 W
Scheinleistung S = 101,8 VA
Phasenwinkel cos(phi) = 0,5
Zu erkennen ist, dass ganze 50,7 W - 36 W = 14,7 Watt im Vorschaltgerät verheizt werden.
Dies wären Verluste von 28% nur im Vorschaltgerät!
Das beweist eindeutig, dass die Technik sehr alt und verschwenderisch ist.
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defekter Starter eingebaut
Ist der Starter defekt, d.h. überbrückt, so wird die Lampe dauerhaft vorgeheizt.
Nahezu die gesamte aufgenommene Wirkleistung wird in Wärme umgewandelt. Nur ein vernachlässigbarer kleiner Anteil
wird als Licht abgegeben.
Aus diesem Grund sollten defekte Starter ausgetauscht werden, damit Leuchtstofflampen nicht dauerhaft
als sinnlose "Elektroheizung" dienen.
Netzspannung U = 226,1 V
Netzstrom I = 0,596 A
Wirkleistung P = 31,8 W
Scheinleistung S = 134,4 VA
Phasenwinkel cos(phi) = 0,23
Wie man sieht, kann die Wirkleistung im Einschaltmoment maximal 31,8 W betragen.
Denn 31,8W ist die Wirkleistung, die aufgenommen wird, falls die Kathoden geheizt werden.
Dieser Wert wurde unter "defekter Starter eingebaut" ermittelt.
Da 31,8 W weitaus weniger als die Leistung im Betrieb (max. 50,7W) ist, ist von erhöhter Leistungsaufnahme im Einschaltmoment
nichts zu erkennen. Die Gerüchte, dass Leuchtstofflampen beim Einschalten angeblich übermäßig viel Energie
benötigen sind blanker Unsinn.
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Verwendung der defekten Lampe
Wird die defekte Lampe verwendet, so kann wegen dem unterbrochenen Glühdraht kein Strom fließen
und die Lampe bleibt folglich dunkel.
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intakter Starter eingebaut
Im Betrieb waren die Messwerte:
Netzspannung U = 222,6 V
Netzstrom I = 0,0 A
Wirkleistung P = 0,0 W
Scheinleistung S = 0,0 VA
Phasenwinkel cos(phi) = 0
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defekter Starter eingebaut
Netzspannung U = 225,3 V
Netzstrom I = 0,0 A
Wirkleistung P = 0,0 W
Scheinleistung S = 0,0 VA
Phasenwinkel cos(phi) = 0
Messungen mit KVG und Kompensationskondensator
Leuchtstofflampen mit KVGs und Kompensationskondensatoren wurden (und werden zum Teil immer noch) vor allem in
Industrie, Gewerbe, Schulen und Büros eingesetzt.
Zum Aufbau des Magnetfeldes in der Vorschaltdrossel wird ein zusätzlicher Strom benötigt, welcher gegenüber der
Spannung phasenverschoben ist. Diesen phasenverschobenen Strom nennt man Blindstrom.
Bei der Nutzung vieler Leuchtstofflampen kommt somit eine große Menge an zusätzlichem Strom zusammen, welcher das Leitungsnetz
unnötig belastet.
Desweiteren müssen Industrie und Gewerbe auch Blindleistung, also die Leistung die durch den Blindstrom verursacht wird, bezahlen.
Aus diesen Gründen wird mit einem Kompensationskondensator innerhalb der Leuchte dafür gesorgt, dass der benötigte Blindstrom
direkt aus dem Kondensator bezogen wird. So werden die restlichen Stromleitungen entlastet.
Diese alte Technik sollte nach und nach durch elektronische Vorschaltgeräte ersetzt werden, da diese weitaus sparsamer sind
und weitere Vorteile bieten.
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Verwendung der intakten Lampe
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intakter Starter eingebaut
Im Einschaltmoment wurde im Mittel gemessen:
Netzspannung U = 226,1 V
Netzstrom I = 0,33 A
Wirkleistung P = 15,7 W
Scheinleistung S = 74 VA
Phasenwinkel cos(phi) = 0,21
Im Betrieb waren die Messwerte:
Netzspannung U = 225,6 V
Netzstrom I = 0,225 A
Wirkleistung P = 49,5 W
Scheinleistung S = 51 VA
Phasenwinkel cos(phi) = 0,97
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defekter Starter eingebaut
Netzspannung U = 224,5 V
Netzstrom I = 0,275 A
Wirkleistung P = 31,4 W
Scheinleistung S = 62 VA
Phasenwinkel cos(phi) = 0,51
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Verwendung der defekten Lampe
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intakter Starter eingebaut
Im Betrieb waren die Messwerte:
Netzspannung U = 225,4 V
Netzstrom I = 0,342 A
Wirkleistung P = 0,3 W
Scheinleistung S = 77,3 VA
Phasenwinkel cos(phi) = 0
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defekter Starter eingebaut
Netzspannung U = 224,6 V
Netzstrom I = 0,34 A
Wirkleistung P = 0,0 W
Scheinleistung S = 76,4 VA
Phasenwinkel cos(phi) = 0
Messungen mit EVG
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Verwendung der intakten Lampe
Im Einschaltmoment wurde im Mittel gemessen:
Netzspannung U = 226 V
Netzstrom I = 0,05 A
Wirkleistung P = 7,2 W
Scheinleistung S = 13 VA
Phasenwinkel cos(phi) = 0,55
Im Betrieb waren die Messwerte:
Netzspannung U = 227 V
Netzstrom I = 0,173 A
Wirkleistung P = 38,4 W
Scheinleistung S = 39,2 VA
Phasenwinkel cos(phi) = 0,98
Es ist zu erkennen, dass im Betrieb fast nur Wirkleistung aus dem Netz bezogen wird, denn der cos(phi) ist fast 1.
Beim einschalten gibt es hingegen einen erhöhten Blindleistungsanteil, der aus dem Netz bezogen werden muss.
Die Scheinleistung ist beim Einschalten jedoch niedriger als im Betrieb.
Zum Vergleich, bei Verwendung des KVG mit Komp.kondensator betrug die Scheinleistung beim Einschalten rund 75VA,
im Betrieb nur 51VA. Die Stromleitungen mussten hier für den erhöhten Strom bemessen sein.
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Verwendung der defekten Lampe
Im Einschaltmoment wurde im Mittel gemessen:
Netzspannung U = 225,3 V
Netzstrom I = 0,048 A
Wirkleistung P = 6 W
Scheinleistung S = 14 VA
Phasenwinkel cos(phi) = 0,55
Im Betrieb waren die Messwerte:
Netzspannung U = 228,5 V
Netzstrom I = 0,027 A
Wirkleistung P = 1,1 W
Scheinleistung S = 6,3 VA
Phasenwinkel cos(phi) = 0,18
Gut ist, dass das EVG erkennt, wenn eine Lampe defekt ist. Somit beträgt die Leistungsaufnahme aus dem Stromnetz in diesem Fall
nur noch 1,1 Watt. Dies ist vertretbar.
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