Driftdon
Många ljuskällor måste kopplas till elnätet via något slags förkopplingsdon för att den skall fungera. Donet kan bestå av en transformator som ger lampan rätt spänning eller av en strömbegränsare.
Till förkopplingsdonen räknas även tändare och kondensatorer för faskompensering. I samband med ljusreglering används ofta speciella driftdon. Förkopplingsdonet kan:
- vara inbyggt i ljuskällan, t ex lysrörslampor,
- monteras i armaturen, som för lysrör,
- eller monteras separat och mata flera armaturer,
vilket kan vara fallet vid halogenbelysning.
Driftdon i ljuskällan
Driftdon monterade i ljuskällan vållar normalt inga problem. Vanligtvis kan dock sådana ljuskällor inte ljusregleras.
Driftdon i armaturen
Vanligast är att driftdonen är monterade i armaturen. Det gäller för alla normala lysrör, kompaktlysrör och de flesta armaturer för lågvoltshalogenlampor. För högtrycksurladdningslampor kan driftdonen antingen sitta i armaturen eller i en speciell driftdonslåda.
Förkopplingsdonen kan vara elektroniska eller bestå av en transformator eller reaktor med järnkärna. De elektroniska förkopplingsdonen blir allt vanligare. Vissa moderna ljuskällor kan bara användas med elektroniska driftdon. Med elektronik kan man även bygga in kretsar som stabiliserar ljuskällornas driftförhållanden. Ljusreglering och styrsystem beskrivs i ett särskilt avsnitt.
Inkoppling av armaturer med driftdon innebär inga problem. Det är bara att ansluta ledningarna till armaturens kopplingsplint. Elektroniken är dock spänningskänslig på ett helt annat sätt än de gamla elektromagnetiska driftdonen och därför finns det vissa regler man måste följa för att inte skada driftdonen eller få andra problem i anläggningen.
Separatmoterade driftdon
Separatmonterade driftdon förekommer av olika anledningar. En är att man vill göra armaturerna mindre och lättare. Driftdonens livslängd beror på omgivningstemperaturen.
Genom att montera donen separat kan temperaturen sänkas. Om flera armaturer matas från samma driftdon är det också praktiskt att montera donet eller transformatorn i en separat kapsling.
För separatmonterade driftdon finns det ibland restriktioner för hur lång ledningen får vara mellan driftdonet och ljuskällan. Det beror på att ledningslängden kan påverka tändspänningen eller att ledningen strålar höga frekvenser som kan ge störningar.
För montage av driftdon ovan undertak gäller speciella bestämmelser.
Konventionella driftdon
Det konventionella eller elektromagnetiska driftdonet för lysrör består av en spole upplindad på en järnkärna, sk reaktor. Dess uppgift är att begränsa strömmen till ett rätt värde för lysröret.
Utan driftdon skulle det bli strömrusning genom röret när det tänder och det skulle förstöras. Reaktorn är också inblandad i tändförloppet. Kopplingsschemat för en 1-rörs lysrörsarmatur visas i nedanstående kopplingsschema.
Det finns elektromagnetiska driftdon i lågförlustutförande. De har varit ovanliga i Sverige men använts en del nere i mellaneuropa. Dessa don innehåller mer koppar och en annorlunda dimensionerad järnkärna.
Som framgår av schemat finns förutom reaktorn också en glimtändare (starter) och oftast en faskompenseringskondensator. När strömmen kopplas på, flyter den genom tändaren. En bimetallkontakt i glimtändaren kortsluter kretsen och elektroderna i lysröret värms upp. När bimetallkontakten sedan bryter kretsen, ger reaktorn en spänningsstöt som tänder lysröret. När lysröret har tänt kommer strömmen att fl yta genom röret och tändaren blir overksam.
System av detta slag slits och är oprecisa. Ofta måste tändförloppet upprepas flera gånger innan lysröret tänder. Det kommer då att blinka ett antal gånger innan det tänder. Om det är kallt har lysröret svårare att tända. Tändförloppet sliter både på lysrör och tändare. När man byter lysröret skall man även byta tändaren.
Förutom konventionella tändare finns elektroniska tändare och bryttändare. Båda har bättre och säkrare funktion. Om lysröret inte tänder utan står och blinkar kommer dessa tändare att avbryta försöken att tända lysröret. När man sedan byter lysrör måste tändaren återställas. Elektroniska tändare och bryttändare behöver inte bytas varje gång man byter lysrör. En konventionell tändare kan svetsa samman. Det medför att reaktorn kortsluts och kan bli överhettad. I värsta fall kan detta leda till brand.
Glimtändare finns av två typer, single- och serietändare. Den senare typen används för armaturer där två stycken 18 W lysrör är kopplade i serie till en gemensam reaktor.
Det finns många olika kopplingar för drift och tändning av lysrör. Vissa system saknar tändare och har istället en tändtransformator.
Från 21 november gäller nya energieffektivitetskrav på driftdon för lysrör som släpps ut på marknaden. För att klara kraven måste man använda elektroniska förkopplingsdon eller lågförlustdon.
Driftdon med högfrekvens
Som redan nämnts är driftdon med elektronik på stark frammarsch. Fördelen med elektroniska driftdon, eller HF-don som de också brukar kallas, är bättre komfort, större livslängd hos lysrören och energibesparing.
Komfortfördelar
Komfortfördelarna är flera. Med vanliga driftdon finns ett flimmer som beror på nätfrekvensen. Eftersom lysröret tänder både på den positiva och negativa perioden har flimret en frekvens på 100 Hz.
Normalt märker vi inte flimret. Vid undersökning av en grupp personer med mycket huvudvärk konstaterades en minskning av huvudvärken med ca 50 % när personerna arbetar i ljus från lysrör som drivs med HF-don.
Ny forskning visar också att elöverkänsliga reagerar på flimmer och känner obehag. Flimmer kan ge stroboskopeffekter. Rörliga maskindelar verkar stå stilla eller rotera med annan hastighet eller riktning. Till komfortfördelarna hör att lysrören tänder utan blinkningar och ett lysrör som inte tänder kopplas bort automatiskt.
Automatisk bort- och återkoppling
Vid HF-drift används oftast ett don för två lysrör. Det är vanligt att båda rören kopplas bort när ett av rören slutar fungera. HF-donen måste återställas sedan de kopplat bort ett lysrör.
Det sker genom att donet görs strömlöst. Vid konventionella lysrör kan man byta lysrör under spänning och det nya röret tänder. Detta är inte möjligt vid HF-drift. Istället byter man rören som slocknat, låter anläggningen vara frånkopplad ca 20 sekunder, och tänder därefter och då skall alla rör tända.
Färre armaturer per säkring
En annan sak man måste ta hänsyn till vid HF-don är att alla lysrör tänder samtidigt. Det vanskligare tändningsförloppet för konventionella don gjorde att rören tände lite olika. Startströmmen blev lägre.
Om säkringen vid HF-drift är underdimensionerad kan strömstöten under tändningen göra att säkringen löser ut. Detta gäller särskilt vid automatsäkringar. Säkringen måste därför dimensioneras för startögonblicket och inte driftströmmen. Ovanstående tabell ger vägledning för hur många HF-don som kan kopplas in på olika säkringsstorlekar.
Elektroniken spänningskänslig
Elektroniken är mer spänningskänslig än den gamla tekniken. Donen klarar normala spänningsvariationer på 10 % från 230 V, dvs 207 - 253 V.
Vissa HF-don har dessutom överspänningsskydd som skyddar om ett don exempelvis skulle kopplas in mellan två faser (380 V).
Om nollan i ett snedbelastat trefasnät inte är ordentligt ansluten kan nollpunkten driva och spänningen bli väldigt olika på faserna. Det finns då en risk att donen tar skada. Var därför viktigt att kontrollera att nollan är ordentligt ansluten och att armaturer med HF-don endast ansluts i spänningslöst tillstånd.
Isolationsmätning
Isolationsmätning sker normalt med en megger och maximalt 500 V likspänning. Denna spänning får inte komma in i donen som då kan förstöras. Börja med att göra anläggningen spänningslös. Koppla samman faser och nolla. Megga mellan fas och jord. Anslut åter nollan och kontrollera att den är väl ansluten. Först därefter får armaturerna spänningssättas.
Läckströmmar
I HF-donen finns en avstörningskondensator kopplad mellan fas och jord. Genom denna flyter en läckström. Läckströmmen får maximalt uppgå till 0,5 mA per don eller 1 mA per armatur. Läckströmmen begränsar hur många HF-don som kan kopplas över en jordfelsbrytare. Dubbelisolerade HF-don skall inte ha någon läckström.
Övertoner
Udda övertoner i elnätet har blivit ett allt vanligare problem. Övertonerna gör att strömmens sinusform deformeras och nollan blir strömförande. Överföringsförlusterna i nätet ökar och känslig utrustning kan störas.
Den internationella IEC-standarden tillåter inte att övertonerna överstiger en viss procent av matningsspänningen. HF-don av god kvalitet har ett filter som begränsar spridningen av övertonerna.
Störning av IR-utrustning
Äldre IR-styrning använde frekvenser som låg nära HF-donens frekvens, 20 - 25 kHz. Selektiviteten var också dålig, dvs de reagerade på ett brett frekvensområde. HF-donen avger ingen störande IR-strålning men däremot lysrören. Om det uppstår problem kan detta bero på att ljus från lysrören stör äldre IR-mottagare.
Nya IR-system använder väsentligt högre frekvenser och det finns ingen risk för störningar.
Elektromagnetiska fält
Både de magnetiska och elektriska fälten ligger under de gränsvärden som rekommenderas i Sverige. I de flesta fall ligger värdena under vad man får med konventionella don. För att hålla fälten så låga som möjligt skall armaturerna vara jordade och om bländskyddet är av metall skall även detta vara jordat.
Lysrören håller längre
Lysrörens livslängd beror till stor del på att elektroderna slits när lysröret tänder. Med HF-don tänder lysrören mycket exakt och säkert vilket ger ett skonsammare tändförloppet. De flesta HF-don har också förvärmning av elektroderna vilket gör tändningen ännu mer skonsam. Detta brukar kallas för varmstart.
Med HF-don kan man överslagsmässigt räkna med 25 - 50 % längre livslängd hos lysrören. Detta ger lägre ljuskälle- och underhållskostnader.
HF-don spar energi
När lysrör drivs med högfrekvens ökar ljusutbytet. Det har man utnyttjat till att sänka lysrörens effekt. Dessutom har HF-donen lägre egenförbrukning än konventionella don. Sammantaget innebär detta att en övergång till HF-drift av lysrör sänker energiförbrukningen med storleksordningen 25 %.
Kostnadsaspekter
HF-don är dyrare än konventionella driftdon. Däremot är driftskostnaden lägre. Väger man samman fördelarna av bättre komfort samt minskade ljuskälle- och energikostnader är HF-drift en lönsam investering.
För att läsa mer om driftdon ladda ner broschyren nedan:
Prenumera på Tidningen
Ljuskultur
Beställ här