Vorschaltgeräte: EVG / KVG

Nur einfache Glühlampen können direkt an Netzspannung betrieben werden. Halogenmetalldampflampen benötigen ein Vorschaltgerät, das bei der Zündung ein hohe Zündspannung von etwa 4500 V erzeugt und den Strom im Betrieb auf etwa 0,35 A begrenzt.
Zum Vergleich: eine 60 W Glühbirne wird mit 230 V betrieben was im Betrieb einem Strom von 0,26 A entspricht.

Das EVG hat gegenüber dem konventionellem Vorschaltgerät einige Vorteile:

Hier in Blick in das Innenleben eines bei ebay gekauften Lival-Strahlers mit konventionellem Vorschaltgerät:
Die Drosselspule ©, Zünder (b) und Kondensator (a)
An der Lüsterklemme (e) werden die drei Leiter vom Netzkabel mit den Kabeln der Vorschaltgeräte verbunden.
Wichtig ist auch die Schraube (d) an der der Schutzleiter (gelb-grün, „Erde“) mit dem Gehäuse verbunden ist.

In den meisten gebrauchten Strahlern, die bei ebay verkauft werden, sind noch die alten konventionellen Vorschaltgeräte (KVG) eingebaut. Sie werden auch als elektromagnetische Vorschaltgeräte bezeichnet und bestehen aus drei Teilen

1. Die Drosselspule begrenzt im Betrieb den Strom. Sie besteht als Spule aus einem aufgewickeltem Leiter und besitzt zur Verstärkung der Induktivität mit einem Metallkern. Diese besteht üblicherweise aus geblättertem Eisen.
2. Das Zündgerät erzeugt die für die Zündung nötige Spannung.
3. Der Kompensationskondensator ist für den Lampenbetrieb nicht nötig, und beeinflusst diesen auch nicht. Er dient nur dazu nach Außen die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung zu korrigieren und somit die Blindleistung zu reduzieren. Das ist nötig, da sonst die Ströme im Netz unnötig hoch werden. Für Privathaushalte ist die Blindleistungskompensation nicht vorgeschrieben und Blindleistung wird in der Stromrechnung auch nicht erfasst.

Kondensator

Drosselspule

Zündgerät

In den Spulen von Drossel und Zündgerät können durch die elektromagnetischen Wechselfelder Schwingungen in dem geblätterten Eisenkern verursacht werden. Diese Schwingungen übertragen sich auf andere Bauteile und können zu einer starke Geräuschtenwicklung führen. Dieses Brummen ist einer der offensichtlichsten Nachteile von konventionellen Vorschaltgeräten, vor allem wenn sie bereits gebraucht gekauft wurden und etwas älter sind (ebay).

Führungsschiene

Gelegentlich hilft es den Strahler aufschrauben und suchen wo wackelnde Teile sizten, Schrauben nachziehen … Im obigen Lival-Strahler sind alle Bauteile auf ein Blech aufgeschraubt, dass in zwei Führungsschienen lose im Strahler sitzt. Da die Führungsschienen etwas Spiel haben, wird das Brummen hier hervorragend verstärkt.

Elektronisches Vorschaltgerät als schwarzes Kästchen

Die Alternative stellt eine elektronisches Vorschaltgerät dar, von außen handelt es sich hier um eine sprichwörtliche „black box“, das Innenleben besteht aus einer mit bunten elektronischen Bauteilen bestückten Platine.

geöffnetes Elektronisches Vorschaltgerät, Platine mit vielen Spulen, Kondensatoren, Chips und anderen elektronischen Bauteilen

Das EVG vereint alle nötigen Funktionen wie Strombegrenzung im Betrieb und hohe Zündspannung auf einer Platine. Im Gegensatz zum KVG wird die Lampe nicht mit einer 50Hz Sinusspannung betrieben, sondern stattdessen mit einer 150Hz bis 200Hz Rechteckspannung. Die Rechteckspannung hat den Vorteil, dass die Phase mit geringer Spannung am Nulldurchgang geringer wird. Dadurch sinkt die Leitfähigkeit des Plasmas weniger stark ab, und die Wiederzündspitze der Lampe sinkt. Die Lebensdauer der Lampenelektroden und die Schwärzung des Kolbens wird somit verringert. Ein 150W EVG liefert im Betrieb etwa 1,5A bei 110V. [354] Gleichzeit überwacht das Vorschaltgerät ständig Strom und Spannung und kann auf veränderte Bedingungen reagieren. Am Ende der Lebensdauer, wenn das Leuchtmittel nicht mehr zündet, bricht das EVG nach spätestens drei Versuchen ab, und verhindert so Flackern oder Schäden am Gerät.

Treten Störgeräusche bei einem EVG auf, kann das ein Hinweis auf mangelnde Qualität sein, der u.U. gefährlich werden kann. Ich verweise dazu auf diesen Forenbeitrag.

Elektroinstallationen sollten nur von Personen durchgeführt werden, die wissen was sie tun, oder bereit sind die Konsequenzen auf sich zu nehmen. Eine fehlerhafte Installation kann einen Brand oder einen elektrischen Schlag auslösen. Tod oder lebenslange Pflegebedürftigkeit sowie Zerstörung der kompletten Wohnung könnten die Folge sein. Möglicherweise zahlt die Versicherung aufgrund grober Fahrlässigkeit nicht. Ich schreibe auf dieser Seite nur was ich mir angelesen habe, ich besitze keine fachliche Ausbildung und kann nicht garantieren dass die Informationen auf meiner Seite korrekt sind. Ich stelle sie lediglich als Information für interessierte Mitmenschen dar und gehe davon aus, dass diese dennoch kritische Aufgaben ihrem Elektriker übertragen. EVGs gibt es prinzipiell in zwei Ausführungen: Für den Einbau in eine Leuchte werden häufig metallene EVGs verwendet, die ihre Wärme gut an das Lampengehäuse abgeben können. Bei externen Vorschaltgeräten ist das Gehäuse in der Regel aus Kunststoff als zusätzlicher Schutz vor einem elektrischen Schlag und mit einer Zugentlastung ausgestattet. Da während der Zündung eine sehr hohe Zündspannung anliegt und direkt nach der Zündung hohe Ströme fließen ist es nötig, dass hochspannungsfeste doppelt isolierte Kabel verwendet werden. Um den hohen Temperaturen standhalten zu können, sollten die Kabel zusätzlich mit Teflon oder Silikon isoliert sein. Kabel der Bezeichnung SIHSI-J erfüllen diese Anforderung, Osram bezeichnet auch SiHF J 3×1.5 als „bewährt“. Der Leitungsquerschnitt richtet sich nach den Anschlüssen am EVG. Adernendhülsen können für den Anschluss am EVG verwendet werden müssen aber nicht, das Verlöten/Verzinnen der Leiterenden sollte man aber unterlassen. Auch die Fassungen müssen für entsprechende Temperaturen und Zündspannungen ausgelegt sein. Es existieren Keramikfassungen mit und ohne der Bezeichnung „Zündspannung bis 5kV“. Bei der Fassung gehören Aderendhülsen um die Litze! Wenn ein EVG asymmetrisch zündet sind die beiden Ausgänge mit „high“ (LH) und „low“ (LL) gekennzeichnet. Für die LL-Leitung gelten dann nur die Anforderungen durch die Betriebsspannung. Die LH-Leitung muss so kurz wie möglich gehalten werden, bei E27-Sockeln gehört sie als potenzialführende Leitung an den Fußkontakt. Vom Vorschaltgerät zur Steckdose sind Leiter und Nullleiter nur dann vertauschbar, wenn sie am EVG nicht getrennt als „L“ und „N“ gekennzeichnet sind. Im letzteren Fall bitte auch darauf achten, dass der Stecker richtig herum in der (in Deutschland¹⁾ leider nicht verpolungssicheren) Steckdose steckt. Die Leitung vom Vorschaltgerät zur Lampe und die Leitung von der Lampe zum Netzstecker dürfen nicht parallel verlegt werden. Die Leitung zwischen EVG und Lampe sollte so kurz wie möglich sein, um sicheres Zünden zu gewährleisten und EMV-Probleme zu vermeiden. Die maximale Länge ist auf dem EVG aufgedruckt. Ein verbessertes EMV-Verhalten erhält man außerdem wenn der Schutzleiter zunächst zur Lampe und dann zum Vorschaltgerät geführt wird. Zwischen EVG und Lampe kann auch ein Ferrit eingeschliffen werden. Die Leuchte muss nach der Installation gemäß DIN-EN 60598-1 nicht nur einer Isolations- sondern auch einer Hochspannungsprüfung unterzogen werden! Während dem Anschalten fließen kurzfristig hohe Ströme (30A) bis die Kondensatoren des EVGs aufgeladen sind. Das begrenzt die Anzahl der EVGs die an einer Sicherung gleichzeitig geschalten werden können. Lesenswert: Technische Fibel: Elektronische Betriebsgeräte für Halogen-Metalldampflampen [354]

ausgebrochendes Eck an der Drosselspule

Schraubt man alle Bauteile aus dem obigen Strahler ab, entsteht Platz für das EVG. Außerdem kommt man hin und wieder zu der Erkenntnis dass man einen gebrauchten Strahler grundsätzlich lieber mal auseinander schraubt, bevor man ihn in die Steckdose steckt. Der kaum mehr vorhandene Zustand des Schutzleiters und die Brüchigkeit des Zündgeräts legen deutliches Zeugniss über das Alter (und die Sicherheit) des Strahlers ab!

Erdungskabel des Strahlers

Anschlüsse am Kondensator

leerer Strahler

Strahler mit heraus geschobener Schiene

Strahler

Das EVG passt von den Abmessungen her fast perfekt in den Strahler. Beim nächsten mal würde ich es allerdings noch etwas kürzen, so dass es weiter in den Strahler hinein geschoben werden kann. Entgegen der groben Abschätzung vor dem Bohren, passt der Reflektor nämlich nicht gerade mit 1mm Spiel neben dem EVG vorbei, sondern stößt leicht an, so dass der Reflektor etwas schief im Gehäuse sitzt. Nicht tragisch genug um nochmal neue Löcher zu bohren, aber doch ärgerlich genug, um den Tipp hier weiterzugeben. Das EVG wird an der Lüsterklemme mit dem Kabel zur Steckdose verbunden. Zwischen EVG und Lampensockel müssen entsprechende Leiter eingesetzt werden, die den hohen Temperaturen und Zündspannungen standhalten (wenn sie noch in gutem Zustand sind, können die Kabel verwendet werden, mit denen der Sockel bereits mit den Bauteilen des KVG verbunden war)! Der Schaltplan ist auf dem Gehäuse des EVGs aufgedruckt.
Erdung des Gehäuses nicht vergessen (und vielleicht auch mal durchmessen, bevor man den Strahler einschaltet)!

Strahler

Direkter Vergleich:

Eine detaillierte und bebilderte Anleitung über das Umrüsten eines hqi-Strahler mit KVGs auf ein EVG findet sich im Wiki von chamaeleons-online