Die Leuchtengrundnorm: Norm für Allgemeine Anforderungen und Prüfungen für Leuchten überarbeitet

LED-Technik verändert den Leuchtenmarkt und ist Treiber für die Leuchten-Normung

Der Leuchtenmarkt hat sich durch den Einsatz der LED-Technik stark verändert. Inzwischen kann jeder Metallbauer LED-Technik kaufen und verbauen und wird auf diese Weise zum Leuchtenhersteller. Auch umgekehrt ist es so; vermehrt werden Hersteller von LED-Halbleiter-Komponenten zum Leuchtenhersteller. Die LED-Technik erfordert es, bestehende Normen für Lichtquellen, Betriebsgeräte und Leuchten zu überprüfen und an die Belange der LED anzupassen oder von Grund auf neu zu erstellen.

DIN EN 60598-1 (VDE 0711-1):2018-09 ist eine harmonisierte Norm im Rahmen der Niederspannungsrichtlinie und dient dem Leuchtenhersteller als Basis für seine Leuchtenentwicklung, Prüfung und Kennzeichnung. Sie legt die allgemeinen Anforderungen und Prüfungen zur Sicherheit von Leuchten fest. Im Wesentlichen wird durch die Norm die elektrische-, thermische- und mechanische Sicherheit betrachtet.

Bei DIN EN 60598-1 (VDE 0711-1) handelt sich dabei um ein lebendes Werk, das ursprünglich auf einer VDE-Vorschrift aus dem Jahr 1943 zurückgeht. Über die letzten Jahrzehnte wurden kontinuierlich inhaltliche Änderungen vorgenommen, um dem Fortschreiten der Technik und den Anforderungen neuer Lichtquellen gerecht werden zu können. Durch die sich derzeit rasch entwickelnde LED-Technik ist die Zeitspanne zur Umsetzung erforderlicher Änderungen an der Norm allerdings noch einmal wesentlich kürzer geworden. Dieser Änderungsbedarf soll folgend an dem "Thermomanagement" einer Leuchte aufgezeigt werden.

Lichtleistung, Lichtausbeute und Temperatur bestimmen die Lebensdauer einer LED-Leuchte

Wird über neue Leuchtquellen nachgedacht, so ändert sich unter anderem auch der Wärmehaushalt der Leuchte. Strahlt die klassische Glühlampe die Wärme (95% der aufgenommen Energie) nach allen Seiten ab, ist dies bei einem LED-Modul hingegen nicht der Fall. Ein LED-Modul leitet die Wärme üblicherweise nach hinten über einen Kühlkörper ab und strahlt daher nur sehr wenig Wärme nach vorne in Lichtrichtung ab. Aufgrund des komplexen Aufbaus einer LED-Leuchte können dann schnell die Temperaturen im Inneren der Leuchte sehr kritisch werden. LED-Module, Betriebsgeräte und evtl. vorhandene Steuerkomponenten sind temperaturempfindliche, elektronische Bauteile deren Temperaturverhalten überprüft werden muss, um einen sicheren Betrieb mit langer Lebensdauer zu gewährleisten.

DIN EN 60598-1 (VDE 0711-1):2018-09 hilft hier weiter und bietet die Grundlage für die Anforderungen an das Thermomanagement und die sicherheitsrelevanten Prüfungen. Unter Hauptabschnitt 12 ("Prüfung der Dauerhaftigkeit und der Erwärmung") werden die entsprechenden Grenzwerte und Prüfungen beschrieben. Bei Nichtbeachtung bestehen Risiken, die zur Überhitzung der Leuchte führen können, mit der Folge, dass die Lebensdauer der LED-Lichtquelle und anderer elektronischer Bauteile signifikant sinkt. Ist die LED-Lichtquelle fest in der Leuchte verbaut, ist damit auch die Lebensdauer der LED-Leuchte betroffen und es kommt zum frühen Totalausfall.

Für Leuchtenhersteller gilt es, den optimalen Arbeitspunkt einer LED-Leuchte zu finden, der in dreifacher Abhängigkeit steht: Eine geringe Wärmeentwicklung (=hohe Lebensdauer) bei gleichzeitig hoher Lichtleistung (lm) und bestmöglicher Lichtausbeute (lm/W).

Zwar ist die Welt der Leuchtenhersteller mit zunehmender Entwicklung der LED-Technik deutlich komplexer geworden, was aber viele Vorteile mit sich bringt: LED-Leuchten sind sehr effektiv und energieeffizient. Nie war es komfortabler, LED-Leuchten zu steuern: Lichtfarben auswählen, zeitgesteuert dimmen, intelligent vernetzen – ganz einfach, mit dem Smartphone und mittlerweile sogar per Sprachsteuerung. Von privaten Wohnräumen über öffentliche Beleuchtung bis hin zu Veranstaltungen – all diese Bereiche lassen sich durch die LED-Technik heutzutage deutlich besser und einfacher in Szene setzen.

Ein Leuchtenhersteller ist verpflichtet, die einschlägigen Sicherheits- und EMV-Richtlinien oder bei Einbau eines Funkmoduls auch zusätzlich die RED-Richtlinie zu beachten. Die Norm DIN EN 60598-1 (VDE 0711-1):2018-09 ist die Norm für die Leuchtensicherheit.

Ersatz- und Änderungsvermerk zur DIN EN 60598-1 (VDE 0711-1):2018-09

Die Norm DIN EN 60598-1 (VDE 0711-1):2018-09 ist ein Ersatz für:

• DIN EN 60598-1 VDE 0711-1 Berichtigung 1:2016-04
• DIN EN 60598-1 VDE 0711-1:2015-10

Gegenüber DIN EN 60598-1 (VDE 0711-1):2015-10 und DIN EN 60598-1 Berichtigung 1 (VDE 0711-1 Berichtigung 1):2016-04 wurden folgende Änderungen vorgenommen:

• Anforderungen an die Konstruktion von LED-Leuchten wurden ergänzt;
• Anforderungen an die photobiologische Sicherheit wurden hinzugefügt bzw. ausgeweitet;
• Anforderungen an die Isolation zwischen verschiedenen Schaltungen wurden präzisiert;
• Kriech- und Luftstrecken für Hochfrequenz (> 30 kHz) und Impulsspannungen wurden ergänzt;
• Weitere allgemeine Aktualisierungen und Verbesserungen wurden eingearbeitet.

LED-Beleuchtungstechnik: Grundwissen für Planung, Auswahl und Installation

Die LED-Leuchte ist heute der Industriestandard für die Beleuchtung und verdrängt zunehmend alle anderen Lichterzeugungstechniken vom Markt. LED-Leuchten sind jedoch komplexe Systeme, die Elemente aus Elektronik, Thermodynamik und Lichttechnik in sich vereinen.

Dieses Buch stattet Praktiker mit dem Wissen aus, das im Hinblick auf die Planung, Installation und Wartung von LED-Beleuchtungsanlagen zwingend erforderlich ist. Ein besonderer Schwerpunkt wird außerdem auf die Umrüstung von konventionellen zu LED-Beleuchtungslösungen gelegt.

Kommende Änderungen in IEC 60598-1

Derzeit befinden sich viele technische Anforderungen der DIN EN 60598-1 (VDE 0711-1):2018-09 im zuständigen internationalen Gremium der IEC, Arbeitsgruppe 1 in SC 34D, in Bearbeitung. Da die in Diskussion befindlichen Aspekte den gesamten Normtext betreffen, ist bei IEC beschlossen, IEC 60598-1 als Neuausgabe Edition 9 zu veröffentlichen.

Es wird erwartet, dass bereits im Oktober 2020 diese Neuausgabe vorliegen wird. Sie wird Grundlage sein, für die Umsetzung als Europäische Norm EN 60598-1 bzw. DIN EN 60598-1.

Folgende Punkte sind u. a. in Diskussion:

• Befestigung von Abdeckungen für Leuchten mit nicht vom Nutzer ersetzbaren Lichtquellen in Abschnitt 4.30
• In Leuchten eingebaute Gerätestecker nach 5.2.16
• Neuer Abschnitt 3.2.23 zu LS0H Leitungen
• Berücksichtigung von Sicherheitsanforderungen zu EMF nach IEC 62493
• Neue Isolationsanforderungen die im Widerspruch stehen zu Anforderungen der vorhergehenden Ausgabe in 4.31 und in den Hauptabschnitten 8, 10, 11, Anhang M und Anhang X
• Überarbeitung von Funktions- und Schutzerde
• Schutz vor schnell rotierenden Teilen
• IP-Prüfung von Einbauleuchten
• Kennzeichnung der Bemessungsspannung nach 3.2
• Zugentlastung von Netzanschlussleitungen nach 5.2.10
• Prüfungen „mit den vom Hersteller der Leuchten zur Verfügung gestellten LED-Modulen“ nach Anhang B.5
• Überarbeitung von 8.2.1 zur Berührbarkeit von aktiven Leuchten
• Änderung von Tabelle 4.3 „Schlagenergie und Zusammenpressung der Feder“
• Angleichung von Anhang G „Messung von Berührungsstrom und Schutzleiterstrom“ an die Horizontalnorm IEC 60990
• Neue Anforderungen für LED-Leuchten mit Betriebsgeräten, die konstanten Lichtstrom sicherstellen bzw. die programmierbar sind;
• Definition und Anforderungen zu „unterbrochener Gleichspannung“
• PELV, protective extra-low voltage
• Erläuterungen zur Blaulichtgefahr in Bezug auf deren Kennzeichnung nach 3.2.23
• Überarbeitung der Falltrommelprüfung nach 4.13.6
• Ergänzung der Stromversorgung von Leuchten über Datenleitungen/Ethernet
• Überarbeitung der Kennzeichnung von Leuchten, die nicht mit Wärmedämm-Material abgedeckt werden dürfen
• IP-Schutz IPX9, Heiß- und Kaltwasserhochdruckstrahlfest
• Befestigung von externen flexiblen Leitungen von wandmontierten Leuchten
• Prüfung der Erwärmung von Leuchten mit einer Kennzeichung ta > 25 °C nach 12.4.1 c)
• Begrenzung des Schutzleiterstroms in 3.3.9 und Tabelle 10.3
• Anpassung von IEC 605908-1 an aktuelle IEC 60570 für Stromschienenleuchten
• Korrektur von Tabelle 11.1.A „Mindest-Kriechstrecken für sinusförmige Wechselspannungen bis zu 30 kHz „im Hinblick auf eine fehlerhafte Verweisung auf IEC 61347-1
• Alternative Prüfung der Spannungsfestigkeit nach 10.2.2
• Überarbeitung von Anhang D zur Prüfung von Einbauleuchten
• Änderungen der Drehmomente in Tabelle 4.2 „Drehmomentprüfungen an Kabelverschraubungen“
• Überarbeitung von 4.10 „Doppelte und verstärkte Isolierung“
• Überarbeitung von Tabelle 4.13 „Schlagenergie und Zusammenpressung der Feder“
• Prüfung des Kontakts zwischen Stecker und Steckdose
• Streichung von Referenzen in IEC 60598-1 auf Schutzklasse 0
• Erläuterungen der Kennzeichnung nach 3.1 und 3.2.

VDE und der ZVEI-Fachverband geben mit einer gemeinsamen Infobroschüre Hinweise zum Einsatz von LED-Lampen als Alternative zu Leuchtstofflampen. Diese sollen Klarheit in der Verwendung geben und Unsicherheiten ausräumen. Dazu gehören folgende Aspekte: Sicherheit, IP-Schutzart, chemische und elektromagnetischen Unverträglichkeit, lichttechnische Anforderungen und Anforderungen an die Arbeitsweise, Zeichengenehmigungen von Prüfinstituten, Konformitätsbewertung, neue EU-Anforderungen aus den Bereichen Ökodesign und Energieverbrauchskennzeichnung und Gebäudeenergiegesetz (GEG).

Die Infobroschüre gliedert sich in drei Abschnitte:

1. Unterscheidung zwischen Retrofit- und Konversionslampen
2. Hinweise zum Einsatz von Retrofitlampen
3. Hinweise zum Einsatz von Konversionslampen

Die Normungsarbeit für die in der Infobroschüre genannten Normen erfolgt im Expertengremium DKE/UK 521.1.

Redaktioneller Hinweis:

Die im Text aufgeführten Normen und Standards können Sie beim VDE VERLAG erwerben.

Bei Home & Building geht es um die Integration und Nutzung von Informations- und Telekommunikationstechnologien in der heimischen Umgebung, die eine neue Erfahrungswelt ermöglichen und bekannte Aktivitäten bei Unterhaltung, Komfort, Energiemanagement, Sicherheit und Gesundheit kosteneffizienter oder bequemer machen. Weitere Inhalte zu diesem Fachgebiet finden Sie im