LED-Leuchten im U-Bahn-Tunnel

LEDs im Einsatz LED-Leuchten im U-Bahn-Tunnel

09.09.2014Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Das russische Unternehmen AtomSvet hat in der Moskauer Metro einen U-Bahn-Tunnel testweise mit LED-Leuchten ausgerüstet. Hier können sich LEDs beweisen, denn sie müssen 24/7 zuverlässig leuchten.

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AtomSvet LLC

Schwieriges Umfeld U-Bahn: Der russische LED-Hersteller AtomSvet hat eine Teststrecke mit LED-Leuchten ausgerüstet.
(AtomSvet)

Die Beleuchtung von Tunneln ist gekennzeichnet von einem 24-Stunden-Betrieb. Zudem stellt die künstliche Beleuchtung die einzige Lichtquelle dar und ist ein enormer Sicherheitsaspket. Bei der Auswahl der Lichtquellen in einem Tunnel muss auf verschiedene Faktoren eingegangen werden. Zum Beispiel der Grad der Helligkeit: Dieser muss laut Anforderungen mindestens 10 Lux für fertige Tunnelstrecken und mindestens 50 Lux für Wartung der Ausrüstung betragen. Zudem müssen die verwendeten Lichtquellen über eine lange Lebensdauer verfügen und sie dürfen ihre photometrischen Eigenschaften trotz Staub und Feuchtigkeit (Schutzgrad mind. IP54) nicht verlieren.

Praktisch wartungsfrei

Verwendet wurde die Baureihe AtomSvet Plant LV mit einer Leistung von 22 Watt.
(AtomSevet)

Bei einem U-Bahn-Tunnel werden zur Beleuchtung konventionelle Glühlampen gebraucht. Solche Lichtquellen haben viele Nachteile. Niedrige Lichteffizienz und Schutzmangel sind genau die Gründe, weshalb solche Lampen die erforderliche Zuverlässigkeit in U-Bahn-Tunnel nicht gewähren können: Auf den Lampen sammelt sich Staub und Schmutz, welcher vertrocknet, die Lampensockel bleiben in der Fassung, was den Austausch erschwert. Eine Alternative bieten LED-Leuchten.

Ein wesentlicher Punkt der für LED-Leuchten spricht ist der praktisch wartungsfreie Betrieb, da sie komplett gegen Staub und Wassereintritt geschützt sind. Die mathematisch berechnete kontinuierliche Betriebszeit dieser Lichtquellen liegt bei min. 50.000 Std., was mehr als 12 Jahre bedeutet. Der russische LED-Spezialist AtomSvet hat für die Tunnel der Moskauer Metro lichttechnisch ausgerüstet. Ein großes Problem für die Bauarbeiter war während der Bauphase die hohe Feuchtigkeit. Die konventionellen Lichtquellen fielen sehr schnell aus. Man suchte eine Lichtquelle mit hoher Zuverlässigkeit. Dabei spielen die beiden Kriterien für die Beleuchtung der U-Bahn-Tunnel, Zuverlässigkeit und Funktionssicherheit unter hoher Feuchtigkeit, eine entscheidende Rolle.

Erste Testreihe war erfolgreich

Die Firma AtomSvet installierte im Rahmen einer Testreihe vier Niederspannungsleuchten aus der Baureihe AtomSvet Plant LV mit 22 Watt. Hier handelt es sich um explosionsgeschütze LED-Niederspannungsleuchten. Innerhalb von vier Monaten mussten sich die Leuchten bewähren. Das Gehäuse der Leuchte ist aus dem extrudierten wärmeableitenden Aluminium hergestellt und ist durch eine eloxierte Schicht geschützt. Die Schutzschicht ist aus dem speziellen Polykarbonat Makrolon der Firma Bayer und besitzt eine Transparenz von mindestens 87%.

Die LED-Leuchten lassen sich mit Spannungen von 12 bis 50 V Wechselstrom betreiben und das bei Temperaturen von -60 bis 60 °С bei hoher Feuchtigkeit. Einige Fakten der verbauten Leuchten:

Nichia-LEDs mit einem Betriebsstrom von 700 mA.

Neuartige LED-Treiber für Spannungen von 12 bis 50 V Wechselstrom und einem Wirkungsgrad von mehr als 80%.

Einen Kühlkörper mit einem fast zehnfach höheren Wärmeableitungskoeffizient im Vergleich zu den konventionellen Methoden.

Das Vergießen aller Hauptelemente und Baueinheiten mit einem Verbundmaterial ermöglicht einen Schutzgrad von mindestens IP67 zu gewährleisten.

Da die Transformatoren, welche sich in unmittelbaren Nähe befinden, auf der ca. 300 m langen Strecke eine Spannung von 36 V für die Glühlampen erzeugen, kommt es am Ende des Tunnels zu einem erheblichen Spannungsrückgang", erzählte Sergey Katin, Leiter des Projekts für Niederspannungseinrichtungen bei AtomSvet „Damit die Lampen die erforderliche Helligkeit entlang des gesamten Tunnels erreichen, erhöhten die technischen Mitarbeiter die Ausgangsspannung auf 45 V, was zu einem erhöhten Energieverbrauch führte. Der Einsatz der Leuchten machte den Spannungsrückgang minimal, denn sie verbrauchen um das 3- bis 5-fache weniger an Strom als Glühlampen.

Der Beleuchtungsgrad des Tunnels erhöhte sich auf 200 Lux (bei erforderlichen 50 Lux). In den ehemaligen Schattenbereichen betrug er fast 100 Lux. Außerdem ist der Leistungsverbrauch um das 5-fache und dadurch der Energieverbrauch gesunken. Unseren Berechnungen nach werden mindestens 9,3 Mio. Rubel an Stromkosten zur Beleuchtung der 5,6 km langen Tunnel auf der Ljublinsko-Dmitrowskaja-Linie der U-Bahn bis zum Schluss der Bauarbeiten eingespart ".

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