18.12.2024 (zuletzt aktualisiert am 24.12.2024)
Insgesamt habe ich in meinem Wohnbereich und im Keller 17 Leuchtstoffröhren durch moderne LED-Röhren ersetzt. Meistens war der Austausch unproblematisch. Alte Deckenleuchten mit Tandemschaltung für zwei Leuchtstoffröhren sind allerdings nicht für moderne LED-Röhren ausgelegt. Die Besonderheit der Tandemschaltung erfordert eine komplette Neuverdrahtung, um die Vorteile der energieeffizienten LED-Technik zu nutzen. In diesem Beitrag zeige ich Schritt für Schritt, wie ich eine über 50 Jahre alte Leuchte sicher umgebaut und gleichzeitig die vergilbte Abdeckung sowie das Gehäuse gründlich aufbereitet habe. So erstrahlt die Lampe in neuem Licht – technisch modern und optisch wie neu. Die gesamten Umbauarbeiten haben sich gelohnt und waren nicht teuer. Die alten Leuchten kommen weiterhin zum Einsatz und der Stromverbrauch ist auf etwa 30 bis 50% gesenkt.
Kurz und bündig: Die Umrüstung von Leuchtstoffröhren auf LED-Röhren ist in der Regel unkompliziert. Meistens genügt es, den herkömmlichen Starter gegen einen mitgelieferten Dummy-Starter auszutauschen, der lediglich eine Kurzschlussbrücke oder Sicherung enthält.
Problematischer wird es jedoch, wenn in einer Leuchte zwei Leuchtstoffröhren verbaut sind. Bei kürzeren Röhren von 30 cm Länge oder weniger werden diese häufig in Tandemschaltung betrieben, während bei längeren Röhren gelegentlich eine Duo-Schaltung vorliegt. Zudem gibt es Lampen mit elektronischen Vorschaltgeräten (EVG). Bei ihnen fehlt der Starter. Solche Leuchten sind nur für ganz spezielle LED-Röhren geeignet.
In diesen drei Fällen (Tandemschaltung, Duoschaltung, EVG) ist deshalb in der Regel eine Umverdrahtung der Lampe erforderlich, da andernfalls Kurzschlüsse auftreten oder die LED-Röhre beschädigt werden kann. Eine LED-Röhre hat an ihren beiden Enden jeweils zwei Kontakte als Drahtstifte (Pins) herausgeführt. Hierbei ist zu beachten, dass eine LED-Röhre zwei unterschiedliche Enden hat: ein aktives Ende, das in der Regel mit „L“, „N“, „Mains“ oder „Mains Input“ gekennzeichnet ist, und ein passives Ende, bei dem ihre beiden Pins intern über eine Kurzschlussbrücke verbunden sind. Die 230-Volt-Netzspannung wird direkt an den beiden Pins des aktiven Endes angeschlossen. Die mit „L“ und „N“ markierten Pins dürfen wir übrigens vertauschen. Die meisten LED-Röhren, die als Ersatz für Leuchtstoffröhren vorgesehen sind, sind für den direkten Betrieb an 230 Volt Netzspannung geeignet. Wird die Röhre jedoch falsch herum eingesetzt, besteht nach einer Umverdrahtung die Gefahr eines Kurzschlusses der Netzspannung.
Mit etwas Mehraufwand für die Verdrahtung lässt sich dieses Risiko vermeiden. Dazu ist es sinnvoll das passive und aktive Ende der LED-Röhre als Serienschaltung zu verdrahten. Dies gewährleistet, dass die LED-Röhre unabhängig von ihrer Einbaurichtung sicher funktioniert.
Das aktive und passive Ende einer LED-Röhre lässt sich mit einem Ohm-Meter herausfinden. Das aktive Ende ist zwischen seinen beiden Pins für Gleichspannung hochohmig. Das passive Ende stellt zwischen seinen beiden Pins einen Kurzschluss dar oder es lassen sich nur wenige Ohm messen.
Die Netzspannung ist lebensgefährlich! Arbeiten an der Elektroinstallation dürfen nur mit entsprechender Ausbildung vorgenommen werden! Sie handeln auf eigene Verantwortung!
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Dieser Artikel wurde so geschrieben, dass er auch für Einsteiger verständlich ist.
Historische Werbung für Leuchtstofflampen. Einst waren sie Stand der Technik und ein Segen für die Menschheit. Heute dürfen in der EU aus Klima- und Umweltschutzgründen nur noch Lagerbestände an Leuchtstofflampen verkauft werden. Die Zeiten ändern sich.
Auswahl der LED-Röhren: Abgesehen von den mechanischen Abmessungen ist die Helligkeit in Lumen und die Farbtemperatur in Kelvin zu beachten. Ich greife zu möglichst hellen LED-Röhren mit hoher Lumenzahl. Wichtig ist die richtige Farbtemperatur. Im Bad, in der Kellerwerkstatt und im Arbeitsbereich der Küche kommen bei mir LED-Röhren mit 4000 K (kaltweiß, coldwhite) zum Einsatz. Im Wohnbereich etwa 2700 bis 3000 Kelvin (warmweiß, warmwhite). In der Waschküche habe ich LED-Röhren mit 6500 Kelvin (Tageslicht, daylight) eingesetzt. Je höher die Farbtemperatur, desto kälter das Licht. Die Auswahl der Farbtemperatur ist entscheidend. 6500 Kelvin zum Beispiel sind im Wohnzimmer ungemütlich, können aber für die Schreibtischlampe oder in der Werkstatt konzentriertes Arbeiten fördern.
Im Detail erklärt: Wenn in einem Lampengehäuse nur eine einzige Leuchtstoffröhre vorhanden ist und ein Starter ebenfalls vorhanden ist, lässt sich die alte Leuchtsstoffröhre problemlos durch eine LED-Röhre ersetzen. Hierbei wählt man eine LED-Röhre in passender Länge sowie mit der gewünschten Farbtemperatur und Helligkeit, die in Lumen angegeben wird. Vor dem Einbau der LED-Röhre muss der alte Glimmlampenstarter durch den mitgelieferten Dummy-Starter ausgetauscht werden, der in der Regel aus einer Drahtbrücke oder einer Schmelzsicherung besteht. Beim Einbau der LED-Röhre dürfen in diesem Fall beide Enden vertauscht werden.
Ist kein Glimmlampenstarter vorhanden, ist eine einfache Umrüstung leider nicht möglich, da höchstwahrscheinlich ein elektronisches Vorschaltgerät (EVG) verwendet wird, welches eine Neuverdrahtung der Lampe erfordert.
Klassische Beschaltung einer Leuchtstoffröhre mit Vorschaltdrossel und Glimmlampenstarter: Die nachfolgend abgebildete Animation erklärt den Einschaltvorgang und die Funktionsweise der Schaltung.
Schaltet man den Stromkreis für die Leuchtstofflampe ein, zündet die Glimmlampe im Glimmlampenstarter. Es fließt dadurch ein schwacher Strom durch die Drossel, die beiden Glühwendeln, der Leuchtstoffröhre und der Glimmlampe.
Die brennende Glimmlampe erwärmt einen Bimetallschalter, der parallel zur Glimmlampe liegt. Nach einer Weile schließt sich durch die Erwärmung der Bimetallschalter. Die Glimmlampe hört auf zu glimmen und es fließt nun ein stärkerer Strom durch die beiden Glühwendel der Leuchtstoffröhre. Die Glühwendeln, die im kalten Zustand einen Widerstand von wenigen Ohm besitzen, fangen an zu glühen, was den Zündvorgang der Gasentladung erleichtert und vorbereitet. Der geschlossene Bimetallkontakt hat die Glimmlampe überbrückt, die dadurch erloschen ist. Der Starter kühlt sich ab und nach einer Weile öffnet sich deshalb der Kontakt des Bimetallschalters wieder.
Die Glühwendeln sind inzwischen glühend heiß, was den Austritt der Elektronen erleichtert. Weil nun durch das Öffnen der Kontakte des Bimetallschalters schlagartig kein Strom mehr fließen kann, entsteht eine hohe Induktionsspannung auf Grund der Induktivität der Drossel, in der Energie gespeichert ist. Die Leuchtstoffröhre zündet und fängt an zu leuchten.
Durch die Gasentladung fließt jetzt Strom zwischen den beiden Glühwendeln. Die Spannung zwischen den beiden Glühwendeln sinkt und die Glimmlampe des Starters kann deshalb nicht mehr zünden. Der Starter kann sich nicht mehr erwärmen. Dadurch kann auch während der Gasentladung kein Strom mehr durch die Glühwendeln fließen. Sie hören auf zu glühen und haben ihre Aufgabe – den Zündvorgang zu erleichtern – erfüllt. Die Vorschaltdrossel begrenzt den Strom, der durch die Leuchtstoffröhre fließt und bestimmt somit den Arbeitspunkt der Leuchtstoffröhre. Je mehr Strom durch die Leuchtstoffröhre fließt, desto geringer wird der Spannungsabfall zwischen den beiden Glühwendeln. Es handelt sich also um einen negativen differentiellen Widerstand. Deshalb ist eine Strombegrenzung durch die Drossel notwendig.
In der obigen Schaltung fehlt noch der Kondensator für die Blindstromkompensation. Der Blindstrom entsteht durch die Induktivität der Drossel. Der Kondensator ist direkt an den 230 Volt Netzspannung, also zwischen Phase und Neutralleiter geschaltet. Für den Betrieb ist er nicht unbedingt notwendig.
Die Drossel hat neben ihrer Induktivität auch einen Ohmschen Widerstand, weshalb sie sich im Betrieb erwärmt, was die Wirtschaftlichkeit der gesamten Schaltung verschlechtert.
Durch die Gasentladung entsteht unsichtbares UV-Licht, das die Leuchtschicht auf der Innenseite des Glasrohres der Leuchtstofflampe zum Leuchten bringt. Daher stammt der Name „Leuchtstofflampe“ oder „Leuchtstoffröhre“.
Tandemschaltung: Auch bei Lampengehäusen mit zwei Leuchtstoffröhren von 60 cm Länge oder kürzer gibt es oft Komplikationen, da in solchen Fällen meist eine Tandemschaltung vorliegt. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass zwei Leuchtstoffröhren mit nur einer Vorschaltdrossel und zwei Glimmlampenstartern betrieben werden. Auch hier ist eine Neuverdrahtung erforderlich. Wie diese Umrüstung Schritt für Schritt durchgeführt wird, ist in der folgenden Anleitung beschrieben.
Liegt eine Duoschaltung vor, ist ebenfalls eine Neuverdrahtung notwendig. Merkmal der Duoschaltung ist ein Kondensator, der eine Spannungsfestigkeit bis 450 Volt besitzt. Ist ein Kondensator für 220 Volt Wechselspannung im Einsatz, der zudem direkt an der Netzspannung (zwischen Phase und Neutralleiter) angeschlossen ist, handelt es sich um eine klassische Verdrahtung, bei der sich zwei Leuchtstoffröhren einen Kondensator teilen. Diese sind durch den Tausch der beiden Glimmstarter problemlos umrüstbar. Der Kondensator kann übrigens für den Betrieb mit LED-Röhren entfernt werden.
Ich habe eine Deckenleuchte mit zwei 60 cm langen Leuchtstoffröhren auf moderne LED-Röhren umgerüstet. Die ursprüngliche Verdrahtung war als Tandemschaltung ausgeführt. Bei dieser Schaltung werden zwei Leuchtstoffröhren in Serie betrieben, wobei eine gemeinsame Vorschaltdrossel und zwei Starter verwendet werden. Die Tandemschaltung ist für LED-Röhren nicht geeignet, da LED-Röhren in der Regel für den direkten Betrieb an 230 Volt ausgelegt sind. Eine Umrüstung erfordert daher eine neue Verdrahtung.
Zuerst wurden die Vorschaltdrossel und die beiden Starter entfernt. Auch die gesamte alte Verdrahtung wurde ausgebaut, da die Isolation altersbedingt spröde und brüchig war. Dadurch bestand ein erhebliches Risiko für Kurzschlüsse, wodurch die elektrische Sicherheit nicht mehr gewährleistet war.
WARNUNG: Nach der Umverdrahtung dürfen die beiden Enden der LED-Röhre nicht vertauscht werden. Das passive Ende hat nach meiner Messung zwischen seinen beiden Kontakten einen Widerstand von 4 Ohm. Würde man das passive Ende direkt an die 230 Volt Netzspannung anschließen, würde ein Kurzschluss auftreten und die Sicherung anspringen. Von einem Test habe ich abgesehen. Das aktive Ende hat einen unendlich hohen Gleichstromwiderstand. Offenbar ist ein Kondensator in Serienschaltung dafür verantwortlich.
Die zwei Varianten der Verdrahtung für LED-Röhren:
A. Einfache Verdrahtung: Die beiden Enden der LED-Röhren dürfen nicht vertauscht werden.
B. Serienschaltung der beiden Enden: Die beiden Enden der LED-Röhre dürfen vertauscht werden.
Anschluss des Schutzleiters: Der gelbgrüne Schutzleiter muss zur Sicherheit mit dem Metallgehäuse der Leuchte verbunden werden.
Verdrahtung und Umrüstung in der Praxis: Moderne LED-Röhren haben auf einer Seite markierte Anschlüsse, die für die Zuleitung von 230 Volt vorgesehen sind. Diese Seite ist oft mit „Mains“, „L“ (Phase) und „N“ (Neutralleiter) gekennzeichnet. Die beiden Anschlüsse am gegenüberliegenden Ende der LED-Röhre bleiben in meinem Fall unbelegt. Die neuen Kabel wurden entsprechend verlegt: Blau für den Neutralleiter (N), Braun für die Phase (L) und Gelb-Grün für den Schutzleiter, der mit dem Metallgehäuse der Leuchte verbunden wurde. Normalerweise kommen für die Verdrahtung dünnere, weiße Kabel zum Einsatz. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig. Die von mir verwendeten farbigen Drähte (1,5 mm²) mit der üblichen Isolation aus PVC sind zwar etwas dicker, fallen von außen aber nicht auf und erleichtern das Nachvollziehen der Verdrahtung. Zudem verringern sie die Gefahr von Anschlussfehlern.
Die vorhandenen Lampenfassungen waren noch in gutem Zustand. Die alten Kabel konnten durch Drehen und Ziehen von den Lampenfassungen entfernt werden. Dabei hilft es, die Blattfeder in der Fassung vorsichtig mit einem kleinen Nagel oder Schraubendreher zurückzudrücken. Die neuen Kabel ließen sich problemlos in die Fassungen einsetzen. Auch die alte Lüsterklemme war spröde und zerbrach beim Ausbau. Sie wurde durch eine neue ersetzt, um eine sichere Verbindung der Kabel zu gewährleisten.
Bemerkenswert ist, dass die bereits vorhandenen farbigen Anschlusskabel mit einer Isolation aus PVC selbst nach über 50 Jahren noch in Ordnung waren, obwohl sie dem Licht und der Wärme ausgesetzt waren. Deshalb ist die Verwendung solcher Kabel eine gute und sichere Wahl. Ihr Querschnitt und ihre Isolation sind zudem überdimensioniert, was eine zusätzliche Sicherheit für die nächsten Jahrzehnte sicherstellt. Eine LED-Röhre hält laut Herstellerangaben 50.000 Stunden. Bei drei Stunden Betrieb pro Tag entspricht dies einer Lebensdauer von 45 Jahren.
Nach der Umrüstung sind beide LED-Röhren parallel geschaltet und direkt an die 230 Volt Netzspannung angeschlossen. Die Leuchte ist nun technisch auf dem neuesten Stand und wieder sicher im Betrieb. Dank der neuen Verkabelung und dem Verzicht auf die Vorschaltdrossel arbeitet sie energieeffizient und wartungsarm.
Die meisten Kunststoffteile der Leuchte waren mit Blechlaschen am Gehäuse befestigt. Diese Blechlaschen ließen sich leicht umbiegen, sodass die Kunststoffteile problemlos entfernt werden konnten. Nach dem vollständigen Zerlegen war das Blechgehäuse stark verschmutzt. Mit Badreiniger, einer Bürste, einem Schwamm und viel Wasser konnte ich den Schmutz gründlich entfernen. Nach dem Trocknen sah das Gehäuse fast wie neu aus.
Die Haube aus durchsichtigem Kunststoff, vermutlich Polystyrol, war im Inneren vergilbt. Um die Vergilbung zu entfernen, habe ich Schleifpapier mit 240er Körnung verwendet und nass geschliffen, um Staubbildung zu vermeiden. Durch das Schleifen entstand innen eine matte Oberfläche, die das Licht nun gleichmäßiger verteilt und für eine angenehmere Ausleuchtung sorgt.
Deckenleuchte mit zwei 120 cm langen Leuchtstoffröhren: Diese könnten mit einer Duoschaltung verdrahtet sein, was ebenfalls eine Neuverdrahtung notwendig macht, wenn man sie auf LED-Röhren umrüsten möchte. In dem meisten Fällen handelt es sich jedoch um eine klassische Verdrahtung, bei der sich beide Röhren einen Kondensator für die Korrektur der Blindleistung teilen. Diese Kondensator ist direkt mit den 230 Volt verbunden. Meistens steht noch „für 220 Volt Wechselspannung“ oder so ähnlich auf dem Kondensator. Das ist dann ein Zeichen dafür, dass es sich um eine klassische Schaltung handelt und es sind nur die beiden Starter durch Dummy-Starter zu ersetzen. Wenn keine Starter vorhanden sind, arbeitet die Lampe höchstwahrscheinlich mit EVGs (Elektronische Vorschaltgeräte) und eine Neuverdrahtung ist notwendig.
Sockel und Fassung: Die beiden Begriffe werden oft verwechselt. Streng genommen ist die Röhre fest mit dem Sockel verbunden, den man in die Fassung steckt. Umgangssprachlich gibt es keine Einigung darüber.
Entsorgung: Die alten Leuchtstoffröhren sind Sondermüll, da sie geringe Mengen Quecksilber enthalten. Sie gehören nicht in die Mülltone.
Zusammengefasst: Die Umrüstung hat mir viel Freude bereitet. Die Arbeiten mit der Verdrahtung waren einfach und boten eine willkommene Abwechslung. Die neuen LED-Röhren waren nicht teuer. Ich habe sie bei einem Spezialversender für Leuchtmittel bestellt. Dort waren sie viel günstiger als im Baumarkt um die Ecke. Zudem dürfen in der EU nur noch Restbestände an Leuchtstoffröhren verkauft werden. Da ich die alten Deckenlampen weiterhin verwenden konnte, habe ich mir viel Geld gespart. Mit der neuen Verdrahtung bin ich für die nächsten Jahrzehnte auf der sicheren Seite. LED-Röhren halten 50.000 Stunden im Gegensatz zu Leuchtstoffröhren, die 10.000 bis 20.000 Stunden durchhalten. Ich werde also kaum noch Lampen wechseln müssen. Eine LED-Röhre benötigt nur 1/3 der Energie einer entsprechenden Leuchtstoffröhre, was gerade bei hohen Strompreisen den Geldbeutel entlastet. Schließlich schalten sich die LED-Röhren ohne anfängliches Flackern ein.