THD & Oberschwingungen
Stromqualität bei LED-Beleuchtung verstehen
Kurzantwort
THD (Total Harmonic Distortion) misst die Verzerrung des Stromflusses durch nichtlineare Lasten wie LED-Treiber.
Zielwert:<5% für hochwertige LED-Treiber. Werte > 20% können Netzprobleme verursachen.
THD-Bewertungsskala
| THD-Wert | Bewertung | Treibertyp |
|---|---|---|
| <5% | Exzellent | Premium PFC-Treiber |
| 5-10% | Sehr gut | Qualitäts-Treiber mit PFC |
| 10-20% | Akzeptabel | Standard-Treiber |
| >20% | Problematisch | Billig-Treiber ohne PFC |
PFC = Power Factor Correction (Leistungsfaktorkorrektur)
Technischer Hintergrund
LED-Treiber sindnichtlineare Lasten. Sie ziehen keinen sinusförmigen Strom wie klassische Glühbirnen, sondern pulsförmige Ströme. Diese Pulse enthalten Oberschwingungen (Harmonische) – Vielfache der 50Hz-Grundfrequenz.
THD-Berechnung
THD = √(I₃² + I₅² + I₇² + ...) / I₁ × 100%I₁ = Grundschwingung (50Hz), I₃, I₅, I₇ = Oberschwingungen (150Hz, 250Hz, 350Hz...)
Auswirkungen hoher Oberschwingungen
Netzprobleme
- • Neutralleiter-Überlastung (3. Harmonische addiert sich)
- • Spannungsverzerrung im Gebäudenetz
- • Störung empfindlicher Elektronik
Anlagenprobleme
- • Transformator-Überhitzung
- • Erhöhte Leitungsverluste
- • Fehlauslösung von RCDs
Normen und Grenzwerte
IEC 61000-3-2 / EN 61000-3-2
Diese Norm definiert Grenzwerte für Oberschwingungsströme von Geräten ≤16A pro Phase. LED-Leuchten fallen typischerweise in Klasse C (Beleuchtungseinrichtungen).
| Harmonische | Grenzwert (Klasse C) |
|---|---|
| 3. (150 Hz) | 30 × Leistungsfaktor % |
| 5. (250 Hz) | 10% |
| 7. (350 Hz) | 7% |
| 9. (450 Hz) | 5% |
| 11.-39. (ungerade) | 3% |
Häufige Fragen
Wie erkenne ich LED-Treiber mit niedrigem THD?
Achten Sie auf:
- Angabe "PFC" oder "Power Factor > 0.9" im Datenblatt
- THD-Wert explizit genannt (<10%)
- CE-Kennzeichnung (bestätigt EN 61000-3-2 Konformität)
- Markenqualität statt No-Name-Produkte
Ab welcher LED-Menge wird THD kritisch?
In Gewerbeanlagen mit vielen LED-Leuchten (z.B. 50+ identische Panels) können sich Oberschwingungen addieren. Ab etwa 30% nichtlinearer Last am Transformator sollte eine Netzanalyse erfolgen.
Was tun bei THD-Problemen?
- LED-Leuchten mit PFC-Treibern verwenden
- Passive oder aktive Filter installieren
- Lasten auf verschiedene Phasen verteilen
- Neutralleiter ausreichend dimensionieren