Opbouw schakelaar brand door bij halogeen verlichting

[Perphide]

Beste leden,

In mijn keuken heb ik halogeen verlichting (12V 20W, serie van 5 stuks - 100W totaal).
Hierbij heeft de vorige woningeigenaar een schakelaar onder de bovenkastjes van de keuken gemonteerd om de verlichting te schakelen.

Nu is deze schakelaar fysiek afgebroken en daarna vervangen door een nieuwe.
Sinds vervanging is nu al twee maal de schakelaar doorgebrand.

Na enig onderzoek (en demontage van keukenkastjes) heb ik ontdekt dat de de schakelaar op een voor mij hele vreemde plek zit. Namelijk in het secundaire circuit van de trafo.
De trafo zelf is rechtstreeks verbonden met een stopcontact en dus altijd voorzien van 230V AC. De trafo heeft 3 uitgangen waarvan er 2 in gebruik zijn, op een voor mij vreemde manier. De "serie van 5 lampen en schakelaar" is aangesloten op negatieve kant van de eerste uitgang en op de positieve van de derde uitgang.

Ter illustratie heb ik een flinke portie hoogwaardig tekenwerk uit de kast getrokken :)

Nu heb ik meerdere vragen:
- Waarom gaan de schakelaars defect? (100W / 12V = 8.33A, en de schakelaar kan belast worden tot 250V en 10A)
- Is dit normaal, om een schakelaar in het secundaire circuit te zetten? Ik zou juist zelf de trafo willen kunnen in/uit schakelen en dus spannigsloos maken om bijvoorbeeld te kunnen vervangen.
- Waarom is de serie aangesloten op een combinatie van uitgangen? Is dit bedacht om de belasting van 100W te verdelen over twee uitgangen?

 

[Ronny]

De schakelaar kan belast worden met 10A bij 230V AC.
Bij een DC spanning is de maximale belasting heel anders en daar is de schakelaar niet voor gemaakt.

 

[Kees]

Die schakelaars gaan kapot vanwege de inschakelstroom bij het inschakelen. Die is véél meer dan de door jou berekende 8,33A!
Met koude gloeispiralen kan de stroom door zo'n halogeenlamp een veelvoud zijn van de uiteindelijke 'brand'stroom.

Overigens klopt er van je 'hoogwaardige ' tekening niets: de lampen staan in jouw tekening in serie, terwijl ze in werkelijkheid parallel zullen staan.

Je zult de schakelaar dus in de primaire van het trafo moeten opnemen. Of overstappen op LED-verlichting, daarmee heb je het probleem van inschakelstroom niet of veel minder. Is alleen de vraag of het trafo daarmee wil werken, want die vraagt waarschijnlijk een bepaalde minimum verbruiksstroom en de stroom bij LEDS is nu eenmaal veel kleiner.

 

[Kees]

Ik heb even een halogeenlampje van 12 V 20 W in koude toestand gemeten: de weerstand daarvan bedraagt ca 0,6 Ohm. Dat betekent veen inschakelstroom van 20 Ampere voor dat éne lampje, terwijl de nominale stroom ongeveer 1, 7 A bedraagt!

Overigens hebben veel halogeen transformatoren een 'zachte' start: er wordt niet abrupt spanning op de uitgang gezet, maar dat gebeurt in een paar seconden geleidelijk. Dat werkt echter niet wanneer er in de secundaire geschakeld wordt...

 

[PimKlus]

Inschakel stroom is niet het enige probleem. Bij uitschakelen van DC stroom ontstaat er ook een vlamboog. Hierdoor branden de contacten langzaam in en ontstaat er een weerstand. De weerstand zorgt voor warmte en dan brand de schakelaar door.

Halogeenlamp is per 1 september verboden. Maar zal voorlopig nog wel te koop zijn. Vroeg of laat moet je dus toch over naar LED. Dus waarom niet gelijk goed doen.

 

[Perphide]

Dankjewel voor alle reacties.
Als het goed begrijp sneuvelt de schakelaar dus omdat de inschakelstroom de contacten doet inbranden.
En dit komt omdat de schakelaar dus in het secundaire circuit zit.

Even ter verduidelijking: enkelen praten nu over DC, maar op mijn trafo staat 12V AC op het secundaire circuit volgens de afbeelding op de trafo.

Is er iemand die mij wellicht kan uitleggen hoe de huidige situatie wellicht tot stand is gekomen?
- Waarom heeft iemand de schakelaar aan de secundaire kant gehangen?
- Waarom zijn de lampen aangesloten op 2 van de 3 uitgangen van de trafo?

 

[Kees]

Mijn verhaal over inschakelstromen geldt zowel voor AC als voor DC. Waarbij in geval van DC de zaak nog een graadje erger zou zijn, omdat het materiaal van het contact voortdurend naar één kant wordt verplaatst. Maar ik had wel degelijk gezien dat het AC betrof. Overigens is het zo, dat een wisselspanning van 12 V een topspanning van 12 x (wortel)2 = 17 Volt heeft, dus de inschakelstroom kan, afhankelijk van het moment van de sinus van de wisselspanning, nog hoger zijn. En al helemaal, indien het een trafo met blik-kern is, want die heeft onbelast een nog hogere spanning. Reken dus maar op een maximale inschakelstroom van pakweg 20 (volt) gedeeld door de weerstand in koude vorm van alle parallel geschakelde lampjes, zo'n 0,1 Ohm. Krijg je een inschakelstroom van pakweg 200 Ampere! Gelukkig zit de leidingweerstand daar nog tussen, maar zeker is dat de schakelaar geen lang leven beschoren is door het zo te schakelen.

Waarom iemand de lampen aan de secundaire kant aangesloten heeft? Zal zo uitgekomen zijn in de loop van de bedrading. De werkelijke beweegreden weet alleen degene die het aangesloten heeft! Ik doe dat ook wel eens, maar dan met enkele LED-lampjes die op een USB adapter staan. Dan loopt er een inschakelstroom die ruim onder de max. waarde van de schakelaar valt.

Waarom de lampen aangesloten zijn op 2 van de 3 uitgangen van de trafo? Omdat je lampen altijd maar aan twee aansluitingen moet aansluiten. De meeste trafo's hebben maar twee aansluitingen, maar het kan voorkomen dat er een trafo met blik-kern gebruikt is dat twee verschillende spanningen aan de uitgang heeft (niet erg gebruikelijk voor halogeentrafo's). Je hebt niets vermeld over dat trafo, dus hoe zouden wij moeten weten of dat een elektronisch trafo is en van welke soort, laat staan wat dat voor aansluitingen heeft?

 

[Kees]

Overigens: indien dat lampen zijn die langere tijd aan staan, is het zeer de moeite waard om te overwegen ze te vervangen door LED. Want lampen die 100 Watt totaal verbruiken voor alleen maar keukenverlichting, is toch echt wel achterhaald, zeker in deze tijden dat energie haast goud kost!

 

[Kees]

Halogeenlamp is per 1 september verboden.

Dat was per 1 september 2018!
Halogeenlampjes zijn echter nog steeds volop te koop!
En wanneer het speciale toepassingen betreft (bijv. lampjes in een oven) zullen ze nog heel lang leverbaar blijven.

 

[Ronny]

Vergeet de cos Phi niet:-)

 

[Kees]

Halogeenlampjes hebben in principe een zuiver ohms karakter, dus van een cos Phi kan daarbij geen sprake zijn. Het trafo, indien met blik-kern heeft dat natuurlijk wel, maar om daarvoor berekeningen te maken wat dat doet met de inschakelstroom, indien secundair geschakeld, gaat me wat te ver (en ben ik eerlijk gezegd ook niet meer toe in staat, zoveel jaar na m'n opleiding als elektronicus). En wat een elektronisch trafo eventueel als cos Phi heeft zou ik al helemaal niet weten. Ik denk geen, fasehoek 0.

Belangrijkste is, dat er een duidelijke verklaring ligt voor het eruit branden van die schakelaar. En dat je dat kunt voorkomen door hetzij primair te schakelen hetzij over te gaan op een andere verlichtingsbron.

 

[Perphide]

Dankjewel allen.
Ik ga beide oplossingen toepassen:
- schakelen aan de primaire kant
- de lichtbronnen vervangen door led

 

[Ronny]

/dat

Halogeenlampjes hebben in principe een zuiver ohms karakter, dus van een cos Phi kan daarbij geen sprake zijn. Het trafo, indien met blik-kern heeft dat natuurlijk wel,

Dat bedoelde ik ook.
Als je zove iin detail gaat dan mag dat niet ontbreken.

Simpel antwoord, schakelen aan de primaire kant en alles zoveel mogelijk vervangen door led
en evt. een modernere muistrafo (die dan eigenlijk geen trafo meer is).