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DOSSIER TÉCNICO
Dossier técnico
Información técnica sobre equipos para lámparas de descarga
La información facilitada en este documento es fiel al estado de la tecnología y sistemas productivos actuales. En
nuestra página web podrá encontrar revisiones actualizadas de nuestros productos y documentación técnica.
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DOSSIER TÉCNICO
Presentación
Es para nosotros un honor el poder presentarles este Dossier Técnico sobre fuentes de luz y componentes auxiliares
de iluminación.
Con él Especialidades Luminotécnicas, S.A. (ELT) confirma su compromiso con los usuarios finales de productos
de iluminación a través de ustedes, los profesionales, fabricantes, instaladores, distribuidores, ingenierías, constructoras.
Se trata de recoger en él el conocimiento existente a la fecha sobre esta materia, es decir, el estado de la técnica.
La luz es una necesidad humana. La mayor parte de la luz artificial sigue y seguirá siendo producida por lámparas
de descarga (tubos fluorescentes y lámparas de alta intensidad de descarga). También están muy extendidas las
lámparas halógenas.
El sector de la iluminación precisa de componentes auxiliares que permitan funcionar a estas lámparas y ELT diseña
y fabrica estos componentes, reactancias, balastos y transformadores, de acuerdo con las características de aquellas,
con una marca que responde a las necesidades más exigentes. Compuesta por un equipo de profesionales a su
servicio con más de 40 años de experiencia en iluminación. Miembros de una empresa que se encuentra entre las
4 principales especialistas de reactancias y balastos de Europa, con 10 fábricas y más de 400 profesionales a su
servicio. Líder en España y con gran reconocimiento e implantación internacional, lo que permite que nuestros
productos se exporten a más de 60 países de los cinco continentes. Personal altamente especializado que participa
activamente en el CEI (Comité Electrotécnico Internacional), en AENOR (Asociación Española de Normalización y
Certificación), ANFALUM (Asociación Nacional de Fabricantes de Luminarias) y CELMA (Federación de Asociaciones
de Fabricantes Nacionales de Luminarias y de Componentes Electrotécnicos para Luminarias en la Unión Europea).
Una gama completa de productos ofertada por ELT, recogida en sus catálogos de descarga, electrónica y fluorescencia
que usted puede solicitar a nuestros comerciales, o consultar en línea, a través de nuestra página en internet
http://www.elt.es
Los clientes de ELT encontrarán en nosotros un colaborador de gran profesionalidad y dedicación, que cultiva
permanentemente relaciones provechosas para ambos, dando lugar a las mejores soluciones de iluminación para
el mercado, a través del mantenimiento de una actividad comercial que se transforma en negocios sostenibles y con
voluntad de perdurar en el tiempo. Colaboración técnica, comercial y logística que se materializa mediante una eficaz
y rápida asistencia pre y posventa.
Todos los productos ELT se fabrican con materias primas de primera calidad, con especificaciones propias y rigurosas,
fruto de una estrecha colaboración con los proveedores. Los procesos de fabricación se desarrollan en modernas
cadenas automatizadas, sometiendo el 100% del producto a mediciones informatizadas de control y seguimiento.
Una marca, ELT, que identifica, por lo tanto, un producto de calidad y de la máxima garantía. Calidad definida como
fabricación libre de defectos, que da como resultado balastos de gran fiabilidad y duración. Calidad entendida como
dar a los clientes lo que necesitan en el momento que lo necesitan. Garantía estándar de 3 años para nuestros
productos y la posibilidad de una garantía extendida de 5 años, sin coste adicional. Nuestro sistema de gestión de
la calidad está certificado desde 1993, según la norma ISO 9001.
ELT está totalmente comprometida con el medioambiente desde el diseño de los productos y equipamientos
productivos, hasta la fabricación y venta de reactancias y balastos eficientes que contribuyen a reducir el consumo
de energía sin perder funcionalidad (balastos electrónicos, reactancias de bajas pérdidas –B1 y B2– y reactancias para
lámparas de descarga de 2 niveles de potencia), pasando por la gestión de los recursos energéticos y materiales.
Nuestro sistema de gestión medioambiental está certificado según ISO 14001 desde el año 2000.
Asimismo, aprovechando la metodología EFQM (European Foundation for Quality Management) en nuestro camino
hacia la excelencia y aplicando los principios de la mejora continua a todos los procesos de nuestra empresa, hemos
visto reconocido nuestro esfuerzo con la adjudicación del “Premio a la Excelencia Empresarial – 2005” que otorga el
Gobierno de Aragón a través del Instituto Aragonés de Fomento.
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ELT es una empresa innovadora que reinvierte un porcentaje importante del resultado de sus ventas en dar satisfacción
a las necesidades de sus clientes por medio del mantenimiento de un importante departamento que desarrolla
actividades punteras de I+D. Tecnología de producto y productiva de desarrollo propio que protege mediante patentes
y modelos de utilidad.
La seguridad es otra necesidad humana. Los productos marca ELT están homologados según normas europeas e
internacionales. Siga nuestro consejo: no emplee ni acepte productos que no estén homologados y desconfíe de
productos aparentemente económicos de origen dudoso.
Y, por último, recuerde que, como dice El Principito en el cuento de Antoine de Saint Exupéry, al igual que la luz y
nuestras reactancias, balastos y transformadores, “Lo esencial es invisible a los ojos”
Eduardo Gracia Gil
Gerente ELT
Zaragoza, noviembre de 2006
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Índice General
1 INTRODUCCIÓN
1.1
Lámparas de Descarga.............................................................................................................................11
1.2
Reactancias para Lámparas de Descarga...............................................................................................11
1.2.1
Definición ......................................................................................................................................11
1.2.2
Tipos de reactancias .....................................................................................................................11
1.2.3
Propiedades generales de las reactancias de ELT ........................................................................12
1.2.4
Características de las reactancias electromagnéticas ..................................................................12
1.2.5
Materiales y proceso de fabricación de ELT .................................................................................13
1.2.6
Vida media de las reactancias.......................................................................................................14
1.2.7
Marcas e indicaciones ..................................................................................................................16
1.2.8
Gestión de calidad ........................................................................................................................18
1.2.9
Gestión Medioambiental ..............................................................................................................18
2 LÁMPARAS FLUORESCENTES
2.1 Generalidades ..........................................................................................................................................21
2.2 Funcionamiento .......................................................................................................................................21
2.3 Lámpras fluorescentes tubulares ...........................................................................................................21
2.4 Lámparas fluorescentes compactas.......................................................................................................22
2.5 Lámparas fluorescentes de arranque rápido.........................................................................................24
2.6 Reactancias electromagnéticas para lámparas fluorescentes .............................................................25
2.6.1 Tipos de reactancias electromagnéticas ......................................................................................25
2.6.2 Recomendaciones de instalación .................................................................................................29
2.6.3 Normas de fabricación..................................................................................................................31
2.7 Balastos electrónicos para lámparas fluorescentes..............................................................................31
2.7.1
Características de los balastos electrónicos .................................................................................32
2.7.2
Funcionamiento: Diagrama de bloques ........................................................................................35
2.7.3
Tipos de balastos electrónicos .....................................................................................................36
2.7.4
Fiabilidad de los balastos electrónicos..........................................................................................39
2.7.5
Recomendaciones de instalación .................................................................................................39
2.7.6
Guías para el diseño de luminarias en alta frecuencia ..................................................................41
2.7.7
Normas de fabricación..................................................................................................................46
2.8 Índice de Eficiencia Energética (EEI) ......................................................................................................46
2.8.1 Introducción..................................................................................................................................46
2.8.2 Índice de eficiencia energética (EEI).............................................................................................47
2.8.3 Factor de luminosidad del balasto (BLF).......................................................................................47
2.8.4 Aplicación .....................................................................................................................................47
2.8.5 Marcado........................................................................................................................................47
2.8.6 Método de medida .......................................................................................................................47
2.8.7 Calendario.....................................................................................................................................47
2.8.8 Tablas para clasificar el conjunto balasto-lámpara.........................................................................48
3 LÁMPARAS DE ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA (H.I.D.)
3.1 Generalidades ..........................................................................................................................................53
3.2 Lámparas de Vapor de Mercurio.............................................................................................................53
3.2.1 Constitución..................................................................................................................................53
3.2.2 Funcionamiento ............................................................................................................................54
3.2.3 Características ..............................................................................................................................54
3.2.4 Aplicaciones..................................................................................................................................55
3.2.5 Tipos .............................................................................................................................................55
3.3 Lámparas de Vapor de Sodio a Alta Presión..........................................................................................55
3.3.1 Constitución..................................................................................................................................55
3.3.2 Funcionamiento ............................................................................................................................56
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3.3.3 Características ..............................................................................................................................57
3.3.4 Aplicaciones..................................................................................................................................57
3.3.5 Tipos .............................................................................................................................................57
3.4 Lámparas de Halogenuros Metálicos.....................................................................................................58
3.4.1 Constitución..................................................................................................................................58
3.4.2 Funcionamiento ............................................................................................................................58
3.4.3 Características ..............................................................................................................................59
3.4.4 Aplicaciones..................................................................................................................................59
3.4.5 Tipos .............................................................................................................................................59
3.5 Lámparas de Vapor de Sodio a Baja Presión .........................................................................................60
3.5.1 Constitución..................................................................................................................................60
3.5.2 Funcionamiento ............................................................................................................................61
3.5.3 Características ..............................................................................................................................61
3.5.4 Aplicaciones..................................................................................................................................62
3.5.5 Tipos .............................................................................................................................................62
3.6 Identificación de las lámparas ................................................................................................................62
3.7 Efectos de las lámparas envejecidas......................................................................................................63
3.7.1
Encendidos y apagados sucesivos ...............................................................................................63
3.7.2
Radiointerferencias .......................................................................................................................63
3.7.3
Decrecimiento el flujo luminoso ...................................................................................................64
3.7.4
Efecto rectificador.........................................................................................................................64
3.8 Reactancias Electromagnéticas para lámparas de Alta Intensidad de Descarga ...............................66
3.8.1 Tipos de reactancias electromagnéticas ......................................................................................67
3.8.2 Recomendaciones de instalación .................................................................................................70
3.8.3 Normas de fabricación..................................................................................................................72
3.9 Balastos electrónicos para lámparas de Alta Intensidad de Descarga ................................................73
3.10 Arrancadores o Ignitores.........................................................................................................................73
3.10.1 Definición......................................................................................................................................73
3.10.2 Principio de funcionamiento .........................................................................................................73
3.10.3 Tipos de arrancadores ...................................................................................................................74
3.10.4 Parámetros característicos de los arrancadores ...........................................................................77
3.10.5 Recomendaciones para el uso de arrancadores ...........................................................................78
3.10.6 Normas de fabricación..................................................................................................................79
3.10.7 Tabla de selección de arrancadores ..............................................................................................80
4 LÁMPARAS HALÓGENAS
4.1 Generalidades ..........................................................................................................................................83
4.2 El Ciclo del Halógeno...............................................................................................................................83
4.3 Características de las lámparas Halógenas ...........................................................................................83
4.4 Tipo de lámparas Halógenas ..................................................................................................................84
4.5 Corriente de arranque..............................................................................................................................84
4.6 Tensión de alimentación .........................................................................................................................84
4.7 La muy Baja Tensión de Seguridad (MTBS)...........................................................................................84
4.8 Transformadores para lámparas Halógenas .........................................................................................84
4.8.1 Transformadores electromagnéticos y electrónicos .....................................................................85
4.8.2 Clasificación de los transformadores............................................................................................85
4.8.3 Regulación de flujo .......................................................................................................................87
4.8.4 Recomendaciones de instalación .................................................................................................88
4.8.5 Normas de fabricación..................................................................................................................89
5 CONDENSADORES
5.1 Introducción .............................................................................................................................................93
5.2 Ventajas del uso de Equipos en Alto factor ...........................................................................................93
5.3 Compensación del Factor de Potencia ...................................................................................................93
5.3.1 Compensación en paralelo ...........................................................................................................93
5.3.2 Compensación en serie ................................................................................................................96
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5.4
Seguridad contra sobretensiones y cortocircuitos ...............................................................................97
5.4.1 Condensadores con dieléctrico autorregenerable ........................................................................97
5.4.2 Condensadores con fusible térmico .............................................................................................97
5.4.3 Condensadores con fusible de corte por sobrepresión ................................................................97
5.5 Tipos de Condensadores.........................................................................................................................98
5.6 Marcado de Condensadores ...................................................................................................................98
5.7 Condensadores de ELT ............................................................................................................................98
5.7.1
Características constructivas ........................................................................................................98
5.7.2
Características técnicas ................................................................................................................99
5.8 Recomendaciones de montaje................................................................................................................99
5.9 Normas de fabricación ............................................................................................................................99
5.10 Tabla de condensadores........................................................................................................................100
6 CONMUTADOR ELECTRÓNICO DE EMERGENCIA RCE-002
6.1 Objeto del uso de Conmutadores .........................................................................................................103
6.2 Diagrama simbólico de funcionamiento ..............................................................................................103
6.3 Colocación del Conmutador..................................................................................................................104
6.4 Circuito de conexión ..............................................................................................................................104
6.5 Características eléctricas .......................................................................................................................104
6.6 Construcción y dimensiones físicas .....................................................................................................104
7 DIODOS LED
7.1
Introducción............................................................................................................................................107
7.2
¿Qué es un LED? ....................................................................................................................................107
7.3
Tipos de LED...........................................................................................................................................107
7.3.1
LEDs convencionales..................................................................................................................107
7.3.2
LEDs de alta luminosidad ...........................................................................................................107
7.4
Cómo funcionan los Diodos LED ..........................................................................................................108
7.5
Configuraciones de LEDs.......................................................................................................................108
7.6
Cómo se alimentan los Diodos de LEDs ..............................................................................................109
7.7
Luz blanca: sistema RGB........................................................................................................................111
7.7.1
El LED blanco ..............................................................................................................................111
7.7.2
El sistema RGB ...........................................................................................................................111
7.8
Comparación de los LEDs con otros tipo de lámparas .......................................................................111
7.9
Ventajas de los LEDs ..............................................................................................................................112
7.10 Desventajas de los LEDs ........................................................................................................................112
7.11 Recomendaciones para el uso de los LEDs..........................................................................................113
7.12 Aplicaciones............................................................................................................................................113
8 ANEXOS
8.1 Homologaciones de los productos de ELT ...........................................................................................117
8.2 El marcado .............................................................................................................................................117
8.3 Clases de protección de luminarias y aparatos auxiliares ..................................................................117
8.3.1 Definición de los tipos de aislamiento.........................................................................................117
8.3.2 Clases de protección contra las descargas eléctricas .................................................................118
8.4 Grados IP de protección de las envolventes ........................................................................................119
8.5 Efecto estroboscópico ...........................................................................................................................120
8.6 Las directivas WEEE y RoHS .................................................................................................................120
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Introducción
DOSSIER TÉCNICO
1.1 LÁMPARAS DE DESCARGA
Se denominan lámparas de descarga, a todas aquellas fuentes luminosas cuyo principio de funcionamiento consiste
en generar luz mediante una descarga eléctrica, producida entre dos electrodos situados en el interior de un tubo
lleno de gas, a diferencia de las lámparas incandescentes en las que la luz emitida se debe a las altas temperaturas
alcanzadas en el filamento.
Las lámparas de descarga se pueden clasificar en distintos tipos según el gas utilizado y la presión a la que se encuentre
en el interior del tubo de descarga.
- Lámparas de vapor de mercurio:
- Baja presión: lámparas fluorescentes.
- Alta presión: lámparas de vapor de mercurio a alta presión.
- Lámparas de vapor de sodio:
- Lámparas de vapor de sodio a baja presión.
- Lámparas de vapor de sodio a alta presión.
- Lámparas de halogenuros metálicos.
Cada tipo de lámpara posee propiedades diferentes, por lo que deben ser seleccionadas dependiendo de la aplicación
a la cual estén destinadas.
Una característica común a las lámparas de descarga es que poseen una impedancia al paso de la corriente que
disminuye a medida que esta aumenta, por lo que no pueden ser conectadas directamente a la red de alimentación
sin un dispositivo que controle la intensidad de corriente que circule por ellas. Este dispositivo es lo que habitualmente
se conoce como reactancia o balasto.
1.2 REACTANCIAS PARA LÁMPARAS DE DESCARGA
1.2.1 Definición
Las reactancias o balastos son accesorios para utilizar en combinación con las lámparas de descarga, con el fin de
conseguir un correcto funcionamiento de éstas. Realizan las siguientes funciones:
- Suministran la corriente de arranque requerida o, incluso algunos tipos de reactancias, las bajas tensiones
necesarias para el precaldeo de los cátodos de la lámpara.
- Proporcionan la tensión necesaria para el encendido de la lámpara.
- Limitan la corriente que circula por las lámparas a los valores exigidos para un funcionamiento adecuado.
1.2.2 Tipos de reactancias
Debido a las diferentes características eléctricas de cada lámpara y las condiciones de instalación, es necesaria una
reactancia específica para cada tipo de aplicación, existiendo una gran diversidad de tipos.
Existen dos grupos bien diferenciados de balastos para lámparas de descarga, en función de la tecnología:
a) Electromagnéticas
Se trata de impedancias inductivas, capacitivas o resistivas, solas ó en
combinación. Las reactancias más utilizadas son las de tipo inductivo,
utilizándose también la combinación de reactancia inductiva-capacitiva.
Las resistivas y las capacitivas por si solas no se utilizan ya que las
primeras ocasionan muchas pérdidas, obteniendo por tanto un bajo
rendimiento, y las segundas dan una potencia en lámpara baja, debido
a que originan una gran deformación de la onda de corriente de la
lámpara.
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DOSSIER TÉCNICO
Las reactancias inductivas se construyen con núcleos de acero al silicio de bajas pérdidas, hilo de cobre esmaltado
de clase H 180°C ó 200°C y aislamientos de poliamida con fibra de vidrio.
Con estas reactancias la lámpara trabaja a la frecuencia de la red de alimentación 50 ó 60Hz.
Debido a las diferentes características eléctricas de las lámparas y las condiciones de instalación, es necesaria una
reactancia espefífica para cada tipo de lámpara.
b) Electrónicas
Se trata de sistemas electrónicos sustitutivos de la instalación convencional compuesta por reactancia, arrancador y
condensador de corrección del factor de potencia.
Con estas reactancias se hace trabajar a las lámparas a frecuencias superiores a la de red, con lo que, en el caso
de las lámparas fluorescentes, se consigue un mayor rendimiento lumínico. Sin embargo, para lámparas de vapor de
sodio a alta presión y halogenuros metálicos no se consigue mejoras apreciables.
1.2.3 Propiedades generales de las reactancias de ELT
La alta calidad de los materiales y el elevado grado de precisión y automatización del proceso productivo de ELT en
la fabricación de todos sus equipos, asegura una elevada fiabilidad y larga duración de los mismos.
Las reactancias de ELT han sido ensayadas y homologadas por organismos de certificación españoles y europeos, y
poseen las siguientes características:
- Buena regulación frente a las variaciones de la tensión de red.
- Pérdidas propias moderadas para lograr un buen rendimiento del sistema.
- Garantizan el correcto funcionamiento de las lámparas para conseguir su máxima duración.
- Cumplen con las normas aplicables de seguridad, funcionamiento y compatibilidad electromagnética.
- Bajo calentamiento.
- Limitación de componentes armónicos en la corriente de red.
- Funcionamiento sin ruido.
- Dimensiones apropiadas.
El encapsulado en resinas de poliuretano aplicado en algunos modelos, les permite alcanzar altos grados de estanqueidad
y protección, idóneos para ambientes agresivos y de elevada humedad.
1.2.4 Características de las reactancias electromagnéticas
Gracias a su diseño, los materiales y el proceso de fabricación, las reactancias electromagnéticas de ELT tienen
una total fiabilidad, gran calidad y unas características inmejorables entre las que podemos destacar:
a) Larga vida de las lámparas
Las reactancias ELT proporcionan un óptimo funcionamiento de las lámparas, garantizando al máximo su vida con
las máximas prestaciones.
b) Baja inducción al trabajo
El diseño asegura bajas inducciones en el núcleo, lo que supone una buena regulación frente a las variaciones de la
tensión de red y evita los problemas de rueido en las luminarias.
c) Bajos calentamientos
Las reactancias ELT están dimensionadas para garantizar un funcionamiento con bajos calentamientos, con lo que
se consigue un bajo envejecimiento de los aislamientos y, con ello, una larga vida.
d) Gran robustez
Fabricadas con materiales de primera calidad, dotándolas de gran robustez, los que las hace aptas para cualquier
aplicación.
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DOSSIER TÉCNICO
e) Impregnadas al vacío
Las reactancias electromagnéticas de ELT están impregnadas al vacío en resina de poliéster polimerizadas a 150°C, lo
que les proporciona una mayor transmisión de calor reduciendo la temperatura de funcionamiento, una mejor rigidez
dieléctrica entre espiras y entre partes bajo tensión y masa, y cohesiona los materiales para evitar cualquier posible
vibración.
f) Mínima dispersión magnética
ELT ha optimizado el diseño de los núcleos de las reactancias electromagnéticas minimizando el campo de dispersión
magnética y sus efectos.
g) Funcionamiento sin ruido
Gracias a su diseño, a su baja inducción de trabajo, a la impregnación al vacío y a su baja dispersión magnética, garantizan
un funcionamiento sin ruido.
h) Compatibilidad electromagnética EMC
Satisfacen los requisitos establecidos por la directiva de comptabilidad electromagnética89/336/CEE, siendo inmunes
y no causando interferencias a otros equipos de su entorno.
i) Armónicos de la alimentación
Las reactancias electromagnéticas de ELT cumplen con los límites establecidos en la norma EN 61000-3-2.
j) Interferencias radioeléctricas
Debido al cuidado diseño y a trabajar con tensiones a baja frecuencia, las reactancias de ELT no presentan problemas
de interferencias, cumpliendo con los límites establecidos por la norma EN 55015.
k) Cumplimientos con las directivas WEEE y RoHS
Las reactancias electromagnéticas son ecológicas en muchos aspectos. El 90% de su composición es cobre y hierro,
es decir, materiales totalmente reciclables. El 10% restante contiene pequeñas porciones de aluminio, estaño y polímeros
orgánicos.
En cuanto a los materiales orgánicos, se trata principalmente de poliamidas (piezas aislantes fabricadas por inyección),
poliéster, papel, resina artificial de poliéster y poliamida-imida (aislamientos del hilo de cobre).
Las reactancias electromagnéticas cumplen con la directiva europea RoHS 2002/95/CE. No incorporan sustancias
peligrosas como plomo, cromo VI, cadmio, mercurio, PBB y PBDE.
Las reactancias electromagnéticas son productos bien maduros y acreditados. Su duración previsible es igual a la de
las luminarias e instalaciones eléctricas. Por ello, es innecesario cambiar reactancias electromagnéticas durante la
vida normal de aquellas. Las instalaciones de alumbrado duran, a menudo, más de 20 años y son ecológicas porque
durante ese periodo no hay que producir recambios.
1.2.5 Materiales y proceso de fabricación de ELT
Todas las reactancias ELT se fabrican con componentes de primera calidad y especificaciones técnicas propias para
obtener un producto final de alta fiabilidad.
a) Hilos esmaltados
Utilizados en el bobinado de las reactancias electromagnéticas, representan uno de los materiales principales de la
misma. Son hilos esmaltados de cobre con aislamiento de clase térmica H 180°C y 200°C.
Bobinados cuidadosamente capa a capa, sin cruzamiento de espiras, y con una tensión de bobinado siempre inferior a
la máxima recomendada por el fabricante, para evitar estiramientos que reducirían su sección y podrían dañar el aislamiento.
b) Núcleos
Los núcleos magnéticos que forman las reactancias electromagnéticas son de chapa magnética de 2,6 - 2 - 1,7W/Kg
a una inducción de 10000 Gauss, según la aplicación.
13
DOSSIER TÉCNICO
Estos núcleos se forman mediante apilamiento de láminas troqueladas con utillajes de precisión que al producir cortes
sin rebabas, minimizan las pérdidas de potencia en el núcleo.
c) Aislamientos
Los aislamientos utilizados son cintas adhesivas de soporte de poliéster de clase H (180°C) y láminas de film de poliéster.
d) Cajetines
Es el elemento soporte del bobinado. Para su construcción, se utiliza poliamida 6.6 con un 30% de fibra de vidrio.
Este material proporciona un soporte resistente mecánico y térmico, pudiendo soportar altas temperaturas bajo carga, que
lo hacen idóneo para la aplicación.
e) Resinas de impregnación
Todas las reactancias son sometidas a un baño de impregnación al vacío, en resinas de poliéster insaturado pigmentadas
en blanco y un posterior proceso de polimerización en horno a 150°C.
Con este tratamiento las reactancias obtienen una buena transmisión del calor, mejoran la rigidez dieléctrica entre espiras
y entre partes bajo tensión y masa, eliminan las vibraciones de los núcleos y consecuentemente los ruidos, y les proporcionan
un acabado exterior adecuado.
f) Resinas de encapsulado
Para intemperie o ambientes con condiciones agresivas, se utilizan reactancias encapsuladas en resinas de poliuretano,
con lo que se obtienen altos grados de protección (IP).
El encapsulado se realiza por colada de la mezcla de resina en el envolvente de la reactancia, hasta cubrirla totalmente.
g) Envolventes
Las envolventes o carcasas que cubren las reactancias están fabricadas en chapa blanca, aluminio o poliamida 6.6 con 30%
de fibra de vidrio, según el tipo de producto, las condiciones ambientales y la aplicación para la que vaya a ser utilizado.
h) Componentes electrónicos
Las reactancias electrónicas están fabricadas con componentes electrónicos de primera calidad, seleccionados con las
características adecuadas para obtener el mejor resultado en cada aplicación.
i) Conectores
Hasta hace un tiempo, el tipo de conexión más utilizado era el de tornillo. Actualmente,
cada vez más, se utilizan sistemas de conexión rápida tipo cepo o similares, por la rapidez
de conexión y la fiabilidad.
Para conexionados de luminarias fluorescentes se utilizan conexiones rápidas por
desplazamiento de aislante, que resultan muy fácil de automatizar.
ELT puede suministrar sus productos con cualquiera de los tres sistemas de conexión.
1.2.6 Vida media de las reactancias
Además de una correcta instalación de acuerdo a las recomendaciones del fabricante y funcionando
en condiciones normales, la temperatura a la que trabajan las reactancias resulta un factor decisivo
en la vida de estas.
En los laboratorios de ELT se realizan los ensayos y las pruebas de vida adecuadas según normas
para asegurar que todos los productos superan la vida media esperada.
a) Vida media de las reactancias electromagnéticas
Las reactancias, al igual que la mayoría de componentes eléctricos, producen calor durante su funcionamiento debido a
la potencia perdida propia.
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DOSSIER TÉCNICO
Las reactancias no deben superar una temperatura máxima de funcionamiento. Esto se expresa con el parámetro
tw que indica la temperatura máxima a la que pueden funcionar constantemente los bobinados de una reactancia
en condiciones normales, a su tensión y frecuencia nominales, para asegurar una vida media de 10 años.
Las temperaturas en el bobinado durante el funcionamiento superiores al tw marcado reducen la vida media esperada,
mientras que temperaturas inferiores la aumentan. Esto se detalla en el siguiente gráfico, que analiza los años de
vida en función de la temperatura de los bobinados.
Años de vida
100
50
25
10
tw 130
5
tw 120
2,5
80
90
100
110
120
130
140ºC
Años de vida de las reactancias electromagnéticas en función de la temperatura tw
Conociendo el parámetro t, definido como el calentamiento de los bobinados de una reactancia sobre la temperatura
ambiente en la que está instalada, funcionando en condiciones normales, a tensión y frecuencia nominales, y conocido
el tw, podemos definir ta como la temperatura ambiente máxima a la que puede funcionar una reactancia en condiciones
normales.
ta = tw – t
Ejemplo: Para una reactancia cuyo tw = 130 y su t = 60°C obtenemos una temperatura ambiente máxima ta = 70°C
b) Vida media de los balastos electrónicos
Los balastos electrónicos, por ser menos robustos que las reactancias convencionales, deben ser tratados con cuidado,
como cualquier otro equipo electrónico doméstico (DVD, ordenador, etc.).
La vida media de los balastos electrónicos depende de la temperatura de trabajo y de la calidad de los componentes
utilizados.
Como todo elemento electrónico, el balasto de alta frecuencia tiene un consumo propio para su funcionamiento, que
se transforma íntegramente en calor.
Para controlar los calentamientos, los balastos electrónicos llevan indicado sobre la envolvente un punto donde debe medirse
la temperatura para comprobar que no se sobrepasa el valor indicado por el fabricante. Este punto se denomina tc.
Vida media de reactancias electrónicas
100
90
80
tc (°C)
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
Horas de vida de los balastos electrónicos en función de la temperatura tc
15
DOSSIER TÉCNICO
Funcionando a la temperatura máxima indicada en el punto tc cabe esperar una vida media de
50.000 horas. Una temperatura inferior a la marcada alargará la vida media estimada, pero una
temperatura superior la podría acortar de forma significativa.
Además, la fabricación de los balastos electrónicos de ELT con componentes electrónicos de
primera calidad, junto con los ensayos y pruebas de vida realizados, garantizan la vida media
esperada y una total fiabilidad y seguridad de funcionamiento.
1.2.7 Marcas e indicaciones
En los productos de ELT, además de las características eléctricas, se pueden encontrar impresas en su marcaje
una serie de indicaciones que conviene conocer para hacer el uso adecuado de los mismos, obteniéndose así las
máximas prestaciones eléctricas, de seguridad y duración.
Marca nacional de certificación concedida por un organismo de certificación en España.
Marca nacional de certificación concedida por un organismo de certificación en Alemania.
Marca nacional de certificación concedida por un organismo de certificación en Italia.
Marca nacional de certificación concedida por un organismo de certificación en Argentina.
Marca nacional de certificación concedida por un organismo de certificación en Slovakia.
Marca nacional de certificación concedida por un organismo de certificación en China.
Marca de certificación otorgada por un organismo oficial que acredita el cumplimiento con normas
internacionales.
Marca indicativa de conformidad con la normativa de compatibilidad electromagnética otorgada por un
laboratorio oficial.
EEI
Índice de eficiencia energética. Índice de clasificación de las reactancias de fluorescencia según la
potencia total absorbida por el conjunto balasto-lámpara según la Directiva Europea 2000/55/EC.
Marca que declara la conformidad del producto con las directivas europeas.
tw
Temperatura máxima permitida en el bobinado para garantizar la vida media estimada para la reactancia.
tc
Máxima temperatura admisible en el punto de medida indicado en la envolvente para asegurar un correcto
funcionamiento de la reactancia.
ta
Temperatura ambiente máxima permitida en el habitáculo de la reactancia que debe respetarse para
un correcto funcionamiento.
t
Incremento de temperatura del bobinado sobre la temperatura ambiente en condiciones normales de
funcionamiento.
tcap Incremento de temperatura del bobinado sobre la temperatura ambiente en régimen capacitivo
(condensador en serie) en condiciones normales.
tan
Incremento de temperatura del bobinado sobre la temperatura ambiente en funcionamiento anormal.
λ
Factor de potencia, indicador del desfase entre la tensión y corriente de un circuito eléctrico.
16
DOSSIER TÉCNICO
Borne de conexión de tierra funcional. Borne al que se unen las partes que necesariamente deben
de conectarse a tierra por razones diferentes de las de seguridad.
Borne de conexión de tierra de protección contra descargas eléctricas para dispositivos clase I.
Indicación de clase II. Dispositivo protegido contra descargas eléctricas por un aislamiento básico y otro
suplementario o reforzado. No incorpora medios de puesta a tierra de protección.
Aparato con aislamiento reforzado.
III
Indicación de clase III. Dispositivo en el que la protección contra las descargas eléctricas descansa en la
alimentación a Muy Baja Tensión de Seguridad (MBTS). No incorpora medios de puesta a tierra de protección.
IP-XXX Indicativo del grado de protección contra la penetración de cuerpos sólidos y contactos accidentales con las
partes bajo tensión (1ª cifra), contra la penetración de agua (2ª cifra) y contra impactos (3ª cifra), según
norma EN-60529. Cuanto mayor es la cifra, mayor es el grado de protección.
Aparato auxiliar independiente que puede montarse separadamente en el exterior de una luminaria
y sin envolvente adicional.
Dispositivo que incorpora protección térmica con rearme automático.
Dispositivo que incorpora protección térmica tipo PTC.
Dispositivo que necesita incorporar externamente un fusible de hilo del valor indicado.
PRI
Primario.
SEC
Secundario.
Transformador de seguridad.
Transformador de seguridad no resistente al cortocircuito en la salida del secundario.
Transformador de seguridad resistente al cortocircuito en la salida del secundario.
Dispositivo apto para montaje encastrado o sobre muebles, cuyos materiales sean considerados difícilmente
o no inflamables, según la Norma DIN 4102 Parte 1.
Dispositivo que puede montarse en muebles de cuyos materiales no se conocen sus características de
inflamabilidad. Cumple con los requisitos de temperatura de la norma VDE 0710 Parte 14.
Dispositivo protegido contra sobre temperatura. El número indicado en el interior del triángulo indica la
temperatura máxima en cualquier punto de la superficie de la envolvente en caso de fallo del balasto.
Dispositivo que puede montarse sobre superficies normalmente inflamables.
SELV Dispositivo de baja tensión de seguridad (Safety Extra-Low Voltaje).
Regulación con dispositivo de corte al inicio o al final de fase.
Regulación con dispositivo de corte al inicio de fase (Leading-edge dimming).
Regulación con dispositivo de corte al final de fase (Trailing-edge dimming).
Dispositivo para lámparas incandescentes.
17
DOSSIER TÉCNICO
1.2.8 Gestión de calidad
ELT desde su fundación, ha contemplado los principios básicos de la Gestión de Sistemas de Calidad. Por tal motivo,
el desarrollo de principios de actuación basados en normas de referencia ha sido y es en la actualidad, un requisito
interno enfocado a aumentar valor en nuestros procesos.
1993
1998
2000
2003
2005
Certificación por AENOR de acuerdo con la norma UNE-EN-ISO-9002:1994.
Certificación por AENOR de acuerdo con la norma UNE-EN-ISO-9001:1994.
Certificación por AENOR de acuerdo con la norma UNE-EN-ISO-14000:1996.
Certificación por AENOR de acuerdo con la norma UNE-EN-ISO-9001:2000.
Evaluación de la gestión de la empresa de acuerdo con el modelo EFQM.
Desde el punto de vista del aseguramiento de la conformidad de los productos,
ELT tiene implantado un sistema de control de los productos de compra, procesos
de fabricación y producto final.
Todas la materias primas sufren un proceso de homologación interno, basado en
normas internacionales y muy especialmente, en criterios propios acumulados en
años de experiencia. Los ensayos son exhaustivos y deben superar pruebas de campo.
Posteriormente, todos los envíos se someten a control de recepción, para garantizar
su adecuación a los requisitos homologados.
La inspección del proceso de fabricación es continua. La tecnología de fabricación
nos permite establecer de forma automática y al 100% de los productos fabricados,
diferentes etapas de control (proceso y producto final), en las que se miden y registran
los parámetros eléctricos fundamentales, que aseguran su correcto funcionamiento.
Periódicamente, se ensayan muestras en laboratorio para asegurar su idoneidad,
además de realizar las correspondientes pruebas de duración del producto.
1.2.9 Gestión Medioambiental
La protección del Medio Ambiente es un objetivo prioritario para ELT y por esta razón se ha implantado en la factoría
un Sistema de Gestión Medioambiental de acuerdo con la norma UNE-EN-ISO 14001.De esta forma el Medio Ambiente
pasa a ser, junto con la Innovación y la Calidad un objetivo básico.
ELT como empresa integrante dentro del sector de fabricación de equipos auxiliares para iluminación, y por tanto,
como organización socialmente responsable, se compromete con la protección y prevención de la contaminación del
Medio Ambiente, estableciendo como objetivos:
- El cumplimento con los requisitos legales.
- La reducción de residuos.
- La reducción de emisiones y ruido.
- Reciclaje y reutilización de materiales.
- La optimización de los recursos energéticos.
Esto es posible gracias a la asignación de recursos que nos encaminen hacia la mejora
continua, mejoras en el diseño de los productos, desarrollando procesos, y adquiriendo
materiales y servicios que superen a los de generación anterior y establecimiento de
programas de colaboración y selección de proveedores etc...
18
Fluorescencia
DOSSIER TÉCNICO
2.1 GENERALIDADES
Las lámparas fluorescentes son fuentes luminosas consecuencia de una descarga eléctrica en atmósfera de vapor
de mercurio a baja presión, en las que la luz se genera por el fenómeno de la fluorescencia.
Este fenómeno consiste en que determinadas sustancias luminiscentes, al ser excitadas por la radiación ultravioleta
invisible del vapor de mercurio a baja presión, transforman esta radiación en otra radiación visible.
La lámpara fluorescente normal consta de un tubo de vidrio de diámetro y longitud variable según la potencia, recubierto
internamente de una capa de sustancia fluorescente. En los extremos del tubo se encuentran los cátodos de wolframio
impregnados de una pasta emisora de electrones. Interiormente tiene un gas noble (argon, kripton, etc.) enrarecido
con átomos de mercurio.
2.2 FUNCIONAMIENTO
El mecanismo de generación de luz visible de las lámparas fluorescentes es el siguiente:
Cátodo
Radiación ultravioleta
Radiación visible
Capa fluorescente
Electrón
Átomo de Mercurio
Gas Argón
Tubo de vidrio
Conectada la lámpara en su circuito eléctrico correspondiente, la corriente que atraviesa los cátodos, los calienta y
emiten electrones. Una vez que se ha establecido en el interior de la lámpara la nube de electrones susceptibles
de movimiento, se aplica una sobretensión entre los extremos de la lámpara (por apertura brusca del cebador e
interacción de la reactancia). Los electrones pasan de un cátodo a otro a través de la atmósfera de argón del interior
del tubo, iniciándose la descarga.
El calor producido por la descarga evapora rápidamente el mercurio por lo que la descarga se mantiene en una
atmósfera de mayor conductividad, mezcla del gas argón y del vapor de mercurio.
Los electrones, en su recorrido de un cátodo al otro, chocan con los átomos de mercurio desprendiendo una energía
que se transforma en radiación ultravioleta invisible, capaz de excitar la sustancia fluorescente de la capa que recubre
interiormente el tubo, convirtiéndose en luz visible.
Las lámparas fluorescentes, como todas las de descarga, poseen una impedancia al paso de la corriente que disminuye
a medida que esta aumenta, por lo que no pueden ser conectadas directamente a la red de alimentación sin un
dispositivo que controle la intensidad de corriente que circule por ellas. Este dispositivo es lo que habitualmente se
conoce como reactancia o balasto.
2.3 LÁMPARAS FLUORESCENTES TUBULARES
Se denominan lámparas fluorescentes tubulares o lineales a aquellas lámparas fluorescentes que presentan el
tubo de descarga en forma rectilínea, aunque también se encuentran dentro de esta denominación las lámparas en
formas de “U” o circulares.
Los diámetros de dichos tubos son 7, 16, 26 y 38 mm. que corresponden con la denominación T2, T5, T8 y T12, cuya
cifra indica el diámetro en octavos de pulgada.
Su eficacia lumínica (cantidad de luz por vatio de potencia) se encuentra entre los 50 y 100 lm/W, dependiendo del tipo de lámpara.
21
DOSSIER TÉCNICO
La vida media está en torno a las 10.000-12.000 horas, aunque su vida útil se puede estimar entre las 5.000 y 7.500
horas, tras cuyo periodo se evidencia la depreciación del flujo luminoso en la lámpara.
En la tabla se muestran las principales lámparas fluorescentes tubulares.
“U”
CIRCULARES
LINEALES
DESCRIPCIÓN
POTENCIA
DE LÁMPARA
(W)
TENSIÓN
DE LÁMPARA
(V)
CORRIENTE
DE LÁMPARA
(A)
CASQUILLO
DIÁMETRO
6
8
11
13
54
80
105
132
0.100
0.100
0.100
0.100
W4,3x8,5d
W4,3x8,5d
W4,3x8,5d
W4,3x8,5d
T2
7 mm.
219.3
320.9
422.5
524.1
4
6
8
13
29
42
56
95
0.170
0.160
0.145
0.165
G5
G5
G5
G5
T5
16 mm.
135.9
212.1
288.3
516.9
14
21
28
35
86
126
166
205
0.165
0.165
0.170
0.175
G5
G5
G5
G5
T5 HE*1
16 mm.
549.0
849.0
1149.0
1449.0
24
39
49
54
80
77
118
191
120
152
0.295
0.325
0.245
0.455
0.530
G5
G5
G5
G5
G5
T5 HO*
16 mm.
549.0
849.0
1449.0
1149.0
1449.0
10
15
16
18
30
36
38
58
70
64
55
90
57
96
103
104
110
128
0.170
0.310
0.200
0.370
0.365
0.430
0.430
0.670
0.700
G13
G13
G13
G13
G13
G13
G13
G13
G13
T8
26 mm.
470.0
437.4
589.9
589.8
894.6
1199.4
1047.0
1500.0
1763.8
20
25
30
40
65
75
80
85
100
125
57
94
81
103
110
130
99
120
125
149
0.370
0.290
0.405
0.430
0.670
0.670
0.870
0.800
0.960
0.940
G13
G13
G13
G13
G13
G13
G13
G13
G13
G13
T12
38 mm.
589.8
970.0
894.6
1199.4
1500.0
1763.8
1500.0
2374.3
2374.3
2374.3
22
40
55
70
126
101
0.300
0.320
0.550
2GX13
2GX13
2GX13
T5
16 mm.
230.0*2
305.0*2
305.0*2
22
32
40
62
84
115
0.400
0.450
0.415
G10q
G10q
G10q
28 mm.
30 mm.
30 mm.
215.9*2
311.2*2
412.8*2
18
36
58
60
108
115
0.370
0.430
0.670
2G13
2G13
2G13
T8
26 mm.
304.0
567.6
567.7
1
LONGITUD
mm.
*1 Funcionamiento con balasto electrónico
*2 Diámetro total
2.4 LÁMPARAS FLUORESENTES COMPACTAS
Se denominan lámparas fluorescentes compactas a las formadas por un tubo estrecho, de entre 10 y 16 mm. de
diámetro, doblado en forma de “∩” al que se le han unido los extremos para obtener dimensiones reducidas.
22
DOSSIER TÉCNICO
Al reducir las dimensiones de las lámparas a tamaños semejantes a las bombillas incandescentes o algo mayores,
permiten ser utilizadas en alojamientos donde las lámparas lineales de potencias iguales no caben.
Su vida media y vida útil es algo inferior a la de las lámparas lineales.
Según su forma constructiva se pueden distinguir diferentes tipos. Además, se puede diferenciar entre las diseñadas
con dos pines, con cebador interno, para ser utilizadas con reactancia electromagnética o con cuatro pines para ser
usadas con balasto electrónico (/E). La gran mayoría de lámparas de cuatro pines pueden usarse con balasto
electromagnético con cebador externo, aunque existen algunas excepciones que sólo funcionan con balasto electrónico
Las más comunes son:
- Tubular Compacta Simple (TC-S o TC-S/E).
- Tubular Compacta Larga (TC-L).
- Tubular Compacta Doble (TC-D o TC-D/E).
- Tubular Compacta Cuadrada (TC-DD).
GR10q
- Tubular Compacta Plana (TC-F).
- Tubular Compacta Triple (TC-T o TC-T/E).
23
DOSSIER TÉCNICO
LÁMPARAS COMPACTAS
DESCRIPCIÓN
POTENCIA NOMINAL
DE LÁMPARA
(W)
TENSIÓN
DE LÁMPARA
(V)
CORRIENTE
DE LÁMPARA
(A)
CASQUILLO
TIPO
5
5
7
7
9
9
11
11
35
27
47
37
60
48
91
75
0.180
0.190
0.175
0.175
0.170
0.170
0.155
0.150
G23
2G7
G23
2G7
G23
2G7
G23
2G7
TC-S
TC-S/E *
TC-S
TC-S/E *
TC-S
TC-S/E *
TC-S
TC-S/E *
18
18
24
24
36
36
40
55
80
58
50
87
75
106
90
126
101
145
0.375
0.320
0.345
0.300
0.435
0.360
0.320
0.550
0.555
2G11
2G11
2G11
2G11
2G11
2G11
2G11
2G11
2G11
TC-L
TC-L *
TC-L
TC-L *
TC-L
TC-L *
TC-L *
TC-L *
TC-L *
10
10
13
13
18
18
26
26
64
51
91
77
100
80
105
80
0.190
0.190
0.175
0.165
0.220
0.210
0.325
0.300
G24d-1
G24q-1
G24d-1
G24q-1
G24d-2
G24q-2
G24d-3
G24q-3
TC-D
TC-D/E *
TC-D
TC-D/E *
TC-D
TC-D/E *
TC-D
TC-D/E *
10
16
21
28
38
72
103
102
108
110
0.180
0.195
0.260
0.320
0.430
GR10q
GR10q o GR8
GR10q
GR10q o GR8
GR10q
TC-DD
TC-DD
TC-DD
TC-DD
TC-DD
18
18
24
24
36
36
58
50
87
75
106
90
0.375
0.320
0.345
0.300
0.435
0.360
2G10
2G10
2G10
2G10
2G10
2G10
TC-F
TC-F *
TC-F
TC-F *
TC-F
TC-F *
13
13
18
18
26
26
32
42
57
70
91
77
100
80
105
80
100
135
182
219
0.175
0.165
0.225
0.210
0.325
0.300
0.320
0.320
0.320
0.320
GX24d-1
GX24q-1
GX24d-2
GX24q-2
GX24d-3
GX24q-3
GX24q-3
GX24q-4
GX24q-5
GX24q-6
TC-T
TC-T/E *
TC-T
TC-T/E *
TC-T
TC-T/E *
TC-T/E *
TC-T/E *
TC-T/E *
TC-T/E *
* Funcionamiento con balasto electrónico
2.5 LÁMPARAS FLUORESCENTES DE ARRANQUE RÁPIDO
Estas lámparas funcionan normalmente con reactancias electromagnéticas especiales sin cebador denominadas
reactancias de arranque rápido, que les proporcionan un caldeo de los cátodos mediante devanados auxiliares.
Entre este tipo de lámparas se encuentran las lámparas T12 tipo Rapid Start (RS), las lámparas de Alta Luminosidad
(HO) y las de Muy Alta Luminosidad (VHO).
24
DOSSIER TÉCNICO
En la siguiente tabla se muestran los datos de las principales lámparas fluorescentes de arranque rápido.
Longitud
Potencia
de
lámpara
Tensión Intensidad
de
de
lámpara lámpara
mm
W
V
A
V
20W
30W T8
40W
65W
590
900
1200
1500
19.3
30
39.5
64
57
96
103
110
0.370
0.360
0.430
0.670
160
205
205
220
180
256
256
350
60W F48-T12
85W F72-T12
105W F96-T12
1220
1830
2440
60 (1)
87 (1)
112 (1)
77
116
152
0.80
0.80
0.80
155 (2)
260 (2)
280 (2)
110W F48-T12
160W F72-T12
215W F96-T12
1220
1830
2440
116 (1)
168 (1)
215 (1)
84
125
163
1.50
1.50
1.50
160 (2)
225 (2)
300 (2)
FLUORESCENCIA
Resistencia
de cátodos
Tensión de cátodos
Cátodos de alta
Cátodos de baja
Para dos
Alta
Baja
Mínimo Máximo
lámparas resistencia resistencia (a 0.9 Vn) (a 1.1 Vn)
en serie
V
Ω
Ω
V
V
ALTA
LUMINOSIDAD (HO)
Para una
lámpara
MUY ALTA
LUMINOSIDAD (VHO)
TIPO DE LÁMPARA
Tensión mínima
de encendido
Mínimo Máximo
(a 0.9 Vn) (a 1.1 Vn)
V
V
19
22
19
11
9
9
9
6
6.5
6.5
6.5
6.5
10
10
11
11
3.05
3.05
3.05
3.05
5.5
5.5
5.5
5.5
256 (2)
395 (2)
465 (2)
-
3.2
3.2
3.2
-
-
3.4 (3)
3.4 (3)
3.4 (3)
4.5
4.5
4.5
250 (2)
350 (2)
470 (2)
-
3.2
3.2
3.2
-
-
3.4 (3)
3.4 (3)
3.4 (3)
4.5
4.5
4.5
Se incluyen 7W para calefacción de cátodos.
Las tensiones de salida de HO y VHO están previstas para funcionamiento a 10°C.
(3)
Las tensiones de cátodos para HO y VHO están dadas a la tensión nominal de red.
(1)
(2)
2.6 REACTANCIAS ELECTROMAGNÉTICAS PARA LÁMPARAS FLUORESCENTES
Son impedancias inductivas, compuestas principalmente por bobinas de hilo de cobre
y núcleos de acero, que realizan el precalentamiento de los cátodos, proporcionan
la tensión para el encendido, y limitan la corriente que circula por las lámparas.
Con estas reactancias la lámpara trabaja a la frecuencia de la red de alimentación 50
ó 60Hz.
2.6.1 Tipos de reactancias electromagnéticas
a) Según la tensión de red
Dependiendo de si la tensión de red es suficiente o no para mantener estable el funcionamiento de la lámpara, las
reactancias electromagnéticas se pueden clasificar en:
Reactancia de choque
Este tipo de reactancia inductiva, también conocida con el nombre de reactancia serie o simple impedancia, está
formada por una simple bobina con su núcleo magnético y se conecta eléctricamente en serie con la lámpara.
R: Reactancia
C: Condensador
S: Cebador
Ejemplo de reactancia de choque
Esta reactancia es económica y ligera, con dimensiones y pérdidas reducidas, siendo el sistema más comúnmente
utilizado cuando la tensión de red es suficiente para arrancar y mantener estable el arco de la lámpara.
Reactancia de autotransformador de dispersión
Cuando la tensión de red no es suficiente para asegurar el arranque y funcionamiento estable de la lámpara, se hace
necesario un sistema que la eleve hasta el valor adecuado.
25
DOSSIER TÉCNICO
La forma más simple de conseguirlo es mediante un autotransformador y una reactancia de choque normal, lo
cual, eléctricamente es correcto, pero resulta un poco voluminoso.
Autotransformador y reactancia de choque
Un sistema mas sencillo lo constituyen las denominadas reactancias de autotransformador de dispersión, formadas
por dos devanados desacoplados magnéticamente, de forma que hacen las funciónes de autotransformador para
elevar la tensión y de reactancia, controlando la corriente en la lámpara.
Reactancia de autotransformador de dispersión
Constituye un conjunto de bajo factor de potencia que puede ser corregido colocando un condensador en paralelo
con la red, que, en caso de tensiones bajas, son de mayor capacidad que los necesarios con reactancias de choque.
Este tipo de reactancias, al igual que las reactancias de choque, tienen una regulación de potencia muy pequeña.
b) Según el sistema de encendido
Dependiendo del sistema de encendido de las lámparas, las reactancias electromagnéticas se pueden clasificar en:
Reactancias de arranque por cebador
Son aquellas reactancias que necesitan un dispositivo adicional para encender la lámpara. A este dispositivo se le
denomina cebador.
Ejemplo de reactancia de arranque por cebador
Tras aplicar la tensión de red, el cebador cierra, circulando una corriente de arranque a través de los cátodos de la
lámpara provocando un precalentamiento de los mismos y una emisión de electrones excitados a su alrededor que
facilita el encendido de la lámpara.
Transcurrido el tiempo de precaldeo se produce la apertura del cebador, generando por autoinducción una sobretensión
en la reactancia que aparece entre los extremos de la lámpara, que provoca el encendido.
Una vez encendida la lámpara la reactancia limita y estabiliza la corriente y el cebador no volverá a cerrarse, ya que
queda alimentado a la tensión de lámpara, que está muy por debajo de su tensión mínima de funcionamiento.
26
DOSSIER TÉCNICO
Según la tecnología utilizada en su construcción se pueden distinguir dos tipos de cebadores, los de efluvios (bimetálicos)
y los electrónicos.
Cebadores de efluvios
Están constituidos por un contacto bimetálico dentro de una ampolla de cristal rellena de un gas noble.
En el momento de la conexión a la red de alimentación del sistema, se producen unos efluvios entre los contactos
abiertos del cebador, provocando su autocalentamiento.
Debido a los diferentes coeficientes de dilatación de los materiales que forman el bimetal de uno de los contactos,
éste se dobla y se cierra el circuito, precalentando los cátodos de las lámparas.
Al estar cerrados los contactos del cebador no se producen efluvios entre ellos, por lo que estos se enfrían y el circuito
se abre, provocando un corte repentino de la corriente de precaldeo y la aparición por autoinducción de un pico de
tensión en la reactancia que enciende la lámpara.
Si la lámpara no consigue encenderse, el proceso se repite constantemente hasta su encendido.
Entre los electrodos del cebador se coloca un pequeño condensador para evitar radio interferencias.
Cebadores electrónicos
Son dispositivos que, al igual que los cebadores convencionales, en combinación con una reactancia proporcionan la
corriente de precaldeo y el pico de tensión necesario para el encendido de las lámparas fluorescentes.
Están constituidos por componentes electrónicos y utilizan un semiconductor, normalmente un triac, como interruptor
de corte para generar el pico de tensión.
Los cebadores electrónicos proporcionan un tiempo de precaldeo y un pico de tensión muy definidos, con lo que
se consigue un encendido agradable sin parpadeos y un aumento de la vida de la lámpara.
Tras uno o varios intentos de encender la lámpara, los cebadores electrónicos se desconectan evitando el molesto
parpadeo característico de los convencionales con lámparas agotadas, obteniéndose un importante ahorro de energía.
Reactancias de arranque sin cebador o arranque rápido
Se denominan reactancias de arranque rápido a aquellas que no requieren cebadores para el encendido de las lámparas.
El principio básico de funcionamiento de estas reactancias consiste en proporcionar a la lámpara un precalentamiento
de cátodos por otros sistemas diferentes al del cebador.
Entre las reactancias de arranque sin cebador de ELT se puede distinguir principalmente las de arranque rápido y
las de sistema semirresonante “SR”.
El sistema de arranque rápido
Basa su funcionamiento en el calentamiento continuo de los cátodos por medio de unos devanados auxiliares que
suministran bajas tensiones, del orden de 3,6V.
La tensión de encendido es proporcionada por la red o por un autotransformador de dispersión dependiendo de la
tensión necesaria para encender la lámpara.
La limitación de corriente se produce mediante una reactancia de choque, o el secundario de un autrotransformador
de dispersión según el caso.
Las reactancias con este tipo de arranque son utilizadas con lámparas T12, de arranque rápido (Rapid Start, RS), de
alta luminosidad (HO), y de muy alta luminosidad (VHO).
27
DOSSIER TÉCNICO
Reactancia de arranque rápido para una lámpara
Reactancia de arranque rápido para dos lámparas
El sistema semirresonante “SR”
En este sistema, el precalentamiento de cátodos lo proporciona la corriente de arranque que recorre todo el circuito
y los cátodos antes de que salte el arco en el interior de la lámpara.
Reactancia de arranque rápido, sistema semirresonante
La tensión de encendido, la proporciona el circuito resonante que forma el devanado B y el condensador C.
La limitación de corriente la ocasiona el devanado A en su acoplamiento magnético con el B.
Además, la combinación de corrientes en los devanados A y B nos corrige el factor de potencia.
Este sistema tiene como limitación que sólo se puede usar en redes con tensiones de 220V o superiores, en potencias
hasta 80W y con lámparas T12.
Reactancias de arranque instantáneo
Se denomina encendido instantáneo aquel que se produce en la lámpara sin un precalentamiento previo de los
cátodos, es decir, con los cátodos de la lámpara fríos.
Este encendido se genera por aplicación de una alta tensión entre los extremos de la lámpara tal que se alcance el
punto de encendido o “punto Towsend”.
La tensión de encendido puede ser suministrada por reactancias de choque, si la tensión de red es suficiente para
realizar el encendido o por reactancias autotransformadoras.
Los sistemas de encendido instantáneo proporcionan una elevada tensión de arranque, por lo que para evitar el
deterioro de los cátodos, las lámparas de arranque instantáneo poseen cátodos robustos.
28
DOSSIER TÉCNICO
Estos sistemas también pueden usarse con lámparas fluorescentes convencionales en instalaciones donde el número
de encendidos sea menor de dos o tres al día, para evitar la prematura ruptura de los cátodos.
c) Reactancias según su grado de protección
Dependiendo de las características de instalación, las reactancias pueden clasificarse como “a incorporar” o “independientes”.
Reactancias “a incorporar”
Reactancias diseñadas para funcionar incorporadas en luminarias, cajas o envolventes que las protejan de los contactos
directos y del medio ambiente.
Reactancias “independientes”
Reactancias que pueden montarse separadamente en el exterior de una luminaria y sin envolvente adicional. Se
fabrican con diversos grados de protección.
Para poder usar reactancias electromagnéticas normales en instalaciones o rótulos a la intemperie, se debe asegurar
que el grado de protección del rótulo sea el adecuado.
ELT ofrece reactancias electromagnéticas con alto grado de protección para instalaciones en duras condiciones ambientales.
d) Conjuntos en alto factor
ELT ofrece conjuntos montados en placa, con alto factor de potencia, para 1, 2 ó 3 lámparas fluorescentes que incorporan
las reactancias, cebadores, condensadores y cables de conexión hasta las lámparas, adecuados para cada aplicación.
e) Reactancias de sección reducida, “SLIM”
Reactancias cuyo formato reducido permite su instalación en perfiles estrechos donde no es posible la colocación
de reactancias de formato estándar.
f) Reactancias con protección térmica incorporada
La norma EN 60598-1 en su apartado 12.7 indica los ensayos térmicos con los que deben cumplir las luminarias,
semiluminarias o cajas de material termoplástico que incorporan dispositivos de control de lámparas.
Para asegurar el cumplimiento se pueden adoptar las siguientes medidas:
- Medidas constructivas: utilizando soportes resistentes a la temperatura (normalmente metálicos) que mantengan
los componentes en su posición incluso en el caso de avería o fallo de éstos.
- Medidas de protección en los dispositivos de control: utilizando dispositivos de control de lámpara con protección
térmica adecuada.
ELT fabrica toda la gama de reactancias para lámparas fluorescentes con protección térmica, previstas para su
instalación en luminarias, semiluminarias o cajas de plástico que tanto se usan hoy en día para downlights.
2.6.2.- Recomendaciones de instalación
Para lograr una instalación segura, eficaz y duradera, así como el funcionamiento y vida óptimos de las lámparas con
reactancias electromagnéticas, se deben tener en cuenta las siguientes recomendaciones.
a) Montaje de la reactancia
Montar las reactancias lo mas separadas posibles entre si y de las lámparas para evitar excesivos calentamientos.
Asegurar el contacto de la reactancia con la superficie de la luminaria para conseguir una buena transmisión de calor.
Fijar las reactancias a la luminaria firmemente utilizando todos sus puntos de anclaje a una distancia mínima de 3
mm. del lateral de la luminaria para minimizar la vibración generada por el campo magnético disperso y evitar ruidos.
Las vibraciones dependen mucho de las luminarias, por lo que éstas deben ser de construcción sólida y prever, si
fuera necesario, nervios o acanaladuras, para evitar la propagación de las vibraciones.
29
DOSSIER TÉCNICO
b) Cableado
Realizar el cableado según al esquema eléctrico marcado por el fabricante sobre la reactancia.
Para conexión con ficha rápida utilizar hilo de cobre rígido, de sección entre 0.5 y 1 mm2.
Para conexión con ficha tornillo, utilizar cable de cobre rígido o multifilar de una sección máxima de 2.5 mm2.
En el caso de utilizar conductores multifilares es aconsejable usar punterolas.
Respetar la longitud de pelado de los cables normalmente entre 8 y 10 mm.
c) Tensión de alimentación
Se deben realizar siempre las conexiones en ausencia de tensión.
Antes de la puesta en marcha de la instalación, verificar que la tensión y frecuencia de alimentación corresponden
con la marcada en la reactancia.
Las reactancias de ELT pueden funcionar a la tensión nominal indicada con una tolerancia de +/-5%. Para desviaciones
superiores es necesario utilizar reactancias de tensión nominal adecuada, de lo contrario se acortará la vida de la
lámpara.
Se debe respetar la polaridad indicada. En instalaciones trifásicas a 400V, se debe asegurar que el neutro esté siempre
conectado, si quedara interrumpido, podría existir riesgo de avería.
d) Conductor de tierra
Conectar la reactancia y las partes metálicas de la luminaria al conductor de tierra, por seguridad eléctrica y para
favorecer el encendido.
e) Condensadores
El condensador de corrección del factor de potencia debe ser de la capacidad y tensión recomendadas por el fabricante
de la reactancia.
f) Cebadores
Para la correcta elección del cebador se debe tener en cuenta la tensión de red y potencia de lámpara para las cuales
van a ser empleados, así como si se instala una, ó dos lámparas en serie.
g) Lámparas
Las reactancias electromagnéticas han sido diseñadas para funcionar con unas lámparas determinadas. Se deberá
asegurar la completa compatibilidad entre las lámparas y las reactancias.
h) Ambiente de funcionamiento
La temperatura y la humedad ambiente en la que se encuentra colocada la reactancia electromagnética, es de vital
importancia para su funcionamiento y duración (ver apartado 1.2.5).
Se debe asegurar un grado de protección adecuado contra la humedad.
i) Mantenimiento
Todas las operaciones de mantenimiento y reposición de componentes siempre deben ser realizadas desconectando
los equipos de la red, siempre por personal cualificado, siguiendo rigurosamente las instrucciones dadas sobre el
producto y la reglamentación vigente.
j) Instalaciones de arranque rápido
Para un funcionamiento correcto de las instalaciones de arranque rápido se requieren, además, una serie de condiciones:
- La tensión de red debe ser mayor del 90% de la nominal.
- Respetar la polaridad indicada en la reactancia para la tensión de red.
30
DOSSIER TÉCNICO
- Incorporar ayudas al arranque, a menos de 25 mm. de los tubos y conectadas a tierra, para favorecer el encendido.
- Evitar las centralizaciones de las reactancias. En caso de que se quiera centralizarlas, se deberán fabricar
bajo pedido. La resistencia de cada pareja de hilos de cada cátodo no debe sobrepasar los 0.5Ω para las
reactancias normales de serie.
- Las reactancias de arranque rápido no son válidas para tubos T8 de 26 mm. de diámetro.
2.6.3.- Normas de fabricación
Las normas según las cuales están fabricadas las reactancias electromagnéticas de ELT para lámparas fluorescentes son:
EN 61347-1
Aparatos auxiliares para lámparas. Parte 1: requisitos generales y de seguridad.
EN 61347-2-8
(EN 60920)
Prescripciones particulares para balastos para lámparas fluorescentes.
EN 60921
Balastos para lámparas fluorescentes tubulares. Prescripciones de funcionamiento.
ANSI C 82-1
Especificaciones para lámparas fluorescentes.
ANSI C 78
Características físicas y eléctricas para lámparas fluorescentes.
EN 60081
Lámparas tubulares fluorescentes para iluminación general.
EN 60901
Lámparas fluorescentes de casquillo único. Prescripciones de seguridad y funcionamiento.
EN 55015
Límites y métodos de medida de las características relativas a la perturbación radioeléctrica de los
equipos de iluminación y similares.
EN 61000-3-2
Compatibilidad electromagnética (CEM).
Parte 3: Límites.
Sección 2: Límites para las emisiones de corriente armónica (equipos con corriente de entrada menor
o igual que 16 A por fase).
EN 61547
Equipos para alumbrado de uso general. Requisitos de inmunidad - CEM.
EN 50294
Método de medida de la potencia total de entrada de los circuitos balasto-lámpara.
Los ensayos para el cumplimiento con las normativas aplicables de emisión de radio-interferencias, armónicos e
inmunidad, deben ser realizados al conjunto formado por reactancia, lámpara, luminaria y cableado.
2.7.- BALASTOS ELECTRÓNICOS PARA LÁMPARAS FLUORESCENTES
Los balastos electrónicos constituyen un sistema de alimentación de alta frecuencia para lámparas fluorescentes,
sustitutivo de la instalación convencional compuesta de reactancia electromagnética, cebador y condensador para
alto factor de potencia.
Este sistema consiste en un circuito impreso con componentes electrónicos que hacen trabajar a las lámparas a
frecuencias por encima de los 20kHz, a diferencia de las reactancias convencionales en las que las lámparas trabajan
a la frecuencia de red.
La aplicación de los balastos electrónicos se extiende a todo tipo de lámparas fluorescentes.
El ahorro energético unido a las ventajas técnicas, así como la nueva legislación en términos de eficiencia energética,
auguran un gran aumento del uso de aplicaciones electrónicas para alumbrado.
31
DOSSIER TÉCNICO
2.7.1.- Características de los balastos electrónicos
a) Funcionamiento en alta frecuencia
La principal característica de los balastos electrónicos es el funcionamiento de las lámparas en alta frecuencia.
Haciendo trabajar a las lámparas fluorescentes a frecuencias superiores a 20KHz, el flujo luminoso obtenido, para
la misma potencia en lámpara, es hasta un 10% mayor que el obtenido con 50Hz.
ø lum. %
110
105
100
50 100
1000
10000
50000
Hz
Sin embargo, trabajar a frecuencias superiores a 50KHz no supone una mejora significativa en el aumento de la eficacia
luminosa.
Gracias a este comportamiento, los balastos de alta frecuencia reducen la corriente en la lámpara, y por tanto la
potencia en la misma, para obtener el mismo flujo que con 50Hz.
b) Alto grado de confort
Ausencia de efecto estroboscópico
Como consecuencia de utilizar corriente alterna en las redes de alimentación, la intensidad de la lámpara pasa por
cero dos veces por periodo, disminuyendo su intensidad luminosa casi a cero en esos momentos. Esto ocasiona
un parpadeo que aumenta la fatiga visual y produce una sensación de un movimiento menor al real en los cuerpos
en rotación.
Usando balastos electrónicos la lámpara se alimenta en alta frecuencia, por lo que los instantes de paso por cero
de la intensidad son de un valor temporal tan pequeño que son imperceptibles para el ojo humano, corrigiéndose así
este molesto y peligroso fenómeno.
Sin parpadeos en el arranque
El uso de balastos electrónicos elimina el parpadeo característico en el encendido de las lámparas fluorescentes con
equipo convencional, proporcionando un encendido más agradable.
Ausencia de parpadeos con lámpara agotada
Las lámparas fluorescentes, funcionando con equipo convencional, al final de su vida, cuando están agotadas, producen
un molesto parpadeo al intentar ser encendidas continuamente por el cebador.
32
DOSSIER TÉCNICO
Los balastos electrónicos de ELT disponen de los dispositivos oportunos que desconectan la lámpara automáticamente
cuando la detectan agotada o averiada.
Estabilización de potencia y flujo luminoso
Los balastos electrónicos de ELT proporcionan una completa estabilidad de la potencia en lámpara y por tanto del
flujo luminoso ante variaciones de la tensión de alimentación, de hasta el ±10% de la tensión nominal de la reactancia,
proporcionando un nivel de iluminación constante.
Flujo luminoso
Menor depreciación del flujo luminoso
Debido a la mayor estabilización de potencia y flujo luminoso que proporcionan los balastos de alta frecuencia, se
obtiene una mayor uniformidad en los parámetros eléctricos, y, como consecuencia, un menor deterioro en el flujo
de la lámpara con el paso del tiempo.
%
100
90
80
70
60
50
100
2500
5000
7500
10000
12500
T (h)
Funcionamiento a 50 Hz
Funcionamiento en Alta Frecuencia (HF)
Depreciación del flujo luminoso de la lámpara en función del número de horas de funcionamiento
Funcionamiento silencioso
Utilizando balastos electrónicos en las luminarias se consigue eliminar el zumbido que se puede producir en algunas
situaciones con equipos convencionales debido al campo magnético disperso.
c) Factores económicos
Costos de instalación
Utilizar balastos electrónicos supone un desembolso inicial algo mayor que con equipos convencionales, sin embargo
una valoración global revela la rentabilidad del uso de éstas.
El uso de balastos electrónicos proporciona una gran facilidad de instalación en las luminarias. Disminuye el número
de componentes a instalar, simplificando en gran medida el montaje de componentes y el cableado. Con esto se
consiguen mejoras en tiempo de montaje y de fabricación, así como ventajas logísticas por reducir número, volumen
y peso de los componentes necesarios.
Ejemplo de una luminaria con 2 lámparas de 36W.
Reactancia convencional
Balasto electrónico
2 reactancias convencionales
4 tornillos
4 portalámparas
4 portahilos
2 cebadores
2 portacebadores
1 condensador antiparasitario
1 condensador de compensación
1 bloque de conexión
1 balasto electrónico
2 tornillos
4 portalámparas
4 portahilos
1 bloque de conexión
TOTAL 21 componentes
TOTAL 12 componentes
Costos de energía
Debido a que en alta frecuencia se obtiene un mayor flujo luminoso, es necesaria una menor potencia. Además,
los equipos electrónicos, por su propio diseño, poseen menores pérdidas que la reactancia convencional.
33
DOSSIER TÉCNICO
Sumando las mejoras, se observa que el uso de equipos electrónicos supone un ahorro energético respecto al uso
de los electromagnéticos.
Ejemplo de una luminaria con 2 lámparas de 36W.
Reactancia
Reactancia
convencional bajas pérdidas
36W
36W
9W
9W
90W
-
W lámpara 1
W lámpara 2
W reactancia 1
W reactancia 2
W total
Ahorro
36W
36W
6W
6W
84W
7%
Balasto
electrónico
32W
32W
8W
72W
20%
Los balastos electrónicos de ELT desconectan automáticamente las lámparas agotadas con lo que se anula el consumo
producido por los continuos intentos de encendido que se produce con equipos convencionales.
Debido a las menores pérdidas de los balastos electrónicos, y dado que aquellas se transforman íntegramente en
calor, también se obtiene un importante ahorro en los sistemas de refrigeración.
Costos de mantenimiento
Con balastos electrónicos la lámpara trabaja con menores corrientes en comparación con un equipo electromagnético,
lo que permite reducir la temperatura y el desgaste de la lámpara, y se traduce en una mayor duración o vida operativa
de la misma.
El mantenimiento y por tanto los costos de mano de obra se ven reducidos por la mayor duración de la vida de las
lámparas, al no ser necesario reponer cebadores averiados.
Vida esperada de funcionamiento
% Lámparas operativas
%
100
90
80
70
60
50
2500
5000
7500
Funcionamiento con el sistema tradicional
10000
12500
15000
Funcionamiento en Alta Frecuencia
d) Respeto del entorno
Mayor eficiencia energética
Con los balastos electrónicos, al poseer un mayor rendimiento luminoso y menores pérdidas, se obtienen una mejor
eficiencia energética que con reactancias electromagnéticas, alcanzando índices de eficiencia energética IEE=A1,
A2 ó A3, según la clasificación de la directiva de eficiencia energética.
Bajos calentamientos
Gracias a las ventajas comentadas, menor potencia total, se obtienen incrementos de temperatura menores.
Disminución de residuos
La mayor duración de las lámparas proporciona una notable disminución de lámparas agotadas residuales.
Compatibilidad electromagnética EMC
Las balastos electrónicos de ELT satisfacen los requisitos establecidos por la directiva de compatibilidad electromagnética
89/336/CEE, siendo inmunes y no causando interferencias a otros equipos de su entorno.
34
DOSSIER TÉCNICO
Armónicos de la red de alimentación
Gracias al diseño de los balastos electrónicos de ELT, el nivel de armónicos queda muy por debajo de los límites
establecidos en la norma EN 61000-3-2.
Interferencias radioeléctricas
El funcionamiento de las lámparas en alta frecuencia puede provocar interferencias a otros equipos. Las reactancias
de ELT cumplen con los límites establecidos por la norma EN 55015.
e) Posibilidad de regulación del flujo luminoso
Las balastos electrónicos permiten regular el flujo luminoso de las lámparas fluorescentes del 1 al 100%, con la
consecuente reducción de consumo y obteniéndose un nivel de iluminación acorde con las necesidades reales de
cada instalación y en cada momento.
f) Otras ventajas importantes
- Un único balasto es valido para diferentes tensiones, frecuencias de red y potencias de lámparas.
- Uso de un solo balasto para 1, 2, 3 ó 4 lámparas.
- No necesitan cebador de encendido, ni condensador para corregir el factor de potencia.
- Bajo contenido de armónicos.
- Pueden funcionar como alumbrado de emergencia alimentadas en corriente continua.
- Menor peso.
- Montaje más fácil y rápido.
2.7.2.- Funcionamiento: Diagrama de bloques
La estructura general básica de un balasto electrónico consta de los siguientes bloques o etapas:
Filtros y etapas
supresoras
de interferencias
Conversión
AC / DC
Rectificación
Corrector
del factor
de
potencia
Etapa de
oscilación
y control
Etapas de precaldeo
y salida
a) Filtro supresor de interferencias
Los balastos electrónicos son aparatos que operan con elevadas tensiones de conmutación y altas frecuencias, siendo
fuentes importantes de ruidos eléctricos y emisiones no deseables, que deben ser eliminados o disminuidos
según exigencias de la normativa.
Esta etapa está formada por un circuito de bobinas y condensadores, que derivan a tierra las componentes no deseadas
en forma de corrientes de dispersión o de fuga. Realiza las siguientes funciones:
35
DOSSIER TÉCNICO
- Disminuye las emisiones de alta frecuencia conducidas a la red, de acuerdo con los límites establecidos por
la normativa aplicable (EN 55015).
- Reduce los armónicos por debajo de los límites marcados por la normativa (EN 61000-3-2).
- Contribuye a la mejora del factor de potencia, ya que reduce la modulación de alta frecuencia en la onda de
corriente de alimentación.
b) Etapa rectificadora
La etapa rectificadora tiene por finalidad convertir la tensión alterna de entrada en una tensión continua
pulsada.
c) Etapa correctora del factor de potencia
El factor de potencia se define como:
- Indicador del desfase entre la tensión y corriente de un circuito eléctrico.
- Indicador de la deformación de la forma de onda de corriente respecto de la tensión.
La etapa correctora del factor de potencia tiene por finalidad acercar su valor lo más posible a 1.
d) Etapa de filtrado
Esta etapa consiste en la colocación de un condensador electrolítico de alta tensión a la salida del rectificador o de
la etapa de corrección del factor de potencia, para aplanar las pulsaciones de la tensión continua.
e) Etapa de oscilación y control
La etapa de oscilación y control tiene los siguientes fines:
- Controlar los tiempos de precaldeo, ignición, rearme, etc.
- Regular y excitar la etapa de salida.
- Corregir las posibles situaciones anormales tales como lámpara fundida, sobretensiones, cortocircuitos, etc.
- ELT ha desarrollado un sistema con las últimas tecnologías disponibles para Balastos Electrónicos, basado
en el uso de microprocesadores, que confieren el máximo de flexibilidad y fiabilidad a los equipos.
f) Etapa de precaldeo
Realiza un calentamiento de los electrodos, previo al encendido, favoreciéndolo y aumentando la duración de los
electrodos y por tanto de la lámpara.
El precaldeo es especialmente importante en aquellas aplicaciones que requieren un elevado número de encendidos diarios.
g) Etapa de salida
Esta etapa es la encargada de generar la onda cuadrada de tensión y alta frecuencia que, a través de una reactancia
con núcleo de ferrita, se aplicará a la/s lámparas.
2.7.3.- Tipos de balastos electrónicos
a) Balastos electrónicos según el sistema de encendido
Se considera tiempo de encendido de un balasto, al periodo transcurrido
desde que se le suministra tensión al sistema hasta que luce la lámpara.
En función de este periodo de tiempo y el método de encendido
utilizado, se pueden clasificar los equipos: de encendido instantáneo
o de arranque en frío, y con precalentamiento de cátodos o de arranque
en caliente.
Encendido instantáneo
Se denomina encendido instantáneo a aquel que se produce en la
lámpara sin un precalentamiento previo de los cátodos, es decir, con
los cátodos de la lámpara fríos.
36
DOSSIER TÉCNICO
Este encendido se genera por aplicación de una alta tensión entre los extremos de la lámpara tal que se alcance el
punto de encendido o “punto Towsend”.
Las lámparas sometidas a este tipo de encendido sufren un deterioro apreciable de sus cátodos, por lo que los
balastos que utilizan este sistema de encendido instantáneo sólo son utilizables en instalaciones donde el número
de encendidos sea menor de dos o tres al día.
Encendido con precalentamiento de cátodos
Este sistema, también llamado encendido con precaldeo o arranque en caliente, consiste en calentar los cátodos de
la lámpara por el paso a través de ellos, de una corriente inicial previa al encendido.
Con ello se reduce el punto de encendido o “punto Towsend” y se origina un encendido suave, no instantáneo, pero
de una corta duración de entre 1 ó 2 segundos.
De este modo el deterioro de los cátodos no es tan acusado como el generado por encendidos instantáneos, lo que
permite a las reactancias con precaldeo ser utilizadas en instalaciones con cierto número de encendidos al día.
Los balastos electrónicos de ELT poseen encendido con precalentamiento, alargando la vida y permitiendo numerosos
encendidos de las lámparas.
b) Lámparas en serie o en paralelo
Existen modelos de balastos electrónicos para el funcionamiento de dos o más lámparas. La etapa de salida puede
estar diseñada para hacer funcionar a las mismas en serie o en paralelo.
El funcionamiento de las lámparas en paralelo permite que en caso de avería o agotamiento de alguna de las ellas,
las demás continúen funcionando correctamente, manteniendo un nivel de iluminación aceptable hasta que se
sustituya la lámpara agotada.
c) Balastos según su grado de protección
Dependiendo de las características de la instalación de los balastos electrónicos, éstos pueden clasificarse como
“a incorporar” o “independientes”.
Balastos “a incorporar”
Balastos diseñados para funcionar incorporadas en luminarias, cajas o envolventes que las protejan de los contactos
directos y del medio ambiente.
Balastos “independientes”
Balastos que pueden montarse separadamente en el exterior de una luminaria y sin envolvente adicional. Se fabrican
con diversos grados de protección.
Para poder usar balastos electrónicos normales en instalaciones o rótulos a la intemperie, se debe asegurar que el
grado de protección del rótulo sea el adecuado y que no se sobrepasa la temperatura en el punto tc.
ELT ofrece balastos electrónicos con alto grado de protección para este tipo de instalaciones con duras condiciones ambientales.
d) Reactancias en función del tipo de lámpara
Los principales tipos de balastos electrónicos de ELT son los expuestos a continuación:
- Balastos para lámparas lineales T8 y compactas largas TC-L.
- Balastos para lámparas compactas TC-S, TC-DE, TC-TE.
- Balastos para lámparas lineales T5 / HE.
- Balastos para lámparas lineales T5 / HO.
e) Balastos electrónicos regulables
Las balastos electrónicos permiten regular el flujo luminoso de las lámparas fluorescentes del 1 al 100%, con la
consecuente reducción de consumo y obteniéndose un nivel de iluminación acorde con las necesidades reales de
cada instalación y en cada momento.
37
DOSSIER TÉCNICO
Dependiendo del sistema empleado para la regulación podemos distinguir entre regulación analógica y regulación digital.
Regulación analógica
Nos permite el control del flujo luminoso entre el 1 y el 100% mediante una línea de control de tensión continua de 1 a 10V.
Deberemos disponer de balastos electrónicos regulables para esta opción, además de los accesorios precisos para
cada instalación.
Los accesorios básicos son el potenciómetro, para controlar manualmente la señal de regulación del balasto, el
amplificador para amplificar la señal del potenciómetro en el caso de regular grupos de balastos o la fotocélula para
controlar automáticamente el nivel deseado.
Un potenciómetro regula un número reducido de balastos, normalmente entre 1 y 8. Cuando se requiere controlar
mayor número de balastos debe utilizarse un amplificador.
La fotocélula permite la memorización de un nivel requerido de iluminación. En función de la luz recogida por el sensor,
aquella genera la señal de tensión hacia el amplificador.
Con este sistema de regulación:
- El balasto lee e interpreta una señal de 1 a 10v. de tensión continua.
- La lámpara emitirá luz proporcionalmente al valor de esta tensión, entre el 1 y el 100% de flujo.
Hay que tener en cuenta que los conductores de mando están polarizados (no son intercambiables), y que existe la
posibilidad de pérdidas en la señal de tensión de mando, debido a la longitud de los conductores o interferencias.
Regulación digital
Nos permite el control del flujo luminoso entre el 1 y el 100% mediante una línea de control con transmisión de
señales digitales.
Deberemos disponer de balastos electrónicos regulables para esta opción, además de los accesorios precisos para
cada instalación.
El protocolo de comunicación más extendido por los principales fabricantes es el sistema denominado DALÍ.
Los accesorios básicos son la central de control, los pulsadores y/o el mando a distancia.
La central de control recoge las distintas escenas o memorizaciones de los niveles de iluminación que queremos
preestablecer. Los pulsadores nos permiten la aplicación del nivel de luz programado a las pantallas con las que están
conectados. El mando a distancia permite la regulación por un emisor de infrarrojos, detectado por un sensor en la
misma pantalla o luminaria.
Con este sistema de regulación:
- El balasto lee e interpreta órdenes de un equipo de control que transmite señales digitales por medio de la
línea de control.
- La lámpara emitirá luz proporcionalmente a la señal recibida, desde 1 al 100% del flujo.
En este caso, los conductores de mando no están polarizados (son intercambiables) y pueden retornar señales sobre
el estado del reactancia.
Además, no existen pérdidas en la señal de regulación, todos los balastos reciben la señal simultáneamente, y existe
posibilidad de controlar cada uno de ellas individualmente.
f) Balastos electrónicos alimentados en corriente continua
Los balastos electrónicos con alimentación en corriente continua son utilizados en aplicaciones muy específicas entre
las que se encuentran:
38
DOSSIER TÉCNICO
- Iluminación de emergencia siendo alimentadas por baterías en caso de fallo de la red.
- Vehículos de transporte público como trenes, barcos, tranvías, autobuses, etc.
- Objetos de uso doméstico como iluminación para camping.
ELT incorpora en su catálogo balastos electrónicos tipo CE1 para dichas aplicaciones.
2.7.4.- Fiabilidad de los balastos electrónicos
La gran fiabilidad y un total cumplimiento de las normativas de seguridad, las excelentes prestaciones y eficaz supresión
de interferencias, presentan a los balastos de ELT como la alternativa más recomendable en iluminaciones interiores
de oficinas, locales públicos, industrias, centros de enseñanza, hospitales, etc.
ELT ofrece un amplio catálogo de balastos electrónicos de primera calidad fabricados con la tecnología más vanguardista,
basada en el uso de microprocesadores, que asegura un alto grado de autoprotección, ante anomalías externas tales como:
- Micro cortes de red.
- Lámparas agotadas.
- Transitorios de red fuera de normas.
- Cátodos en cortocircuito.
- Tensión de red fuera de rango.
- Lámparas incorrectas.
- Errores de conexión de lámpara.
2.7.5.- Recomendaciones de instalación
El balasto de alta frecuencia utiliza componentes electrónicos sensibles, por lo que su instalación requiere seguir
unas pautas acordes con las recomendaciones del fabricante, con el fin de conseguir una durabilidad y funcionamiento
adecuado, tanto del balasto como de la lámpara.
a) Mezcla de tecnologías
Cuando se reemplacen luminarias con equipos electromagnéticos por otras de alta frecuencia, todas las luminarias
de un mismo circuito deben ser reemplazadas antes de restablecer el suministro, ya que los picos producidos por
las reactancias convencionales pueden dañar los nuevos balastos electrónicos.
Debido a la coincidencia en el tiempo de encendido producido por los balastos electrónicos, aparecen corrientes
de conexión superiores que con las reactancias convencionales, por lo que debe asegurarse que los dispositivos
de protección existentes siguen siendo válidos (ver apartado 2.7.5 f)
b) Cableado
Cables de red
El cableado de red, dentro de la luminaria, debe ser lo más corto posible, y estar lo más alejado posible de los cables
de salida hacia las lámparas y de las propias lámparas, para una óptima reducción de interferencias conducidas, ya
que las señales de estos conductores son de frecuencia muy distinta.
Cables de lámpara y conexiones del balasto
Los cables de conexión a las lámparas deben estar dentro del rango de sección indicado por el fabricante.
La longitud de los cables de conexión entre el balasto y la lámpara deben ser lo más cortos posible, sobre todo los
hilos de mayor tensión o “hilos calientes” indicados en el marcaje del balasto. Si se utilizan conductores multifilares
es muy importante que no quede ningún hilo fuera del agujero del alojamiento de la clema, que pudiera producir
cortocircuito entre bornas o derivaciones a tierra.
Si se desea extraer un conductor previamente insertado, no ejercer una fuerza excesiva sobre la leva de desbloqueo
de los bornes de conexión para evitar la rotura. Respetar la longitud de pelado de extremo de los cables, normalmente
entre 8 y 10 mm.
Otras recomendaciones del cableado
Mantener una pequeña separación entre el cableado y el cuerpo de la luminaria, utilizando separadores.
La disposición del cableado dentro de la luminaria es un aspecto muy a tener en cuenta ya que permite minimizar
el valor de las capacidades parásitas (ver apartado 2.7.6).
39
DOSSIER TÉCNICO
c) Conductor de tierra
El uso de conductor de tierra es rigurosamente obligatorio. Dicho conductor debe ser conectado al balasto y a la
luminaria mediante los bornes que en cada caso el fabricante tiene previstos. La estructura metálica del falso techo
(si existe) es conveniente conectarla a tierra.
d) Funcionamiento en líneas trifásicas con neutro
Debe asegurarse que el neutro está siempre conectado. De quedar interrumpido permaneciendo las fases, aparecen
desequilibrios en la tensión de alimentación, con el riesgo de avería de los balastos electrónicos. Al realizar la instalación,
se debe equilibrar al máximo el reparto de cargas entre las fases.
e) Test de aislamiento
Si se realiza el ensayo de aislamiento de la instalación, en los circuitos que alimenten balastos electrónicos, el ensayo
se realizará aplicando la tensión de prueba entre las fases y el neutro, previamente todos unidos, y el conductor de tierra.
Nunca se aplicara tensión de prueba entre fases y neutro, o entre fases.
f) Protecciones
Cada grupo de reactancias deberá estar protegido por un diferencial y un magnetotérmico de uso exclusivo.
Uso de interruptores diferenciales
Los filtros de supresión de interferencias de los balastos electrónicos derivan dichas interferencias a tierra en forma
de corrientes de fuga que afectan a la selección de los interruptores diferenciales. Los balastos de ELT poseen una
corriente de fuga menor de 0.5 mA. Para seleccionar un interruptor diferencial hay que tener en cuenta lo siguiente:
• En redes trifásicas se recomienda repartir las luminarias entre las tres fases, emplear interruptores diferenciales
trifásicos de 30 mA. si fuera admisible. Realizando un reparto equilibrado de las cargas entre las tres fases, las
corrientes de fuga se compensan.
• En redes monofásicas hay que tener en cuenta la suma de las corrientes de fuga de todos los balastos del circuito
protegido por el interruptor diferencial. Se recomienda la colocación de un máximo de 35 balastos electrónicos
en cada circuito bipolar controlado por un interruptor diferencial de 30 mA.
Uso de interruptores automáticos
Debido al encendido casi simultaneo de los balastos electrónicos, los condensadores crean un fuerte pulso de corriente,
aunque de muy corta duración, que genera una corriente de arranque de valor elevado en la instalación (Inrush current).
Por este motivo se recomienda la colocación de un número máximo de balastos según su tipo y las características
del magneto térmico de protección. En la tabla adjunta se pueden observar el número de balastos de ELT para
magnetotérmico unipolar tipo B.
Los valores indicados son orientativos y susceptibles de variación debido a factores específicos de la instalación.
Inrush current
< 58W
BE 113-TC
BE 213-TC
BE 114-35-T5
BE 314-T5
BE 118-S
BE 218-S
BE 136-S
BE 158-S
< 80W
BE 214-35-T5
BE 224-T5
BE 154-T5
BE 239-T5
BE 180-T5
< 116W
BE 414-T5
BE 324-T5
BE 236-S
BE 336
BE 258-S
BE 418
BE 424-TC
BE 236
BE 254-T5
BE 258
BE 242-TC
BE 249-T5
BE 236-2
BE 280-T5-2
BE 436-2
BE 436
> 116W
40
BE 218-TC
BE 142-TC
BE 124-T5
BE 118
BE 218
BE 136
BE 158
Nº máx. de equipos
I. pico Tiempo Magnetotérmico tipo B Diferencial
A
μs
10A
16A
20A
30mA
Tipos
BE 126-TC
BE 226-TC
BE 139-T5
BE 149-T5
BE 318
BE 318-S
BE 136-2
BE 158-2
20
200
20
28
36
35
23
250
13
19
24
35
34
200
9
13
16
35
36
240
6
8
11
35
BE 258-2
DOSSIER TÉCNICO
g) Tensión de alimentación
Se deben realizar siempre las conexiones en ausencia de potencial.
Antes de la puesta en marcha de la instalación, verificar que la tensión de alimentación está dentro de la gama de
tensiones admitidas por el balasto, y que la polaridad (fase y neutro) es la correcta.
El funcionamiento en corriente continua, solamente está permitido para balastos especialmente diseñados al efecto
y dentro de los márgenes especificados.
h) Uso del circuito de iluminación
Los circuitos de alumbrado no deben ser usados para suministrar potencia de modo temporal a equipos eléctricos
que puedan producir picos de tensión (equipos de elevación, cargas inductivas como por ejemplo motores, equipos
de soldadura, etc.), ya que los componentes electrónicos de los balastos podrían averiarse.
i) Lámparas
Cada balasto electrónico ha sido diseñado para funcionar con unos tipos y un número de lámparas determinado.
Se deberá asegurar la completa compatibilidad entre las lámparas y el balasto.
j) Ambiente de funcionamiento
La temperatura y la humedad ambiente en la que se encuentra colocado el balasto electrónico, es de vital importancia
para un funcionamiento óptimo y una plena garantía de fiabilidad del mismo.
Se debe comprobar que la máxima temperatura ambiente en la instalación no sobrepasa la ta recomendada por el
fabricante, y asegurar un grado de protección adecuado contra la humedad. En cualquier caso, no se debe superar
la temperatura tc marcada sobre la envolvente del balasto (ver apartado 1.2.5 b)
Los balastos deberán estar almacenados y posteriormente instalados protegidos de ambientes corrosivos y productos
químicos agresivos.
k) Encendidos frecuentes
Los balastos electrónicos de ELT con precaldeo pueden ser utilizados incluso en combinación con sensores de
presencia, siempre que el intervalo entre encendidos sea mayor de 15 minutos. Una frecuencia mayor de encendidos,
puede reducir la vida de la lámpara.
2.7.6.- Guías para el diseño de luminarias en alta frecuencia
Además de respetar las recomendaciones de instalación anteriores, debe prestarse especial atención al diseño de
las luminarias con balastos electrónicos para garantizar una buena compatibilidad electromagnética.
a) Compatibilidad electromagnética
Se define compatibilidad electromagnética como la capacidad de un aparato, dispositivo o sistema para funcionar
satisfactoriamente en un entorno electromagnético, sin producir interferencias inaceptables para su entorno.
El término compatibilidad electromagnética engloba dos aspectos. Por un lado asegurar un nivel bajo de
emisiones o interferencias al entorno, y por otro, asegurar su propia inmunidad frente a las emisiones
o interferencias del entorno.
Para asegurar la buena compatibilidad electromagnética de un sistema eléctrico o electrónico, existen normas que
establecen límites a las interferencias emitidas.
Las principales normas relacionadas de aplicación para los equipos de iluminación son:
EN 61000-3-2
Compatibilidad electromagnética (CEM).
(antigua EN 60555-2) Parte 3: Límites.
Sección 2: Límites para las emisiones de corriente armónica (equipos con corriente de entrada
menor o igual que 16 A por fase).
41
DOSSIER TÉCNICO
EN 61457
Equipos para alumbrado de uso general. Requisitos de inmunidad - CEM.
EN 55015
Límites y métodos de medida de las características relativas a la perturbación radioeléctrica
de los equipos de iluminación y similares (interferencias conducidas y radiadas < 30
MHz).
b) Tipos de interferencias
Las interferencias pueden dividirse en dos tipos:
- La interferencia conducida: introducida a través de los cables a la red.
- Interferencia radiada: la emitida al entorno.
Pueden subdividirse nuevamente en:
- Interferencia conducida:
- Distorsión armónica de la red.
- Interferencia conducida (RFI).
- Interferencia radiada:
- Campo magnético (RFI).
- Campo eléctrico (RFI).
Se denominan Interferencias de Radio Frecuencia (R.F.I.) a los campos electromagnéticos que pueden perturbar la
radio y la televisión.
c) Interferencias con balastos electrónicos, lámparas y luminarias
Interferencias conducidas
- La distorsión armónica y una parte de las conducidas son generadas por el propio funcionamiento interno del balasto,
y para corregirlo, el fabricante debe aplicar los filtros correspondientes para evitar que salgan a la red.
- Otras interferencias conducidas son producidas por las capacidades parásitas que existen entre:
- Los cables de lámpara y los de red (C1).
- Los cables de lámpara y la luminaria (C2).
- La lámpara y la luminaria (C3).
- La lámpara y tierra (C4).
Capacidades parásitas en luminarias con balastos electrónicos
Las corrientes que originan estas capacidades saldrán a la red si no se toman medidas que lo eviten, con la consiguiente
introducción de interferencias en red.
Parte de ellas son corregidas por la construcción interna del balasto, pero otras deben minimizarse cuidando la forma
constructiva de la luminaria, su instalación y el cableado.
El cableado de alimentación dentro de la luminaria debe ser lo más corto posible, conectado directamente y alejado
al máximo de los otros cables de lámparas y de las propias lámparas para minimizar las capacidades parásitas.
Una buena conexión eléctrica entre la luminaria, el reflector y el balasto, y de ambos al conductor de tierra, favorecerá
de gran manera su eliminación.
42
DOSSIER TÉCNICO
Interferencias radiadas
- Interferencia radiada - campo magnético (H)
Es producida principalmente por la lámpara y su cableado con el balasto. Depende del área A que rodea la corriente
de lámpara.
El campo magnético puede mantenerse bajo, disminuyendo al máximo el área A, o usando un apantallamiento adicional
que forme parte de la luminaria. Así también previene que se introduzcan corrientes en el cable de alimentación, que
incrementarán las interferencias conducidas.
Campo electromagnético generado por la luminaria
- Interferencia radiada - campo eléctrico (E)
Debido a los armónicos de la tensión de la lámpara, ésta radia un campo eléctrico.
Los armónicos se reducen considerablemente mediante un filtro adicional en el balasto, la interferencia radiada a los
alrededores puede reducirse mediante apantallamientos, y si se minimizan las capacidades parásitas entre los cables
y la luminaria, utilizando separadores respecto a las superficies de la luminaria.
Líneas de campos eléctricos y magnéticos
Efecto apantallamiento
El campo magnético (H) radiado por las lámparas se reduce por las corrientes inducidas en el apantallamiento. Por lo
tanto, es necesario construir las luminarias con un material metálico, buen conductor y evidentemente bien conectado
al circuito de tierra.
En la figura se muestra la reducción del campo magnético en la luminaria con apantallamiento.
Líneas de campo magnético
El campo eléctrico (E), siempre dirigido perpendicularmente a las superficies metálicas, se reduce por un apantallamiento
capacitivo, de tal manera que las corrientes puedan retornar al circuito resultando campos circundantes bajos.
El apantallamiento debe ser buen conductor y tener una baja resistencia de contacto con el balasto de alta frecuencia,
por lo que no se recomienda el uso de separadores en el montaje de la reactancia en la luminaria.
Ante instalaciones sin pantallas, se recomienda tomar las medidas oportunas.
43
DOSSIER TÉCNICO
d) Reglas básicas de diseño de luminarias
El cumplimiento de la compatibilidad electromagnética concierne básicamente, al conjunto formado por balastos,
lámparas, luminaria y cableado.
Deben respetarse las indicaciones de los puntos anteriores junto con las del apartado 5, “Recomendaciones de
instalación”, para optimizar la compatibilidad electromagnética del sistema.
A continuación se exponen ejemplos donde se ilustran dichas recomendaciones.
Regletas
En la figura se representa una regleta básica. La placa de montaje ha sido usada como reflector y como apantallamiento
y tiene buen contacto eléctrico con el balasto de alta frecuencia. Los hilos son cortos y por ello las capacidades
parásitas entre la lámpara y los hilos y de estos entre sí, es baja.
Regleta básica
En la figura siguiente se muestra un buen y un mal diseño de una regleta con reflector.
Regletas
En la segunda imagen se observa un mal diseño por estar próximos o entrecruzados los cables de red con los de la
lámpara, apareciendo capacidades parásitas con los consecuentes problemas, de mayor importancia si los hilos de
la lámpara cruzados con los de la alimentación, son los “hilos calientes”.
Luminarias
La siguiente figura muestra un ejemplo de un buen diseño de una luminaria, con el cable de alimentación corto y
saliendo inmediatamente al exterior. La luminaria actúa como apantallamiento, reduciendo los campos electromagnéticos.
Ejemplo de cableado correcto
No es recomendable colocar separadores entre el balasto y la luminaria ya que se dificulta e incluso elimina el contacto
eléctrico entre ambos.
Ejemplo de diseño incorrecto
44
DOSSIER TÉCNICO
En una luminaria de dos lámparas es aconsejable que el montaje del balasto se realice entre las dos lámparas, en
lugar de montarla a un lado. Los cables largos de lámpara se mantienen próximos al mismo y de forma que no hagan
bucles.
Ejemplo de diseño correcto
No se recomienda el montaje con el balasto a un lado de las lámparas:
Ejemplos de diseño incorrecto
Reflectores y difusores
En la mayoría de las luminarias se usan reflectores o difusores. Éstos deben de ser buenos conductores eléctricos.
En las siguientes figuras se muestra un reflector y un difusor que actúan como apantallamiento.
Reflectores y difusores
Deben hacer buen contacto eléctrico con la luminaria, para que ésta no presente capacidad parásita con el cableado.
La función de apantallamiento sólo será eficaz si la resistencia óhmica entre el reflector y la luminaria es baja. Un
buen contacto eléctrico se puede conseguir mediante un hilo de tierra corto o un muelle de tierra. Los contactos
intermitentes pueden hacer que las interferencias sean aún peor que si no tuviese el apantallamiento.
Luminarias con varios balastos en alta frecuencia
En la figura de la página siguiente se muestra el montaje más recomendable, donde el cableado de la alimentación
sale lo antes posible fuera de la luminaria, y los “cables calientes” de lámpara son los más cortos.
45
DOSSIER TÉCNICO
Luminaria con dos balastos
2.7.7.- Normas de fabricación
Las normas según las cuales están fabricados los balastos electrónicos de ELT para lámparas fluorescentes son:
EN 61347-1
Aparatos auxiliares para lámparas. Parte 1: requisitos generales y de seguridad.
EN 61347-2-3
(EN 60928)
Requisitos particulares para balastos electrónicos alimentados en corriente alterna para lámparas
fluorescentes.
EN 60929
Balastos electrónicos alimentados en corriente alterna para lámparas fluorescentes tubulares.
Prescripciones de funcionamiento.
EN 60081
Lámparas tubulares fluorescentes para iluminación general.
EN 60901
Lámparas fluorescentes de casquillo único. Prescripciones de seguridad y funcionamiento.
EN 55015
Límites y métodos de medida de las características relativas a la perturbación radioeléctrica de
los equipos de iluminación y similares.
EN 61000-3-2
Compatibilidad electromagnética (CEM).
Parte 3: Límites.
Sección 2: Límites para las emisiones de corriente armónica (equipos con corriente de entrada
menor o igual que 16 A por fase).
EN 61547
Equipos para alumbrado de uso general. Requisitos de inmunidad - CEM.
Los ensayos para el cumplimiento con las normativas aplicables de emisión de radio-interferencias, armónicos e
inmunidad, deben ser realizados al conjunto formado por balasto, lámpara, luminaria y cableado.
2.8.- ÍNDICE DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
2.8.1.- Introducción
La directiva de eficiencia energética 2000/55/CE tiene como objeto la reducción de la energía consumida por los sistemas
de iluminación fluorescente, por medio de un cambio progresivo de los menos eficientes, hacia los más eficientes.
Como consecuencia CELMA (Confederación Europea de Asociaciones de Fabricantes de Luminarias) ha desarrollado
un sistema de clasificación de las reactancias de fluorescencia según la potencia total absorbida por el conjunto
balasto-lámpara.
46
DOSSIER TÉCNICO
2.8.2.- Índice de eficiencia energética (EEI)
En ésta clasificación se han establecido siete índices de eficiencia energética en función de la potencia total absorbida
por el conjunto balasto-lámpara. Empezando por el de más alta eficiencia son:
A1
A2
A3
B1
B2
C
D
Estos índices no tienen una correlación directa con la tecnología empleada en los balastos y están referidos a un
factor BLF (factor de luminosidad del balasto).
2.8.3.- Factor de luminosidad del balasto (BLF)
Es la relación entre el flujo luminoso emitido por la lámpara cuando funciona con el balasto objeto del ensayo, y el
emitido por la misma lámpara funcionando con un balasto de referencia apropiado, estando ambos alimentados a su
tensión y frecuencia asignadas.
Se ha establecido que el BLF sea 1 para las reactancias electrónicas y 0.95 para las electromagnéticas.
2.8.4.- Aplicación
Esta clasificación se aplicará a los balastos de las fuentes de alumbrado fluorescentes alimentados a través de la red
eléctrica, tal y como se definen en la Norma Europea EN 50294, de 31 de diciembre de 1998, apartado 3.4.
Estarán excluidos de la aplicación las siguientes clases de balastos:
- Los integrados en lámparas.
- Los que, estando destinados específicamente a luminarias que han de instalarse en muebles, constituyen una
parte no sustituible de la luminaria que no puede someterse a ensayo independientemente de ésta.
- Los destinados a la exportación fuera de la Comunidad Europea, ya sea como piezas separadas o como partes de una luminaria.
2.8.5.- Marcado
El marcado del índice de eficiencia energético no es
obligatorio. En caso de hacerlo se debe indicar sobre
la reactancia utilizando la abreviatura EEI seguida de la clase correspondiente.
Aunque el marcado no sea obligatorio, la directiva de eficiencia energética 2000/55/CE es de obligado cumplimiento
y uno de los requisitos necesarios que se debe cumplir para el marcado CE sobre el producto.
2.8.6.- Método de medida
La potencia total absorbida por el conjunto balasto-lámpara debe medirse según lo descrito en la norma europea EN 50294.
Con el valor de la potencia total absorbida y las tablas para la clasificación del conjunto balasto-lámpara se obtiene el
índice de eficiencia energética correspondiente.
2.8.7.- Calendario
Las fechas límite para instalar en la Unión Europea balastos de un determinado índice de eficiencia energética se
muestran en la siguiente tabla:
EEI
D
C
B1 y B2
Fecha límite
21/05/2002
21/11/2005
No hay fecha límite
47
DOSSIER TÉCNICO
2.8.8.- Tablas para clasificar el conjunto balasto-lámpara
Cuando un balasto esté destinado a una lámpara que se halla entre dos valores indicados en el cuadro siguiente, la
potencia máxima de entrada del circuito balasto-lámpara se calculará mediante interpolación lineal entre los dos
valores de potencia máxima de entrada correspondientes a las dos potencias de lámpara más próximas indicadas en
el cuadro.
Potencia de lámpara
Lineal
Tipo de lámpara
T
Compacta 2 tubos
TC-L
Compacta 4 tubos plana
TC-F
Compacta 4 tubos
TC-D
TC-DE
Compacta 6 tubos
TC-T
TC-TE
48
CLASE EEI
Código IIcos
A1
A2
A3
B1
B2
C
FD-15-E-G13-26/450
FD-18-E-G13-26/600
FD-30-E-G13-26/900
FD-36-E-G13-26/1200
FD-38-E-G13-26/1047
FD-58-E-G13-26/1500
FD-70-E-G13-26/1800
9W
10,5W
16,5W
19W
20W
29,5W
36W
≤ 16W
≤ 19W
≤ 31W
≤ 36W
≤ 38W
≤ 55W
≤ 68W
≤ 18W
≤ 21W
≤ 33W
≤ 38W
≤ 40W
≤ 59W
≤ 72W
≤ 21W
≤ 24W
≤ 36W
≤ 41W
≤ 43W
≤ 64W
≤ 77W
≤ 23W
≤ 26W
≤ 38W
≤ 43W
≤ 45W
≤ 67W
≤ 80W
≤ 25W
≤ 28W
≤ 40W
≤ 45W
≤ 47W
≤ 70W
≤ 83W
16 W
22 W
32 W
40 W
55 W
FSD-18-E-2G11
FSD-24-E-2G11
FSD-36-E-2G11
FSDH-40-L/P-2G11
FSDH-55-L/P-2G11
10,5W ≤ 19W ≤ 21W ≤ 24W ≤ 26W ≤ 28W > 28W
13,5W ≤ 25W ≤ 27W ≤ 30W ≤ 32W ≤ 34W > 34W
19W ≤ 36W ≤ 38W ≤ 41W ≤ 43W ≤ 45W > 45W
≤ 44W ≤ 46W
≤ 59W ≤ 63W
18 W
24 W
36 W
16 W
22 W
32 W
FSS-18-E-2G10
FSS-24-E-2G10
FSS-36-E-2G10
10,5W ≤ 19W ≤ 21W ≤ 24W ≤ 26W ≤ 28W > 28W
13,5W ≤ 25W ≤ 27W ≤ 30W ≤ 32W ≤ 34W > 34W
19W ≤ 36W ≤ 38W ≤ 41W ≤ 43W ≤ 45W > 45W
10 W
13 W
18 W
26 W
9,5 W
12,5 W
16,5 W
24 W
FSQ-10-E/I-G24 q/d = 1
FSQ-13-E/I-G24 q/d = 1
FSQ-18-E/I-G24 q/d = 2
FSQ-26-E/I-G24 q/d = 3
6,5W
8W
10,5W
14,5W
18 W
26 W
16 W
24 W
32 W
42 W
FSM-18-E/I-GX24 q/d = 2
FSM-26-E/I-GX24 q/d = 3
FSMH-32-L/P-GX24 q = 4
FSMH-42-L/P-GX24 q = 4
10,5W ≤ 19W
14,5W ≤ 27W
≤ 36W
≤ 46W
50Hz
15 W
18 W
30 W
36 W
38 W
58 W
70 W
HF
13,5 W
16 W
24 W
32 W
32 W
50 W
60 W
18 W
24 W
36 W
≤ 11W
≤ 14W
≤ 19W
≤ 27W
≤ 13W
≤ 16W
≤ 21W
≤ 29W
≤ 14W
≤ 17W
≤ 24W
≤ 32W
≤ 16W
≤ 19W
≤ 26W
≤ 34W
≤ 18W
≤ 21W
≤ 28W
≤ 36W
> 25W
> 28W
> 40W
> 45W
> 47W
> 70W
> 83W
> 18W
> 21W
> 28W
> 36W
≤ 21W ≤ 24W ≤ 26W ≤ 28W > 28W
≤ 29W ≤ 32W ≤ 34W ≤ 36W > 36W
≤ 39W
≤ 49W
DOSSIER TÉCNICO
Potencia de lámpara
50Hz
Compacta 2D
TC-DD
TC-DDE
GR8
A1
HF
10 W
9W
16 W
14 W
21 W
19 W
28 W
25 W
38 W
34 W
55 W
CLASE EEI
Código IIcos
FSS-10-E-GR10q
FSS-10-L/P/H-GR10q
FSS-16-I-GR8 / FSS-16-E-GR10q
FSS-16-L/P/H-GR10q
FSS-21-E-GR10q
FSS-21-L/P/H-GR10q
FSS-28-1-GR8 / FSS-28-E-GR10q
FSS-28-L/P/L-GR10q
FSS-38-E-GR10q
FSS-38-L/P/L-GR10q
FSS-55-E-GRY10q = 3
FSS-55-L/P/L-GRY10q = 3
A2
A3
B1
B2
C
D
6,5W ≤ 11W ≤ 13W ≤ 14W ≤ 16W ≤ 18W > 18W
8,5W ≤ 17W ≤ 19W ≤ 21W ≤ 23W ≤ 25W > 25W
12W ≤ 22W ≤ 24W ≤ 27W ≤ 29W ≤ 31W > 31W
15,5W ≤ 29W ≤ 31W ≤ 34W ≤ 36W ≤ 38W > 38W
20W ≤ 38W ≤ 40W ≤ 43W ≤ 45W ≤ 47W > 47W
≤ 59W ≤ 63W
49
Descarga (H.I.D.)
DOSSIER TÉCNICO
3.1.- GENERALIDADES
Las lámparas de alta intensidad de descarga poseen un tubo de descarga de dimensiones mucho más reducidas que
las lámparas fluorescentes, y trabajan a presiones y densidades de corriente superiores. Su evolución y amplia
aplicación se debe a que:
- Tienen un elevado rendimiento lumínico (mayor cantidad de lúmenes por vatio de potencia consumida).
- Proporcionan una fuente luminosa compacta, que permite un buen control de la luz con el uso de luminarias
con reflectores adecuados.
En función del elemento principal que caracteriza la mezcla de gas y la presión en el tubo de descarga, las lámparas
de alta intensidad de descarga se clasifican como:
- Lámparas de vapor de mercurio a alta presión.
- Lámparas de vapor de sodio a alta presión.
- Lámparas de halogenuros metálicos (o de mercurio con aditivos metálicos).
- Lámparas de vapor de sodio a baja presión.
Estas lámparas, como todas las de descarga, presentan una impedancia al paso de la corriente que disminuye a
medida que ésta aumenta, por lo que no pueden ser conectadas directamente a la red de alimentación sin una
reactancia que controle la intensidad de corriente que circula por ellas.
La mayoría de las lámparas de alta intensidad de descarga necesitan dispositivos (reactancias autotransformadoras
o arrancadores) que les proporcionen la tensión de encendido necesaria. Sin embargo, algunas de ellas, como las de
vapor de mercurio, poseen electrodos auxiliares que les permite encender con tensiones de red de 220V ó superiores
sin necesidad de arrancador.
3.2.- LÁMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO
3.2.1.- Constitución
Están formadas por un tubo interior, normalmente de cuarzo, capaz de soportar las elevadas temperaturas ocasionadas
por el arco de descarga. En su interior hay mercurio y pequeñas cantidades de gases nobles a una presión de entre
1 y 10 atmósferas.
En los extremos del tubo se encuentran los electrodos de wolframio impregnados de sustancia emisora de electrones.
Próximo a uno de los electrodos hay un tercer electrodo auxiliar de encendido, conectado a través de una resistencia
óhmica de alto valor.
La ampolla exterior es de vidrio duro, resistente a los cambios bruscos de temperatura, que sirve para aislar térmicamente
el tubo de descarga y para proteger las partes metálicas de la oxidación.
Interiormente está recubierta de una sustancia fluorescente encargada de convertir en visible la radiación ultravioleta
generada por el arco.
Casquillo
Resistencia Ohmica
Tubo de cuarzo
Electrodo principal
Ampolla con
capa fluorescente
Ampolla exterior
53
DOSSIER TÉCNICO
3.2.2.- Funcionamiento
El principio de funcionamiento de las lámparas de vapor de mercurio a alta presión es similar al de las lámparas
fluorescentes, pero el gas en el interior del tubo de descarga se encuentra a mayor presión.
La tensión mínima necesaria para el encendido de la lámpara y asegurar su funcionamiento estable es de 198 V. Así
en redes de 230-240V la reactancia puede ser una impedancia en serie, tipo choque. Pero si la tensión de línea es
inferior (110-150V) se necesitan reactancias del tipo autotransformador, que proporcionen la tensión necesaria para
el arranque y funcionamiento estable.
Conexión típica de una lámpara de vapor de mercurio a alta presión
Al conectar la lámpara a través de la reactancia, se produce inicialmente una descarga entre el electrodo principal y
el auxiliar de encendido, que se encuentran muy próximos, lo que ioniza el argón, haciéndolo conductor y estableciendo
el arco entre los dos electrodos principales. El calor generado por esta descarga vaporiza el mercurio en el interior
de la ampolla, actuando como conductor principal.
A medida que aumenta la temperatura en el tubo de descarga, aumenta la presión del vapor de mercurio y con ella
la potencia y flujo luminoso emitido. Alcanzará los valores nominales de régimen al cabo de 4 o 5 minutos.
Al apagar la lámpara, la elevada presión interior no permite su reencendido. Al cabo de unos minutos, se habrá enfriado
lo suficiente reestableciéndose las condiciones iniciales (ver apartado 6, página 105).
3.2.3- Características
Las variaciones de la tensión de red influyen notablemente en la corriente, el flujo luminoso y la potencia en la lámpara,
permaneciendo más estable la tensión en la lámpara.
%
130
120
110
100
VI
II
WI
80
Φ
90
70
92
96
100
104
108
Vred (%)
Efecto de las fluctuaciones de tensión de red sobre la Tensión (VL), Corriente (IL), Potencia (WL) y Flujo luminoso (φ)
en las lámparas de vapor de mercurio a alta presión.
54
DOSSIER TÉCNICO
La eficacia lumínica de estas lámparas se encuentra entre los 40 y los 60 lúmenes por vatio consumido por la lámpara,
y el índice de rendimiento de color es de 40 a 45 normalmente.
Su espectro cromático no contiene radiaciones rojas, recorriendo la zona visible violeta, azul, verde y amarilla, aunque
existen lámparas con aditivos añadidos que obtienen un espectro más completo, conocidas como de “color corregido”.
3.2.4.- Aplicaciones
Su aplicación se mantiene para instalaciones de alumbrado de naves industriales, hangares, parques y jardines, siendo
progresivamente sustituida por las lámparas de vapor de sodio alta presión en alumbrado viario y por las lámparas
de halogenuros metálicos en alumbrado industrial.
3.2.5.- Tipos
En la siguiente tabla se muestran las principales lámparas de vapor de mercurio a alta presión.
CASQUILLO
LÁMPARAS
TIPO
SIGLAS
ILCOS
E-27
QG
E-27
QR
HG
E-40
QR
E-27
QE/QC
E-40
QE/QC
POTENCIA
(W)
TENSIÓN DE
LÁMPARA (V)
CORIENTE DE
LÁMPARA (A)
50
80
125
250
400
700
1000
95
115
125
130
135
140
145
0.61
0.80
1.15
2.15
3.25
5.40
7.50
3.3.- LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO A ALTA PRESIÓN
3.3.1.- Constitución
Estas lámparas están formadas por un tubo de descarga de óxido de aluminio capaz de resistir temperaturas de
1000°C y la acción química del vapor de sodio a esas temperaturas, y que permite transmitir el 90% de la luz
visible producida por la descarga eléctrica en su interior.
Este tubo está cerrado mediante tapones de corindón sintético, en los que se apoyan los electrodos.
En su interior se encuentra una amalgama de sodio y mercurio en atmósfera de xenón a alta presión.
El tubo de descarga se aloja en el interior de una ampolla de vidrio duro, resistente a la intemperie, que le sirve de
protección y aislamiento eléctrico.
Casquillo
Ampolla exterior
clara
Tubo de descarga
de óxido de aluminio
sinterizado
55
DOSSIER TÉCNICO
3.3.2.- Funcionamiento
La luz es obtenida por la emisión generada en el choque de los electrones libres contra los átomos del gas del tubo
de descarga. Estos choques excitan a los electrones que pasan a órbitas de más energía. En su retorno a su órbita
se produce la emisión de fotones y la consecuente generación de radiación lumínica.
Para el encendido de estas lámparas, debido a la elevada presión de los gases en el interior del tubo de descarga, es
preciso aplicar tensiones muy superiores a la de la red, siendo necesario el uso de reactancias especiales o arrancadores.
Conexiones típicas de una lámpara de vapor de sodio a alta presión
Al conectar la lámpara a través de la reactancia, se produce una descarga inicial en la atmósfera de gas auxiliar (xenónneón) y comienza el calentamiento de la lámpara por acción del arco eléctrico, que va fundiendo y evaporando el
sodio metálico y comienza la emisión de luz.
El periodo de arranque dura entre 5 y 7 minutos, tras el cual, las lámparas alcanzan su flujo luminoso nominal.
Al apagar la lámpara, la elevada presión interior no permite su reencendido hasta que al enfriarse, al cabo de unos
minuto, se restablecen las condiciones iniciales. Para un reencendido inmediato en caliente es necesario usar
arrancadores especiales.
Las lámparas de vapor de sodio alta presión deben trabajar dentro de unos límites de potencia y tensión de arco que
configuran un trapecio.
Potencia
de lámpara
Característica
de la lámpara
Potencia máx.
Punto óptimo
de funcionamiento
Potencia
nominal
Característica de
la reactancia
Potencia mínima
Tensión
de lámpara
Tensión
mínima
56
Tensión nominal
Tensión
máxima
DOSSIER TÉCNICO
Para que una reactancia cumpla con los requisitos de las lámparas de vapor de sodio a alta presión es necesario que
su curva característica pase lo más cerca posible del punto óptimo de funcionamiento (potencia nominal-tensión de
arco nominal) y que, además, corte a las líneas de tensión máxima y mínima en puntos comprendidos entre los límites
de potencia máxima y mínima, entre las que debe permanecer la curva característica a lo largo de toda la variación
que experimenta el voltaje de la lámpara durante su vida útil.
Cada potencia de lámpara posee un paralelogramo específico según norma EN-60662.
3.3.3.- Características
Las variaciones de la tensión de red influyen notablemente en la tensión, la corriente, el flujo luminoso y la potencia
en la lámpara.
%
130
120
110
100
90 IL
VL
80 WL
Φ
70
92
96
100
104 108
Vred (%)
Efecto de las fluctuaciones de tensión de red sobre la Tensión (VL), Corriente (IL), Potencia (WL) y Flujo luminoso (0) en las lámparas
de vapor de sodio alta presión
Como contraste con las otras lámparas de descarga, es una fuente de luz con una característica de corriente-tensión
de arco positiva, es decir, aumentos de corriente en lámpara suponen aumentos de la tensión en el tubo de descarga
y de la potencia y viceversa.
La eficacia lumínica de estas lámparas se encuentra entre los 80 y los130 lúmenes por vatio consumido por la lámpara
y el índice de rendimiento de color es de 30 a 50 normalmente.
La vida de estas lámparas se ve muy afectada por las variaciones de la tensión de red, por lo que ésta no debe diferir
más del 5% de la tensión nominal de la reactancia.
Su espectro cromático es predominantemente amarillo anaranjado, aunque en los últimos años se han obtenido
espectros más completos.
Admiten cualquier posición de funcionamiento.
3.3.4.- Aplicaciones
Su aplicación más generalizada es en alumbrado viario, naves industriales con poca exigencia en reproducción de
colores, estacionamientos abiertos, fachadas, monumentos, etc.
3.3.5.- Tipos
En la siguiente tabla se muestran las principales lámparas de vapor de sodio a alta presión.
57
DOSSIER TÉCNICO
CASQUILLO
LÁMPARAS
TIPO
SIGLAS
ILCOS
RX 7s
SD
Fc-2
SD
ST
E-40
HPS
Na
E-27
SE / SC
E-40
SE / SC
PG-12
ST
POTENCIA
(W)
TENSIÓN DE
LÁMPARA (V)
CORIENTE DE
LÁMPARA (A)
50
70
100
150
250
400
600
1000
SDW 35
SDW 50
SDW 100
SDX 50
SDX 100
SDX 150
SDX 250
SDX 400
90
90
100
100
100
105/100
105
110
96
92
98
45
80
100
100
100
0.76
1.00
1.20
1.80
3.00
4.45/4.60
6.20
10.30
0.48
0.76
1.30
1.32
1.53
1.90
3.10
4.70
3.4.- LÁMPARAS DE HALOGENUROS METÁLICOS
3.4.1.- Constitución
Las lámparas de halogenuros metálicos son similares a las de vapor de mercurio, diferenciandose en que, además
de mercurio, contienen yoduros metálicos, como disprosio, holmio, indio, tulio, sodio, escandio, etc., con los que se
obtienen mayores rendimientos lumínicos y, sobre todo, una mejor reproducción cromática.
El tubo de descarga es de cristal de cuarzo o cerámico, con un electrodo de wolframio en cada extremo, recubierto
de un material emisor de electrones.
El bulbo exterior es de vidrio duro y sirve de aislamiento eléctrico y térmico. En algunos tipos, se encuentra recubierto
de una capa fluorescente similar a la de las lámparas de mercurio, pero en este caso la influencia de este recubrimiento
es escasa.
CASQUILLO
AMPOLLA EXTERIOR
CLARA
TUBO DE DESCARGA
3.4.2.- Funcionamiento
La luz es obtenida por la descarga eléctrica generada como consecuencia de la diferencia de potencial que establecemos
entre los electrodos, que provocan un flujo de electrones que atraviesa el gas, excitando los átomos de los diversos
elementos con que hemos enrarecido el gas del tubo de descarga. Así, dependiendo del ioduro excitado obtendremos
radiaciones de colores que compondrán un espectro mucho más amplio que el de las lámparas de mercurio.
Aunque sus condiciones de funcionamiento son similares a las de las lámparas de mercurio, la adición de aditivos
metálicos hace necesaria una tensión de encendido superior a la suministrable por la red de alimentación, por lo que
necesitan un arrancador que proporcione la tensión necesaria para el encendido de las lámparas.
58
DOSSIER TÉCNICO
Conexiones típicas de una lámpara de halogenuros metálicos
El periodo de arranque es de 3 a 5 minutos, hasta que la lámpara da el flujo luminoso previsto y el de reencendido
de 10 a 20 minutos, dependiendo del tipo de luminaria y de la potencia de la lámpara. Para el reencendido instantáneo
en caliente es necesario utilizar arrancadores especiales.
3.4.3.- Características
Las variaciones de la tensión de red influyen notablemente en la corriente, el flujo luminoso y la potencia en la lámpara,
permaneciendo más estable la tensión en la lámpara.
%
130
120
110
100
VL
90
IL
WL
80 Φ
70
92
96
100
104
108
Vred (%)
Efecto de las fluctuaciones de tensión de red sobre la Tensión (VL), Corriente (IL), Potencia (WL) y Flujo luminoso (φ) en las lámparas
de halogenuros metálicos.
La eficacia lumínica de estas lámparas se encuentra entre los 60 y los 95 lúmenes por vatio consumido por la lámpara
y el índice de rendimiento de color es de 65 a 85 normalmente.
Estas lámparas son más sensibles a las variaciones de la tensión de red que otras de descarga, no debiendo diferir
más del 3% del valor nominal, ya que, además de afectar a la duración de la lámpara, varía el rendimiento de color
de la misma.
Su espectro cromático es el más completo de las lámparas de descarga comúnmente utilizadas.
3.4.4.- Aplicaciones
Sus aplicaciones son amplias, centrándose en usos como alumbrado de proyección, estadios deportivos, retransmisiones
de televisión, estudios de cine, monumentos, como iluminación de trabajo en naves industriales (en detrimento del
mercurio), parques y jardines, como iluminación decorativa interior en escaparates, centros comerciales, etc.
3.4.5.- Tipos
En la siguiente tabla se muestran las principales lámparas de halogenuros metálicos.
59
DOSSIER TÉCNICO
CASQUILLO
LÁMPARAS
TIPO
SIGLAS
ILCOS
G-12
MT
PG-12
MT
Rx 7s
MD
MD
Fc-2
E-40
MH/Hgl
MT
E-40
MT
E-40
MT
E-27
ME / MC
E-40
ME / MC
POTENCIA
(W)
TENSIÓN DE
LÁMPARA (V)
CORIENTE DE
LÁMPARA (A)
35
70
100
150
175
250
250
400
400
1000
1000
2000/220
2000/380
2000/380
95
95
95
100
95
100
125
125
121
130
120
135
245
245
0.53
0.98
1.15
1.80
1.50
3.00
2.10
3.40
4.00
8.25
9.50
16.00
8.80
10.30
Para lámparas de una misma potencia, puede ser necesario distinto equipo, ya que pueden tener características
eléctricas diferentes por no estar todavía normalizadas. Por ello, debe tenerse muy en cuenta los parámetros de cada
lámpara para seleccionar la reactancia adecuada.
En este aspecto, debe prestarse especial atención en las potencias de 250, 400 y 1000W para 230V de tensión
de red y en las de 2000W en 380-400V.
3.5.- LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO A BAJA PRESIÓN
3.5.1.- Constitución
Constructivamente, están formadas por un tubo interior de vidrio especial en forma de U en el que se produce la
descarga, alojado dentro de una ampolla tubular de vidrio en la que se ha practicado el vacío, que lo protege
mecánicamente y lo aísla térmicamente, y que está recubierta en su interior de una capa reflectante de óxido de
estaño para reflejar las radiaciones infrarrojas que se producen en la descarga, lo que aumenta el rendimiento de
estas lámparas al reducir la energía utilizada en mantener caliente el vapor de sodio.
El interior del tubo de descarga contiene una atmósfera de sodio vaporizado a muy baja presión y está relleno de gas
neón para favorecer el encendido.
El tubo en forma de U contiene unas cavidades que favorecen la concentración del sodio al enfriarse, ya que se
condensa en ellas favorece su vaporización a la menor temperatura posible.
En los extremos del tubo se encuentran dos electrodos ó filamentos de wolframio sobre los que se ha depositado
un material emisor de electrones.
Casquillo
Electrodos
Puntos de
condensación del sodio
Ampolla exterior
60
DOSSIER TÉCNICO
3.5.2.- Funcionamiento
Al conectar la lámpara se produce una descarga a través del gas neón, lo que hace que, inicialmente, emitan una luz
rojiza característica de este gas. El calor generado por esta descarga vaporiza lentamente el sodio y la luz va haciéndose
más amarilla.
Este proceso es lento y se va acelerando a medida que se evapora el sodio, transcurriendo de 10 a 15 minutos hasta
alcanzar sus valores nominales y su máximo flujo.
La tensión de encendido de estas lámparas se eleva por encima de 350V, hasta unos 600V según tipos, por lo que
es preciso un aparato de alimentación que, además de controlar la intensidad, eleve la tensión de red al valor necesario,
utilizándose para esto, reactancias autotransformadoras.
Algunas potencias de lámpara, cuya tensión de funcionamiento es inferior a la tensión de red, permiten la utilización
de sistemas híbridos, reactancia de choque en lugar de autotransformador y arrancador electrónico que genere los
impulsos de tensión para el encendido.
El tiempo de reencendido es del orden de unos minutos, dependiendo en gran medida del tipo de luminaria, por la
refrigeración que permita ésta a la lámpara.
3.5.3.- Características
Las variaciones de la tensión de red influyen notablemente en la tensión y corriente de la lámpara, permaneciendo
estables tanto el flujo luminoso como la potencia en ella.
%
130
VL
120
110
100
Φ
90
WL
80
70
IL
92
96
100
104
108
Vred (%)
Efecto de las fluctuaciones de tensión de red sobre la Tensión (VL), Corriente (IL), Potencia (WL) y Flujo luminoso (φ) en las lámparas
de vapor de sodio a baja presión.
Las lámparas de vapor de sodio a baja presión generan una radiación monocromática de color amarillo característico,
en la zona del espectro visible para la que el ojo humano tiene mayor sensibilidad.
Permiten una gran agudeza visual y muy buena percepción de contrastes, aunque su monocromatismo proporciona
un rendimiento de color muy malo, lo que impide distinguir los colores de los objetos iluminados con esta luz.
La eficacia lumínica de estas lámparas es muy elevada, entre 160 y 180 lm/W.
Son lámparas muy estables, manteniendo el flujo luminoso a lo largo de su vida.
Tienen una posición de funcionamiento concreta según el tipo de lámpara.
61
DOSSIER TÉCNICO
3.5.4.- Aplicaciones
Estas lámparas se instalan para aplicaciones muy específicas, en las que se prefiera un buen rendimiento lumínico
y el contraste visual dejando en un segundo plano las exigencias de reproducción cromática. Muy utilizadas en
alumbrado de túneles, puertos, autopistas, zonas de niebla, como alumbrado de seguridad en polígonos industriales
y grandes áreas, así como refuerzo de alumbrado ornamental y monumentos.
3.5.5.- Tipos
En la siguiente tabla se muestran las principales lámparas de vapor de sodio a baja presión.
CASQUILLO
BY 22d
LÁMPARAS
TIPO
SBP
SIGLAS
ILCOS
POTENCIA
(W)
TENSIÓN DE
LÁMPARA (V)
CORIENTE DE
LÁMPARA (A)
LS / LSE
18
35
55
90
135
180
57
70
109
112
164
245
0.35
0.60
0.59
0.94
0.95
0.91
3.6.- IDENTIFICACIÓN DE LAS LÁMPARAS
Como solución a la dificultad en la identificación de cada tipo de lámpara según el fabricante, se está implantando
el sistema ILCOS (Internacional Lamp Coding System), expuesto en la publicación de la norma CEI 1239 de 1993,
que permite una definición de la lámpara independientemente del fabricante de la misma.
Las siglas que identifican a cada lámpara son las siguientes:
62
Q
QT
QE
QC
QG
QR
QB
QBR
Lámparas de vapor de mercurio a alta presión.
Lámpara Tubular clara.
Lámpara Elíptica difusa.
Lámpara elíptica Clara.
Lámpara Globular.
Lámpara Reflector.
Lámpara con Balasto.
Lámpara con Balasto y Reflector.
S
ST
SE
SC
SD
SR
S-Q
S-M
S-H
S-T
Lámparas de vapor de sodio a alta presión.
Lámpara Tubular clara.
Lámpara Elíptica difusa.
Lámpara elíptica Clara.
Lámpara con Doble portalámparas.
Lámpara Reflector.
Lámpara para equipo de vapor de mercurio.
Lámpara de color Mejorado.
Lámpara de alto rendimiento.
Lámpara de doble tubo de descarga.
M
MT
ME
MC
MR
MD
MN
Lámparas de halogenuros metálicos.
Lámpara Tubular clara.
Lámpara Elíptica difusa.
Lámpara elíptica Clara.
Lámpara Reflector.
Lámpara con Doble portalámparas.
Doble portalámparas sin ampolla exterior.
L
Lámparas de vapor de sodio a baja presión.
DOSSIER TÉCNICO
LS
LD
LSE
Lámpara Simple portalámparas.
Lámpara con Doble portalámparas.
Simple portalámparas del tipo E.
3.7.- EFECTOS DE LAS LÁMPARAS ENVEJECIDAS
3.7.1.- Encendidos y apagados sucesivos
Las lámparas de descarga tienen una tensión de arco con una forma de onda cuadrada y en fase con la corriente que
las recorre.
Cuando el sentido de la corriente se invierte en la lámpara, la tensión de arco de la misma se hace un poco más
elevada que en el resto del semiperiodo. A este valor instantáneo de la tensión de arco se le denomina tensión de
reencendido.
La tensión de reencendido de la lámpara debe ser en todo momento menor que el valor instantáneo de la tensión de red,
ya que de ser mayor, la lámpara se apaga al necesitar en ese momento más tensión de la que la red le puede suministrar.
Vred
Vr
VL
IL
Vr= Tensión de reencendido
VL= Tensión de arco de lámpara
VL= Corriente en lámpara
Este hecho puede observarse en lámparas de vapor de sodio a alta presión y las de halogenuros metálicos envejecidas,
ya que van aumentando la tensión de arco a lo largo de su vida útil llegando un momento en la que la tensión de
reencendido es mayor que la de la red.
Se observa entonces un comportamiento cíclico de apagados y encendidos de las lámparas. Tras el encendido, la
tensión de lámpara va aumentando durante el periodo de estabilización llegando un momento en el que el valor de
la tensión de reencendido es mayor que el de la red por lo que la lámpara se apaga. Minutos después, tras el enfriamiento
de ésta, se enciende de nuevo para repetir el proceso.
Es normal que este fenómeno sea más acentuado a primeras horas de la tarde ya que la tensión de red es inferior
a los 230V nominales, sin embargo, a altas horas de la noche, cuando la tensión de red sube por encima de su
valor nominal, puede que la lámpara no se llegue a apagar.
Además hay que tener en cuenta que las lámparas funcionando dentro de luminarias cerradas, incrementan su
temperatura, lo que supone un aumento de la tensión de arco entre 5 y 12V. Por este motivo, puede ocurrir que
una lámpara agotada no se apague al ser probada fuera de la luminaria, debido a que a temperatura ambiente disminuye
la tensión de arco y por lo tanto también su tensión de reencendido.
El uso de arrancadores temporizados evita este problema, ya que terminada la temporización, las lámparas permanecen
apagadas, hasta un nuevo ciclo de encendido diario (ver apartado 3.10.3 c).
3.7.2.- Radiointerferencias
Al utilizar lámparas viejas o defectuosas, el arrancador funciona continuamente lo cual puede ser una fuente de
radiointerferencias.
63
DOSSIER TÉCNICO
El uso de arrancadores temporizados minimiza este problema, ya que terminada su temporización dejan de dar
impulsos y las lámparas permanecen apagadas.
3.7.3.- Decrecimiento el flujo luminoso
El tiempo de funcionamiento y el número de encendidos y apagados de las lámparas de alta intensidad de descarga,
producen la erosión de los cátodos y determinan la vida y el flujo luminoso de éstas.
Al final de la vida de las lámparas, debido a la erosión de los cátodos, se hace evidente una disminución del flujo luminoso.
3.7.4.- Efecto rectificador
El efecto rectificador es un fenómeno que pueden producir las lámparas de descarga de forma transitoria en el
encendido y de forma permanente al final de su vida.
Al final de la vida de las lámparas, debido al envejecimiento de los electrodos y a la pérdida de estanqueidad del
quemador, se origina una corriente de lámpara unidireccional pulsada tal y como se muestra en la siguiente figura.
lp: 7,9 A.
Valor eficaz
de la corriente
lef = 5 A
0.750 A.
Oscilograma de la corrienteunidireccional (efecto rectificador) en una lámpara de 150W
Al tratarse de una corriente pulsante ó unidireccional, la impedancia que presenta la reactancia es muy baja, por lo
que el valor de la corriente es mucho mayor que el nominal de la lámpara.
Esta situación ocasiona peligrosos calentamientos en las reactancias y en los arrancadores independientes, que
pueden poner en peligro la seguridad del equipo.
Para prevenir este problema, las lámparas deben ser reemplazadas según la expectativa de vida indicada por el
fabricante y los equipos deben llevar alguna protección contra estas sobrecargas.
La norma de luminarias EN 60598 exige que se disponga de una protección térmica frente a este comportamiento
anormal de la lámpara.
La protección puede consistir en un fusible térmico externo o en el uso de reactancias con protección térmica
incorporada, que desconecten el equipo y la lámpara ante esta anomalía, protegiendo todo el circuito hasta que la
lámpara sea repuesta.
Reactancia con protección térmica y arrancador de tipo independiente
64
DOSSIER TÉCNICO
A continuación, se muestra una tabla donde se indica por tipo y fabricante, las lámparas que pueden producir
efecto rectificador y por lo tanto en las que el equipo debe llevar protección térmica.
EN60598-1 – Protección de luminarias
Sodio Alta Presión
HPS hasta 600W
Mercurio
Reposición
1000W HPS
Otras HPS
Protección
de luminaria
requerida
para el efecto
rectificador
GE Philips Osram SLI -
Lucalox Standard, HO, TD, Superlife
SON T, E, I, Comfort, Plus
NAV Std. & Super, NAV 4Y Std. & Super, Plantastar
SHP Standard, Super, TwinArc, Standby, MF
GE Philips Osram SLI -
Lucalox E-Z Lux
SON - H
NAV 'Plug-in'
SHX, EcoArc
NO
GE Philips Osram SLI -
Lucalox 1000W
SON 1000W
NAV 1000W
SHP-T 1000W
NO
GE Philips Osram SLI -
White SON
Citylight DS
NO
Halogenuros Metálicos
Para aplicaciones GENERALES
Cerámicas
Cuarzo
Cuarzo
Nota: SOLO aplica a lámparas con ampolla exterior
SI
Protección
de luminaria
requerida
para el efecto
rectificador
GE Philips Osram SLI -
CMH (20W – 400W)
CDM (35W – 150W)
HCI (Powerball & Powerstar) (todas las potencias)
CMI (35W – 150W)
SI
GE Philips Osram SLI -
Arcstream (70W – 150W)
MHN, MHW (70W – 250W)
HQI < 1000W
HSI-T (70W – 150W), HSI-TD (70W – 250W),
HSI-T 6K and 10K (250W – 400W), HSI-MP (70W – 150W)
SI
GE Philips Osram SLI -
Arcstream (250W – 400W), KolorArc, Multi-vapour
HPI (250W – 2000W)
HQI >= 1000W
BriteSpot (35W), HSI-(T)HX (250W – 400W),
Britelux HSI-(T)SX (250W – 400W), HSI-T (1000W – 2000W)
Halogenuros Metálicos
Para aplicaciones ESPECIALES
GE Philips Osram SLI -
Nota: SOLO aplica a lámparas con ampolla exterior
Sportlight, CSI PAR64, CID PAR64, CSR
MSR (125W – 12000W), MSD (200W – 1200W)
HMI 200W/SE, HMI 400W/SE – 12000W/SE, HMP SE, HSR, HSD
BA, BS, BF, BT (125W - 12000W)
NO
Protección
de luminaria
requerida
para el efecto
rectificador
NO
Nota: Lo declarado en la tabla solo refleja las recomendaciones de los fabricantes a los que se hace referencia
65
DOSSIER TÉCNICO
3.8.- REACTANCIAS ELECTROMAGNÉTICAS PARA LÁMPARAS DE ALTA INTENSIDAD
DE DESCARGA
Son impedancias inductivas, compuestas principalmente por bobinas de hilo de cobre y núcleos de hierro, que
suministran la corriente de arranque, proporcionan la tensión para el encendido, y limitan la corriente que circula
por las lámparas.
3.8.1.- Tipos de reactancias electromagnéticas
a) Reactancia de choque
Este tipo de reactancia inductiva, también conocida con el nombre de reactancia serie o simple impedancia, esta
formada por una bobina con su núcleo magnético, que se conecta eléctricamente en serie con la lámpara y puede
ir acompañada, en caso de ser necesario, de arrancadores para el encendido.
Ejemplos de reactancia de choque
Esta reactancia es económica y ligera, con dimensiones y pérdidas reducidas, siendo el sistema más comúnmente
utilizado cuando la tensión de red es suficiente para arrancar y mantener estable el arco de la lámpara.
Constituye un conjunto de bajo factor de potencia que debe ser corregido colocando un condensador en paralelo con la red.
Debido a que la vida de la lámpara se ve afectada ante las fluctuaciones de la tensión de red, este tipo de reactancias
es adecuado siempre que se utilice dentro de los márgenes de tensión para los que está diseñada.
b) Reactancia autotransformadora
Cuando la tensión de red no es suficiente para asegurar el arranque y funcionamiento estable de la lámpara, se hace
necesario un sistema que la eleve hasta el valor adecuado.
La forma más sencilla de conseguirlo es mediante un autotransformador y una reactancia de choque normal, que es
eléctricamente correcto, pero resulta un poco voluminoso.
Un sistema alternativo lo constituyen las denominadas reactancias de autotransformador de dispersión, formadas
por dos devanados desacoplados magnéticamente, de forma que hacen la función de autotransformador para
elevar la tensión y a la vez de reactancia, controlando la corriente en lámpara.
Ejemplo de reactancia autotransformadora
Constituye un conjunto de bajo factor de potencia que debe ser corregido colocando un condensador en paralelo con
la red, que, en caso de tensiones bajas, son de mayor capacidad que los necesarios con reactancias de choque.
c) Reactancia autorreguladora
La reactancia autorreguladora combina un autotransformador con un circuito regulador. Debido a que una parte del
bobinado primario es común con el secundario, su tamaño es reducido. Puesto que sólo el bobinado secundario
contribuye a una buena regulación, el grado de ésta depende de la porción de tensión primaria acoplada al secundario.
66
DOSSIER TÉCNICO
Ejemplo de reactancia autorreguladora
Sus principales ventajas son:
- Buena regulación de corriente y potencia de la lámpara frente a las variaciones de tensión de red.
- Aumento de la vida de la lámpara, y reducción de los costos de mantenimiento de la instalación como
consecuencia de lo anterior.
- La corriente de arranque en red no es muy superior a la de funcionamiento nominal, por lo que los sistemas
de protección y los circuitos de alimentación se pueden dimensionar para una corriente menor que para
instalaciones con reactancias de choque.
- El factor de potencia se mantiene por encima del 0,9 independientemente de la tensión de red.
- Permite variaciones de la tensión de red superiores a lo habitual sin que se produzcan apagados de la lámpara,
debido a la gran estabilización que proporcionan estas reactancias.
ELT dispone en su catálogo de reactancias autorreguladas para lámparas de sodio alta presión y para lámparas de
halogenuros metálicos de tipo americano, especialmente indicadas para instalaciones con grandes variaciones o bajas
tensiones de red.
d) Reactancias de ahorro de energía. Doble nivel de potencia
Son reactancias que permiten reducir el nivel de iluminación sin una disminución importante de la visibilidad, pero
con un ahorro energético considerable.
Importancia de la reducción de potencia
Reducir la potencia de las lámparas de descarga de alta presión cuando es posible, proporciona grandes ventajas
económicas y ecológicas ya que se obtiene un importante ahorro energía y una mejor conservación de los recursos
naturales.
Funcionamiento
Los equipos de doble nivel de potencia basan su funcionamiento en un aumento de la impedancia nominal de la
reactancia con lo que se consigue una reducción de potencia.
Para ello se utilizan reactancias especiales con dos tomas, que permiten conmutar entre la impedancia nominal y una
impedancia mayor.
Inicialmente estas reactancias dan los valores nominales de la lámpara, obteniéndose el flujo nominal previsto en
la misma. Este estado se denomina nivel máximo o primer nivel.
En el momento deseado o transcurrido un tiempo determinado, se conmuta a la toma de mayor impedancia,
reduciéndose la corriente en lámpara, y como consecuencia, la potencia en ella, la total del circuito y el flujo luminoso.
Este estado se denomina nivel reducido o segundo nivel.
La conmutación entre el nivel máximo y el reducido se realiza mediante un relé que incorporan estos equipos.
En la tabla siguiente se muestran los niveles de potencia, flujo y ahorro que supone el uso de estos equipos:
No son aconsejables reducciones de potencia mayores, ya que puede aparecer falta de estabilidad en las lámparas.
PARÁMETROS
Potencia absorbida de red
Flujo lámpara
Ahorro
NIVEL MÁXIMO
NIVEL REDUCIDO
WT=100%
φ=100%
0%
58-63% de WT
45-55% de φ
42-37% de WT
67
DOSSIER TÉCNICO
Aplicación
El uso de reactancias de doble nivel de potencia se recomienda especialmente en instalaciones de alumbrado exterior,
en las que a determinadas horas (comúnmente horas de poco tráfico) se puede reducir el nivel de iluminación
manteniendo una uniformidad mínima prudencial.
La reducción de potencia se puede hacer en las lámparas de vapor de sodio a alta presión y en las de vapor de
mercurio, no siendo recomendable para las lámparas de halogenuros metálicos ya que pueden verse afectadas sus
características y su vida.
Tipos
En función del sistema utilizado para accionar el relé de conmutación, se puede diferenciar entre dos tipos diferentes
de equipos:
- Equipos con línea de mando: en los que el cambio de nivel de potencia se realiza con una señal eléctrica
enviada a través de una línea de mando. El cambio de nivel puede ser centralizado y accionado manual o
automáticamente.
Reactancia de doble nivel de potencia con línea de mando
Los equipos que necesitan tensión en la línea de mando para funcionar a nivel máximo se denominan equipos
de contacto abierto.
Los equipos que funcionan a nivel máximo sin tensión en la línea de mando se denominan equipos de contacto cerrado.
- Equipos sin línea de mando o temporizados: incorporan un circuito temporizador que transcurrido el tiempo
programado (normalmente 4,5 horas), cambia automáticamente al modo de potencia reducida. No es necesario
instalar una línea de mando para el control centralizado de cambio de nivel.
Estos equipos están previstos para instalaciones existentes o nuevas en las que se quiere instalar reactancias
de doble nivel de potencia y no existe o es muy costoso cablear la línea de mando.
Reactancia de doble nivel de potencia sin línea de mando
En función de la forma de compensar el factor de potencia se puede diferenciar entre dos tipos:
- Equipos con compensación adicional: incorporan relés de dobles contactos conmutados, de forma que uno
de ellos, al entrar el nivel reducido, corta la capacidad de compensación que le sobra respecto a la que tenía
para el nivel máximo, ajustando en los dos niveles un correcto factor de potencia.
68
DOSSIER TÉCNICO
Estos equipos necesitan por tanto dos condensadores independientes. Los principales valores se muestran
en la siguiente tabla:
Potencia de lámpara
(W)
Capacidad a nivel máximo
(uF)
Capacidad a nivel reducido
(uF)
Capacidad adicional
o complementaria (uF)
70
100
150
250
400
13
13
22
32
50
9
11
18
28
45
4
2
4
4
5
- Equipos sin compensación adicional: estos equipos no incorporan relés de dobles contactos conmutados,
por lo que se utiliza la misma capacidad para compensar en ambos niveles.
Ventajas del uso de equipos de doble nivel de potencia
Las principales ventajas del uso de reactancias de doble nivel de potencia son:
- Ahorro de energía entorno al 40% durante las horas de funcionamiento del equipo a nivel reducido.
445 Kwh
Ahorro / punto de luz
280 Kwh
170 Kwh
115 Kwh
80 Kwh
Potencia de lámpara
70W
100W
150W
250W
400W
Ahorro energético anual con equipos doble nivel de potencia con lámparas de vapor de sodio alta presión
- Menores temperaturas en la luminaria durante el funcionamiento a nivel reducido, consiguiendo mayor duración
de las lámparas y del resto de componentes, por lo que se consiguen ahorros en mantenimiento.
- Se eliminan zonas oscuras producidas por otros métodos de ahorro de energía consistentes en apagar totalmente
puntos de luz alternados.
- Mayor ahorro que con reguladores en cabeza ya que éstos no pueden disminuir la tensión de red por debajo
de 198V para el funcionamiento estable de las lámparas.
- La mayor inversión inicial se recupera en un corto periodo de tiempo.
e) Reactancias según su grado de protección
Dependiendo de las características de instalación de las reactancias, pueden clasificarse como “a incorporar” o
“independientes”.
Reactancias “a incorporar”
Reactancias diseñadas para funcionar incorporadas en luminarias, cajas o envolventes que las protejan de los contactos
directos y del medio ambiente.
Reactancias “independientes”
Reactancias que pueden montarse separadamente en el exterior de una luminaria y sin envolvente adicional. Se
fabrican con diversos grados de protección.
Para poder usar reactancias electromagnéticas en instalaciones a la intemperie, sin ninguna protección adicional,
se debe asegurar que el grado de protección de su envolvente sea el adecuado.
ELT ofrece reactancias y cofres de alto grado de protección para duras condiciones ambientales.
f) Conjuntos en alto factor
ELT ofrece equipos que incorporan la reactancia, el arrancador y el condensador, formando un equipo completo en
alto factor de potencia.
69
DOSSIER TÉCNICO
g) Equipos de clase II
Son equipos en los que la protección contra los choques
eléctricos no cuenta únicamente con el aislamiento
principal, sino que incluyen medidas suplementarias de
seguridad tales como el doble aislamiento o aislamiento
reforzado.
Estas medidas no comprenden medios de puesta a tierra
de protección y no dependen de las condiciones de
instalación.
Suelen tener una envolvente duradera, y prácticamente continua, de material aislante, que los rodean de forma que
no puedan quedar bajo tensión las partes metálicas accesibles en caso de fallo del aislamiento principal.
ELT dispone es su catálogo equipos completos clase II para lámparas de alta intensidad de descarga, protegidos con
una envolvente de poliamida 6.6 con fibra de vidrio que evita posibles contactos con partes activas y conector tetrapolar
para red y lámpara también clase II.
h) Reactancias de formato reducido “NL”
Reactancias cuyo formato reducido permite su instalación en luminarias con poco espacio donde no es posible la
colocación de reactancias de formato estándar.
3.8.2.- Recomendaciones de instalación
Para lograr una instalación segura, eficaz y duradera, así como el funcionamiento y vida óptimos de las lámparas con
reactancias electromagnéticas, se deben tener en cuenta las siguientes recomendaciones.
a) Montaje de la reactancia
Montar la reactancia lo más separada posible de la lámpara, para evitar excesivos calentamientos.
Asegurar el contacto de la reactancia con la superficie de la luminaria para conseguir una buena transmisión de
calor.
Fijar las reactancias a la luminaria firmemente utilizando todos sus puntos de anclaje para minimizar la vibración
generada por el campo magnético disperso y evitar ruidos.
b) Cableado
Realizar el cableado según al esquema eléctrico marcado por el fabricante sobre la reactancia.
Respetar la sección mínima de los cables recomendada por el fabricante.
En el caso de utilizar conductores multifilares es aconsejable usar punterolas.
Respetar la longitud de pelado de los cables, normalmente entre 8 y 10 mm.
c) Tensión de alimentación
Se deben realizar siempre las conexiones en ausencia de potencial.
Antes de la puesta en marcha de la instalación, verificar que la tensión y frecuencia de alimentación corresponden
con lo marcado en la reactancia.
Las reactancias de ELT pueden funcionar con tensiones de +/-10% de la nominal durante cortos espacios de tiempo,
y de forma permanente con tolerancias de +/-5%.
Para desviaciones superiores de forma permanente, es necesario utilizar reactancias de tensión adecuada, de lo
contrario se acortará la vida de la lámpara.
70
DOSSIER TÉCNICO
d) Conductor de tierra
Conectar la reactancia y las partes metálicas de la luminaria al conductor de tierra.
e) Condensadores
El condensador de corrección del factor de potencia debe ser de la capacidad y tensión recomendadas por el fabricante
de la reactancia.
f) Arrancadores
Es necesario conocer los requisitos exigidos por la lámpara a utilizar y las condiciones de instalación, para una
correcta elección del arrancador, impulso, repetitividad, intensidad máxima, etc. (ver apartado 3.10.3).
g) Lámparas
Las reactancias electromagnéticas han sido diseñadas para funcionar con unas lámparas determinadas. Se
deberá asegurar la completa compatibilidad entre las lámparas y las reactancias.
Respetar la posición de funcionamiento recomendada por el fabricante.
Deben ser reemplazadas según la expectativa de vida indicada por el fabricante, para evitar los problemas de
encendidos y apagados, radiointerferencias, disminución de flujo luminoso y efecto rectificador típicos de las
lámparas envejecidas. El uso de arrancadores temporizados minimiza estos problemas.
h) Ambiente de funcionamiento
La temperatura y la humedad ambiente en la que se encuentra colocada la reactancia electromagnética, es
de vital importancia para un funcionamiento óptimo y una plena garantía de fiabilidad de la misma.
Se debe comprobar que la temperatura ambiente en el habitáculo de la reactancia no sea excesiva, no superando en
el bobinado, en condiciones normales de funcionamiento, la temperatura tw indicada. Un funcionamiento continuado
con temperaturas superiores produce una reducción progresiva de la esperanza de vida de la reactancia.
Se debe asegurar un grado de protección adecuado contra la humedad.
i) Protección térmica
De acuerdo a la norma EN 60598-1 (Luminarias. Parte 1: requisitos generales y ensayos), se deben prevenir los
calentamientos excesivos ante la posible aparición del efecto rectificador al final de la vida de las lámparas de
vapor de sodio alta presión y halogenuros metálicos.
ELT ofrece como alternativa reactancias que incorporan protección térmica para evitar sobrecalentamientos.
j) Mantenimiento
Todas las operaciones de mantenimiento y reposición de componentes siempre deben ser realizadas por personal
cualificado, sin tensión de red siguiendo rigurosamente las instrucciones dadas sobre el producto y la
reglamentación vigente.
k) Recomendaciones para instalaciones doble nivel de potencia
- Los fabricantes de las lámparas admiten una reducción del 50% de la potencia siempre que se realice
el encendido a su potencia nominal, es decir, en nivel máximo o primer nivel.
- En instalaciones con lámparas de vapor de sodio a alta presión, es aconsejable utilizar equipos que
incorporen el relé para la compensación adicional y conectar los dos condensadores necesarios.
- No es recomendable el uso de reductores en cabeza ya que las disminuciones de la tensión de red pueden
ocasionar apagados de las lámparas en el nivel reducido.
En caso de utilizar reductores en cabeza, la tensión de red no debe reducirse por debajo de 198V, para
reducir la potencia tal y como se indica en las normas.
- Para evitar posibles anomalías en el funcionamiento de los relés de conmutación de nivel, como
consecuencia de una posible distribución y conexionado erróneos, es necesario respetar los esquemas
siguientes:
71
DOSSIER TÉCNICO
3.8.4.- Normas de fabricación
Las normas según las cuales están fabricadas las reactancias electromagnéticas de ELT para lámparas de alta intensidad
de descarga son:
EN 61347-1
Aparatos auxiliares para lámparas. Parte 1: requisitos generales y de seguridad.
EN 61347-2-9
(EN 60922)
Aparatos auxiliares para lámparas. Parte 2-9: requisitos particulares para reactancias para lámparas
de descarga (excepto lámparas fluorescentes).
EN 60923
Reactancias para lámparas de descarga. Requisitos para el funcionamiento.
ANSI C 82.4
Reactancias para lámparas de alta intensidad de descarga y sodio a baja presión.
EN 60662
Lámparas de vapor de sodio a alta presión.
EN 61167
Lámparas de halogenuros metálicos.
EN 60188
EN 60192
Lámparas de vapor de mercurio a alta presión.
Lámparas de vapor de sodio a baja presión.
EN 60598
Luminarias.
EN 55015
Límites y métodos de medida de las características relativas a la perturbación radioeléctrica de los
equipos de iluminación y similares.
72
DOSSIER TÉCNICO
EN 61000-3-2
Compatibilidad electromagnética (CEM).
Parte 3: Límites.
Sección 2: Límites para las emisiones de corriente armónica (equipos con corriente de entrada menor
o igual que 16 A por fase).
EN 61547
Equipos para alumbrado de uso general. Requisitos de inmunidad - CEM.
Los ensayos para el cumplimiento con las normativas aplicables de emisión de radio-interferencias, armónicos e
inmunidad, deben ser realizados al conjunto formado por reactancia, lámpara, luminaria y cableado.
3.9.- BALASTOS ELECTRÓNICOS PARA LÁMPARAS DE ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA
Los balastos electrónicos para lámparas de alta intensidad de descarga, constituyen un sistema de alimentación
sustitutivo de la instalación convencional compuesta por reactancia electromagnética, arrancador y condensador para
corregir el factor de potencia.
Estos sistemas consisten en un circuito electrónico que hace trabajar a las lámparas a frecuencias del orden de 150Hz,
ya que, a diferencia de lo que ocurre en fluorescencia, trabajar en alta frecuencia (>20KHz), con lámparas de alta
intensidad de descarga, no supone un mayor rendimiento de la lámpara.
Las principales características de los balastos electrónicos son:
- Menor potencia pérdida.
- Mayor rendimiento total del circuito.
- Estabilidad de la potencia en lámpara ante variaciones de la tensión de red.
- Estabilidad de color y flujo luminoso.
- Mayor vida de la lámpara.
- Sistemas de protección incluidos.
- Reducción de efecto estroboscópico.
- Funcionamiento silencioso.
- Dimensiones y peso reducidos.
Hoy en día, la aplicación de los balastos electrónicos para lámparas de alta intensidad de descarga se centra
principalmente en las lámparas de halogenuros metálicos de baja potencia, debido a la estabilidad de color y del flujo
luminoso obtenido durante la vida de la lámpara.
3.10.- ARRANCADORES O IGNITORES
3.10.1.- Definición
La mayoría de las lámparas de alta intensidad de descarga (halogenuros metálicos, sodio alta presión y algunas
lámparas de vapor de sodio a baja presión) necesitan una tensión de encendido muy elevada que no puede ser
suministrada por las reactancias solas.
Los dispositivos encargados de proporcionar la tensión de encendido, en forma de impulsos de alta tensión, se
denominan arrancadores o ignitores.
3.10.2.- Principio de funcionamiento
Los impulsos de alta tensión se obtienen por la descarga de un condensador sobre un circuito amplificador.
Mediante un sistema de disparo, se descarga un condensador sobre el bobinado primario de un transformador, induciéndose
en el bobinado secundario un impulso de tensión de valor de pico muy elevado y de corta duración, que superpuesto
a la tensión de red, hace saltar el arco en el interior del tubo de descarga, produciendo el encendido de la lámpara.
73
DOSSIER TÉCNICO
3.10.3.- Tipos de arrancadores
Se puede distinguir entre diferentes tipos de arrancadores dependiendo de las características que posean cada uno
de ellos.
a) Arrancadores de encendido en frío
Son los arrancadores habituales, previstos para el encendido instantáneo cuando la lámpara está fría, pero que tras
un corte de la tensión de red es necesario que transcurra un tiempo de enfriamiento de la lámpara para su reencendido.
Estos arrancadores proporcionan impulsos de tensión del orden de 600-1300V, 1800-2300V ó 2800-5000V.
Se puede distinguir tres tipos:
- Arrancador independiente, superposición o serie.
- Arrancador dependiente, transformador de impulsos o semiparalelo.
- Arrancador independiente paralelo de dos hilos.
Arrancador independiente, superposición o serie
Los arrancadores de tipo independiente son aquellos que incorporan en su interior un transformador de impulsos,
funcionando independientemente de la reactancia según el esquema de la siguiente figura:
T: Transformador
C: Condensador
R. Resistencia
D: Circuito de disparo
Esquema de arrancador independiente o superposición
El condensador C se descarga mediante el circuito de disparo D sobre el primario del transformador T, el cual amplifica
el impulso al valor adecuado.
Sus principales características son:
Ventajas
- Su funcionamiento es independiente de la reactancia y no necesita que ésta tenga toma intermedia.
- No somete a la reactancia a impulsos de alta tensión, por lo que ésta no necesita aislamientos especiales
- Suelen dar mas de un pulso por semiperiodo, es decir poseen mayor repetitividad.
- El impulso permanece prácticamente constante entre el 92% y 106% de la tensión de alimentación e
independiente del tipo de reactancia.
Desventajas
- Está recorrido por la corriente de la lámpara y por tanto ha de estar previsto para soportarla, quedando limitada
su utilización a las lámparas cuya corriente sea igual o inferior a la permitida por este..
- Al estar recorrido por la corriente de lámpara, presenta perdidas propias de un valor apreciable.
- Debe colocarse próximo a la lámpara para evitar que el impulso se debilite en el recorrido entre ambos.
La distancia máxima suele ser de 2 ó 3 metros, dependiendo de las condiciones de cableado.
- Son arrancadores caros ya que incorporan en su interior el transformador de impulsos.
Arrancador dependiente, transformador de impulsos o semiparalelo
Este arrancador, a diferencia del independiente, no incorpora un transformador de impulsos, utilizando la reactancia
como tal. Funciona según el esquema de la siguiente figura:
74
DOSSIER TÉCNICO
C: Condensador
R: Resistencia
D: Circuito de disparo
Esquema de arrancador dependiente
El condensador C se descarga mediante el dispositivo de disparo D entre los puntos 2 y 3 de la reactancia, que con
una adecuada proporción de espiras respecto al total de la bobina, amplifica el impulso al valor necesario para encender
la lámpara.
Sus principales características son:
Ventajas
- No posee apenas pérdidas propias por no circular la corriente de lámpara a través suyo y por lo tanto no tiene
calentamiento propio.
- Puede ser instalado a distancia de la lámpara. Dependiendo de las condiciones de cableado puede llegar a
20 metros o superior.
- Arrancador económico, ya que utiliza la reactancia como transformador de impulsos.
- No produce ruido ni vibración.
Desventajas
- Requiere reactancias especiales con toma intermedia para su funcionamiento.
- El valor de los impulsos depende del conjunto arrancador-reactancia, por ello, ambos deben ser del mismo
fabricante.
- La reactancia esta sometida a los impulsos de alta tensión y por tanto debe estar preparada para soportarlos.
- La reactancia y el arrancador deben estar juntos.
Arrancador independiente paralelo de dos hilos
Son arrancadores que no utilizan la reactancia como transformador de impulsos ni tampoco incorporan un transformador
propio. Funciona según el esquema de la siguiente figura:
C: Condensador
R: Resistencia
D: Circuito de disparo
Esquema de arrancador de dos hilos
La energía almacenada en el condensador C es devuelta hacia la lámpara por la intervención del circuito de disparo
D, en el preciso instante en el que la tensión de aquella pasa por su valor máximo. Se obtiene un impulso de un valor
entre 2 y 4 veces el de pico de la red, alcanzando entre 600 y 1300 V. Estos impulsos son de mayor duración, y por
lo tanto de mayor energía, que los obtenidos con los otros sistemas de arrancadores.
Sus principales características son:
Ventajas
- La baja tensión de los impulsos no supone un riesgo para la reactancia.
- No requiere reactancias con toma intermedia.
- Aporta mayor energía en los impulsos por lo que les afecta muy poco la distancia a la lámpara, llegando a admitir
hasta 100 metros, dependiendo de las condiciones de cableado.
- No posee apenas pérdidas propias por no circular la corriente de lámpara a través de él.
- Bajo costo.
75
DOSSIER TÉCNICO
Desventajas
- No son válidos para el encendido de lámparas que requieren impulsos mayores de 1300 V.
b) Arrancadores de encendido en caliente o instantáneo
Son arrancadores que permiten reencender las lámparas inmediatamente después de su apagado por una corta
interrupción de la red. Para ello proporcionan impulsos de tensión de hasta 60KV.
Debido a la gran magnitud de los impulsos de tensión de estos arrancadores, se debe tener especial cuidado en su
instalación (cableado, portalámparas, distancias en el aire, luminaria con interruptor de apertura, etc.).
No todas las lámparas son aptas para el reencendido en caliente, siendo normalmente válidas las lámparas bicasquillo.
El uso de este tipo de arrancadores no es muy frecuente, utilizándose en instalaciones especiales en las que es
necesario mantener un nivel luminoso de forma permanente con un reencendido inmediato tras un corte de la tensión
de red.
c) Arrancadores temporizados
Los arrancadores convencionales, sin temporización, permanecen dando impulsos continuamente mientras la lámpara
no encienda.
Este hecho supone una sobrecarga, en mayor o menor medida según sea el tipo de arrancador, para los componentes
del circuito. El uso de arrancadores temporizados evita este problema.
Son arrancadores con un dispositivo interno que tras un tiempo prefijado de producción de impulsos, desactiva el
funcionamiento del mismo. Si la lámpara no enciende por agotamiento o avería, deja de someter al circuito a los
impulsos de alta tensión.
El arrancador vuelve a estar activo tras un nuevo ciclo ON-OFF de la tensión de alimentación aunque sólo sea por un
corto espacio de tiempo (milisegundos).
Las principales ventajas del uso de arrancadores temporizados son:
- Reducción de la fatiga de todos los componentes, aumentando su esperanza de vida.
- Reducción del tiempo de posibles radiointerferencias.
- Ahorro de energía. Evita el encendido y apagado continuo de las lámparas agotadas.
- Facilita el mantenimiento, ya que transcurrida la temporización deja apagadas las lámparas agotadas.
d) Arrancadores digitales pulso-pausa
Son arrancadores temporizados de nueva generación que utilizan técnicas digitales basadas en el uso de
microprocesadores para obtener un encendido y un funcionamiento más seguro y eficaz.
A diferencia de los temporizados convencionales, utilizan la técnica pulso-pausa que se caracteriza por producir
grupos de impulsos separados en intervalos de tiempo a modo de ráfagas durante su temporización.
Los tiempos programados de impulsos y pausas varía a lo largo de la temporización incrementado su duración para
adaptarse a todo tipo de lámparas.
Si el intento de encendido de un grupo de impulsos resulta fallido, el periodo de pausa evita que la lámpara permanezca
flaxeando ayudándola a que se enfríe para que la siguiente ráfaga de impulsos consiga encenderla.
A las ventajas propias de los arrancadores temporizados expuestas en el apartado anterior hay que sumarle las
siguientes:
- Arrancador válido para la gran mayoría de lámparas.
- Alta eficacia en el encendido y en el reencendido en caliente.
- Reducción del centelleo molesto en el reencendido en caliente.
76
DOSSIER TÉCNICO
- Detección de lámpara agotada.
- El tiempo total de impulsos se ve reducido en un 50% disminuyendo al mínimo la carga que debe soportar los
componentes de las luminarias.
- Reducción de las interferencias hasta un 90%.
Entre los arrancadores de ELT se encuentra el modelo AVS-100-DP que reúne todas las ventajas de un arrancador
dependiente y las de un arrancador inteligente digital pulso-pausa.
En la siguiente figura puede observarse las diferentes temporizaciones de los arrancadores de ELT.
DP
T5
T20
Sin
temporizar
5’
15’
22’
Minutos
Esquema de las diferentes temporizaciones en vacío
3.10.4.- Parámetros característicos de los arrancadores
Estos valores se pueden encontrar en las hojas de características dadas por el fabricante para cada tipo de arrancador.
Tensión de arranque: es la mínima tensión de red a la que el arrancador comienza a dar impulsos de alta tensión.
Tensión de desconexión: tensión máxima a la cual el arrancador deja de producir impulsos.
Tensión de funcionamiento: rango de tensiones de red en las que puede funcionar el arrancador.
Tensión de pico de los impulsos: es el valor de los impulsos generados por el arrancador. Si es más bajo que el
requerido para la ignición, las lámparas no encenderán. Si es más alto que el valor permitido por los aislamientos
de los portalámparas y casquillos de las lámparas, puede averiarlos.
Anchura de impulso: es el ancho en microsegundos del impulso al 90% del valor de pico. A mayor anchura de los
impulsos, mayor energía.
Número de impulsos: número de impulsos producidos por cada semiperiodo de la tensión de red.
Posición de fase: posición en grados eléctricos de los impulsos con respecto a la tensión de red.
Capacidad de carga: máxima capacidad parásita admitida por el arrancador para un correcto funcionamiento. A mayor
capacidad de carga admitida, mayor distancia posible entre lámpara y arrancador.
Pérdidas propias: es el valor de las pérdidas originadas por el arrancador cuando está funcionando con la máxima
corriente permitida.
Calentamiento: es el incremento de temperatura sobre el ambiente del arrancador en condiciones normales.
77
DOSSIER TÉCNICO
Temperatura admitida en la envolvente (tc): es la máxima temperatura admisible en la envolvente del arrancador
para garantizar la expectativa de vida prevista.
Temperatura ambiente de utilización (ta): rango de temperaturas ambiente (mínima-máxima) a las que puede
funcionar el arrancador para garantizar la expectativa de vida prevista.
Temporización: tiempo aproximado tras el cual, si la lámpara no ha encendido, el arrancador queda desactivado hasta
una nueva reactivación por corte y reposición de la tensión de alimentación.
3.10.5.- Recomendaciones para el uso de arrancadores
- Es necesario conocer los requisitos exigidos por la lámpara a utilizar y las condiciones de instalación, para una
correcta elección del arrancador (impulso, repetitividad, intensidad máxima, etc.)
- Debe respetarse la máxima distancia entre el arrancador y la lámpara, para minimizar las capacidades parásitas
y asegurar el encendido. Estas capacidades parásitas dependen de la longitud, la separación de los cables
entre si, y entre ellos y el tubo de protección ó báculo. Los cables manguera, al tener los conductores muy
próximos y trenzados, presentan capacidades altas (entre 70 y 150 pF/m), mientras que los cables unifilares
con buen aislamiento presentan capacidades mucho más bajas (entre 20 y 50 pF/m).
R
C2
R
C1
Lamp.
~
Tubo de conducción, báculo, etc.
Arrancador
N
C1: Capacidad entre los conductores
C2: Capacidad entre los conductores y el tubo de conducción
Capacidades parásitas del cableado entre arrancador y lámpara
- Los arrancadores producen tensiones de hasta 5KV, por ello deben cuidarse especialmente los aislamientos
de los cables que los soportan y no trabajar nunca en la luminaria sin estar seguros de que la tensión de
alimentación está cortada.
- El conductor portador del impulso de alta tensión, que está indicado en todos los arrancadores, debe de ser
de un aislamiento para tensión de servicio no menor de 1 KV (tensión de prueba 3KV eficaces), y estar conectado
al contacto central del portalámparas para favorecer el encendido de la lámpara.
- Respetar siempre la forma de conexionado que se indica en el esquema del arrancador.
- Evitar que en el alojamiento del arrancador pueda haber humedad, entrada de agua o condensaciones, que
pudieran provocar derivaciones entre terminales o a tierra y que anularía el impulso de alta tensión.
- Respetar la máxima temperatura ambiente de trabajo (ta) y no sobrepasar la temperatura en el punto (tc)
que se indica en la superficie del arrancador cuando la lámpara está funcionando y estabilizada térmicamente.
- Respetar la tensión de trabajo indicada en el arrancador con una tolerancia de hasta +/-10%.
- Tener conectado el condensador de corrección del factor de potencia en el circuito, para evitar fugas de impulso
hacia la red.
- El uso de arrancadores temporizados o la pronta reposición de lámparas agotadas minimiza los posibles daños
de los componentes del circuito y las radiointerferencias.
78
DOSSIER TÉCNICO
3.10.6.- Normas de fabricación
Las normas según las cuales están fabricados los arrancadores de ELT para lámparas de alta intensidad de descarga
son:
EN 61347-1
Aparatos auxiliares para lámparas. Parte 1: requisitos generales y de seguridad.
EN 61347-2-1
(EN 60926)
Aparatos auxiliares para lámparas. Parte 2-1: requisitos particulares para arrancadores (excepto
arrancadores de destellos).
EN 60927
Aparatos arrancadores y cebadores (excepto los de efluvios). Prescripciones de funcionamiento.
EN 60662
Lámparas de vapor de sodio a alta presión.
EN 61167
Lámparas de halogenuros metálicos.
EN 55015
Límites y métodos de medida de las características relativas a la perturbación radioeléctrica de los
equipos de iluminación y similares.
EN 61000-3-2
Compatibilidad electromagnética (CEM).
Parte 3: Límites.
Sección 2: Límites para las emisiones de corriente armónica (equipos con corriente de entrada
menor o igual que 16 A por fase).
EN 61547
Equipos para alumbrado de uso general. Requisitos de inmunidad - CEM.
Los ensayos para el cumplimiento con las normativas aplicables de emisión de radio-interferencias, armónicos e
inmunidad, deben ser realizados al conjunto formado por el equipo, lámpara, luminaria y cableado.
79
DOSSIER TÉCNICO
3.10.7.- Tabla de selección de arrancadores
Tipo de arrancador Lámparas de Vapor de Sodio AP
Lámparas de halogenuros metálicos
Lámparas
sodio BP
2000 2000
W
50
70 100 150 250 400 600 1000 35
70 100 150 250 400 1000
35
55
220 380
AVS-003-1
(3)
• •
• • •
•
AVS-100-1
AVS-100-D
• • • • • • • •
AVS-100-DP
• • • • • • • • • • • • • • • •
AVS-70
• •
•
• • •
AVS-150
• •
• • • •
AVS-400
• • • •
• • • • •
AVS-400-R
• • • •
• • • • •
AVS-400-R-T5
• • • •
AVS-400-R-T20
• • • •
• • • • • •
AVS-1000
• • •
AH-1000
•
•
•
•
AVS-2000/380
• •
AVS-2000/200
(1)
•
AH-005/380
(2)
AH-002-1
AH-002-D
(2)
(2)
(2)
• • • •
•
•
ASB-55
(1) Para lámparas de tensión de
encendido 1,2kV.
80
(2) Válido para lámparas de tensión de encendido 0,8kV.
(3) Sólo para lámpara standard.
Transformadores - Halógenas
DOSSIER TÉCNICO
4.1.- GENERALIDADES
Una lámpara halógena es una derivación de la lámpara incandescente, en la que además del gas de llenado, se
introduce una determinada cantidad de elementos químicos denominados halógenos entre los que destacan el flúor,
el cloro, el bromo y el yodo.
Una de las grandes limitaciones de las lámparas incandescentes convencionales es su corta vida y bajo rendimiento,
motivada principalmente por el desgaste y eliminación paulatina del material que forma el filamento, el cual se va
desprendiendo y depositándose en la ampolla de la lámpara.
En las lámparas halógenas, gracias a que el halógeno y el wolframio en estado gaseoso pueden combinarse a
temperaturas superiores a 250°C y disociarse cuando se rebasan los 1400°C, se produce un proceso regenerativo
del filamento que aumenta su vida media. Este proceso se conoce como el ciclo del halógeno.
4.2.- EL CICLO DEL HALÓGENO
El ciclo del halógeno en el interior de la lámpara se realiza de la siguiente manera:
Al encender la lámpara, las partículas del halógeno se gasifican y se combinan con la pequeña cantidad de wolframio
de la espiral que se vaporiza por la alta temperatura que alcanza. Un síntoma de agotamiento es el ennegrecimiento
de la ampolla al depositarse en la pared interior partículas solidificadas.
Debido a las corrientes de convección térmica en el interior de la lámpara, esta combinación en forma de gas es
llevada hacia la espiral y al llegar a sus proximidades se disocia, depositándose el wolframio sobre el filamento al que
regenera y quedando libre el halógeno para repetir el ciclo.
La regeneración de la espiral no se consigue de manera perfecta, esto es, el wolframio no vuelve a su estado y lugar
original, por lo que aunque se consigue una mejora de la vida de las lámparas, esta no es ilimitada.
4.3.- CARACTERÍSTICAS DE LAS LÁMPARAS HALÓGENAS
Estas lámparas poseen unas ventajas importantes sobre las incandescentes, entre las que cabe destacar:
- Menores dimensiones de la lámpara para conseguir la temperatura mínima de 250°C, lo que supone también
el uso de vidrio más resistente a la temperatura, casi siempre cuarzo.
- Mayor rendimiento luminoso con más larga duración, así como unas luminancias y temperaturas de color más
elevadas.
- Constancia del flujo luminoso y de la temperatura de color durante toda la vida de la lámpara.
83
DOSSIER TÉCNICO
4.4.- TIPOS DE LÁMPARAS HALÓGENAS
La familia de las lámparas halógenas se puede dividir en dos grandes grupos:
- Lámparas halógenas para tensión de alimentación de 120 o 230V.
- Lámparas halógenas para tensión de alimentación de 6, 12 o 24V.
Mientras que las de tensión de alimentación de 120 o 230V pueden ser conectadas directamente a la red, las de bajo
voltaje necesitan un transformador que convierta la tensión de red al valor de tensión adecuado.
Las potencias más comunes en este tipo de lámparas son 20, 35 y 50W, aunque también las hay de otras potencias.
4.5.- CORRIENTE DE ARRANQUE
En el momento del arranque, el filamento se encuentra frío, lo que supone una resistencia mucho más baja que
cuando esta incandescente.
Debido a esto, en el momento del encendido se obtienen corrientes de arranque hasta 15 y 20 veces superiores a
las corrientes normales de operación.
Este hecho ocurre tanto con transformadores electromagnéticos como con los electrónicos y supone una reducción
en la vida de la lámpara.
Para suavizar este fenómeno, algunos transformadores electrónicos incorporan el denominado arranque suave,
que consiste en encender las lámparas coincidiendo con el paso de la corriente por cero, aumentado la corriente
de esta forma gradualmente de cero a la nominal.
4.6.- TENSIÓN DE ALIMENTACIÓN
La tensión de alimentación de las lámparas halógenas es crítica en la vida de éstas y en su flujo lumínico.
Una tensión nominal asegura ambos parámetros de la lámpara, una tensión inferior a la nominal alarga la vida de
ésta disminuyendo su flujo lumínico y una tensión superior disminuye la vida de la lámpara aumentando su
luminosidad.
Es preferible alimentar a las lámparas halógenas con una tensión inferior a la nominal, respetando los límites permitidos,
para mejorar la vida de éstas y obtener un flujo luminoso suficiente.
4.7.- LA MUY BAJA TENSIÓN DE SEGURIDAD (MTBS)
Definimos Muy Baja Tensión de Seguridad (MBTS) aquella que no excede de 50V en corriente alterna, o 120V en
corriente continua filtrada entre conductores o entre cualquier conductor y tierra, en un circuito cuyo aislamiento
de la red de alimentación esté asegurado por medios tales como un transformador de seguridad.
Las instalaciones de alumbrado de Muy Baja Tensión de Seguridad (MBTS) aseguran la protección de las personas
contra las descargas eléctricas directas o accidentales.
4.8.- TRANSFORMADORES PARA LÁMPARAS HALÓGENAS
Las lámparas halógenas de muy baja tensión necesitan dispositivos que transformen la tensión de la red a la tensión
adecuada para su funcionamiento. Estos dispositivos se conocen como transformadores.
84
DOSSIER TÉCNICO
ELT ofrece transformadores de seguridad tanto electromagnéticos como electrónicos, también llamados, éstos
últimos, convertidores.
4.8.1.- Transformadores electromagnéticos y electrónicos. Sus características principales:
Característica
Transformador
electromagnético ELT
Transformador
electrónico ELT
Transformador
de seguridad
Poseen una separación de protección entre los arrollamientos de entrada y de salida y están destinados
a alimentar circuitos de muy baja tensión y seguridad
(MBTS) y de muy baja tensión de protección (MBTP).
Poseen muy baja tensión de seguridad (MBTS) en el
secundario.
Tensión de salida
Funcionamiento sin ruido
Bajo calentamiento
Fiabilidad
Diseñados con una tensión de salida que asegura la vida óptima y el rendimiento lumínico de las lámparas halógenas.
Por su diseño, baja inducción de trabajo, impregnación al vacío y baja dispersión magnética, se garantiza un funcionamiento sin ruido.
Su diseño electrónico garantiza un funcionamiento sin
ruido.
Dimensionados para garantizar un funcionamiento con reducidos calentamientos, que consiguen una larga vida del transformador.
Fabricados con materiales de primera calidad que aseguran gran robustez y fiabilidad.
Fabricados con componentes de primeras calidades
que aseguran gran fiabilidad.
4.8.2.- Clasificación de los transformadores
a) Según su protección contra los choques eléctricos
Se fabrican en clase I y clase II.
Transformador de seguridad de clase I
Se caracteriza por:
- Devanados separados y a muy baja tensión (MBTS).
- Aislamiento principal en todas sus partes conductoras.
- Doble aislamiento entre primario y secundario.
- Incorpora borne de conexión para conductor a tierra.
Se puede fabricar:
- Protegido contra cortocircuito y sobrecarga.
- No protegido contra cortocircuito y sobrecarga, se debe dotar de elemento de
corte y protección en la instalación.
Transformador de seguridad de clase II
Se caracteriza por:
- Devanados separados y a muy baja tensión (MBTS).
- Doble aislamiento que impide el contacto con cualquier parte metálica susceptible
de estar a potencial de red en caso de fallo del aislamiento principal.
- No necesita protección diferencial, por lo que no incorpora borne para conexión
a tierra.
- Protegido contra cortocircuito y sobrecargas.
b) Según su protección contra cortocircuito, sobrecarga y temperatura
Dependiendo de la protección del transformador frente a condiciones de funcionamiento
anómalas, se pueden distinguir diferentes tipos de transformadores.
85
DOSSIER TÉCNICO
No protegido contra cortocircuitos
Los transformadores de este tipo, no incorporan dispositivos de protección contra cortocircuitos, sobrecarga y sobre
temperatura, teniéndose que colocar externamente.
Marca de transformador de seguridad no resistente a los cortocircuitos
ELT dispone de transformadores de seguridad no resistentes a cortocircuitos, en los que recomienda instalar en el
primario un fusible, cuyo valor y tipo se indica en el marcaje del transformador.
Protegido contra cortocircuitos, sobrecargas y temperaturas
Estos transformadores incorporan un dispositivo de protección que abre o reduce la corriente del circuito de entrada
cuando el transformador está sobrecargado o en cortocircuito. Una vez eliminada la sobrecarga, el transformador
vuelve a funcionar, cumpliendo todos los requisitos de la norma.
Marca de transformador de seguridad resistente a los cortocircuitos
Los transformadores de ELT pueden disponer de los siguientes dispositivos de protección con las siguientes
características:
Elemento protector
Fusible
Termostato
PTC
Contra sobrecargas
Contra cortocircuitos
Contra calentamientos
Velocidad de respuesta
Protege
Protege
No protege
Lenta –Media
Protege
Protege
Protege
Media
Respuesta a la anomalía
Circuito abierto
(no rearma)
Circuito abierto
(rearma por enfriamiento)
Actuación tras la anomalía
Reponer fusible
(si se coloca un fusible
de mayor calibre no protege)
Innecesaria
(rearma automáticamente
al enfriarse la protección)
Protege
Protege
Protege
Rápida
Circuito abierto
(rearma al cortar suministro
de tensión y un tiempo
de enfriamiento)
Innecesaria
(rearma automáticamente
tras el corte de suministro
de tensión)
c) Según su forma de instalación
Transformador “a incorporar”
Transformadores diseñados para funcionar incorporados en una caja, envolvente o similar.
Transformador “independiente”
Transformadores que pueden montarse separadamente en el exterior de una luminaria y sin envolvente adicional.
Todos los transformadores clase II fabricados por ELT son de tipo independiente.
d) Según las superficies en las que se pueda montar
Según en las superficies en las que se puedan montar, incorporan en el marcaje un símbolo indicativo de su uso:
Aparato que puede montarse incorporado en muebles de materiales considerados con características difícilmente
o no inflamables.
86
DOSSIER TÉCNICO
Aparato que puede montarse incorporado en muebles, donde no se conocen las características inflamabilida
de sus materiales.
- Funcionamiento normal <95°C.
- Funcionamiento anormal <115°C.
(Requisitos de temperatura según norma VDE 0710 parte 14).
Aparato que puede montarse sobre superficies normalmente inflamables.
4.8.3.- Regulación de flujo
Se pueden utilizar reguladores o dimmers que posibilitan la reducción del flujo luminoso de las lámparas halógenas
para obtener distintos niveles de iluminación.
Los reguladores o dimmers se colocan en el primario, en serie con la fase.
Existen distintos tipos de dimmers en función de la forma de recorte de la tensión para realizar la regulación del flujo.
Leading-edge dimming: Regulación mediante recorte de la onda de red en su flanco de subida, desde el inicio (corte
de fase en el encendido). Es el empleado habitualmente en lámparas halógenas alimentadas a través de transformadores
electromagnéticos.
Trailing-edge dimming: Regulación mediante recorte de la onda de red en su flanco de bajada, desde el final
recortando hacia atrás (corte de fase en el apagado). Es más adecuado para lámparas halógenas alimentadas a través
de transformadores electrónicos.
LEADING-EDGE DIMMING o CUT-ON
(corte de fase en el encendido)
TRAILING-EDGE DIMMING o CUT-OFF
(corte de fase en el apagado)
El método de regulación Leading-edge es menos adecuado para los transformadores electrónicos, debido a que los
reguladores que existen en el mercado basados en este principio, poseen un circuito para la supresión de las propias
interferencias que generan estos recortes de la onda, afectando dicho circuito al arranque de los transformadores
electrónicos, produciendo oscilaciones indeseadas.
Ya existen en el mercado transformadores electrónicos que admiten ambas formas de regulación, e incluso ofrecen
regulación mediante un potenciómetro externo conectado a sus dos terminales apropiados.
Con transformadores electromagnéticos, si la regulación se quiere controlar de forma individual, se suelen utilizar
potenciómetros de uso con circuitos inductivos, intercalados en la línea de alimentación del primario.
En el marcaje del transformador se puede observar indicaciones del tipo de regulador apropiado para dicho modelo
de transformador:
87
DOSSIER TÉCNICO
Regulación con regulador de corte al inicio o al final de fase.
Regulación con regulador de corte al inicio de fase.
(Leading-edge dimming).
Regulación con regulador de corte al final de fase.
(Trailing-edge dimming).
La vida de las lámparas halógenas se reduce cuando funciona con dimmers debido a que, al trabajar por debajo de
sus características nominales, no se consiguen las condiciones adecuadas para que tenga lugar el ciclo del halógeno
que regenera el filamento de la lámpara.
4.8.4.- Recomendaciones de instalación
Una instalación a muy baja tensión debe realizarse tomando las precauciones necesarias con el fin de respetar los
principios de seguridad en todas sus partes.
a) Cableado
- Deben utilizarse cables de longitudes y secciones adecuadas para el
secundario con muy baja tensión.
Las instalaciones de muy baja tensión, las intensidades son considerables
a poca que sea la potencia del circuito. Para una misma potencia, la
intensidad que recorre el circuito es 20 veces mayor a 12V que a 230V. Por
lo tanto, no se deben utilizar los mismos conductores que con la tensión
habitual de 230V.
En la siguiente tabla, una vez seleccionada la potencia del circuito de
alumbrado, podemos conocer:
- la intensidad en el secundario suministrada por el transformador.
- la sección del conductor a utilizar según la longitud del circuito y para una caída de tensión máxima del 5%.
- la protección contra sobrecargas a utilizar en el lado del secundario.
Intensidad
Potencia
del circuito
(A)
Longitud simple máxima (m) para una sección de (mm2)
2 x 1,5
2 x 2,5
2x4
2x6
2 x 10
2 x 16
(W)
6V
12V
6V
12V
6V
12V
6V
12V
6V
12V
6V
12V
6V
12V
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
8,3
16,6
25
33,3
41,6
50
58,3
66,6
75
83,3
91,6
100
4,2
8,3
12,5
16,6
20,8
25
29,2
33,3
37,5
41,6
45,8
50
1,5
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
6
3
2
–
–
–
–
–
–
–
–
–
2,4
1,2
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
9,7
4,8
3,2
2,4
–
–
–
–
–
–
–
–
3,9
1,9
1,3
–
–
–
–
–
–
–
–
–
15,7
7,8
5,2
3,9
3,1
2,6
2,2*
–
–
–
–
–
5,8
2,9
1,9
1,4*
–
–
–
–
–
–
–
–
23
11,6
7,7
5,8
4,6
3,8
3,3
2,9*
2,6*
–
–
–
9,8
4,9
3,3
2,4
1,9
1,6
–
–
–
–
–
–
39,4
19,7
13,1
9,8
7,9
6,5
5,6
4,9
4,4
3,9
3,5
3,3
12
6
4
3
2,4
2
1,7
1,5*
1,3*
–
–
–
48
24
16
12
9,6
8
6,8
6
5,3
4,8
4,3
4
Protección
(A)
Fusible
Disyuntor
12
16
20
20
25
32
32
40
50
50
63
75
* Disyuntor solamente
En caso de utilizar transformadores electrónicos se deben utilizar cables cortos para el secundario con el fin de evitar
otros problemas debido a la alta frecuencia a la cual trabajan.
- Los cables del primario y del secundario no deben cruzarse.
88
DOSSIER TÉCNICO
- Si se instalan dos o mas lámparas en un mismo transformador, los cables deben tener la misma longitud
con el fin de no obtener diferente luminosidad en cada una por las diferentes caídas de tensión en los
cables.
- Los cables situados en las proximidades de la lámpara deben ser de silicona, teflón u otros materiales que
puedan soportar altas temperaturas.
- Asegurar la buena conexión del cableado para minimizar los notables efectos de la resistencia de contacto en las conexiones.
- Respetar las indicaciones de cableado del fabricante.
b) Recinto y condiciones ambientales
- Instalar en recintos que no superen la temperatura ambiente máxima de trabajo recomendada por el fabricante,
respetando las distancias mínimas de instalación con las paredes del recinto.
- No cubrir con mantas de fibra de vidrio u otros aislantes térmicos.
- No instalar en ambientes húmedos o donde se puedan producir condensaciones, si no poseen el grado de
protección o una envolvente adecuada.
c) Otras
- Ante el riesgo de fallos de instalación, sobrecarga, cortocircuito, sobretensiones de red, etc., es necesario
instalar dispositivos de protección externos o incorporados en el transformador.
- Respetar una separación mínima entre transformadores instalados próximos entre sí, y con la lámpara para
evitar concentración de calor y posibles interferencias.
- En transformadores electromagnéticos se deben conectar cargas mínimas del 50% de la carga nominal para
asegurar unos parámetros de funcionamiento correctos. En los electrónicos respetar el rango de potencias
permitidas indicadas por el fabricante.
4.8.5.- Normas de fabricación
Los transformadores para lámparas incandescentes de ELT están fabricados conformes a las siguientes normas:
EN 61558-1
Seguridad de los transformadores, unidades de alimentación y análogos. Parte 1: requisitos generales
y ensayos.
EN 61558-2-6
Seguridad de los transformadores, unidades de alimentación y análogos. Parte 2-6: requisitos
particulares para los transformadores de seguridad para uso general.
EN 61347-1
Aparatos auxiliares para lámparas. Parte 1: requisitos generales y de seguridad.
EN 61347-2-2
(EN 61046)
Requisitos particulares para convertidores electrónicos alimentados por corriente continua o alterna
para lámparas incandescentes.
EN 61047
Convertidores reductores electrónicos alimentados por corriente continua o alterna para lámparas
de incandescencia. Prescripciones de funcionamiento.
EN 55015
Límites y métodos de medida de las características relativas a la perturbación radioeléctrica de los
equipos de iluminación y similares.
EN 61000-3-2
Compatibilidad electromagnética (CEM).
Parte 3: Límites.
Sección 2: Límites para las emisiones de corriente armónica (equipos con corriente de entrada menor
o igual que 16 A por fase).
EN 61547
Equipos para alumbrado de uso general. Requisitos de inmunidad - CEM.
Los ensayos para el cumplimiento con las normativas aplicables de emisión de radio-interferencias, armónicos e
inmunidad, deben ser realizados al conjunto formado por equipo, lámpara, luminaria y cableado.
89
Condensadores
DOSSIER TÉCNICO
5.1.- INTRODUCCIÓN
Cuando se conecta una carga a una red de alterna, absorbe una corriente que depende de las características eléctricas
de dicha carga. El producto de esta corriente por la tensión se denomina potencia aparente.
La potencia aparente está compuesta por la potencia activa, que es aquella que la carga puede suministrar al exterior
en cualquier forma de energía, y la potencia reactiva que es almacenada en forma de campo eléctrico o magnético
durante un periodo de tiempo, para ser devuelta posteriormente a la red sin ser transformada en trabajo útil.
A la relación entre la potencia activa y la potencia aparente se la conoce como factor de potencia y representa el
factor de utilización de la energía. Su valor puede variar entre 0 y 1, representando un mayor aprovechamiento de la
energía los valores próximos a la unidad.
f.d.p = cosϕ = λ = Potencia activa / Potencia aparente
Las reactancias son cargas inductivas que funcionando con su lámpara correspondiente, poseen un factor de potencia
en torno a 0.5. Esto se traduce en un consumo de energía reactiva, hecho que está penalizado por las compañías
eléctricas, aplicando recargos en las facturas.
Para solucionar este problema, se utilizan cargas capacitivas que asociadas a las inductivas mejoran el factor de
potencia haciéndolo próximo a la unidad. Estas cargas capacitivas son los condensadores.
Las reactancias que incorporan condensadores se denominan equipos en alto factor.
5.2.- VENTAJAS DEL USO DE EQUIPOS EN ALTO FACTOR
El uso de reactancias de alto factor de potencia presenta las siguientes ventajas:
- Cumplir con los requisitos de las compañías suministradoras de energía eléctrica, y con el REBT, que obliga
tener compensado el factor de potencia como mínimo a 0,90.
- Evitar recargos en las facturas por el concepto de energía reactiva.
- Disminuir pérdidas de energía en los cables por efecto Joule.
- Reducir las caídas de tensión.
- Aprovechar mejor los transformadores y generadores.
- Reducir la sección de los conductores de las líneas de alimentación .
- Permitir instalar mayor número de luminarias por circuito, con lo que se reducen y simplifican los equipos de
protección (magneto térmicos, diferenciales, etc).
5.3.- COMPENSACIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA
5.3.1.- Compensación en paralelo
Se hace según el esquema de la figura, en el que se ha representado como ejemplo una lámpara fluorescente de
arranque por cebador, pero que es aplicable a cualquier otro tipo de lámpara.
93
DOSSIER TÉCNICO
El condensador conectado en paralelo a la red ha de ser del valor adecuado para que la intensidad reactiva en adelanto
de fase absorbida por él (IC), compuesta con la que circule por la lámpara (IL), dé una intensidad absorbida de red (IT)
cuyo desfase con la tensión de red sea el mínimo.
Ic
Vred
ϕ'
It
ϕ
IL
VRED = Tensión de alimentación
IL = Corriente absorbida por el equipo sin compensar
IC = Corriente absorbida por el condensador
IT = Corriente de red tras la compensación
ϕ y ϕ' = Ángulos de desfases antes y después de la compensación
La tensión a soportar por el condensador es la de la red, y la tolerancia admitida de su capacidad suele ser de
±10% del valor nominal.
a) Cálculo del condensador necesario
Se puede calcular el condensador necesario para corregir el factor de potencia en un equipo con ayuda del gráfico
adjunto y la fórmula siguiente:
C = K x IT x β
β
β
C = Capacidad del condensador
V = Tensión de la línea en voltios
0,60
IT = Corriente tomada de la línea por el equipo
A
β = Coeficiente determinado en la construcción del gráfico
ƒ = Frecuencia de la red
6
0
0,594
0,95 cos ϕ
K=
10
2π x ƒ x V
En la tabla que se acompaña se dan los valores de K para distintas tensiones a 50 y 60 Hz.
Voltios
115
125
150
220
230
240
VALORES DE K
50 Hz.
27,67
25,46
21,22
14,46
13,84
13,26
60 Hz.
23,06
21,22
17,68
12,05
11,53
11,05
Ejemplo de cálculo:
Supongamos el cálculo de la capacidad necesaria para compensar hasta λ=0,95 un equipo de vapor de mercurio de
400W que funciona en bajo factor.
Los datos son:
V = Tensión de red: 220V
f = Frecuencia de la red: 50Hz
94
W = Potencia activa total absorbida de la red: 425W
IT = Corriente de línea: 3,25 A
K = 14,46
DOSSIER TÉCNICO
Factor de potencia del conjunto:
λ=
W
V x IT
=
425W
= 0,594
220V x 3,25A
Sobre el eje horizontal se alzan las perpendiculares en los puntos de los valores de λ (cos ϕ) que tenemos (0,594) y
el que deseamos obtener (0,95). Cortarán el semicírculo en los puntos A y B.
Se une A con O y por B se traza una línea paralela a OA hasta cortar la escala de β. Quedando así determinado para
este caso β = 0,60.
Con este valor obtenemos:
C = K x IT x β = 14,46 x 3,25 x 0,60 = 28,19 μF
Adoptamos el valor estándar de 28 μF
b) Tablas para compensación en paralelo de equipos de fluorescencia
Lámpara
Potencia
W
Tipo
5, 7, 9
4, 6, 8
13
18
14, 15, 20, 22
26
30
32
36, 40
65
10
16
21
28
38
4, 6, 8
5, 7, 9, 11
13
10, 13
14, 15
16
18
18
18, 20
22
24
25
26
30
32
36
36, 40
58, 65
70, 75
80
100
TC
T
T
TC-D
T, TR
TC-D
T
TR
T
T
TC-DD
TC-DD
TC-DD
TC-DD
TC-DD
T
TC
T
TC-D
T
T
TC-D , TC-T
TC-F, TC-L
T
TR
TC-F , TC-L
T
TC-D , TC-T
T
TR
TC-F , TC-L
T
T
T
T
T
Tensión
V
115 / 125
220 / 230
Capacidad para λ: 0,95± 0,5
50 Hz
60Hz
μF
μF
3
3
2
3
6
4,5
4,5
6
5,5
25
2
2
3,5
4
4,5
2
2
2
2
4,5
2
2,5
4,5
4,5
4,5
4
3,5
3,5
4,5
4,5
4,5
4,5
7
8
9
10
2,5
2,5
2
3
5
4
4
5
4,5
22
1,7
1,7
3
3,5
4
1,7
1,7
1,7
1,7
4
1,7
2
4
4
4
3,5
3
3
4
4
4
4
6
7
8
9
95
DOSSIER TÉCNICO
c) Tablas para compensación en paralelo de equipos de descarga HID
Tipo
Lámpara
Potencia
W
Vapor de Mercurio
Vapor de Sodio Alta Presión
Halogenuros Metálicos
Corriente
A
50
80
125
250
400
700
1000
50
70
100
150
250
400
600
1000
35
70
100
150
250
250
400
400
1000
1000
2000
2000
2000
2000
3500
0,61
0,80
1,15
2,15
3,25
5,40
7,50
0,76
1,00
1,20
1,80
3,00
4,45
6,20
10,30
0,53
1,00
1,10
1,80
2,10
3,00
3,50
4,20
8,25
9,50
16,50
8,80
10,30
11,30
18,00
Tensión
V
220 / 230 / 240
380 / 400 / 415
Capacidad para λ: 0,95± 0,5
50 Hz
60Hz
μF± 0,5
μF± 0,5
7
8
10
18
28
45
60
9
12
13
20
32
45
65
100
6
12
13
20
18
32
36
45
72
85
125
37
60
60
100
6
7
9
15
24
40
50
7,5
10
11
17
28
40
55
85
5
10
11
17
15
28
30
40
60
75
100
32
50
50
85
5.3.2.- Compensación en serie
La compensación en serie normalmente se realiza para dos o más equipos.
C
L1
R2
IC
L2
Ii
R1
It
Red
En este caso, se conecta un condensador en serie con uno de los equipos, de una capacidad adecuada para que la
impedancia que presente a la frecuencia de red sea aproximadamente el doble de la que presenta la reactancia
inductiva, si bien la del condensador será en adelanto y la de la reactancia en retraso, con lo que el conjunto tendrá
un λ de valor igual al anterior, pero en adelanto de fase.
Es decir:
| ZC |= | 2 ZR |
La impedancia presentada por el conjunto reactancia-condensador será, vectorialmente:
→ → →
ZT = ZC + ZR
96
DOSSIER TÉCNICO
Y en módulo:
| ZT | = | -ZC | + | ZR | = | -2 ZR | + | ZR | = | -ZR |
Siendo ZC la impedancia del condensador y ZR la impedancia de la reactancia.
Utilizando un equipo de tipo inductivo y otro de tipo capacitivo, como la corriente absorbida por el primero (Ii) está en
retraso respecto a la tensión de red y la del segundo (Ic) está en adelanto, ambas se compensan y dan un cos ϕ =
λ ≈ 1.
Ic
ϕ ≈ 0° , cos ϕ ≈ 1
IC = Corriente en el equipo capacitivo (adelantado)
Ii = Corriente en el equipo inductivo (retrasado)
ϕ
Vred
It = Corriente total del conjunto
ϕ = Ángulo de desfase
It
VRED = Tensión de alimentación
Ii
De este modo, con un condensador se compensarán dos equipos y éste será de menor capacidad que el necesario
para un solo equipo en paralelo, sin embargo, debe ser de mayor precisión (menor tolerancia de fabricación, ±4% ó
inferior) y ha de soportar la caída de tensión que se origine en sus bornes al recorrerle la intensidad de lámpara
(normalmente 450V).
5.4.- SEGURIDAD CONTRA SOBRETENSIONES Y CORTOCIRCUITOS
5.4.1.- Condensadores con dieléctrico autorregenerable
Son condensadores que están compuestos de elementos capacitivos bobinados con film de polipropileno metalizado
de bajas pérdidas.
Este dieléctrico es de tipo autorregenerable; esto significa que las armaduras del condensador son de un espesor
tan extremadamente reducido, que en el caso de que una sobretensión transitoria produzca una perforación del
dieléctrico, la corriente que circula por el punto de la perforación vaporiza la armadura metálica alrededor de dicho
punto, permitiendo al condensador continuar trabajando de forma normal. El proceso de autorregeneración es
extremadamente rápido y únicamente requiere unos microsegundos.
5.4.2.- Condensadores con fusible térmico
Existen otros condensadores que incorporan un fusible térmico colocado en el centro del núcleo del condensador
que actúa fundiéndose cuando se produce una sobretemperatura causada por una sobrecarga tanto eléctrica como
térmica.
Este sistema se basa en el aumento de temperatura que se produce en el condensador por un aumento en las
pérdidas cuando éste falla.
Esta protección no proporciona un total nivel de seguridad pero sí en el 95% de los casos.
5.4.3.- Condensadores con fusible de corte por sobrepresión
Un condensador sometido a condiciones de sobrecarga continuamente, aunque sea de tipo autorregenerable, puede
llegar a fallar de forma definitiva.
97
DOSSIER TÉCNICO
Para proteger este tipo de fallo, los condensadores pueden estar provistos de un fusible de corte por sobrepresión.
Ante una corriente de defecto, se produce un calentamiento localizado en la zona dañada del dieléctrico, provocando
la generación de gas que hace aumentar la presión en el interior del elemento. Este aumento de presión hace
actuar el sistema de sobrepresión que interrumpe irrreversiblemente de forma mecánica la conexión del condensador.
5.5.- TIPOS DE CONDENSADORES
En la norma UNE-EN 61048/A2 se definen los tipos de condensador como:
Condensador tipo A: condensador autorregenerable para el montaje en paralelo que no incluye necesariamente
un dispositivo de interrupción.
Condensador tipo B: condensador autorregenerable utilizado en circuitos de alumbrado de montaje en
serie o condensador autorregenerable para montaje en paralelo, que contiene un dispositivo de interrupción.
Los condensadores tipo A suelen tener envolvente plástica, y aunque pueden incluir algún dispositivo de corte,
tipo fusible térmico, siguen entrañando mayor peligro que los de tipo B, los cuales poseen una envolvente de aluminio
e incorporan dispositivo de corte por sobrepresión.
Por tanto, los condensadores tipo B pueden ser colocados en luminarias de cualquier material, mientras que los de
tipo A solamente en luminarias de materiales no inflamables, ya que entrañan un mayor riesgo en caso de fallo del
condensador.
5.6.- MARCADO DE CONDENSADORES
Hay que destacar los siguientes símbolos que se pueden encontrar en los condensadores:
Condensador Autorregenerable.
Condensador con fusible incorporado.
Condensador con resistencia de descarga.
5.7.- CONDENSADORES DE ELT
5.7.1.- Características constructivas
Los condensadores de ELT para corrección del factor de potencia, tanto en circuitos de fluorescencia como de descarga
son autorregenerables, fabricados con dieléctrico de polipropileno metalizado, tecnología MKP, e incorporan resistencia
de descarga.
Están protegidos por envolvente metálica o plástica auto-extinguible y encapsulado en resina de poliuretano a partir
de 250V.
Poseen conexiones de hilo rígido de cobre de 0.75 ó 1 mm2, según las capacidades.
Se dispone de sistemas de fijación por espárrago M8 para todas las potencias o fijación rápida por clip hasta 20μF.
98
DOSSIER TÉCNICO
5.7.2.- Características Técnicas
Tensión
Frecuencia:
Tolerancias de capacidad:
Tª de funcionamiento:
250 y 400V conexión paralelo
420V conexión serie
50/60Hz
+/-10% conexión paralelo
+/- 4% conexión serie
-20°C…+85°C
5.8.- RECOMENDACIONES DE MONTAJE
Para asegurar un buen funcionamiento de los condensadores y evitar riesgo de fallos de los mismos es importante
tener en cuenta las siguientes indicaciones:
- No sobrepasar la tensión nominal de funcionamiento.
- Respetar la temperatura máxima de trabajo marcada en el condensador.
- Colocarlos en lugares protegidos de la humedad y las condensaciones.
- En la instalación de los condensadores con dispositivo de corte por sobrepresión debe asegurarse una distancia
mínima de 10mm por encima de los terminales, y una longitud de cables lo suficientemente larga para permitir
la expansión del condensador en caso de actuación del dispositivo de protección debido a un fallo.
5.9.- NORMAS DE FABRICACIÓN
Las normas según las cuales están fabricados los condensadores de corrección de factor de potencia de ELT son:
EN 61048/A2
Condensadores. Prescripciones generales y de seguridad.
EN 61049
Condensadores. Prescripciones de funcionamiento.
99
DOSSIER TÉCNICO
5.10.- Condensadores para corrección del factor de potencia alumbrado fluorescencia y descarga
Código
Fijación
rápida
M8
Tipo de condensador
Dimensiones
Capacidad Tolerancia Tensión
V
μF
ø max. L max. Peso
Kg
Unidades
de
embalaje
9900812
9900002
2
±10%
250
25
56
9900813
9900004
2 ,5
"
"
"
"
"
"
9900814
9900007
4
"
"
"
"
"
"
0 ,035
100
9990802
9900008
4 ,5
"
"
"
"
"
"
9900803
9900009
5
"
"
30
"
0 ,04
"
9900804
9900010
5 ,5
"
"
"
75
"
"
9900815
9900011
6
"
"
"
"
9900805
9900012
7
"
"
"
"
9900816
9900013
8
"
"
"
"
"
0, 045
"
"
"
"
9900806
9900014
9
"
"
35
"
9900807
9900015
10
"
"
"
"
0, 055
"
9900817
9900016
11
"
"
"
"
0, 06
"
"
"
99000818
9900017
12
"
"
"
"
"
"
9900819
9900018
13
"
"
"
"
"
"
9900808
9900019
14
"
"
"
100
0, 065
"
0, 075
50
9900809
9900020
16
"
"
"
"
9900810
9900021
18
"
"
"
"
9900811
9900022
20
"
"
"
"
0, 08
0, 09
"
"
"
9900023
22
"
"
40
"
9900024
25
"
"
"
"
"
"
9900025
28
"
"
"
"
"
"
"
9900026
30
"
"
"
"
0, 105
99000027
32
"
"
"
"
0, 11
"
9900028
36
"
"
"
"
0, 12
"
9900030
45
"
"
45
118
0, 145
"
"
9900031
50
"
"
"
"
0, 30
"
9901627
45
"
400
"
"
0, 28
50
9901638
60
"
400
60
125
0, 44
25
0, 045
100
9901602
2 ,9
±4%
420
30
80
9901607
3 ,6
"
"
"
"
9901613
5 ,7
"
"
40
"
"
0, 06
"
"
APLICACIONES
Para corregir el factor de potencia en equipos de alumbrado con lámparas fluorescentes y de descarga.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Tensión:
250 y 400V
420V
Frecuencia:
50/60Hz
Tolerancias de capacidad: ±10%
±4%
Temp. de funcionamiento: -20 +850C
(Conexión en paralelo)
(Conexión en serie)
(Conexión en paralelo)
(Conexión en serie)
CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS
Condensadores autorregenerados fabricados con dieléctrico de polipropileno metalizado, incorporan
resistencia de descarga.
Envolvente cilíndrica metálica o plástica autoextinguible.
Encapsulado en resina de poliuretano a partir de 250V.
Conexiones con hilo rígido de cobre de 0,75 ó 1 mm2, según capacidades.
100
Conmutador electrónico
DOSSIER TÉCNICO
6.1.- OBJETO DEL USO DE CONMUTADORES
Cuando el alumbrado de un local de pública concurrencia, tales como grandes almacenes, centros deportivos,
aeropuertos, estaciones de ferrocarril, etc., se hace con lámparas de descarga, en vapor de mercurio, sodio alta
presión o halogenuros metálicos, si se produce un corte de corriente o un descenso brusco de la tensión de alimentación
durante unos ciclos solamente, las lámparas se apagan inmediatamente.
Aunque se restablezcan seguidamente las condiciones normales de alimentación, el reencendido instantáneo no es
posible debido a la elevada temperatura de las lámparas y a la alta presión dentro del tubo de descarga. Ha de transcurrir
un tiempo de entre 1 y 10 minutos para que vuelvan a encender, dependiendo del tipo de lámpara y de luminaria
usadas.
Para tener un nivel de iluminación aceptable hasta que el alumbrado principal se restablezca, se suele colocar un
segundo alumbrado auxiliar de lámparas de incandescencia que actúa como alumbrado de emergencia durante este
período transitorio.
En este tipo de alumbrado tiene su uso el CONMUTADOR DE EMERGENCIA RCE-002, el cual entra en funcionamiento
tan pronto como la tensión del circuito se restablece, dando paso de corriente a la lámpara de incandescencia con
toda su intensidad, que permanecerá encendida hasta 140 segundos después de que la lámpara de descarga con
la que va interconectada haya arrancado de nuevo, para así dar tiempo a que ésta alcance su nivel luminoso máximo.
Pasado ese tiempo de 140 segundos el conmutador desconecta la lámpara de incandescencia, quedando sólo la
de descarga.
Corte tensión
TENSIÓN DE
ALIMENTACIÓN
Vn
Restablecimiento de tensión
6.2.- DIAGRAMA SIMBÓLICO DE FUNCIONAMIENTO
0
TIEMPO
Reencendido de
la lámpara de descarga
CORRIENTE DE LÁMPARA
DE DESCARGA
Arranque
In
TIEMPO
Tiempo de reencendido
de la lámpara de descarga
LÁMPARA AUXILIAR
Conectada
Desconectada
TIEMPO
T: 140 seg.
T
T: 140 seg.
Tiempo de perturbación o corte
en la tensión de alimentación
103
DOSSIER TÉCNICO
6.3.- COLOCACIÓN DEL CONMUTADOR
El conmutador y la lámpara auxiliar suelen instalarse en la misma luminaria, con la lámpara de descarga y su equipo
(reactancia, arrancador y condensador), pero se deben tomar dos precauciones importantes:
- El conmutador debe estar colocado de forma que las lámparas y el equipo de descarga le aporten el mínimo
calor y evitar que alcance temperaturas altas. Debe estar lo mas frío posible para una mayor duración de los
componentes electrónicos internos.
- Asegurarse de que no funcionan simultáneamente las dos lámparas más del tiempo asignado. Ello ocasionaría
fuertes elevaciones de temperatura con peligro para la luminaria y todos sus componentes.
6.4.- CIRCUITO DE CONEXIÓN
6.5.- CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
Tensión Nominal de funcionamiento: 220V +/-10% 50/60Hz.
Tensión mínima de funcionamiento: 175V.
Potencia máxima de la lámpara auxiliar: 1000W (4 A).
Intensidad máxima en el circuito de la lámpara principal: 12 A.
Potencia propia consumida funcionando la lámpara principal: 1W.
Potencia propia consumida funcionando la lámpara auxiliar: 1.8W.
Tiempo de funcionamiento tras el encendido de la lámpara: 140 segundos.
Temperatura máxima en la envolvente: 90°C.
6.6.- CONSTRUCCIÓN Y DIMENSIONES FÍSICAS
Construido con envolvente aislante autoextinguible.
Sistema de conexión mediante cuatro clemas de poliamida, para cables de sección hasta
2.5 mm2, con fijación por tornillo.
Todos los componentes van encapsulados en resinas de poliuretano para evitar la penetración
de humedad.
104
Diodos LED
DOSSIER TÉCNICO
7.1.- INTRODUCCIÓN
Casi todo el mundo esta familiarizado con los diodos LED, los conocemos de verlos en muchos equipos de uso
cotidiano, como radios, televisores, teléfonos móviles, relojes digitales y un largo etcétera.
Los diodos LEDs no son un fenómeno nuevo (los primeros casos prácticos datan del año 1969), sin embargo la
baja gama de colores y la escasa potencia lumínica que poseían han limitado su uso considerablemente a aplicaciones
como elementos indicadores.
El gran avance en la tecnología y el descubrimiento de nuevos materiales ha propiciado una mejora significativa tanto
en la variedad de colores como en la potencia lumínica, lo que junto a las perspectivas futuras esta propiciando una
“revolución de los LEDs” situándose como una seria apuesta de futuro en el mundo de la iluminación.
7.2.- ¿QUÉ ES UN LED?
Un LED, o Diodo Emisor de Luz (Light Emitting Diode), como su propio nombre indica es un diodo, un dispositivo
electrónico semiconductor que polarizado directamente entre ánodo y cátodo emite luz al producirse el fenómeno
conocido como electroluminiscencia.
ÁNODO
(positivo)
CÁTODO
(negativo)
Representación gráfica de un diodo LED
A nivel de iluminación se puede decir que se trata de una diminuta lámpara en estado sólido, ya que no posee ni
filamento, ni gas inerte, ni ampolla de vidrio que lo recubra, como las lámparas comunes.
7.3.- TIPOS DE LED
Se puede distinguir entre dos tipos, los LEDs convencionales y los LEDs de alta luminosidad, también llamados de
alta potencia.
7.3.1.- LEDs convencionales
Los diodos LEDs convencionales son mas sencillos que los de alta luminosidad presentando grandes limitaciones
debido, fundamentalmente, a su muy limitada capacidad de disipación térmica, lo que restringe enormemente la
corriente de funcionamiento y por tanto su capacidad lumínica.
LED tradicional
Tensión de
Funcionamiento (VF)
2-4 V
Corriente de
Funcionamiento (IF)
20-30 mA
Potencia LED
0.1W
Eficacia lumínica
1-2 lm/W
Parámetros aproximados LED convencional
7.3.2.- LEDs de alta luminosidad
Los LEDs de alta luminosidad, mucho más complejos, poseen una mayor capacidad de disipar calor debido a sus
características constructivas lo que les permite soportar mayor corriente, proporcionando mayor flujo luminoso.
107
DOSSIER TÉCNICO
LED alta luminosidad
Tensión de
Funcionamiento (VF)
3V
Corriente de
Funcionamiento (IF)
350 mA
Potencia LED
1W
Eficacia lumínica
25 lm/W
Parámetros aproximados LED alta luminosidad
7.4.- CÓMO FUNCIONAN LOS DIODOS LED
Aunque a efectos de iluminación el LED se considera una lámpara diminuta, no hay que olvidar que se trata de un
diodo, y a diferencia de las lámparas que están construidas para una tensión de trabajo determinada, los LEDs están
diseñados para una corriente determinada.
Por ello, los LEDs se conectan como se indica en el siguiente esquema:
+Vdc
IF
R
VF
OV
Esquema de conexión de un LED
Se alimentan con una fuente de corriente continua a través de una resistencia en serie cuya finalidad es limitar la
corriente para lograr un adecuado funcionamiento.
Ya que un LED es un diodo, el ánodo se debe conectar al positivo de la fuente de alimentación, en este caso al extremo
de la resistencia, y el cátodo al negativo, para polarizarlo en sentido directo y conseguir que el LED se ilumine.
Si conectamos el LED al revés, es decir, se polariza en inversa, no encenderá, no ocurriendo nada en la mayoría de los
casos, pero existe el riesgo de que si el valor de la tensión de alimentación es muy elevada, la tensión inversa, VR, que
cae sobre el LED sea mayor que la permitida, empezando a conducir en inversa, destruyendo finalmente el diodo.
Conociendo los parámetros del LED y de la fuente de alimentación, se calcula la resistencia de limitación:
R=
Vdc-VF
IF
Vdc: Tensión de la fuente de alimentación continua
VF: Tensión característica del LED polarizado en sentido directo
IF:
Corriente de funcionamiento del LED
Los LEDs poseen un comportamiento no-óhmico, no aumentando su tensión al aumentar la corriente. Este es el
motivo por el que se coloca la resistencia en serie que ajusta el valor de corriente de funcionamiento.
7.5.- CONFIGURACIONES DE LEDs
En el mercado se pueden encontrar una gran diversidad de configuraciones de LEDs con diferentes formas constructivas
y una gran variedad de colores, según sean sus aplicaciones.
108
DOSSIER TÉCNICO
Todas estas configuraciones, a pesar de parecer muy distintas, tienen el mismo principio constructivo, estando
formadas por series de diodos LEDs.
R
Vdc
OV
L1
L2
L3
L4
Ejemplo de una serie de diodos LEDs
Para el cálculo de la resistencia de limitación de corriente de las series de diodos LEDs simplemente hay que tener
en cuenta el número de diodos colocados en serie.
R=
Vdc: Tensión de la fuente de alimentación continua
Vdc-VFL1-…VFLi
VF: Tensión característica del LED polarizado en sentido directo
IF
IF:
Corriente de funcionamiento del LED
Así, cada configuración puede estar formada por un mayor o menor número de series de diodos LEDs en paralelo
entre si, constituidas a su vez, por más o menos diodos colocados en serie con una resistencia, según la aplicación.
R
Vdc
OV
R
Ejemplo de una serie de diodos LEDs
Atención: no se deben conectar los diodos LED en paralelo entre si, ya que cada uno tiene una tensión característica
y la corriente podría repartirse con distinto valor a cada uno.
Vdc
R
OV
No conectar dos diodos LEDs por si solos en paralelo
7.6.- CÓMO SE ALIMENTAN LOS MÓDULOS DE LEDs
Los módulos de LEDs se alimentan con fuentes de alimentación de corriente continua, cuya función es proporcionar
y controlar con precisión la corriente del circuito.
109
DOSSIER TÉCNICO
La tensión continua de salida debe estar muy estabilizada para mantener constante tanto la potencia como la intensidad
de los LEDs, garantizando su vida y un correcto funcionamiento, por lo que deben ser equipos electrónicos.
Véase la influencia de las variaciones de la tensión de alimentación:
Variación de la Vdc
de alimentación (%)
Variación de la potencia
respecto a la obtenida con
Vdc de alimentación
nominal (%)
+25%
+45%
-15%
-30%
+5%
+10%
-5%
-10%
Un aumento de la potencia provoca una situación peligrosa, ya que puede originar la destrucción del LED.
La disminución de la potencia no supone un riesgo para la vida de los LEDs, permitiendo regular desde la potencia
nominal hasta el mínimo.
Dependiendo del tipo de configuración de los módulos LED que se desea alimentar, se necesitará una fuente de
alimentación con unas características u otras. La fuente de alimentación se debe seleccionar fundamentalmente
según dos parámetros:
- Tensión de salida: viene determinada por el número de diodos colocados en cada serie.
Vdc
OV
R
IF
VL1
VLi
Vdc = VL1 + … VLi + VR
Determinación de la tensión de la fuente de alimentación
- Corriente de salida: viene determinada por el número de series de diodos colocadas en paralelo.
Vdc
OV
R
IF
IT
R
IF
ITFAmin = IF1 + … IFi
Determinación de la corriente mínima de la fuente de alimentación
Existe un limite en la conexión de las cadenas de LEDs, no pudiendo hacer cadenas tan largas como se desee.
Esto es debido a que a mayor longitud, se produce mayor caída de tensión, por lo que los LEDs situados más alejados
de la fuente de alimentación lucen con menor intensidad.
Una forma de atenuar este problema es realizar la conexión en anillo cerrado.
110
DOSSIER TÉCNICO
+
FA
–
Esquema de cargas conectadas en Anillo Cerrado
En el mercado pueden encontrarse variedad de fuentes de alimentación con salida fija y fuentes de alimentación
regulables, con diferentes parámetros según los módulos que se van a alimentar.
7.7.- LUZ BLANCA: SISTEMA RGB
La obtención de luz de color blanca esta progresando en dos direcciones.
7.7.1.- El LED blanco
Uno de los dos caminos es el desarrollo de un LED blanco propiamente dicho, obtenido mediante el empleo de
fósforos adecuados.
7.7.2.- El sistema RGB
El segundo de los caminos consiste en la mezcla de luz de LEDs de tres colores: rojo, verde y azul, controlados de
modo exacto por medio de dispositivos creados para tal efecto. Esta técnica se conoce con el nombre RGB (RedGreen-Blue).
Para aplicar esta técnica se pueden disponer los LEDs rojos, verdes y azules bien integrados en una misma pastilla
a modo de un único LED o bien combinando LEDs o cadenas de LEDs de estos colores.
Éstos se alimentan mediante módulos específicos para esta técnica, con una salida común para los tres LEDs de
colores, y otras tres salidas más, una para cada uno de ellos.
De esta forma según se regule la alimentación individual de cada LED de diferente color, se puede obtener una variada
gama de colores, incluido el blanco.
7.8.- COMPARACIÓN DE LOS LEDs CON OTROS TIPOS DE LÁMPARAS
Los LEDs compiten en iluminación con lámparas incandescentes. En la actualidad los LEDs de alta luminosidad
superan a la incandescencia pero todavía están lejos de los halogenuros metálicos.
111
DOSSIER TÉCNICO
INCANDESCENCIA
FLUORESCENCIA
HALOGENUROS
LEDs
Eficacia
lm/W
10 - 15
70 - 100
70 - 100
Objetivo
>>50
Rendimiento
5-9%
25 - 30%
30 - 35%
Objetivo
20-30%
Una de las grandes ventajas de los LEDs sobre sus competidores es su alta expectativa de vida y su baja depreciación
luminosa.
LED
Fluorescencia
Incandescentes
halógenas
Vida media
(horas)
Depreciación
luminosa de 20%
(horas)
Depreciación
luminosa de 30%
(horas)
100.000
20.000
45.000
5.000
100.000
20.000
4.000
1.500
4.000
7.9.- VENTAJAS DE LOS LEDs
Las razones del espectacular avance de los diodos LED en el campo de la iluminación son las ventajas que
presentan.
- Rápida respuesta: encendido y apagado instantáneo, del orden de microsegundos, frente a milisegundos de
las lámparas incandescentes tradicionales.
- Larga duración: en condiciones normales de funcionamiento tienen una vida media de 100.000 horas, lo que
supone más de 10 años de vida.
- Robustez mecánica: resistentes a golpes y vibraciones, al ser objetos 100% sólidos.
- Baja tensión de alimentación: se evitan peligros de electrocución y no necesitan protección.
- Reducido tamaño.
- Bajo consumo: en comparación con el alumbrado incandescente se necesita menor potencia para obtener la
misma luz, y al poder generar luz de color, no necesitan difusores adicionales que disminuyan el rendimiento.
Se esperan grandes avances en la eficacia luminosa.
- Bajos calentamientos: lo que permite la disminución del tamaño de las luminarias.
- Menos mantenimiento: debido a su robustez y larga vida.
- Conservación medioambiental: debido a un mayor ahorro de energía, menor producción de calor y estar
libres de mercurio como elemento contaminante.
- Dimables: sin variación de color en un amplio rango, desde la potencia nominal hasta el mínimo.
- Depreciación luminosa reducida a lo largo de su vida.
- Obtención de luz de calidad ya que el color lo genera el propio LED, radiación dirigida, ausencia de emisión
de radiación infrarroja y ultravioleta, colores saturados casi monocromáticos, se capta el objeto iluminado
con mucho detalle, obtención de gama de colores muy variada, luz mas brillante que otras fuentes de luz, y no
le afectan las vibraciones del equipo.
7.10.- DESVENTAJAS DE LOS LEDs
Las principales desventajas de los diodos LEDs son:
- Problemas a temperaturas elevadas: disminución temporal de la cantidad de luz emitida por el LED y riesgo
de avería.
- Necesidad de usar fuentes de alimentación estabilizadas.
- Precio elevado.
- Por ahora, eficacia luminosa de 25 lm/W, lejos de los halogenuros metálicos.
112
DOSSIER TÉCNICO
7.11.- RECOMENDACIONES PARA EL USO DE LOS LEDs
Las principales recomendaciones para el uso de los diodos LEDs son:
- Evitar ambientes con temperaturas elevadas.
- Utilización de fuentes de alimentación estabilizadas.
7.12.- APLICACIONES
Algunas de las aplicaciones más comunes de los diodos LEDs son:
- Marquesinas y rótulos.
- Semáforos.
- Indicación de rutas y salidas.
- Luces indicadoras de automóviles.
- Alumbrado de emergencia.
- Señales de tráfico y señalización.
- Aplicaciones ornamentales.
113
Anexos
DOSSIER TÉCNICO
8.1.- HOMOLOGACIONES DE LOS PRODUCTOS DE ELT
Todos los productos de ELT son fabricados según las normas nacionales e internacionales correspondientes. Como
consecuencia, muchos de ellos han sido Vensayados y homologados por organismos de certificación españoles,
europeos e incluso americanos, como los siguientes:
LO CO
S
IMQ-ITALIA
V
A
ALEMANIA
OR M
EL
DN
AENOR-ESPAÑA
V
ORMID
NF
A
V
2027
IRAM-ARGENTINA
SLOVAKIA
CENELEC-AENOR
CHINA
V
ELT ha obtenido para sus productos también la marca ENEC, concedida por AENOR. Marca que fue establecida por el
CENELEC y reconocida por los países europeos firmantes del acuerdo LUM-AGREEMENT, y que engloba todas las marcas
de los países respectivos, permitiendo en todos ellos la libre circulación de los productos portadores de la misma.
8.2.- EL MARCADO
Para poder utilizar los aparatos eléctricos y electrónicos en la Comunidad Europea, es obligatorio que sean portadores
de la marca CE, la cual significa “Conformidad Europea”, y representa el cumplimiento de las siguientes Directivas
Comunitarias a las que están sujetos los productos para iluminación.
89/336/CEE
93/68/CEE
Compatibilidad electromagnética (EMC), del 01.01.1996.
73/23/CEE
Material eléctrico de baja tensión (LV), del 01.01.1997.
2000/55/CE
Requisitos de eficiencia energética de los balastos de lámparas fluorescentes (EEI), del 21.05.2002.
2002/96/CE
Residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (WEEE), con efecto desde 13.08.2005.
2002/91/CE
Eficiencia energética de los edificios, con efecto desde 04.01.2006.
2002/95/CE
Restricciones a la utilización de determinadas sustancias peligrosas en aparatos eléctricos y electrónicos
(ROHS), con efecto desde 01.07.2006.
El marcado CE no lo otorga ninguna entidad de certificación, siendo el propio fabricante, bajo su responsabilidad, el
que realiza la declaracion de conformidad al respecto.
Todos los productos de ELT poseen el marcado CE, estando disponibles las correspondientes declaraciones de
conformidad, por lo que las luminarias que los incorporen cumplirán con los requisitos legales.
8.3.- CLASES DE PROTECCIÓN DE LUMINARIAS Y APARATOS AUXILIARES
8.3.1.- Definición de los tipos de aislamiento
Se pueden distinguir los siguientes tipos de aislamiento:
a) Aislamiento principal o funcional
Es el aislamiento necesario para asegurar un funcionamiento conveniente del aparato y la protección fundamental
contra los choques eléctricos.
b) Aislamiento suplementario o de protección
Es el aislamiento independiente previsto, además del aislamiento principal, para asegurar la protección contra los
choques eléctricos en caso de fallo de aislamiento principal.
117
DOSSIER TÉCNICO
c) Doble aislamiento
Es el aislamiento que comprende a la vez un aislamiento principal y un aislamiento suplementario.
d) Aislamiento reforzado
Se considera un aislamiento principal reforzado con propiedades mecánicas y eléctricas tales que proporciona el
mismo grado de protección contra los choques eléctricos que un doble aislamiento.
En función de los aislamientos que posean los aparatos eléctricos, se definen las clases de protección.
8.3.2.- Clases de protección contra las descargas eléctricas
a) Aparatos clase O
Aparatos en el que la protección contra las descargas eléctricas descansa en un aislamiento principal.
No tienen previsto borne para conexión del conductor de protección, para que el potencial vaya a tierra en el caso de
fallo del aislamiento principal.
La protección contra la falta de aislamiento eléctrico queda supeditada al entorno, que deberá ser aislante (por ejemplo:
el suelo).
b) Aparatos clase I
Aparatos que tienen, como mínimo, un aislamiento principal en todas sus partes, que está provisto de un borne o
una toma de tierra, para derivar a ésta el potencial a que puedan quedar sometidas las partes conductoras accesibles
en caso de fallo del aislamiento principal.
Deben estar protegidos por un dispositivo de protección y corte adecuado.
c) Aparatos clase II
Aparatos en los que la protección contra las descargas eléctricas reposa en un aislamiento principal y, además, tienen
en todas sus partes un doble aislamiento o un aislamiento reforzado. No aportan dispositivo ni borne para su
puesta a tierra.
Suelen tener una envolvente duradera, y prácticamente continua, de material aislante, que los rodean de forma que
no puedan quedar bajo tensión las partes metálicas accesibles en caso de fallo de aislamiento funcional.
En casos particulares pueden ser unidos con el conductor de tierra para prolongarlo hasta otro receptor o por razones
de compatibilidad electromagnética.
III
d) Aparatos clase III
Aparatos en los que la protección contra las descargas eléctricas descansa en la alimentación a Muy Baja Tensión de
Seguridad (MBTS) y en los que no se generan tensiones superiores a 50V.
118
DOSSIER TÉCNICO
La numeración de las clases de protección (Clase 0, I, II o III) no implica ninguna jerarquía de valor en la protección
de las personas contra las descargas.
8.4.- GRADOS IP DE PROTECCION DE LAS ENVOLVENTES
La norma EN 60529 establece los grados de protección con la identificación IP seguida de dos números, y opcionalmente
dos letras, que definen el grado de protección contra la penetración de cuerpos sólidos extraños, contra los contactos
accidentales con partes bajo tensión que pudieran ser peligrosas y contra la penetración de agua, con que están
construidos los aparatos eléctricos. Consecuentemente son aplicables a las reactancias.
Detallamos seguidamente una tabla con las cualidades definidas por cada cifra y letra característica
1ª CIFRA CARACTERÍSTICA
Protección contra la penetración de cuerpos sólidos extraños y contacto con partes peligrosas
Significado de protección del material
Significado de protección de la persona
0
1
2
3
4
5
6
No protegido
Protegido contra cuerpo sólido de dimensiones superiores a 50mm
Protegido contra cuerpo sólido de dimensiones superiores a 12mm
Protegido contra cuerpo sólido de dimensiones superiores a 2.5mm
Protegido contra cuerpo sólido de dimensiones superiores a 1mm
Protegido contra el polvo
Totalmente protegido contra el polvo
Protegido contra el contacto con el dorso de la mano
Protegido contra el contacto con el dedo
Protegido contra el contacto con una herramienta
Protegido contra el contacto con un alambre
2ª CIFRA CARACTERÍSTICA
Protección contra la entrada de agua
Significado de protección del material
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Símbolos
Símbolos
No protegido
Protegido contra la caída vertical de gotas de agua
Protegido contra la caída de agua con inclinación máxima de 15°
Protegido contra la lluvia
Protegido contra las proyecciones de agua
Protegido contra los chorros de agua
Protegido contra los embates de mar
Protegido contra los efectos de la inmersión
Protegido contra la inmersión prolongada
119
DOSSIER TÉCNICO
8.5.- EFECTO ESTROBOSCÓPICO
Como consecuencia de utilizar corriente alterna en las redes de alimentación, la intensidad de la lámpara pasa por
cero dos veces por periodo, disminuyendo su intensidad luminosa casi a cero en esos momentos. Esto ocasiona
un parpadeo que aumenta la fatiga visual y produce una sensación de movimiento menor que el real en los cuerpos
en rotación.
Para corregir este efecto, conocido como efecto estroboscópico, cuando se utilizan reactancias electromagnéticas,
se tiene que desfasar el parpadeo de unas lámparas respecto a otras.
Una forma de conseguirlo es mediante la compensación del factor de potencia en serie de los equipos en grupos de
dos unidades, y así, cuando la luminosidad de una es nula, la otra tiene un valor máximo y la iluminación media no
fluctúa tan acusadamente.
Otra forma de desfasar la corriente en las lámparas es conectar los equipos a distinta fase (la forma idónea es la de
un sistema trifásico equilibrado), así, aquellas llevarán un desfase igual al que tengan entre si las tensiones de cada
conductor a donde se conectaron.
Usando balastos electrónicos la lámpara se alimenta en alta frecuencia, por lo que los instantes de paso por cero
de la intensidad son de un valor temporal tan pequeño que son imperceptibles para el ojo humano, corrigiéndose así
este molesto y peligroso fenómeno.
8.6.- LAS DIRECTIVAS WEEE Y RoHS
La protección del medio ambiente ha llegado a ser importante en todos los ámbitos de la vida. El rápido aumento de
los residuos de aparatos eléctricos y electrónicos, y las sustancias peligrosas que los mismos contienen, han causado
preocupación. Para solucionar el problema, el Parlamento Europeo y el Congreso de Europa han aprobado dos directivas:
WEEE y RoHS.
La directiva WEEE sobre residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (2002/96/CE) aplicable a partir del 13
de agosto del 2005, tiene como objetivo reducir los residuos de aparatos eléctricos y electrónicos y promover la
reutilización, el reciclado y otras formas de recuperación con el fin de disminuir la eliminación de tales residuos. A
la vez se pretende optimizar la capacidad de las empresas que intervengan en el tratamiento de los residuos.
La directiva RoHS sobre restricciones a la utilización de determinadas sustancias peligrosas en aparatos
eléctricos y electrónicos (2002/95/CE), aplicable a partir del 1 de julio del 2006, indica que el plomo, mercurio,
cadmio, cromo hexavalente, bifenilos policromados y difeniléteres policromados se deben eliminar de aparatos
eléctricos y electrónicos.
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EDITA:
Especialidades Luminotécnicas, S.A.
COORDINACIÓN EDITORIAL:
José Manuel Mondurrey
IMPRESIÓN:
Talleres Editoriales COMETA, S.A.
Depósito Legal: Z-1737/06
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