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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.
1
DO S S I E R T É C N I C O
Presentación
Es para nosotros un honor el poder presentarles este DossierTécnico 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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DO S S I E R T É C N I C O
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
4
DO S S I E R T É C N I C O
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
5
DO S S I E R T É C N I C O
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 BajaTensión 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
6
DO S S I E R T É C N I C O
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
7
Introducción
DO S S I E R T É C N I C O
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.
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
1.2.2Tipos 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.
11
- 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.
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.
DO S S I E R T É C N I C O
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:
- Garantizan el correcto funcionamiento de las lámparas para conseguir su máxima duración.
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.
12
- Buena regulación frente a las variaciones de la tensión de red.
- Pérdidas propias moderadas para lograr un buen rendimiento del sistema.
- Bajo calentamiento.
- Limitación de componentes armónicos en la corriente de red.
- Cumplen con las normas aplicables de seguridad, funcionamiento y compatibilidad electromagnética.
- Funcionamiento sin ruido.
- Dimensiones apropiadas.
DO S S I E R T É C N I C O
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
DO S S I E R T É C N I C O
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.
1.2.6Vida 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.
14
DO S S I E R T É C N I C O
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 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.
Horas de vida de los balastos electrónicos en función de la temperatura tc
15
0
0
tc(°C)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140
Vida media de reactancias electrónicas
100
50
25
10
5
2,5
80 90 100 110 120 130 140ºC
Añosdevida
tw 130
tw 120
DO S S I E R T É C N I C O
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.
tcapIncremento 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
DO S S I E R T É C N I C O
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.
Indicación de clase III. Dispositivo en el que la protección contra las descargas eléctricas descansa en la
alimentación a Muy BajaTensión 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.
III
17
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 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.
- 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
18
DO S S I E R T É C N I C O
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.
- Reciclaje y reutilización de materiales.
programas de colaboración y selección de proveedores etc...
Fluorescencia
DO S S I E R T É C N I C O
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:
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 FLUORESCENTESTUBULARES
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 denominaciónT2,T5,T8 yT12, 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
Cátodo
Radiación visible
Radiación ultravioleta
Capa fluorescente
Tubo de vidrioGas ArgónÁtomo de Mercurio
Electrón
DO S S I E R T É C N I C O
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.
*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
DESCRIPCIÓN
“U”CIRCULARESLINEALES
POTENCIA TENSIÓN CORRIENTE CASQUILLO DIÁMETRO LONGITUD
DE LÁMPARA DE LÁMPARA DE LÁMPARA mm.
(W) (V) (A)
6 54 0.100 W4,3x8,5d 219.3
8 80 0.100 W4,3x8,5d T2 320.9
11 105 0.100 W4,3x8,5d 7 mm. 422.5
13 132 0.100 W4,3x8,5d 524.1
4 29 0.170 G5 135.9
6 42 0.160 G5 T5 212.1
8 56 0.145 G5 16 mm. 288.3
13 95 0.165 G5 516.9
14 86 0.165 G5 549.0
21 126 0.165 G5 T5 HE*1
849.0
28 166 0.170 G5 16 mm. 1149.0
35 205 0.175 G5 1449.0
24 77 0.295 G5 549.0
39 118 0.325 G5
T5 HO*1
849.0
49 191 0.245 G5
16 mm.
1449.0
54 120 0.455 G5 1149.0
80 152 0.530 G5 1449.0
10 64 0.170 G13 470.0
15 55 0.310 G13 437.4
16 90 0.200 G13 589.9
18 57 0.370 G13
T8
589.8
30 96 0.365 G13
26 mm.
894.6
36 103 0.430 G13 1199.4
38 104 0.430 G13 1047.0
58 110 0.670 G13 1500.0
70 128 0.700 G13 1763.8
20 57 0.370 G13 589.8
25 94 0.290 G13 970.0
30 81 0.405 G13 894.6
40 103 0.430 G13 1199.4
65 110 0.670 G13 T12 1500.0
75 130 0.670 G13 38 mm. 1763.8
80 99 0.870 G13 1500.0
85 120 0.800 G13 2374.3
100 125 0.960 G13 2374.3
125 149 0.940 G13 2374.3
22 70 0.300 2GX13
T5
230.0*2
40 126 0.320 2GX13
16 mm.
305.0*2
55 101 0.550 2GX13 305.0*2
22 62 0.400 G10q 28 mm. 215.9*2
32 84 0.450 G10q 30 mm. 311.2*2
40 115 0.415 G10q 30 mm. 412.8*2
18 60 0.370 2G13
T8
304.0
36 108 0.430 2G13
26 mm.
567.6
58 115 0.670 2G13 567.7
DO S S I E R T É C N I C O
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:
23
GR10q
- 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).
- Tubular Compacta Plana (TC-F).
- Tubular Compacta Triple (TC-T o TC-T/E).
DO S S I E R T É C N I C O
* 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 lámparasT12 tipo Rapid Start (RS), las lámparas de Alta Luminosidad
(HO) y las de Muy Alta Luminosidad (VHO).
24
POTENCIA NOMINAL TENSIÓN CORRIENTE CASQUILLO TIPO
DE LÁMPARA DE LÁMPARA DE LÁMPARA
(W) (V) (A)
5 35 0.180 G23 TC-S
5 27 0.190 2G7 TC-S/E *
7 47 0.175 G23 TC-S
7 37 0.175 2G7 TC-S/E *
9 60 0.170 G23 TC-S
9 48 0.170 2G7 TC-S/E *
11 91 0.155 G23 TC-S
11 75 0.150 2G7 TC-S/E *
18 58 0.375 2G11 TC-L
18 50 0.320 2G11 TC-L *
24 87 0.345 2G11 TC-L
24 75 0.300 2G11 TC-L *
36 106 0.435 2G11 TC-L
36 90 0.360 2G11 TC-L *
40 126 0.320 2G11 TC-L *
55 101 0.550 2G11 TC-L *
80 145 0.555 2G11 TC-L *
10 64 0.190 G24d-1 TC-D
10 51 0.190 G24q-1 TC-D/E *
13 91 0.175 G24d-1 TC-D
13 77 0.165 G24q-1 TC-D/E *
18 100 0.220 G24d-2 TC-D
18 80 0.210 G24q-2 TC-D/E *
26 105 0.325 G24d-3 TC-D
26 80 0.300 G24q-3 TC-D/E *
10 72 0.180 GR10q TC-DD
16 103 0.195 GR10q o GR8 TC-DD
21 102 0.260 GR10q TC-DD
28 108 0.320 GR10q o GR8 TC-DD
38 110 0.430 GR10q TC-DD
18 58 0.375 2G10 TC-F
18 50 0.320 2G10 TC-F *
24 87 0.345 2G10 TC-F
24 75 0.300 2G10 TC-F *
36 106 0.435 2G10 TC-F
36 90 0.360 2G10 TC-F *
13 91 0.175 GX24d-1 TC-T
13 77 0.165 GX24q-1 TC-T/E *
18 100 0.225 GX24d-2 TC-T
18 80 0.210 GX24q-2 TC-T/E *
26 105 0.325 GX24d-3 TC-T
26 80 0.300 GX24q-3 TC-T/E *
32 100 0.320 GX24q-3 TC-T/E *
42 135 0.320 GX24q-4 TC-T/E *
57 182 0.320 GX24q-5 TC-T/E *
70 219 0.320 GX24q-6 TC-T/E *
DESCRIPCIÓN
LÁMPARASCOMPACTAS
DO S S I E R T É C N I C O
En la siguiente tabla se muestran los datos de las principales lámparas fluorescentes de arranque rápido.
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.
2.6.1Tipos 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.
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
Longitud Potencia Tensión Intensidad Tensión mínima Resistencia Tensión de cátodos
de de de de encendido de cátodos Cátodos de alta Cátodos de baja
lámpara lámpara lámpara
TIPO DE LÁMPARA Para una Para dos Alta Baja Mínimo Máximo Mínimo Máximo
lámpara lámparas resistencia resistencia (a 0.9Vn) (a 1.1Vn) (a 0.9Vn) (a 1.1Vn)
en serie
mm W V A V V Ω Ω V V V V
20W 590 19.3 57 0.370 160 180 19 9 6.5 10 3.05 5.5
30W T8 900 30 96 0.360 205 256 22 9 6.5 10 3.05 5.5
40W 1200 39.5 103 0.430 205 256 19 9 6.5 11 3.05 5.5
65W 1500 64 110 0.670 220 350 11 6 6.5 11 3.05 5.5
60W F48-T12 1220 60 (1)
77 0.80 155 (2)
256 (2)
- 3.2 - - 3.4 (3)
4.5
85W F72-T12 1830 87 (1)
116 0.80 260 (2)
395 (2)
- 3.2 - - 3.4 (3)
4.5
105W F96-T12 2440 112 (1)
152 0.80 280 (2)
465 (2)
- 3.2 - - 3.4 (3)
4.5
110W F48-T12 1220 116 (1)
84 1.50 160 (2)
250 (2)
- 3.2 - - 3.4 (3)
4.5
160W F72-T12 1830 168 (1)
125 1.50 225 (2)
350 (2)
- 3.2 - - 3.4 (3)
4.5
215W F96-T12 2440 215 (1)
163 1.50 300 (2)
470 (2)
- 3.2 - - 3.4 (3)
4.5
FLUORESCENCIAALTA
LUMINOSI-
DAD(HO)
MUYALTA
LUMINOSI-
DAD(VHO)
(1)
(2)
(3)
R: Reactancia
C: Condensador
S: Cebador
Se incluyen 7W para calefacción de cátodos.
Las tensiones de salida de HO y VHO están previstas para funcionamiento a 10°C.
Las tensiones de cátodos para HO y VHO están dadas a la tensión nominal de red.
DO S S I E R T É C N I C O
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
DO S S I E R T É C N I C O
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).
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DO S S I E R T É C N I C O
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.
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DO S S I E R T É C N I C O
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.
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DO S S I E R T É C N I C O
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
DO S S I E R T É C N I C O
- 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 Prescripciones particulares para balastos para lámparas fluorescentes.
(EN 60920)
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.
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DO S S I E R T É C N I C O
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.
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.
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50 100 1000 10000 50000
Hz
100
105
110
ø lum. %
DO S S I E R T É C N I C O
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.
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.
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.
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
100 2500 5000 7500 10000 12500
T (h)
100
%
90
80
70
60
50
Flujoluminoso
Funcionamiento a 50 Hz
Funcionamiento en Alta Frecuencia (HF)
Depreciación del flujo luminoso de la lámpara en función del número de horas de funcionamiento
Reactancia convencional Balasto electrónico
2 reactancias convencionales 1 balasto electrónico
4 tornillos 2 tornillos
4 portalámparas 4 portalámparas
4 portahilos 4 portahilos
2 cebadores 1 bloque de conexión
2 portacebadores
1 condensador antiparasitario
1 condensador de compensación
1 bloque de conexión
TOTAL 21 componentes TOTAL 12 componentes
DO S S I E R T É C N I C O
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.
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.
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.
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Reactancia Reactancia Balasto
convencional bajas pérdidas electrónico
W lámpara 1 36W 36W 32W
W lámpara 2 36W 36W 32W
W reactancia 1 9W 6W
8W
W reactancia 2 9W 6W
W total 90W 84W 72W
Ahorro - 7% 20%
2500 5000 7500 10000 12500
100
%
90
80
70
60
50
%Lámparasoperativas
Funcionamiento con el sistema tradicional
Vida esperada de funcionamiento
15000
Funcionamiento en Alta Frecuencia
DO S S I E R T É C N I C O
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:
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:
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Filtros y etapas
supresoras
de interferencias
Conversión
AC / DC
Rectificación
Etapas de precaldeo
y salida
Corrector
del factor
de
potencia
Etapa de
oscilación
y control
DO S S I E R T É C N I C O
- 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.
- 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.
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- Regular y excitar la etapa de salida.
DO S S I E R T É C N I C O
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 “puntoTowsend” 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.
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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:
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:
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:
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- 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.
línea de control.
- El balasto lee e interpreta órdenes de un equipo de control que transmite señales digitales por medio de la
- La lámpara emitirá luz proporcionalmente a la señal recibida, desde 1 al 100% del flujo.
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- 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:
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).
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- Micro cortes de red.
- Transitorios de red fuera de normas.
- Tensión de red fuera de rango.
- Errores de conexión de lámpara.
- Lámparas agotadas.
- Cátodos en cortocircuito.
- Lámparas incorrectas.
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  • 1.
  • 2. DO S S I E R T É C N I C O 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. 1
  • 3.
  • 4. DO S S I E R T É C N I C O Presentación Es para nosotros un honor el poder presentarles este DossierTécnico 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. 3
  • 5. DO S S I E R T É C N I C O 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 4
  • 6. DO S S I E R T É C N I C O 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 5
  • 7. DO S S I E R T É C N I C O 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 BajaTensión 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 6
  • 8. DO S S I E R T É C N I C O 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 7
  • 9.
  • 11.
  • 12. DO S S I E R T É C N I C O 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. 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 1.2.2Tipos 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. 11 - 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. 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.
  • 13. DO S S I E R T É C N I C O 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: - Garantizan el correcto funcionamiento de las lámparas para conseguir su máxima duración. 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. 12 - Buena regulación frente a las variaciones de la tensión de red. - Pérdidas propias moderadas para lograr un buen rendimiento del sistema. - Bajo calentamiento. - Limitación de componentes armónicos en la corriente de red. - Cumplen con las normas aplicables de seguridad, funcionamiento y compatibilidad electromagnética. - Funcionamiento sin ruido. - Dimensiones apropiadas.
  • 14. DO S S I E R T É C N I C O 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
  • 15. DO S S I E R T É C N I C O 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. 1.2.6Vida 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. 14
  • 16. DO S S I E R T É C N I C O 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 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. Horas de vida de los balastos electrónicos en función de la temperatura tc 15 0 0 tc(°C) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 Vida media de reactancias electrónicas 100 50 25 10 5 2,5 80 90 100 110 120 130 140ºC Añosdevida tw 130 tw 120
  • 17. DO S S I E R T É C N I C O 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. tcapIncremento 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
  • 18. DO S S I E R T É C N I C O 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. Indicación de clase III. Dispositivo en el que la protección contra las descargas eléctricas descansa en la alimentación a Muy BajaTensión 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. III 17
  • 19. 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 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. - 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 18 DO S S I E R T É C N I C O 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. - Reciclaje y reutilización de materiales. programas de colaboración y selección de proveedores etc...
  • 21.
  • 22. DO S S I E R T É C N I C O 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: 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 FLUORESCENTESTUBULARES 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 denominaciónT2,T5,T8 yT12, 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 Cátodo Radiación visible Radiación ultravioleta Capa fluorescente Tubo de vidrioGas ArgónÁtomo de Mercurio Electrón
  • 23. DO S S I E R T É C N I C O 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. *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 DESCRIPCIÓN “U”CIRCULARESLINEALES POTENCIA TENSIÓN CORRIENTE CASQUILLO DIÁMETRO LONGITUD DE LÁMPARA DE LÁMPARA DE LÁMPARA mm. (W) (V) (A) 6 54 0.100 W4,3x8,5d 219.3 8 80 0.100 W4,3x8,5d T2 320.9 11 105 0.100 W4,3x8,5d 7 mm. 422.5 13 132 0.100 W4,3x8,5d 524.1 4 29 0.170 G5 135.9 6 42 0.160 G5 T5 212.1 8 56 0.145 G5 16 mm. 288.3 13 95 0.165 G5 516.9 14 86 0.165 G5 549.0 21 126 0.165 G5 T5 HE*1 849.0 28 166 0.170 G5 16 mm. 1149.0 35 205 0.175 G5 1449.0 24 77 0.295 G5 549.0 39 118 0.325 G5 T5 HO*1 849.0 49 191 0.245 G5 16 mm. 1449.0 54 120 0.455 G5 1149.0 80 152 0.530 G5 1449.0 10 64 0.170 G13 470.0 15 55 0.310 G13 437.4 16 90 0.200 G13 589.9 18 57 0.370 G13 T8 589.8 30 96 0.365 G13 26 mm. 894.6 36 103 0.430 G13 1199.4 38 104 0.430 G13 1047.0 58 110 0.670 G13 1500.0 70 128 0.700 G13 1763.8 20 57 0.370 G13 589.8 25 94 0.290 G13 970.0 30 81 0.405 G13 894.6 40 103 0.430 G13 1199.4 65 110 0.670 G13 T12 1500.0 75 130 0.670 G13 38 mm. 1763.8 80 99 0.870 G13 1500.0 85 120 0.800 G13 2374.3 100 125 0.960 G13 2374.3 125 149 0.940 G13 2374.3 22 70 0.300 2GX13 T5 230.0*2 40 126 0.320 2GX13 16 mm. 305.0*2 55 101 0.550 2GX13 305.0*2 22 62 0.400 G10q 28 mm. 215.9*2 32 84 0.450 G10q 30 mm. 311.2*2 40 115 0.415 G10q 30 mm. 412.8*2 18 60 0.370 2G13 T8 304.0 36 108 0.430 2G13 26 mm. 567.6 58 115 0.670 2G13 567.7
  • 24. DO S S I E R T É C N I C O 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: 23 GR10q - 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). - Tubular Compacta Plana (TC-F). - Tubular Compacta Triple (TC-T o TC-T/E).
  • 25. DO S S I E R T É C N I C O * 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 lámparasT12 tipo Rapid Start (RS), las lámparas de Alta Luminosidad (HO) y las de Muy Alta Luminosidad (VHO). 24 POTENCIA NOMINAL TENSIÓN CORRIENTE CASQUILLO TIPO DE LÁMPARA DE LÁMPARA DE LÁMPARA (W) (V) (A) 5 35 0.180 G23 TC-S 5 27 0.190 2G7 TC-S/E * 7 47 0.175 G23 TC-S 7 37 0.175 2G7 TC-S/E * 9 60 0.170 G23 TC-S 9 48 0.170 2G7 TC-S/E * 11 91 0.155 G23 TC-S 11 75 0.150 2G7 TC-S/E * 18 58 0.375 2G11 TC-L 18 50 0.320 2G11 TC-L * 24 87 0.345 2G11 TC-L 24 75 0.300 2G11 TC-L * 36 106 0.435 2G11 TC-L 36 90 0.360 2G11 TC-L * 40 126 0.320 2G11 TC-L * 55 101 0.550 2G11 TC-L * 80 145 0.555 2G11 TC-L * 10 64 0.190 G24d-1 TC-D 10 51 0.190 G24q-1 TC-D/E * 13 91 0.175 G24d-1 TC-D 13 77 0.165 G24q-1 TC-D/E * 18 100 0.220 G24d-2 TC-D 18 80 0.210 G24q-2 TC-D/E * 26 105 0.325 G24d-3 TC-D 26 80 0.300 G24q-3 TC-D/E * 10 72 0.180 GR10q TC-DD 16 103 0.195 GR10q o GR8 TC-DD 21 102 0.260 GR10q TC-DD 28 108 0.320 GR10q o GR8 TC-DD 38 110 0.430 GR10q TC-DD 18 58 0.375 2G10 TC-F 18 50 0.320 2G10 TC-F * 24 87 0.345 2G10 TC-F 24 75 0.300 2G10 TC-F * 36 106 0.435 2G10 TC-F 36 90 0.360 2G10 TC-F * 13 91 0.175 GX24d-1 TC-T 13 77 0.165 GX24q-1 TC-T/E * 18 100 0.225 GX24d-2 TC-T 18 80 0.210 GX24q-2 TC-T/E * 26 105 0.325 GX24d-3 TC-T 26 80 0.300 GX24q-3 TC-T/E * 32 100 0.320 GX24q-3 TC-T/E * 42 135 0.320 GX24q-4 TC-T/E * 57 182 0.320 GX24q-5 TC-T/E * 70 219 0.320 GX24q-6 TC-T/E * DESCRIPCIÓN LÁMPARASCOMPACTAS
  • 26. DO S S I E R T É C N I C O En la siguiente tabla se muestran los datos de las principales lámparas fluorescentes de arranque rápido. 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. 2.6.1Tipos 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. 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 Longitud Potencia Tensión Intensidad Tensión mínima Resistencia Tensión de cátodos de de de de encendido de cátodos Cátodos de alta Cátodos de baja lámpara lámpara lámpara TIPO DE LÁMPARA Para una Para dos Alta Baja Mínimo Máximo Mínimo Máximo lámpara lámparas resistencia resistencia (a 0.9Vn) (a 1.1Vn) (a 0.9Vn) (a 1.1Vn) en serie mm W V A V V Ω Ω V V V V 20W 590 19.3 57 0.370 160 180 19 9 6.5 10 3.05 5.5 30W T8 900 30 96 0.360 205 256 22 9 6.5 10 3.05 5.5 40W 1200 39.5 103 0.430 205 256 19 9 6.5 11 3.05 5.5 65W 1500 64 110 0.670 220 350 11 6 6.5 11 3.05 5.5 60W F48-T12 1220 60 (1) 77 0.80 155 (2) 256 (2) - 3.2 - - 3.4 (3) 4.5 85W F72-T12 1830 87 (1) 116 0.80 260 (2) 395 (2) - 3.2 - - 3.4 (3) 4.5 105W F96-T12 2440 112 (1) 152 0.80 280 (2) 465 (2) - 3.2 - - 3.4 (3) 4.5 110W F48-T12 1220 116 (1) 84 1.50 160 (2) 250 (2) - 3.2 - - 3.4 (3) 4.5 160W F72-T12 1830 168 (1) 125 1.50 225 (2) 350 (2) - 3.2 - - 3.4 (3) 4.5 215W F96-T12 2440 215 (1) 163 1.50 300 (2) 470 (2) - 3.2 - - 3.4 (3) 4.5 FLUORESCENCIAALTA LUMINOSI- DAD(HO) MUYALTA LUMINOSI- DAD(VHO) (1) (2) (3) R: Reactancia C: Condensador S: Cebador Se incluyen 7W para calefacción de cátodos. Las tensiones de salida de HO y VHO están previstas para funcionamiento a 10°C. Las tensiones de cátodos para HO y VHO están dadas a la tensión nominal de red.
  • 27. DO S S I E R T É C N I C O 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
  • 28. DO S S I E R T É C N I C O 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
  • 29. DO S S I E R T É C N I C O 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
  • 30. DO S S I E R T É C N I C O 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
  • 31. DO S S I E R T É C N I C O 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
  • 32. DO S S I E R T É C N I C O - 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 Prescripciones particulares para balastos para lámparas fluorescentes. (EN 60920) 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
  • 33. DO S S I E R T É C N I C O 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. 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 50 100 1000 10000 50000 Hz 100 105 110 ø lum. %
  • 34. DO S S I E R T É C N I C O 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. 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. 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. 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. 33 100 2500 5000 7500 10000 12500 T (h) 100 % 90 80 70 60 50 Flujoluminoso Funcionamiento a 50 Hz Funcionamiento en Alta Frecuencia (HF) Depreciación del flujo luminoso de la lámpara en función del número de horas de funcionamiento Reactancia convencional Balasto electrónico 2 reactancias convencionales 1 balasto electrónico 4 tornillos 2 tornillos 4 portalámparas 4 portalámparas 4 portahilos 4 portahilos 2 cebadores 1 bloque de conexión 2 portacebadores 1 condensador antiparasitario 1 condensador de compensación 1 bloque de conexión TOTAL 21 componentes TOTAL 12 componentes
  • 35. DO S S I E R T É C N I C O 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. 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. 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 Reactancia Reactancia Balasto convencional bajas pérdidas electrónico W lámpara 1 36W 36W 32W W lámpara 2 36W 36W 32W W reactancia 1 9W 6W 8W W reactancia 2 9W 6W W total 90W 84W 72W Ahorro - 7% 20% 2500 5000 7500 10000 12500 100 % 90 80 70 60 50 %Lámparasoperativas Funcionamiento con el sistema tradicional Vida esperada de funcionamiento 15000 Funcionamiento en Alta Frecuencia
  • 36. DO S S I E R T É C N I C O 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: 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 Filtros y etapas supresoras de interferencias Conversión AC / DC Rectificación Etapas de precaldeo y salida Corrector del factor de potencia Etapa de oscilación y control
  • 37. DO S S I E R T É C N I C O - 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. - 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 - Regular y excitar la etapa de salida.
  • 38. DO S S I E R T É C N I C O 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 “puntoTowsend” 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
  • 39. DO S S I E R T É C N I C O 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: 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: 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 - 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. línea de control. - El balasto lee e interpreta órdenes de un equipo de control que transmite señales digitales por medio de la - La lámpara emitirá luz proporcionalmente a la señal recibida, desde 1 al 100% del flujo.
  • 40. DO S S I E R T É C N I C O - 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: 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 - Micro cortes de red. - Transitorios de red fuera de normas. - Tensión de red fuera de rango. - Errores de conexión de lámpara. - Lámparas agotadas. - Cátodos en cortocircuito. - Lámparas incorrectas.