REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

SANTIAGO MARIÑO

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

EXTENSIÓN MATURÍN

Profesor: Integrantes:

Héctor Baradat Carlos Marcano. C.I:17.092.512

José Alvarez C.I: 20.919612

Gabriela Becerra C.I: 20.420.215

Sergio Rodríguez C.I: 82.361.332

Diego García C.I: 20.610880

Sección C

Diciembre de 2012

Pasos a realizar para el ordenamiento del alumbrado público

1. Inventario: Para realizar una optimización de una red de alumbrado

público, es fundamental conocer la situación de partida y para ello, se

debe tener un inventario actualizado con los elementos que componen

la red (cuadros, puntos de luz, conducciones), sus características y su

situación geográfica.

2. Topología de la red: Con el fin de proceder a un posible

reordenamiento de la red, se debe disponer de la topología de la red, es

decir, conocer de qué cuadro, circuito y fase se alimenta cada uno de

los puntos de luz existentes.

3. Definición de necesidades en cada área: De cara a la posterior

elección de los dispositivos más adecuados en cada situación, se deben

tener definidas las necesidades de iluminación de cada una de las

zonas implicadas (viales, calles peatonales, túneles, cruces, etc.).

Mejora de la eficiencia energética de la instalación

Elección de las lámparas: Se deberán elegir las lámparas más adecuadas y

eficientes en cada caso. Como norma general, se deben sustituir las lámparas de

baja eficiencia (vapor de mercurio) por otras más eficientes (vapor de sodio de

alta presión).

Elección de las luminarias: De acuerdo con cada una de las finalidades a que

estén destinadas, existen multitud de luminarias en el mercado. Como norma

general, se deberán elegir aquéllas que tengan el mejor rendimiento, las que

conduzcan la mayor cantidad de flujo posible hacia la zona que interesa iluminar,

minimizando el flujo de luz hacia el hemisferio superior (contaminación

lumínica).

Elección de los sistemas de regulación y control: Dentro de los sistemas de

regulación y control del alumbrado público podemos distinguir los siguientes

dispositivos:

o Células fotosensibles o interruptores crepusculares: Activan y desactivan la

instalación en función del nivel de luminosidad existente en el ambiente. Se

deben utilizar en combinación con relojes astronómicos con el fin de impedir

apagados intempestivos de la instalación por causas extraordinarias (enfoque de

una luz durante la noche hacia la célula).

o Relojes astronómicos: Activan y desactivan la instalación en función de las

horas de ocaso y orto, respectivamente, del lugar en el que está instalado. Se

suele usar en combinación con las células fotosensibles.

o Estabilizadores de tensión: Se instalan en cabecera de línea y tienen como

función estabilizar la tensión a los niveles nominales de funcionamiento de las

lámparas, impidiendo el paso de sobretensiones (que acortan la vida útil de las

lámparas y pueden llegar a destruirlas) y subtensiones (que pueden producir

apagados intempestivos de algunas lámparas).

o Reductores de flujo: Se instalan en cabecera de línea y reducen el nivel de

tensión para que se reduzca el flujo luminoso de las lámparas a partir de

determinada hora y situaciones en las que no son necesarios los niveles máximos

de iluminación (hay que exceptuar zonas de peligro como cruces de vías etc.

o Estabilizadores - reductores de flujo: Se instalan en cabecera de línea y

cumplen las funciones de los dos dispositivos anteriores. Existen:

Reactancias de doble nivel con línea de mando: Se instalan en cada punto de

luz. Mediante una línea de mando que parte del cuadro de alumbrado,

disminuyen el flujo de la lámpara a un nivel inferior a una hora programada.

Reactancias de doble nivel sin línea de mando: Se instalan en cada punto de

luz. Su misión es disminuir el flujo a un nivel inferior a partir de un determinado

momento programado con un dispositivo temporizador incorporado en la

reactancia.

Mantenimiento de las instalaciones.

Programas de limpieza de luminarias: En función de las distintas atmósferas y

de los niveles de ensuciamiento por contaminación, sales, etc. se debe establecer

un programa de limpieza de luminarias antes de que se rebasen los niveles

mínimos requeridos en cada zona.

Programas de sustitución de lámparas: De acuerdo con la vida útil definida

por el fabricante de las lámparas, las horas de utilización de las mismas y las

necesidades mínimas de cada zona, se debe definir un programa de sustitución de

lámparas, antes de que éstas lleguen a la situación de fallo total.

Interruptores especiales

Fotocontroles

Los controles fotoeléctricos o fotocontroles, son una clase especial de

interruptores automáticos utilizados ampliamente en alumbrado público, para la

conexión y desconexión de fuentes de luz, ya sea en forma individual, o efectuando

un control múltiple mediante la utilización de un contactor. En la actualidad se

conocen tres clases de fotocontroles: Térmicos, electromagnéticos y electrónicos.

Fotocontroles Térmicos

Existen dos diferentes tecnologías para el mecanismo de operación de los

fotocontroles térmicos. La primera de ellas utiliza un elemento bimetálico que se

reflexiona cuando experimenta un nivel de temperatura suficientemente alto,

producido por una resistencia de calentamiento enrollada sobre dicho bimetálico.

Cuando el nivel de iluminancia exterior es alto, la resistencia de la fotocelda

disminuye, permitiendo que circule a través de la resistencia de calentamiento (Rc),

una corriente suficientemente alta para que el elemento bimetálico se flexione,

modificando la posición de los contactos de carga. Cuando el nivel de iluminancia

exterior es bajo, la resistencia de la fotocelda aumenta, restringiendo el paso de

corriente a través de la resistencia de calentamiento, haciendo que el elemento

bimetálico recupere su posición original, por lo cual los contactos de carga quedan en

su posición original y la carga sea desconectada. La anterior tecnología es ineficiente,

debido a que gran parte del calor generado por el resistor para ser transferido al

bimetálico, es disipado en el aire.

La segunda tecnología logra un más alto coeficiente de transferencia y

funciona con base en un resistor plano. El componente principal es una película de

pasta densa, aplicada a un elemento no conductivo, generalmente una pieza de

cerámica. Esta película resistiva es adherida en el lado de un bimetal, lo cual provee

una fuente de calor durable y estable. Debido a que el calor es transferido al bimetal

sobre un área mayor, se logra una mayor eficiencia debida a un mayor coeficiente de

transferencia de calor.

La utilización de los fotocontroles bimetálicos térmicos, había sido amplia en

sistemas en los cuales el factor de decisión era el costo inicial, sin embargo, se ve

limitada cuando se analizan térmicamente aspectos como la tolerancia amplia en la

calibración, y en la relación de los niveles de apagado/encendido que generan

mayores consumos de energía. Adicionalmente, por sus características térmicas, estos

fotocontroles no trabajan apropiadamente a altas o bajas temperaturas y su operación

se afecta aún más, cuando son instalados para el control individual sobre la carcasa de

la luminaria.

Fotocontroles Electromagnéticos

La operación de los fotocontroles electromagnéticos se efectúa mediante un

electroimán que abre o cierra unos contactos de carga. Cuando el nivel de iluminancia

en la superficie del elemento sensor es bajo, la corriente a través de la bobina es lo

suficientemente pequeña para mantener los contactos de carga en su posición normal.

Cuando el nivel de iluminación es alto, se produce el paso de una corriente mayor a

través de la bobina cuyo núcleo ejerce atracción sobre el contacto, modificando la

posición de los contactos de carga. Estos sistemas de conmutación tienen buen

desempeño, sin embargo, la fabricación de las láminas de las bobinas son elaboradas

por procesos que requieren un alto nivel de control. 

Fotocontroles electrónicos

Como parte del desarrollo, para la operación de este tipo de fotocontroles, se

han venido utilizando fototransistores de silicio, en combinación con circuitos

electrónicos, que estabilizan la tensión de entrada, suprimen y limitan los pulsos de

tensión y corriente a valores admisibles a la operación del fotocontrol y no requieren

de pararrayos o varistores. El desempeño de estos últimos, es excelente ya que

garantizan unas condiciones estables y uniformes a través del rango de tensión de

operación para el cual se diseña y durante la vida promedio para la que está

garantizado, a unos costos muy comparables a los electromagnéticos. La operación de

los fotocontroles se realiza mediante elementos semiconductores, como relés de

estado sólido o triacs, los cuales evitan la utilización de elementos con partes móviles

para realizar la conmutación, sus contactos están libres de arcos, ruidos y la operación

es segura. Igualmente, se establecen unos niveles de histéresis en el circuito de

disparo ¨Trigger¨, para que pequeñas variaciones de luz no causen intermitencia de la

bombilla y generen una relación de encendido/apagado menor a 1.5, garantizando

períodos de operación más uniformes.

Características

Controla la conexión y desconexión de artefactos eléctricos para iluminación a

través del cambio del nivel lumínico del medio ambiente.

Sirve para todo tipo de luminaria dentro del rango de tensión, e inclusive en

lámparas de bajo consumo.

Retraso de respuesta de apagado (máximo de 1 minuto). Especialmente

importante cuando el fotocontrol recibe un rayo de luz, originado por un

relámpago o por luces de un vehículo.

Sensor de luz de Silicon de larga vida, que no presenta variaciones por

temperatura.

Ahorro de energía, pues la conexión del fotocontrol se produce con un nivel de

iluminación entre 5 y 12 Lux, y la desconexión entre 28 y 35 lux (si es necesario

pueden ser provistos otros umbrales lumínicos).

Tiene incorporado un protector contra sobretensiones (MOV-Varistor oxido

metálico)protegiendo a la lámpara y al fotocontrol contra cambios inesperados

devoltaje

Los fotocontroles electrónicos utilizan un fototransistor como sensor de luz.

Hoy en día hay dos formas comercialmente viables, para detectar la luz visible que

utilizan los fotocontroles en sistemas de Alumbrado Público: los dispositivos con

Silicon (FOTOTRANSISTOR) y las Celdas CdS. El fotosensor del tipo Silicon

presenta las siguientes características:

Sensor de luz de silicon de larga vida no presenta variaciones por temperatura

no presenta auto calentamiento que si presentan las celdas Cds (Celda de

cadmio usadas en los fotocontroles no electrónicos).

Los sensores de silicon son de tamaño reducido.

Beneficios

Precisión en la relación encendido/apagado.

Más de diez años de expectativa de vida.

Reduce los costos por operación y mantenimiento de los sistemas de Alumbrado

Público.

Bajo consumo de energía debido a su principio electrónico de funcionamiento.

 

Diagrama de conexión

Interruptores crepusculares TW

Los interruptores crepusculares de ABB encienden la luz en una instalación

cuando el nivel de luz diurna medido con un sensor especial cae por debajo de un

umbral definido. Resultan especialmente útiles en lugares accesibles al público

(parques, aparcamientos, halls de entrada, patios, etc.), porque sus características

permiten ahorros de energía. Además, el retardo en la conmutación previene casos

innecesarios de secuencias ON/OFF en casos de cambios repentinos en el nivel de luz

diurna (por ejemplo, rayos, faros de vehículos, y otros).

El interruptor crepuscular TW1, con instrucciones impresas en el lateral, está

dotado de dos LEDs de aviso para indicar el nivel de brillo y el estado de los

contactos, y se suministra conjuntamente con el sensor, también disponible separado,

preestablecido a 10 Lux (el valor medio de iluminación en la calle). Sus

características también hace que resulte ideal par iluminación pública, monumentos,

etc.

El interruptor crepuscular TW2, tiene tres niveles diferentes de brillo (2:100;

2:1.000;

2:10.000), ideal para aplicaciones en horas del día en que el nivel de luz es muy

elevado. El nivel preestablecido de fábrica es de 10 Lux, el interruptor dispone de dos

LEDs de aviso para indicar el umbral escogido y el estado de los contactos.

El interruptor TW1-D, con reloj digital integrado, puede usarse para conectar

luces según un nivel definido de Lux y de tiempo.

Esto es particularmente útil para el ahorro de consumo de energía (por ejemplo

escaparates o letreros luminosos en las tiendas).

Principio de funcionamiento

El diagrama muestra la instalación de los interruptores crepusculares TW1-D en

el sistema de iluminación de una farmacia.

Cuando la luz exterior disminuye por debajo de un nivel determinado (en el

caso de una tienda que abre durante las tardes), el dispositivo controla la iluminación

del escaparate y el letrero luminoso. Cuando la farmacia se abre durante la noche, el

encendido de todas las luces se controla a través de programación.

Entornos de aplicación.

La instalación de los interruptores crepusculares TW1-D, es adecuada para

entornos con necesidad de racionalización de consumo de energía (tiendas, oficinas y

zonas de paso, aparcamientos, parques,

etc.).

Ejemplo de instalación

Como se muestra en los esquemas, una de las posibles aplicaciones es la

instalación de los interruptores crepusculares TW1-D en sistemas de iluminación de

una farmacia. Cuando la lux exterior disminuye por debajo de un nivel determinado

(en el caso de una tienda que abre durante las tardes), el interruptor crepuscular

controla la luz del escaparate, letrero luminoso y la cruz. Ésta última puede tener una

secuencia intermitente on-off gracias a la instalación del relé temporizado E 234 TI.

Cuando la farmacia se abre durante la noche, la conexión de todas las luces (mediante

el interruptor crepuscular) se ajusta a través de la programación de la fecha y la hora

por medio del interruptor. Cuando la farmacia está cerrada, la programación

desconecta la luz del escaparate mientras que la cruz sigue iluminada

independientemente gracias al interruptor crepuscular (letrero luminoso ON).

Diagrama de conexión

Dimensiones

Caja del control automático para el alumbrado público

Diagrama de conexión