alumbrado publico
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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).