Antes, una instalación de alumbrado era una suma de resistencias: lámparas incandescentes que absorbían una corriente senoidal, en fase con la tensión, y casi sin sorpresas. Hoy las cargas son electrónicas: drivers de LED, fuentes conmutadas de ordenadores y cargadores, balastos electrónicos, variadores. Son más eficientes, pero se comportan de forma no lineal: absorben corriente en picos cortos, con armónicos y con una corriente de conexión que no tiene nada que ver con su potencia. Las protecciones y los cables dimensionados «por la potencia» pueden fallar.
Tres comportamientos que hay que conocer
1. Corriente de conexión (inrush)
Al conectar un driver LED, una fuente conmutada o un balasto electrónico, el condensador de entrada (de filtrado) está descargado y se carga de golpe: la corriente salta a decenas de amperios durante microsegundos, aunque la corriente de régimen sea de 0,2 A. En un circuito con muchos equipos conectándose a la vez (un cuadro con todo el alumbrado de una nave), los picos se suman.
Consecuencias:
- Disparo de magnetotérmicos al conectar el circuito, sin falta alguna (se confunde con un fallo).
- Soldadura de contactos de contactores y relés de conexión de alumbrado.
- Corrientes de pico que disparan la protección magnética: los fabricantes de interruptores dan el número máximo de luminarias por calibre y curva.
Medidas:
- Limitar el número de luminarias por circuito a lo que el fabricante del driver y del interruptor indican.
- Usar curvas C o D (umbral magnético más alto) y no B.
- Escalonar la conexión de los circuitos (por contactores con retardo, o con interruptores con función de arranque suave).
- Utilizar limitadores de corriente de conexión (NTC) o drivers con arranque suave.
- Interruptores diferenciales de tipo «inmune» (con filtro de transitorios) o con retardo, si la corriente de conexión produce disparos intempestivos.
2. Armónicos y factor de potencia
Un rectificador con condensador de filtro solo absorbe corriente cuando la tensión de red supera la del condensador: en picos estrechos cerca de la cresta de la tensión. Esa corriente es muy distorsionada: THD_I de decenas por ciento, rica en armónicos impares (3.º, 5.º, 7.º…). Resultado:
- Factor de potencia bajo (0,5–0,7 en equipos sin corrección), aunque el desfase sea casi nulo (el factor de distorsión es el que empeora el total).
- Sobrecarga del neutro en sistemas trifásicos: los armónicos múltiplos de 3 se suman en el neutro en vez de cancelarse. Véase armónicos y sobrecarga del neutro.
- Calentamiento de transformadores: véase factor K.
- Interferencias entre equipos y a la red.
Para equipos de cierta potencia, las normas exigen corrección activa del factor de potencia (PFC), que hace la corriente casi senoidal. Los límites de emisión de armónicos de equipos de baja potencia están en la serie UNE-EN 61000-3.
3. Lámparas de descarga
Las lámparas fluorescentes con balasto magnético, de vapor de mercurio o de sodio, y de halogenuros, funcionan con una impedancia en serie (balasto) y necesitan un arrancador: tienen un factor de potencia bajo (0,4–0,5, que se compensa con un condensador), una corriente de arranque superior a la nominal y, con balasto electrónico, los mismos armónicos que las fuentes conmutadas.
Qué exige el REBT
El REBT contempla estas cargas al fijar el dimensionado de los circuitos. En los circuitos de alimentación de receptores con lámparas de descarga, la instrucción de receptores (ITC-BT-44) y la de alumbrado exterior (ITC-BT-09) establecen que los circuitos estarán previstos para transportar la carga debida a los propios receptores, a sus elementos asociados y a sus corrientes armónicas y de arranque, y que la carga mínima prevista en voltiamperios será de 1,8 veces la potencia en vatios de las lámparas de descarga.
Si se conoce la carga de los elementos asociados y las corrientes armónicas, de arranque y de desequilibrio, se puede aplicar un coeficiente corrector distinto, como indica el propio texto.
Ejemplo
Un circuito con 20 luminarias de descarga de 150 W:
P = 20 · 150 = 3.000 W
S_mín = 1,8 · 3.000 = 5.400 VA
I = 5.400 / 230 = 23,5 A (monofásico)
La sección y la protección se calculan para 23,5 A, no para los 13 A que resultarían de la potencia simple. Más información sobre estas instrucciones en el artículo de receptores y alumbrado.
Los LED y la regla del 1,8
La regla del 1,8 se refiere a las lámparas de descarga. Para el alumbrado LED no existe un factor generalizado en el reglamento: se aplica la regla general de calcular con la corriente real del receptor, incluyendo sus elementos asociados y sus armónicos y arranque, y se tienen en cuenta los datos del fabricante (máximo de luminarias por interruptor, factor de potencia, THD).
Buenas prácticas
- Dimensionar por corriente real, no por potencia nominal.
- En trifásicas con muchas cargas electrónicas, calcular el neutro con la corriente de los armónicos (neutro de la misma sección que las fases, o mayor).
- Elegir luminarias y fuentes con factor de potencia ≥ 0,9 y bajo
THD. - Repartir el alumbrado en varios circuitos con conexión escalonada.
- Elegir interruptores con curvas C o D y verificar el número máximo de luminarias del fabricante.
- Medir con un analizador (valor eficaz verdadero) en lugar de con un amperímetro de valor medio.
Resumen
- Los receptores electrónicos tienen corriente de conexión alta, armónicos y factor de potencia que dependen del equipo, no de su potencia.
- La corriente de conexión puede disparar magnetotérmicos: respeta el número máximo de luminarias por interruptor.
- Los armónicos triples cargan el neutro.
- El REBT exige 1,8 × W en lámparas de descarga para dimensionar el circuito.
Los requisitos del REBT (1,8 veces la potencia en lámparas de descarga) se han contrastado con el texto consolidado de la ITC-BT-44 y la ITC-BT-09. El resto del contenido es orientativo (normas UNE-EN 61000-3 y práctica habitual).