Medición de parpadeo con Fluke 435 series II clase A
El analizador de calidad de energía Fluke 435 series II clase A mide el parpadeo y permite ver si está dentro de los rangos adecuados. La renta de equipos incluye un técnico con experiencia en su uso, para mayor comodidad y rapidez en la adquisición de datos.
Qué provoca el parpadeo
El parpadeo (flicker) puede originarse por perturbaciones durante la generación, transmisión o distribución de energía. Sin embargo, casi siempre lo provocan grandes cargas fluctuantes, es decir, cargas cuya demanda de potencia activa o reactiva cambia rápidamente.
En cargas fluctuantes de cierta envergadura, la principal causa de las variaciones de tensión es la variabilidad en el tiempo de la componente reactiva de su potencia. Ejemplos: hornos de arco, motores de laminadoras y grandes bobinadoras.
También las cargas de pequeña potencia pueden producir parpadeo: soldadoras, reguladores de potencia, sierras y martillos eléctricos, bombas, compresores, grúas y elevadores. El simple arranque de un motor de inducción puede clasificarse así, aunque por ser transitorio no suele tener un efecto permanente significativo.
En general, son cargas con una elevada relación de cambio de potencia respecto a la capacidad de cortocircuito en el punto de conexión a la red de suministro. Ese punto se llama punto de acoplamiento común en el estudio de la calidad de energía, al relacionar una carga contaminante con otra sensible.
Efectos de las fluctuaciones de tensión sobre las fuentes de luz
En las fuentes de luz eléctricas, cualquier variación de la tensión de suministro altera su flujo luminoso. Para expresarlo, la literatura propone un índice que relaciona la variación de amplitud luminosa con la variación de tensión aplicada, llamado factor de ganancia.
Con este factor se ve que las fuentes incandescentes son especialmente sensibles a las variaciones de la tensión de alimentación, mientras que las lámparas de vapor de sodio de baja presión son las más insensibles. Así se caracteriza cada fuente de luz según cuánto traslada las variaciones de tensión a su flujo luminoso.
Efectos fisiológicos de las fluctuaciones de flujo luminoso
El efecto más importante es el fisiológico: afecta la ergonomía del entorno de producción y provoca fatiga y menor concentración en los trabajadores. La combinación ojo-cerebro responde como un filtro pasabanda de entre 0,5 Hz y 35 Hz, con sensibilidad máxima en torno a 8-9 Hz. Los efectos dependen de la amplitud de las variaciones, del espectro de frecuencia y de la duración de la perturbación.
La respuesta del cerebro al estímulo luminoso es inercial, con una constante de tiempo de alrededor de 300 ms. Se perciben las variaciones lentas, mientras que las rápidas se suavizan. Por ejemplo, dos variaciones cortas producidas dentro de un intervalo de 300 ms se perciben como una sola.
La respuesta al parpadeo varía de una persona a otra. Por eso, para cuantificarlo, la normativa adopta un instrumento normalizado totalmente electrónico, que modela una fuente de luz de tungsteno junto con la respuesta humana. Los primeros instrumentos se basaban en la simple observación del flujo luminoso. Después se desarrolló un modelo de la reacción humana, que se manifiesta como incomodidad o molestia. El modelo toma como referencia una lámpara incandescente de filamento de tungsteno de 60 W alimentada con 230 V.
Curvas umbral de percepción
El Fluke muestra dos umbrales de sensibilidad de percepción del parpadeo, para dos tensiones nominales de alimentación. La gráfica se define con el porcentaje de variación de tensión (eje de ordenadas) y la frecuencia de esa variación (eje de abscisas).
Si el punto definido por la magnitud y la frecuencia de las variaciones queda por encima de la curva umbral adoptada, es probable que el efecto resulte molesto para la gran mayoría de los observadores. Si queda por debajo, lo más probable es que sea imperceptible.
Cada tensión nominal tiene una curva distinta. Entre dos lámparas de la misma potencia, por la que trabaja a menor tensión (120 V) circula más corriente que por la de mayor tensión (220 V). La primera tiene mayor inercia térmica y se ve menos afectada por la misma variación de la tensión nominal.
En las mediciones se adopta la curva umbral de 230 V, ya que la tensión nominal de la instalación es de 220 V.
Límites normalizados para la severidad de parpadeo (flicker)
IEC 61000-3-3
- El índice de severidad del parpadeo de corta duración debe ser PST (Short Term Perceptibility) ≤ 1,0.
- El índice de severidad del parpadeo de larga duración debe ser PLT ≤ 0,65.
EN 50160
- El índice de larga duración debe ser PLT ≤ 1,0 en el 95 % del periodo de medición (una semana).
- El índice de corta duración, PST, no se tiene en cuenta.
Resolución nro. 184/2000 del ENRE (Ente Nacional Regulador de la Electricidad)
- El índice de corta duración debe ser PST ≤ 1.0 en el 95 % del periodo de medición (una semana).
Reducción del parpadeo (flicker)
Cuando la severidad de parpadeo en una instalación supera los límites de la normativa, o adquiere valores preocupantes, conviene reducir la amplitud de las fluctuaciones rápidas de tensión. Las estrategias se agrupan en dos familias.
Aumentar la potencia de cortocircuito en el punto de conexión de la carga fluctuante
En la práctica, esto significa:
- conectar la carga a un nivel de tensión nominal más alto;
- alimentar estas cargas con líneas independientes y dedicadas;
- aumentar la potencia nominal del transformador que alimenta la carga fluctuante;
- separar las líneas de las cargas fluctuantes de las que alimentan cargas sensibles, conectándolas a arrollamientos separados del secundario de un transformador de tres arrollamientos;
- instalar condensadores en serie, con precauciones en su dimensionamiento para evitar inconvenientes en transitorios como los cortocircuitos del sistema.
Reducir las variaciones del flujo de potencia reactiva
Se logra instalando compensadores o estabilizadores dinámicos basados en electrónica de potencia.