Clases de protección IEC para luminarias LED

Si eres nuevo en Iluminación LED o ha sido experto en el campo, este artículo lo ayudará independientemente. Discutiremos las clases eléctricas y cómo los LED se clasifican en cuatro categorías según sus niveles de protección. Además, este artículo cubre los símbolos de seguridad, precauciones y orientación técnica en caso de que ocurra algún percance, como cortocircuito, explosión de LED, etc.

Los LED, como sabemos, están ganando cada vez más popularidad en el campo de la iluminación. Esto se debe a que los LED son energéticamente eficientes y rentables. Además, la variedad y flexibilidad de colores, características y aplicaciones que ofrecen los LED son simplemente incomparables.

Las bombillas tradicionales como las halógenas y las incandescentes desperdician casi el 80% de la energía en forma de disipación de calor. Dado que el mundo avanza hacia soluciones más ecológicas, la iluminación tradicional se está volviendo obsoleta, y con razón.

Los LED tienen ciertos niveles de protección que distinguen sus usos y aplicaciones. A medida que el número aumenta de 0 a 3, la protección en los LED aumenta y la luminaria es más segura de usar. Cada luminaria pertenece a una sola de estas clases. Profundicemos en los detalles.

¿Qué son las clases de protección IEC?

Las clases de protección IEC representan cuánta protección ofrece un LED o una luminaria a un usuario frente a descargas eléctricas. Generalmente, una protección o una clase de seguridad define el nivel de protección que cualquier aparato electrónico proporciona a la persona que lo manipula.

Este estándar fue desarrollado originalmente por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), organización encargada de crear y establecer estándares de seguridad en el campo de la electrotecnología.

Los niveles de protección se definen en el informe estándar IEC 61140. En términos técnicos, estas clases eléctricas se clasifican en función del requisito de las conexiones de tierra de protección (PE) en los circuitos de un aparato específico.

IEC 60598 establece los niveles de protección para luminarias específicamente. Puede consultar el documento para obtener información técnica detallada. Sin embargo, resumiremos todas las categorías aquí, para que no tenga que leer todo el documento.

Las clases de protección eléctrica IEC se dividen principalmente en cuatro categorías:

• Clase 0
• Clase I
• clase II
• Clase III

En términos generales, si un dispositivo electrónico está conectado directamente a la fuente de voltaje principal, debe contar con protección de nivel 2. Los niveles más altos garantizan que el aparato esté protegido y no dañe al usuario, incluso si el 1^st el nivel falla.

Clase 0

El tipo de aislamiento más básico se encuentra en la electrónica de Clase 0. Este aislamiento básico se basa únicamente en el revestimiento de PVC de los cables. Estas luminarias no tienen una conexión de PE, por lo que si los cables están dañados o rotos, existe una alta probabilidad de electrocución y explosión. No encontrará equipos de clase 0 con mucha facilidad, ya que son bastante peligrosos para el entorno. Existe un solo nivel de protección entre los conductores activos y la estructura metálica.

Dichos aparatos son extremadamente raros de encontrar en áreas donde viven personas, como hogares, áreas comerciales, etc. Un pequeño error puede causar un resultado fatal en forma de descarga eléctrica o explosiones e incendios. Dado que el nivel de protección es bajo, antes de cualquier evento desastroso, el aparato no tiene la función de hacer sonar la alarma y notificar a los usuarios. No hay fusibles ni disyuntores involucrados en este tipo de protección.

Dichos aparatos son tan peligrosos que muchos países incluso han prohibido la compra y venta de esta clase eléctrica. Además, no hay PE, lo que significa que el chasis del aparato no está conectado a tierra. En otras palabras, si el aparato de clase 0 falla, no hay nada disponible para aliviar el daño excepto el entorno circundante.

Un ejemplo común de electrónica de Clase 0 es un soldador con enchufe de 2 clavijas (sin conexión a tierra) y las "luces navideñas de estilo antiguo".

Clase 01

La clase 01 también es bastante peligrosa. En comparación con los aparatos de clase 1, estos componentes electrónicos permiten una conexión a tierra. Sin esta instalación eléctrica, sería un tipo de clase 0.

Clase I

La clase I tiene una conexión de cable a tierra en ellos. Verá tres pines, uno de los pines está conectado con la conexión del cable de tierra del edificio. Todos los componentes metálicos de un aparato de este tipo están "conectados a tierra" y, por tanto, protegidos.

Las luminarias designadas clase I tienen dos niveles de protección, incluido el aislamiento básico y el cable de tierra. Este aislamiento básico incluye el aislamiento plástico de los cables. Si no hay un cable de tierra y, por cualquier motivo, el cable se daña o se rompe, el usuario puede recibir una descarga eléctrica. La conexión a tierra 'pone a tierra' todos los conductores y mantiene a los usuarios seguros.

Por lo general, hay un fusible en el enchufe o en la caja de fusibles principal que protege al usuario al apagar la conexión por completo y hacer sonar una alarma. Verá fusibles, RCD o MCB en las luminarias de Clase I que mantienen a los usuarios a salvo de accidentes fatales.

La electrónica de clase 1 tiene conexiones de tres clavijas. Uno es el cable vivo, el segundo es el cable neutro y el tercero es la conexión a tierra. Además, habrá un fusible en el enchufe. Si ve un cable amarillo / verde en una luminaria, el color universal para el 'cable de tierra'.

Para las luminarias de Clase 1, se observa un espacio de aire de 1.5 mm y una distancia de fuga de aproximadamente 2.5 mm.

clase II

Las luminarias de clase II se componen de dos capas de protección. Es por eso que estos se conocen como "aparatos de doble aislamiento". Estos componentes electrónicos no requieren conexión a tierra. En cambio, se protegen con una doble capa de material aislante o, más a menudo, se denomina protección reforzada. El doble aislamiento incluye los cables revestidos de plástico en el interior y la carcasa de plástico de la luminaria.

Dado que el equipo de clase II no tiene una conexión a tierra, verá una conexión de cable de dos clavijas, una es una conexión en vivo y la otra es neutra.

Dichos aparatos no fallarán si solo una cosa sale mal. Un mal funcionamiento no resultará en una descarga eléctrica para el usuario. La Clase II no debe confundirse con la “Clase 2” ya que esta última es una categoría diferente y no está relacionada con el aislamiento.

Por lo general, los cargadores de teléfonos móviles se denominan Clase II. Otros ejemplos incluyen secadores de pelo, televisores, fotocopiadoras, etc.

Requisitos para una luminaria de clase II

Para los LED de clase II que están montados de forma fija, una apertura de 3 mm y una distancia de fuga igual a 5 mm.

Las luces de Clase II están diseñadas de manera que no se puedan tocar directamente cables o partes eléctricas.

Las siguientes características de una lámpara harán que la luminaria sea un tipo de clase II:

1. La carcasa de la luminaria está hecha de material altamente aislante como plástico resistente a excepción de placas metálicas, remaches, etc. Así, la carcasa es totalmente segura para los usuarios. Además, todos los componentes eléctricos y cables están aislados dentro de la carcasa. Este tipo de lámpara se llama "carcasa aislada tipo I".
2. Una luminaria que cuenta con una robusta carcasa metálica en su interior y en la que todas las piezas tienen doble aislamiento. Estos tipos se denominan carcasa metálica tipo II.
3. Hay luminarias de Clase II que son una combinación de 1 y 2.
4. Hay otro tipo llamado carcasa aislada tipo n, que se incluye tanto en aislamiento reforzado como en aislamiento suplementario.
5. Algunas luminarias de Clase II tienen conexiones a tierra para ayudar en el arranque de la luminaria.
6. Si una luminaria de clase II con iluminación reforzada tiene contacto con el suelo, técnicamente tiene un cuerpo de clase I. En la instalación en bucle, dicha luminaria puede tener un "bloque de terminales interno". Estos bloques están aislados de las partes metálicas en toda la luminaria de aislamiento de clase II.

Clase III

Las luminarias de Clase III reciben la energía mediante un transformador especial que proporciona un voltaje conocido como “Voltaje extrabajo separado” (SELV). Este transformador de seguridad proporciona un voltaje de 50 V CA o, a veces, 24 V o 12 V. Este voltaje es tan bajo que un usuario puede entrar en contacto directo sin temor a electrocutarse en condiciones normales. Sin embargo, esto no significa que pueda tocarlo sin precauciones de seguridad.

El transformador aislante

El transformador que proporciona baja tensión consta de dos devanados (como se muestra en la figura). Uno se llama 'devanado primario', que está conectado a la fuente de alimentación principal. El otro se llama 'devanado secundario' y está conectado a la luminaria.

Ambos devanados están presentes uno frente al otro en un núcleo magnético. Estos devanados están aislados y no se tocan, de ahí el nombre de 'transformador de aislamiento'. El voltaje se transfiere a través de 'inducción'. Este aislamiento entre los devanados proporciona una protección igual al doble aislamiento en otras clases.

No es necesaria una conexión a tierra porque el transformador de seguridad hace toda la protección necesaria. Esto significa que los aislamientos de seguridad que vemos en la Clase I y la Clase II no se requieren en la Clase III, ya que el transformador hace todo el trabajo.

Las tiras de luces LED son en su mayoría un producto de Clase III. Por lo general, requieren un transformador de bajo voltaje separado (también conocido como Controlador de LED).

Aquí hay un truco:

Aunque los productos de clase III son más seguros que los de clase II y I, este nivel de protección sigue siendo insuficiente para algunas aplicaciones médicas. Siempre existe la posibilidad de un percance. Por ejemplo, una computadora es una máquina de clase III. Utiliza SELV para cargar su batería. Sin embargo, si la batería no funciona correctamente y se sobrecalienta, existe un alto riesgo de que explote. Nada es 100% seguro.

Símbolos

A continuación se muestra una tabla de los símbolos utilizados para designar las clases.

Comparación de las clases

Hemos creado una tabla comparativa para que comprenda rápidamente los niveles de protección contra descargas eléctricas de las luminarias.

En conclusión, la clase 0 tiene la seguridad más baja. El nivel de protección aumenta con el número y la Clase III ofrece el nivel más alto de protección. Países como Estados Unidos han prohibido el uso de la clase 0 desde 1973. Sin embargo, no existe tal restricción en China. El uso de luminarias de diferentes clases se calcula considerando el diseño, la posición, las aplicaciones, el entorno y la instalación.

Las luminarias LED Clase III se utilizan principalmente en aplicaciones al aire libre donde tienen que soportar condiciones climáticas extremas. Por otro lado, las lámparas de clase I y clase II se pueden utilizar mayoritariamente en interiores, en almacenes y tiendas, etc.

¿Cómo protegerse de electrocutarse?

Hablando de manera realista, los LED ahora son extremadamente seguros y protegidos para manipular. La única forma infalible de electrocutarse es metiendo el dedo en el enchufe. Aparte de eso, puede recibir una descarga eléctrica si instala o reemplaza las luces LED.

Cambiar la bombilla

Al cambiar la bombilla, corre el riesgo de sufrir una descarga eléctrica. La razón principal será si su dispositivo está encendido y cambia las bombillas con las manos desnudas, puede recibir el impacto. La solución es bastante simple:

• Asegúrese de que el interruptor esté apagado. Vuelva a verificar si el dispositivo LED está apagado.
• Puede utilizar el disyuntor.

Apagar el aparato aún puede ponerlo en riesgo porque la conexión puede estar activa debido a picos de voltaje o cables defectuosos. Sin embargo, puede utilizar un voltímetro y comprobar los accesorios para detectar sobretensiones.

Si usa un disyuntor, no se sorprenderá de ninguna manera. Ésta es la mejor forma de prevenir cualquier peligro.

Puntos de venta obsoletos

Otra forma en que puede recibir una descarga eléctrica es a través de enchufes e interruptores gastados. Los tomacorrientes de dos clavijas no tienen una tercera clavija para el cable de conexión a tierra. En una corriente eléctrica inestable, los cables de tierra brindan seguridad. Este cable de tierra proporciona un camino para que esta corriente fluya hacia el suelo en lugar de electrocutarte.

Electricidad tocando el agua

El agua y los cables eléctricos son una combinación terrible. Si sus manos están mojadas o, por alguna razón, los componentes eléctricos se humedecen, existe una alta probabilidad de descargas eléctricas. El agua es altamente conductiva. Por lo general, esto puede plantear un problema si reemplaza o instala Luces LED bajo el agua or Luces de fuente LED. Asegúrese de que el estanque esté seco antes de la instalación.

Manejo incorrecto de la electricidad

Es peligroso meterse con la electricidad. Asegúrese siempre de seguir los protocolos de seguridad y las medidas preventivas antes de ocuparse de los cables y accesorios. La mejor manera es pedirle a un electricista experto que manipule sus LED. Tenga en cuenta los siguientes consejos para evitar cualquier peligro:

• Asegúrese de que sus manos estén completamente secas mientras manipula los enchufes eléctricos y los dispositivos LED.
• Utilice siempre equipo de protección personal, como guantes aislantes y delantales. ¡Más vale prevenir que lamentar!
• Manténgase alejado de los cables con corriente. No los toques en ningún caso.
• Mantenga las salidas fuera del alcance de los niños. En su lugar, cúbralos con estuches de plástico.
• Mantenga el área de la luminaria seca y alejada de cualquier fuente de agua. Si manipula las fuentes y las luces LED subacuáticas, asegúrese de que el lugar esté totalmente seco.
• Consulte siempre a los profesionales.

¿Por qué explotan los LED?

Aprendamos qué puede provocar la explosión de una luminaria LED. Esto lo ayudará a obtener una visión más profunda del funcionamiento de un LED y, por lo tanto, evitará tales peligros en el futuro.

Hay dos causas más comunes de explosión de un LED: tensiones eléctricas y térmicas.

Esfuerzos eléctricos

Los componentes eléctricos y los accesorios LED funcionan en un nivel pequeño de voltajes, como 2 o 4 V. Sin embargo, los LED utilizados en sus proyectos están conectados al voltaje principal de 120 V en la mayoría de las áreas. El LED usa condensadores para reducir el voltaje. Si está utilizando un condensador defectuoso y de baja calidad, puede sobrecargarse y causar problemas.

En algunos casos, debido a las fluctuaciones de voltaje, el capacitor puede romperse y dejar que la corriente fluya a través del LED. Solo tomará una fracción de segundo para que el LED explote.

Este escenario se denomina sobrecarga eléctrica y la causa principal es el condensador defectuoso o defectuoso utilizado en el dispositivo LED.  

Estrés Térmico

El estrés térmico puede acumularse en los componentes del LED si no hay disipadores de calor y sistemas de disipación de calor adecuados en las bombillas. La acumulación de calor provoca una expansión térmica en el componente interno de los LED que crean tensiones estructurales. Los componentes expandidos empujan contra la carcasa y finalmente se rompen.

Se verán ruidos repentinos y partes del dispositivo LED volando por la habitación. Para evitar tales problemas, elija siempre bombillas de alta calidad que tengan disipadores de calor adecuados en su interior.

LEDs que explotan en luminarias cerradas

Los LED en un accesorio cerrado generalmente se usan bajo el agua para evitar que el agua ingrese y cause un mal funcionamiento. ¿Explotan los LED en un dispositivo cerrado? Ellos si. Y esto sucede principalmente debido a la acumulación de calor y las tensiones térmicas. Dado que no hay salida de calor en los accesorios cerrados, el calor se acumula en el interior y pierde eficiencia con el tiempo.

Este problema se puede solucionar comprando luminarias LED que estén clasificadas como luminarias cerradas. Además, los LED de alta calidad tienen un sistema de disipación de calor que reduce significativamente la acumulación de calor. El aparato permanece relativamente más frío y las posibilidades de mal funcionamiento disminuyen.

Otra opción es utilizar luminarias LED integradas.

Conexiones de enchufe sueltas

A veces, las conexiones sueltas del enchufe pueden provocar una chispa que puede provocar un incendio o provocar una explosión. Una conexión floja significa que los electrones no pueden encontrar un camino recto para fluir, por lo que comenzarán a saltar de un punto a otro. Esto, a su vez, genera mucho calor en la región. Y como se dijo anteriormente, el estrés por calor puede hacer que la bombilla explote.

Falta de aislamiento

Una bombilla de baja calidad no tendrá suficiente aislamiento en la base de la bombilla, lo que provocará un mal funcionamiento. Esto hace que la base metálica de las lámparas se derrita debido a la alta acumulación de calor de las tensiones eléctricas.

Voltajes no coincidentes

Los LED vienen con ciertas clasificaciones de vataje. Y las luminarias LED están diseñadas para funcionar con potencias correspondientes. Si la potencia no coincide, la lámpara puede sobrecalentarse y hacer que la bombilla explote. Puede ver la etiqueta de la bombilla y comprobar las potencias.

La sobrecarga eléctrica (EOS) es la principal causa de disfunción del LED. La corriente o voltaje excesivo repentino puede dañar gravemente la estructura del chip LED. El EOS puede ocurrir debido a factores internos y externos, como el entorno de trabajo, las duras condiciones, los impactos, la interacción humana, las piezas de baja calidad o el voltaje y las corrientes no coincidentes.

Debe saber que EOS, en la mayoría de los casos, no causa daños repentinos. En cambio, provoca microdaños, que se acumulan con el tiempo, y después de varias horas de funcionamiento, los LED dejan de funcionar.

La Causa del Fuego

Los propios LED rara vez causan cables. Sin embargo, los cables eléctricos y los circuitos internos pueden funcionar mal y provocar un incendio. Los LED no producen el tipo de calor que puede encender incendios.

¿Es peligroso que los LED se atenúen con el tiempo?

Debe notar que sus LED comenzarán a perder brillo y se atenuarán después de un tiempo de instalación. Esto puede causar un mal funcionamiento interno y resultar en eventos peligrosos como explosiones y descargas eléctricas. Estas son algunas de las causas por las que los LED pierden su brillo con el tiempo:

Sobrecarga de circuito

Si nota que los LED parpadean con el tiempo, los enciende; Existe una alta posibilidad de que el circuito eléctrico se sobrecargue con aparatos pesados. Asegúrese de que su conexión esté separada de los electrodomésticos pesados. Verá que sus LED se atenúan y se vuelven opacos porque no reciben una fuente de alimentación completa.

La sobrecarga puede provocar explosiones y descargas eléctricas. Rectifíquelo tan pronto como note un parpadeo.

Problema de cuadrícula

A veces, debido a la abrumadora demanda de electricidad, la red se enfrenta a problemas. Puede deberse a las condiciones climáticas o al mal funcionamiento del transformador.

La vida útil de la lámpara ha excedido

Si su bombilla está funcionando mal, es posible que su lámpara haya excedido su tiempo. Es mejor reemplazarlo por una luz más nueva y de alta calidad. Las lámparas y los enchufes viejos tienen cableado gastado y componentes derretidos que pueden ser peligrosos.

Símbolos de Seguridad

Hemos enumerado algunos símbolos de seguridad que puede encontrar en la etiqueta de sus bombillas y accesorios LED. Es importante saber qué representa cada símbolo para seleccionar mejor un LED para su aplicación.

Este es el símbolo ENEC (Certificado de electricista de normas europeas). El letrero VDE indica que la luminaria y los componentes están certificados por el "instituto VDE para pruebas y certificación".

Este símbolo indica que la luminaria empotrable no es apta para instalar en el techo o paredes de materiales inflamables.

Este símbolo indica que las luminarias de superficie no son adecuadas para instalar techos o paredes de materiales inflamables.

El símbolo CE indica que el producto del fabricante cumple con la Unión Europea.

Los símbolos CE con los números indican que los organismos de inspección controlan el producto siguiendo las pautas.

Este símbolo indica que la luminaria puede funcionar a la temperatura ambiente mencionada.

Este símbolo indica que la luminaria debe mantenerse alejada de materiales aislantes térmicos.

Conclusión

Las clases eléctricas de luminarias indican qué luminaria es la más adecuada para qué aplicación. Por lo general, los LED que normalmente ve son luminarias de Clase III que brindan el más alto nivel de seguridad y protección contra descargas eléctricas. Las luminarias de clase 0 encuentran su aplicación en regiones raras. Las luminarias de Clase I y II también se ven ampliamente en proyectos de iluminación.

Es fundamental tener cierto conocimiento de los niveles de protección que proporcionan las luminarias. En esta guía detallada, también hemos mencionado las posibles formas en que puede protegerse de una electrocución. Cómo y cuándo los LED dan una descarga eléctrica o explotan.

Siempre consulte a un experto al manipular las luminarias LED. Además, no olvide usar equipo de protección cuando manipule los componentes eléctricos, especialmente durante la instalación, el mantenimiento y el reemplazo de las bombillas LED.

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