Figura N° 1.9
1.5.- FUSIBLES
Un fusible es un dispositivo de protección contra sobre corriente, que opera quemándose
el elemento sensor de corriente, debido a la circulación de una corriente superior al valor
especificado. Las principales características de operación de un fusible son las siguientes:
Combina el elemento sensor y de interrupción en una sola unidad.
Su operación depende de la magnitud y duración de la corriente que fluye a
través de él.
Es un dispositivo monofásico. Sólo el fusible de la fase dañada operará,
quedando las otras fases activas.
Después de haber operado debe cambiarse, ya sea las tres fases o sólo el
elemento sensor de corriente que se fundió.
1.5.1.- Fusibles para Baja Tensión
Fusibles especificados bajo recomendaciones de Underwriter Laboratories poseen las
siguientes características generales de operación:
Deben ser capaces de soportar un 110% de la corriente nominal en forma
permanente.
Si la corriente nominal fluctúa entre 0 y 60 A, deben operar después de 1
hora con 1.35 In y de 2 horas para fusibles con corriente entre 61 y 600 A.
Fusibles con corriente nominal superior a 600 A deben operar en 4 horas
con 1.5 In.
Fusibles con diferentes voltajes y corrientes deben tener diferentes
dimensiones físicas para evitar confusiones.
a)
Corriente de Interrupción:
Los fusibles de baja tensión tienen capacidades de ruptura elevadas, lo que les permite
interrumpir con alta eficiencia y confiabilidad altas corrientes de cortocircuitos. En resumen, para
los diferentes tipos de fusibles existentes para uso en baja tensión, las capacidades de ruptura son
las siguientes:
Fusibles Clase H: Inferior a 10 KA.
Fusibles Clase K: 50, 100 o 200 KA.
Fusibles Clase RK1 y RK
5
: 200 KA.
Fusibles Clase RK1 y RK
5
con tiempo de retardo: 200 KA
Fusibles Clase J, CC, T y L: 200 KA.
b)
Características Tiempo-Corriente:
Las curvas tiempo-corriente entregadas por los fabricantes muestran los tiempos de ope-
ración de los fusibles para diferentes valores de corrientes. El valor de tiempo indicado en las
curvas puede corresponder al tiempo mínimo de fusión del fusible, o bien tiempo promedio de
fusión, o tiempo total de apagado de la corriente. En caso de no indicarse específicamente a que
valor corresponde, se asume un valor promedio de tiempo de fusión. Este valor promedio asume
una tolerancia de
10% en la corriente para un tiempo de operación definido. Por lo tanto, el
tiempo mínimo de fusión se considera inferior en un 10 % en corriente al valor promedio. Para
tiempos superiores a 0.1 segundo, el tiempo máximo de fusión se considera igual al tiempo total
de despeje de la falla. Para tiempos entre 0.1 y 0.01 segundos, el tiempo de despeje se considera
mayor al tiempo de fusión debido al tiempo de apagado del arco, que en este caso adquiere
importancia. Para tiempos de operación muy cortos, el valor del I²t (energía disponible como
resultado del paso de corriente durante el tiempo de operación) adquiere relevancia para definir
criterios de coordinación y asegurar una protección efectiva.
1.5.1.1.- Clasificación de los Fusibles en Baja Tensión.
La forma como se clasifican los fusibles de baja tensión, de acuerdo a sus características
de operación y constructivas son las siguientes:
1.5.1.1.1.- Fusibles Clase G
Son de 0-60 A y 300 V, de dimensiones pequeñas para uso en instrumentos de medidas,
equipos electrónicos, etc. Disponibles en 4 tamaños diferentes 15, 20, 30 y 60 A con capacidad
de ruptura de 100 KA.
1.5.1.1.2.- Fusibles Clase H
Capacidad nominal de 0-600 A y 600V. Son fusibles encapsulados con capacidad de
ruptura máxima de 10 KA rms simétricos.
1.5.1.1.3.- Fusibles Clase J
Capacidad nominal de 0-600 A, 600 V. Tienen dimensiones físicas menores a las de un
fusible clase H. Estos fusibles se clasifican como fusibles rápidos, limitadores de corriente y con
capacidad de ruptura de 200 KA rms simétricos.
1.5.1.1.4.- Fusibles Clase K
Capacidad nominal 0-600 A, 250 y 600 V. Poseen las mismas dimensiones físicas que los
fusibles clase H y tienen capacidades de interrupción entre 50, 100 KA y 200 KA simétricos.
1.5.1.1.5.- Fusibles Clase R
Capacidad nominal 0-600 A, 250 y 600 V. Son fusibles limitadores de corriente con
capacidad de ruptura de 200 KA simétricos RMS.
1.5.1.1.6.- Fusibles Clase L
Capacidad nominal de 601-6000 A, 600 V y capacidad de ruptura de 200 KA efectivos
simétricos.
1.5.1.1.7.- Fusibles Clase T
Capacidad nominal de 0-600 A, 250 y 600 V. Son fusibles limitadores de corriente
compactos con 200 KA rms simétricos de ruptura.
1.5.1.1.8.- Fusibles de Complemento (Supplemental Fuses)
Capacidad nominal de 0-60 A y 0-600 V. Se usan para proveer protección adicional a
equipos energizados por circuitos que ya poseen protección de sobre-corriente. Por ejemplo en
tubos fluorescentes, paneles de control para soldaduras, etc.
1.5.1.1.9.- Fusibles para Condensadores
Capacidad nominal de 0-250 A, 250 y 600 V. Se usan en conjunto con condensadores de
potencia para aislar una unidad fallada del resto del banco. Para proveer buena protección, la
corriente nominal del fusible debe especificarse de acuerdo a la capacidad de sobrecarga del
fusible, generalmente especificado en función de los KVAr que puede entregar. Se debe tener
especial cuidado con los voltajes post falla inducidos entre los terminales del fusible para evitar el
reencendido del arco.
1.5.1.1.10.- Fusibles para Semiconductores
Corriente nominal de 0-6000 A, y rango de voltajes de 0-1000 V. Están diseñados para
operar rápidamente en caso de sobre-corriente (sobrecarga o cortocircuito). Dimensiones físicas
de estos fusibles dependen del nivel de tensión. Al seleccionar estos fusibles el I
2
t (una expresión
de la energía disponible como resultado por el paso de la corriente durante el tiempo de
operación, para ser mas explicito es la energía que se requiere para fundir el fusible y extinguir el
arco) del fusible debe compararse con el I²t del elemento semiconductor. Los fusibles para uso en
convertidores estáticos se especifican de la siguiente manera:
Voltaje sin carga del transformador.
Corriente rms a través del semiconductor.
Máxima corriente de cortocircuito en el secundario del transformador.
Corriente de cortocircuito máxima del semiconductor.
Es importante destacar que la selección de un fusible para proteger un semiconductor no
debe hacerse en función de las corrientes nominales, pero sí en función de los valores de I²t que
soportan ambos dispositivos.
1.5.1.2.- Fusibles limitadores de corriente
Los fusibles limitadores de corriente deben su nombre al rápido tiempo de operación que
poseen. La principal característica de estos fusibles es que son capaces de desenergizar el circuito
en falla antes de que la corriente alcance su valor máximo. Esto obliga a tener tiempos de fusión
y de apagado de arco inferiores a un cuarto de ciclo (5 ms). La máxima corriente de cortocircuito
que verá un equipo protegido por un fusible limitador de corriente se puede determinar a partir de
gráficos editados por normas. Estos gráficos permiten conocer la máxima corriente de
cortocircuito que el fusible dejará circular por el sistema. El valor de I²t mide la cantidad de
energía calórica que pasará al circuito en caso de falla.
La figura Nº 1.10 muestra cuando se produce la operación del fusible
Figura Nº 1.10
1.5.2.- Fusibles para Alta Tensión
Existe una gran variedad en fusibles para media y alta tensión, tanto en niveles de
corriente y voltaje, como en características constructivas y de operación. Estos fusibles pueden
emplearse tanto en aplicaciones interiores como exteriores.
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