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Fusibles de Baja Tensión: ¿Cómo funcionan?

Fusibles de baja tensión

Fusibles de Baja Tensión: ¿Cómo funcionan?, Es un dispositivo de interrupción de corriente que rompe o abre el circuito al fusionar el elemento cuando la corriente en el circuito excede un cierto valor. Los fusibles pueden ser de dos tipos: fusibles de alta tensión y fusibles de baja tensión. Los fusibles de baja tensión pueden dividirse a su vez en dos tipos, a saber, el tipo semicerrado o reutilizables y el tipo de cartucho totalmente cerrado. Además, si te interesa aprender cual es la diferencia entre fusible y breaker o disyuntor pulsa aquí.

Fusibles de Baja Tensión: ¿Cómo funcionan?: Fusibles de Baja Tensión y Cómo funcionan

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Fusibles de Baja Tensión: ¿Cómo funcionan? te lo contamos a continuación

Definición de los parámetros de un Fusible

  • Características nominales: Términos generales para designar cada una de las magnitudes características que en conjunto definen las condiciones de funcionamiento. Para las que se ha diseñado el dispositivo y a partir de las cuales se establecen las condiciones de ensayo.
  • Corriente supuesta de un circuito: Corriente que fluiría en un circuito si el cortocircuito fuera sustituido por una lámina de impedancia despreciable, sin ningún otro camino ni en el circuito ni en la fuente.
  • Corriente presunta de ruptura: Corriente presunta correspondiente al instante de inicio del arco durante la operación de ruptura.
  • Capacidad de corte: Corriente presunta de ruptura que un fusible es capaz de interrumpir en las condiciones prescritas.
  • Límite de corriente de ruptura: Valor instantáneo máximo alcanzado por la corriente durante la operación de ruptura del fusible. Cuando éste funciona de manera que impide que la corriente alcance el valor máximo que alcanzaría en ausencia del cortocircuito.
  • Tiempo de pre-arco: Tiempo transcurrido entre el inicio de la circulación de una corriente suficiente para fundir los elementos del fusible y el aislador donde se inicia el arco.
  • Tiempo de operación: Suma del tiempo de pre-arco y del tiempo de arco.
  • Integral del Joule (I2t): La integral del cuadrado de la corriente de ruptura presunta.
  • Tiempo virtual: I2t dividido por el cuadrado de la corriente de ruptura presunta.
  • Tensión de restablecimiento: Tensión que aparece entre los bornes de un cortocircuito tras la interrupción de la corriente.
  • Tensión de ruptura: Valor máximo de tensión, expresado en valor de pico, que aparece entre los terminales del cortocircuito durante el funcionamiento del fusible.

Clases de servicio

Según su función, los fusibles se subdividen en clases de servicio. La primera letra indica la clase de servicio y la segunda, el objeto a proteger:

  • 1ª letra:

a – Fusibles de uso parcial: fusibles que, como mínimo, pueden soportar permanentemente corrientes hasta la corriente nominal indicada y, además, son capaces de interrumpir corrientes de desconexión.

g – Fusibles de uso general: fusibles que pueden conducir permanentemente corrientes de al menos la corriente nominal indicada y, además, son capaces de interrumpir corrientes menores hasta su corriente nominal de desconexión.

  • 2ª letra:

G: Protección de cables y conductores (uso general).

M: Protección de interruptores / motores (para la protección de circuitos de motores).

R: Protección de semiconductores / tiristores (para la protección de rectificadores).

L: Protección de cables y conductores.

B: Protección de instalaciones mineras.

Tr: Protección de transformadores.

En el caso de DIAZED, existen características «Lentas» y «Rápidas» definidas por las normas IEC / CEE / DIN VDE. En la zona de cortocircuito, el fusible con la característica «Rápida» desconecta más rápido que la clase de servicio gL/gG. Estos fusible se utilizan para las protecciones de las instalaciones ferroviarias con corriente continua y la característica » Lenta » es particularmente apropiada para la desconexión de los circuitos muy inductivos. Las dos características también son adecuadas para la protección de cables y conductores.

Los fusibles de uso parcial (aM, aR) se utilizan únicamente para la protección contra los cortocircuitos.

Como ejemplo, se muestran las siguientes clases de servicio:

gL (DIN VDE) / gG (IEC): Protección general de los cables y conductores.

aM (DIN VDE / IEC ): Protección parcial de cuadros y motores.

aR (DIN VDE / IEC): Protección parcial de semi-conductores.

gR (DIN VDE / IEC): protección general de semi-conductores.

Fast (DIN VDE / IEC / CEE): protección de semiconductores.

Curvas de los fusibles

Característica Tiempo-Corriente

Permiten encontrar el tiempo necesario para interrumpir una determinada corriente de cortocircuito estimada. La figura 1 muestra las características de tiempo-corriente de algunos fusibles.

La figura 2 muestra las curvas características de los fusibles tipo gR y aR utilizados para la protección de elementos semiconductores, con diferentes valores de corriente nominal.

Fusibles de Baja Tensión: ¿Cómo funcionan?: Característica Tiempo-Corriente
Figura 1: Curva característica Tiempo-Corriente y Figura 2: Curva característica Tiempo-Corriente de fusibles tipo gR y aR de diferentes corrientes.

Característica de la corriente de corte:

Representación gráfica de los valores de la corriente de corte máxima del fusible para cualquier corriente de cortocircuito estimada. La figura 3 muestra algunos de estos valores.

Fusibles de Baja Tensión: ¿Cómo funcionan?. Característica de corriente de corte
Figura 3: Curva característica corriente de corte de los Fusibles

I2t de Pre-arco:

Este valor se da para todos los diferentes tipos de fusibles. Son útiles a la hora de comparar el funcionamiento de fusibles de diferentes valores en un circuito. La figura 4 muestra la curva de interrupción de una corriente de cortocircuito, limitada por un fusible, indicando los tiempos de prearco y arco.

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Asignación de protección para cables y conductores

Para la asignación de fusibles a la protección contra sobrecargas de cables y conductores deben cumplirse las siguientes condiciones:

Regla 1: Ib ≤ In ≤ Iz (La Regla de corriente nominal)
Regla 2: I2 ≤ 1,45 x Iz (La Regla de corriente de disparo) donde:

Ib: Corriente de funcionamiento del circuito.
In: Corriente asignada al dispositivo de protección seleccionado.
Iz: Corriente admisible del cable o conductor en las condiciones de servicio dadas.
I2: Corriente de disparo del dispositivo de protección en las condiciones dadas.
La regla 1 satisface las condiciones generales de la protección contra sobrecargas.
La regla 2 se utiliza para la protección contra sobrecargas; un fusible requiere que la corriente de funcionamiento seguro I2, nunca sea superior.

En el siguiente gráfico se resumen como deben ser ordenados los valores de las reglas 1 y 2:

Ordenados los valores de las reglas 1 y 2

Fusibles NH

Este tipo de fusible, más conocido como «NH» (el nombre proviene de sus siglas en alemán, Niederspannung Hochleistung) y como su nombre indica, de baja tensión y alto poder de corte o ruptura contra corrientes de cortocircuito.

Su capacidad es la de interrumpir la corriente de cortocircuito en un tiempo muy corto (0,5 ms) minimizando así los efectos de estas corrientes. La capacidad de limitación de la corriente de cortocircuito suele ser menor y está en función de la corriente nominal del cartucho fusible. La fabricación de estos cartuchos fusibles se realiza por tamaños que están asociados a sus corrientes nominales, como se detalla a continuación:

Tamaño de fusible Corriente Nominal
Tamaño 0 6 a 160 A
Tamaño 1 35 a 250 A
Tamaño 2 315 a 400 A
Tamaño 3 425 a 630 A
Tamaño 4 800 a 1250 A

Tamaños de los Fusibles NH

Tamaños de los Fusibles NH

Instalación de NH

La instalación de estos fusibles se puede realizar de dos maneras:

  • Primero,  a través de un seccionador bajo carga;
  • Y segundo, con bases fusibles independientes, ambas opciones se ilustran a continuación.
Instalación de los NH
Seccionadores Bajo Carga para Fusibles NH y Base independiente de Fusibles NH y su maneta extractora

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