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CORTACIRCUITOS FUSIBLES DE BAJA TENSIN

Los cortacircuitos fusibles son el medio ms antiguo de proteccin de los circuitos elctricos y se basan en la fusin por efecto de Joule de un hilo o lmina intercalada en la lnea como punto dbil.

Los cortacircuitos fusibles o simplemente fusibles son de formas y tamaos muy diferentes segn sea la intensidad para la que deben fundirse, la tensin de los circuitos donde se empleen y el lugar donde se coloquen.

El conductor fusible tiene seccin circular cuando la corriente que controla es pequea, o est formado por lminas si la corriente es grande. En ambos casos el material de que estn formados es siempre un metal o aleacin de bajo punto de fusin a base de plomo, estao, zinc, etc.

Fundamentalmente encontraremos dos tipos de fusibles en las instalaciones de baja tensin:

gl (fusible de empleo general)

aM (fusible de acompaamiento de Motor)

Los fusibles de tipo gl se utilizan en la proteccin de lneas, estando diseada su curva de fusin "intensidad-tiempo" para una respuesta lenta en las sobrecargas, y rpida frente a los cortocircuitos.

Los fusibles de tipo aM, especialmente diseados para la proteccin de motores, tienen una respuesta extremadamente lenta frente a las sobrecargas, y rpida frente a los cortocircuitos. Las intensidades de hasta diez veces la nominal (10 In) deben ser desconectadas por los aparatos de proteccin propios del motor, mientras que las intensidades superiores debern ser interrumpidas por los fusibles aM.

La intensidad nominal de un fusible, as como su poder de corte, son las dos caractersticas que definen a un fusible.

La intensidad nominal es la intensidad normal de funcionamiento para la cual el fusible ha sido proyectado, y el poder de corte es la intensidad mxima de cortocircuito capaz de poder ser interrumpida por el fusible. Para una misma intensidad nominal, el tamao de un fusible depende del poder de corte para el que ha sido diseado, normalmente comprendido entre 6.000 y 100.000 A.

Un gran inconveniente de los fusibles es la imprecisin que tiene su curva caracterstica de fusin frente a otros dispositivos que cumplen el mismo fin, tales como los interruptores automticos. Esto equivale a decir que la banda de dispersin de los fusibles es mayor que la de los interruptores automticos, pese a que el fabricante solamente facilita la curva media de los fusibles.

Otro inconveniente de los fusibles es la facilidad que tienen de poder ser usados con una misma disposicin de base, hilos o lminas no adecuadas.

As mismo, la independencia de actuacin de los fusibles en una lnea trifsica supone un serio problema, ya que con la fusin de uno de ellos se deja a la lnea a dos fases, con los inconvenientes pertinentes que ello conlleva.

La selectividad entre fusibles es importante tenerla en cuenta, ya que de ello depender el buen funcionamiento de los circuitos. Idntico problema se nos presentara con la selectividad de los interruptores automticos.

Entre la fuente de energa y el lugar de defecto suele haber varios aparatos de proteccin contra cortocircuitos. Para desconectar la zona afectada, es necesario que los fusibles reaccionen de forma selectiva, es decir, debe desconectar primero el fusible ms prximo al lugar de defecto. Si por alguna causa este fusible no responde correctamente, debe actuar el siguiente, y as sucesivamente.

La selectividad entre dos fusibles se determina grficamente mediante la comparacin de ambas caractersticas de disparo; para ello, las curvas, a la misma escala, no deben cortarse ni ser tangentes. Esto es cierto en el caso de sobrecargas y pequeas intensidades de cortocircuito, pero no lo es en el caso de intensidades muy grandes de cortocircuito, ya que aqu los tiempos de fusin son extremadamente cortos y solamente es posible la selectividad en fusibles con una notable diferencia de valor nominal de la intensidad.

Segn la norma VDE 0636, los fusibles cuyas intensidades nominales se encuentren en la relacin 1:1.6, deben de poder desconectar de forma selectiva.

La norma CEI 269-2, no es tan exigente, y dice que slo los fusibles cuyas intensidades nominales estn en la relacin 1:2 pueden desconectar de forma selectiva.

INTENSIDAD NOMINAL MNIMA ADMISIBLE EN UN FUSIBLE aM

La intensidad nominal mnima del fusible de proteccin de un motor se determina a partir de la intensidad de arranque y del tiempo de arranque del mismo. En un arranque normal un fusible no debe fundir ni envejecer.

En los motores de jaula (arranque directo) la intensidad de arranque es aproximadamente de 4 a 8 veces la intensidad nominal. El tiempo de arranque depende del par de giro del motor y del momento de inercia de todas las masas a acelerar; este tiempo suele estar comprendido entre 0,2 y 4 segundos, pudiendo ser mayor en casos especiales de "arranque difcil".

En los motores de anillos rozantes y motores de jaula con arranque estrella-tringulo, la intensidad de arranque suele estar comprendida entre 1,1 y 2,8 veces la intensidad nominal. El tiempo de arranque en estos casos vara muy ampliamente.

Para tiempos de arranque de hasta 5 segundos, la intensidad nominal del fusible puede ser igual a la intensidad nominal de empleo del motor, pero para valores iguales o superiores es conveniente determinar la intensidad nominal del fusible, teniendo en cuenta las curvas caractersticas intensidad-tiempo de arranque del motor y del rel trmico de proteccin.

Seguidamente veamos el caso de un motor cuya intensidad de arranque es seis veces el valor nominal y el tiempo es de cinco segundos.

La intensidad nominal mnima del fusible la podemos obtener mediante la interseccin de dos lneas, la determinada por el tiempo de arranque tA y la correspondiente a 0,85 de la intensidad nominal IA. El punto as determinado nos marca el lmite inferior de la banda de dispersin del fusible, por lo tanto el fusible elegido deber pasar por encima de este punto.

Observando la curva caracterstica de la proteccin trmica F1 y la curva caracterstica del fusible elegido F2, podremos observar cmo la actuacin de rel trmico se extiende hasta diez veces la intensidad nominal (interseccin de F1 con F2), y a partir de este valor ser el fusible el encargado de proteger el motor.

Fusibles

Quiz el dispositivo mas simple de proteccin del motor contra sobreintensidades es el fusible. Los fusibles estn divididos en dos grandes grupos: fusibles de baja tensin (600 V o menos) y fusibles de alta tensin ( mas de 600 V ) . En la figura 1-1 se muestran tres tipos de fusibles. El tipo de cartucho o contacto de casquillo, mostrado en la figura 1.1a, es til para las tensiones nominales entre 250 y 600 Ven los de tipo fijo y recambiable. El tipo fijo mostrado en el esquema contiene polvo aislante ( talco o un adecuado aislante orgnico) redondeando el elemento fusible. En caso de cortocircuito, el polvo tiene como misin: (1) enfriar el metal vaporizado, (2) absorber el vapor metlico condensado, y (3) extinguir el arco que pueda mantenerse en el vapor metlico conductor. La presencia de este polvo es la que confiere al fusible su alto poder de ruptura en el caso de cortocircuitos bruscos.

La figura 1-1c muestra el tipo tapn fusible, el cual funciona a la tensin nominal de 125 V, estando disponible en le comercio para bajas corrientes nominales de hasta 30 A. Estos fusibles poseen una base roscada y estn proyectados para ser utilizados en arrancadores reducidos o en cajas de interruptores de seguridad a 125 V, en motores de pequea corriente. Por regla general, los fusibles protegen contra los cortocircuitos mas bien que contra las sobrecargas.

Se han efectuado ensayos para mejorar las caractersticas del fusible en las aplicaciones a los motores de forma que, con valores nominales inferiores, permitan protecciones contra sobrecargas y de cortocircuitos. Un tipo de fusible llamado fusible temporizado, que existe en los tipos de cuchillas, cartucho y tapn, proporciona un gran retardo en el caso de sobrecargas momentneas o sostenidas antes de desconectar el circuito. Estos fusibles contienen dos elementos en serie ( o paralelo ): (1) un elemento fusible estndar para la proteccin de cortocircuitos ( 25 a 50 veces la corriente normal) y (2) una disposicin contra sobrecarga, o interruptor trmico de hasta cinco veces la corriente nominal que proporciona una caracterstica de retardo de tiempo inverso. La cualidad de tiempo inverso significa que, por ejemplo el circuito ser conectado por este ultimo elemento en unos 3 minutos( a 5 veces la corriente nominal), hasta aproximadamente 10 segundos ( a unas 20 veces la corriente nominal), ya que el efecto trmico varia con el cuadrado de corriente. Por tanto un fusible de valor nominal relativamente pequeo puede ser empleado para procurar la proteccin contra sobrecargas y sin llegar a desconectar el circuito durante los periodos de elevacin transitoria de la corriente en el arranque o en el frenado. En el caso de cortocircuito, el elemento fusible estandar de accin instantnea interrumpe inmediatamente el circuito para evitar desperfectos.

Otro tipo aparte de fusible que ha sido fabricado, intenta mejorar la capacidad de limitacin de corriente de estos dispositivos antes de que la corriente de cortocircuito alcance su mximo o un valor de rgimen permanente.

Los fusibles de cartucho comunes poseen cierta capacidad de limitacin de la corriente ya que interrumpen el circuito casi instantneamente antes de que el cortocircuito tenga la oportunidad de existir y fundir o unir los contactos de los disyuntores o rels de mxima. El fusible de potencia limitador de la corriente contiene elementos fusibles de aleacin de plata rodeados por cuarzo en polvo.

Por encima de 600V se emplean fusibles especiales de alta tensin que incluyen varios rganos para extinguir el arco que se podra mantener, particularmente a alta tensin, cuando el elemento fusible se vaporiza a causa de la corriente excesiva.

Los tipos de fusibles de alta tensin mas comunes son: (1) el fusible de desionizacion con cido brico liquido, (2) el fusible de expulsin, y (3) el fusible de material slido

Otros Tipos de FusiblesAdems de vidrio hay tambin fusibles con cuerpo de cermica.Los fusibles de cermica se encuentran usualmente en aplicaciones de alta corriente elctrica o de alto voltaje.Se requiere de un medidor o de otro aparato de prueba de continuidad para revisar los fusibles envasados en cermica ya que no se puede ver el elemento. Los paneles de fusibles de alta corriente para automviles de los aos '60 y '70 a menudo tenan por lo menos uno o dos fusibles de cermica.En los aos '70, los fusibles para automviles de vidrio y de cermica cedieron paso a los de plstico en forma de un fusible "tipo navaja". No slo los fusibles de vidrio estaban expuestos a romperse, sino que tambin era muy difcil leer los valores del fusible, los cuales estaban gravados en una de las puntas de metal.Dos de los principales fabricantes de fusibles del mundo tiene una lista con tres tipos principales de fusibles para automviles envasados en plstico del tipo navaja, estos van desde 3 a 30 amperios, los fusibles Maxi que van de 2 a 30 amperios y los Mini desde 2 a 30 amperios.Otra ventaja de los fusibles tipo navaja es que estn codificados por color al mismo tiempo quellevan grabado el valor de su capacidad de corriente. Algunos de los cdigos de color para fusibles tipo navaja son los siguientes. Los valores en amperios se dan entre parntesis: rojo (10), azul (15), amarillo (20) y verde (30). Para ver si el fusible tipo navaja est quemado, puede requerir que se extraiga el fusible de su lugar y que se inspeccione el elemento visualmente.Los fusibles tipo navaja pueden extraerse con un par de pinzas de punta, un extractor especial de fusibles y an hasta con los dedos.Cmo Probar un Fusible? Cmo se sabe si un fusible est quemado? La mejor manera de probar un fusible es ver si la corriente puede fluir a travs del elemento.Sac el fusible del panel de fusibles antes de probarlo;de no ser as otros circuitos del automvil podran afectar la prueba.Los fusibles de vidrio puedensacarse con un extractor plsticode fusibles (los cuales se hallan disponibles en todos los autorradios. Se debe tener cuidado de no cortarse los dedos con los fusibles que son difciles de extraer. Un probador de continuidad o un voltmetro/hmetro es una buena herramienta para desempear esta prueba. Aunque el probador de continuidad puede ser tan simple como una batera de un voltaje de 1 .5 voltios y un foco de luz conectado en serie con el fusible de prueba, los multimetros modernos usualmente vienen equipados con una versin ms sofisticada.La mayora de los probadores de continuidad usan una "chicharra" o luz para indicar que el fusible esta en condiciones correctas de uso.Si no hay chicharra o luz, significa que el fusible esta quemado.