OCtUbre 201324

ElectroInstalador

Protección contra

cortocircuitos - Fusibles

Aparatos de Maniobra

Un fusible debe ser capaz de dominar (asumir) a la corriente de cortocircuito produci-

da por la falla, es decir, tiene una determinada capacidad de ruptura. La capacidad de

ruptura de un fusible depende de sus características constructivas.

Originalmente los fusibles se construyeron utilizando un

conductor de cobre de menor sección que la del conduc-

tor que debían proteger. Con el tiempo se buscaron

materiales capaces de conducir mayores corrientes pero

con un punto de fusión menor; así comenzaron a utilizar-

se los fusibles construidos con alambres de estaño o de

plomo e inclusive de plata.

Al ser necesario construir fusibles de elevada corriente

nominal, se debió recurrir a láminas de cobre. Para mejo-

rar su desempeño se utilizaron láminas de cobre con su

superficie estañada. Al aumentar la temperatura de la

lámina fusible, se funde el estaño y forma con el cobre

una aleación que tiene un punto de fusión menor al del

propio cobre, con esto se logra acelerar el proceso de

fusión del fusible.

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Por: Alejandro Francke

Especialista en productos eléctricos de baja tensión,

para la distribución de energía; control, maniobra y

protección de motores y sus aplicaciones.

Figura 1. Fusible aéreo con conductor fusible desprotegido.

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También existieron llaves con portafusibles como el que

muestra la figura 3. En la parte inferior del interruptor se

montaban un par (o tres) conductores fusibles desnudos.

Dado que el proceso de extinción del cortocircuito se pro-

ducía dentro el mismo ámbito de funcionamiento del inte-

rruptor, los accidentes que se ocasionaban eran muy seve-

ros. Este tipo de llaves fue reemplazado por los que utilizan

cartuchos fusibles encapsulados en vidrio o en cerámica

como los mostrados en las figuras 5 y 6.

La figura 4 nos muestra al antiguo “tapón”. Se trataba de

un cuerpo cerámico con una tapa superior y un tornillo

inferior. Tenía una rosca del tipo Edison (E27) como la de

los cartuchos D y podía ser montado en una base portafu-

sibles de dichos fusibles. En la figura podemos ver a una

base portafusibles diseñada para su montaje sobre un base

de mármol, con anillo cubrerrosca y un “tapón”. La tapa

negra que muestra ya era de material plástico, quitándola

podía controlarse al fusible, lo que era muy riesgoso en

caso de producirse en ese momento una falla dado que el

arco eléctrico salía por el hueco dejado por la tapa.

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Al fundirse la lámina fusible el material con el que está

construido se volatiliza y se deposita en las inmediaciones

del fusible, generalmente la base portafusiles. Así la meta-

liza reduciendo, drásticamente, su rigidez dieléctrica. De

esta manera el fusible deja de ser confiable, ya que el

metalizado del entorno cambia las características de fun-

cionamiento y, en caso extremo, impide su actuación.

La figura1 muestra a una terna de fusibles aéreos común-

mente utilizados para la protección de conductores de dis-

tribución de energía eléctrica instalados de forma aérea, es

decir, entre postes. Son los habitualmente utilizados para

las tomas domiciliarias antes de la entrada al domicilio del

cliente.

La figura 2 muestra a un antiguo portafusibles tabaquera

bipolar de porcelana, cerrado y abierto. La fotografía b

muestra en el cuerpo de la base los efectos de cortocircui-

tos anteriormente protegidos. Inclusive la base fue destrui-

da en un evento anterior. Se ve claramente al elemento

fusible conectado en la tapa mediante tornillos. En sus últi-

mos tiempos este tipo de portafusibles se fabricó con

baquelita.

Figura 2. Antiguo portafusibles tabaquera a) cerrado, b) abierto.

Figura 3. Antigua llave con fusibles.

Figura 4. Tapón instalado en una base UZ tamaño Edison.

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Estos cartuchos son de muy alta capacidad de ruptura

(hasta 50 kA), a pesar de su tamaño reducido, y pueden ser

instalados en bases portafusibles seccionadoras con el

diseño propio de un pequeño interruptor automático.

Con la utilización de un elemento extintor se limita el tiem-

po de actuación del arco y con ello se aumenta la capaci-

dad de ruptura del cartucho fusible.

Los primeros cartuchos conocidos, hacia principios del

pasado siglo XX, con medio de extinción, fueron los cartu-

chos tipo D como los mostrados en la figura 7.

Posteriormente se evolucionó hacia los cartuchos del tipo

NH mostrados en la figura 8.

El elemento extintor por excelencia en los fusibles es la

arena de cuarzo químicamente pura y de una granulome-

tría adecuada.

Ya hacia principios del siglo pasado comenzaron a utilizarse

los llamados cartuchos fusible que, al contener al elemen-

to fusible en su interior, logran retener a los efectos de la

fusión dentro del cuerpo del fusible.

En estos tiempos ya no son aceptables fusibles como los

mostrados anteriormente, cuyo elemento de fusión no

esté encapsulado dentro de un cuerpo aislante.

Dependiendo de la capacidad de ruptura de diseño del car-

tucho fusible, el dominio del arco puede realizarse en aire

o dentro de un medio extintor.

Para casos donde no se espera una elevada corriente de

cortocircuito (circuitos de señales, circuitos de baja tensión

de aparatos electrónicos, automotores, etc.) se construyen

fusibles con extinción en aire. Por ejemplo, los enchufables

en los tableros de los automóviles, los cartuchos cilíndricos

de vidrio o los aplicables en circuitos electrónicos.

Los cartuchos encapsulados en vidrio se utilizan incorpora-

dos en bornes adicionables pero tienen una muy baja

capacidad de ruptura (sólo 500 A), por lo que no pueden

ser utilizados en la protección de circuitos de comando de

tableros de potencia o de centro control de motores

(MCC). Para estos casos se deben utilizar a los minicartu-

chos encapsulados en cerámica, como los que muestra la

figura 6.

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Figura 5. Cartuchos fusibles con extinción en aire.

Figura 6. Cartuchos cerámicos con medio extintor y base portafusibles.

Figura 7. Cartuchos D de distintos tamaños.

Figura 8. Cartuchos NH de distintos tamaños.

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