Curva característica de un fusible

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Aparatos de Maniobra
ElectroInstalador
Curva característica de un fusible
Hemos analizado el funcionamiento de un fusible y su capacidad de limitación
de la intensidad de la corriente de cortocircuito, en esta nota nos abocaremos
a analizar su comportamiento.
Por: Alejandro Francke
Especialista en productos eléctricos de baja tensión,
para la distribución de energía; control, maniobra y
protección de motores y sus aplicaciones.
La Norma IEC 60 269 parte 4 define que un fusible para
la protección de conductores y redes debe soportar
permanentemente una sobrecarga del 25%, y que con
una sobrecarga del 50% debe actuar antes de las dos
horas.
Es decir que un fusible con una In= 100 a no debe
actuar cuando por él circula una corriente de 125 A de
intensidad, y con una corriente de 150 A debe actuar en
menos de dos horas. Con una corriente intermedia
puede actuar, pero no antes de las dos horas.
Para una corriente de sobrecarga superior al 50% debe
actuar según una curva de actuación publicada por el
fabricante.
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Figura 1. Curvas características de fusibles NH.
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viene de la página 20 u
La figura 1 muestra las curvas publicadas por un fabricante para sus fusibles del tipo NH del tamaño 1. Como
podemos ver, las curvas no son paralelas entre sí, esto
significa que el comportamiento de cada fusible es distinto. Dentro de un mismo tamaño cada fusible de distinta corriente asignada se comporta de manera diferente y también será distinto el comportamiento de
fusible de igual corriente asignada pero de diferente
tamaño constructivo.
La figura 1 nos informa que un fusible de corriente asignada In= 25 A con una corriente de cortocircuito Icc=
400 A (sobrecarga 1600%) actuará en 10-2 s= 0,01 s= 10 ms;
en cambio, uno de In= 100 A actuará en ese tiempo con
una sobrecarga de Icc= 2100 A (2100%).
Con una corriente de cortocircuito de intensidad Icc=
800 A (una sobrecarga del 3200%) un fusible de In= 25 A
actuará en 20 ms y uno de In= 100 A lo hará en unos 26
ms. Este fusible de In= 100 A actuará en 20 ms con una
sobrecarga del 3800% (3800 A).
La curvas características se presentan con una dispersión del 10% en el eje de las corrientes (horizontal) y
del 20% en de los tiempos (vertical).
contra sobrecargas. Sólo actúa ante cortocircuitos
protegiendo así a los contactos del aparato de maniobras de un alimentador. La protección contra sobrecargas del conductor es asumida por la misma protección que la de la carga. En el caso de que esta sea un
motor el relé de sobrecargas (ya sea este térmico o
electrónico). En la figura 2 está representada con la
curva de color verde (aM).
Protección de rectificadores y semiconductores en
general es la característica del tipo R. Esta característica también conocida como de fusible ultrarrápido es de
actuación mucho más veloz. Estos fusibles trabajan a
una temperatura mayor y su lámina fusible suele estar
construida con plata en lugar de cobre que es el caso de
los fusibles convencionales. Pueden ser de curva de
actuación de espectro general (tipo gR); en ese caso
protegen al semiconductor contra los efectos de un
cortocircuito y al conductor de alimentación contra los
efectos de una sobrecarga o de curva de actuación de
espectro parcial (tipo aR); en este caso el fusible ultrarrápido no protege al conductor. Éste debe ser protegido por medio de un fusible del tipo gG o un interruptor
automático. En la figura 2 solo se muestra a la característica general tipo gR.
Distintos tipos de curvas de actuación
Existen distintos tipos de curvas de actuación. Los distintos tipos se identifican con un código de dos letras:
-La primera letra define el espectro de actuación del
fusible y está identificada expresada en minúscula:
Todo el espectro de corrientes es la curva del tipo g. El
fusible actúa desde el 150% de su corriente asignada
hasta el valor infinito. Este tipo de fusibles protege al
circuito contra sobrecorrientes del tipo sobrecargas y
cortocircuitos.
Espectro parcial de corrientes es la curva del tipo a. El
fusible actúa desde un valor definido de su corriente
asignada (entre 5 y 10 veces su valor) hasta el valor infinito. Este tipo de fusibles protege al circuito sólo contra
sobrecorrientes del tipo de cortocircuito, no pueden
proteger contra sobrecargas.
-La segunda letra define el tipo de carga que fusible
debe proteger y está expresada en mayúscula:
Protección de conductores, cables y redes en general es
la característica del tipo G. Esta característica está descripta en los párrafos anteriores. En la figura 2 está
representada con la curva de color violeta (gG).
Protección de contactos de aparatos de maniobra es
la característica del tipo M. Esta característica es similar a la del tipo G, sólo que carece de la protección
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Figura 2. Distintos tipos de curvas de actuación de fusibles.
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Esta está representada con la curva de color amarillo.
Protección de Transformadores de potencia es la característica del tipo Tr. Los transformadores de potencia
tienen una capacidad de sobrecarga permanente mayor
a la de los conductores. En lugar del 25% esta es del
50%; es por eso que los fusibles para la protección de
transformadores tienen una característica distinta. En
la zona de las corrientes de cortocircuito su comportamiento es similar al del fusible de característica G. En la
figura 2 no está representada la característica del tipo
gTr. Por su uso particular, este tipo de fusibles no se
define por su corriente asignada sino por la potencia
aparente del transformador a proteger.
Corriente crítica
Todos los aparatos de protección tienen un punto de
indefinición llamado “corriente crítica”.
Se trata de un valor de la intensidad de la corriente de
cortocircuito que ya es capaz de hacer actuar a los aparatos pero no es lo suficientemente elevada como para
hacer actuar eficientemente al sistema de extinción del arco.
En los fusibles la corriente crítica tiene un valor de
entre 2,5 y 3 veces su corriente asignada. Con estas
intensidades ya son capaces de hacer actuar al dispositivo de corte con sobrecargas de la lámina fusible (aleación estaño/cobre), pero la corriente no es lo suficientemente intensa como para empujar al arco dentro de
la arena de extinción.
Valores inferiores pueden ser extintos por sí mismos y
valores más elevados son eficazmente empujados dentro de la masa de arena de cuarzo, siendo capaz ésta de
asumir la extinción y apagar al arco eficientemente.
En los interruptores automáticos limitadores de la
intensidad de la corriente de cortocircuito se produce
el mismo fenómeno. En este caso la corriente crítica se
encuentra en un valor cercano, por debajo, al de actuación del disparador magnético por cortocircuitos.