Acerca de los fusibles
Aug 04, 2023
Introducir
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Un fusible se refiere a un dispositivo eléctrico que utiliza el calor generado por sí mismo para fusionar la masa fundida y desconectar el circuito cuando la corriente excede un valor específico. Un fusible es un disyuntor que funde la masa fundida con el calor generado por sí mismo después de que la corriente excede un valor específico durante un período de tiempo, provocando así que el circuito se rompa; Un protector actual se fabrica utilizando este principio. Los fusibles se utilizan ampliamente en sistemas de distribución, sistemas de control y equipos eléctricos de alto y bajo voltaje. Los protectores contra cortocircuitos y sobrecorriente son uno de los dispositivos de protección más utilizados.
Principio de funcionamiento
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El principio de funcionamiento básico de un fusible implica el uso de un elemento fusible, normalmente hecho de un metal o una aleación con un punto de fusión bajo. El material más común utilizado para los fusibles es una mezcla de estaño y plomo, conocida como soldadura. Cuando la corriente que fluye a través del fusible excede su valor nominal, la temperatura del elemento fusible aumenta debido al efecto de calentamiento Joule. A medida que la temperatura alcanza el punto de fusión del metal, el elemento se funde y rompe el circuito eléctrico, interrumpiendo el flujo de corriente.
Aquí hay una explicación paso a paso del principio de funcionamiento:
- Condiciones normales de funcionamiento:En condiciones normales, cuando la corriente que fluye a través del circuito está dentro de la corriente nominal del fusible, el elemento fusible permanece en estado sólido. Presenta una resistencia insignificante al flujo de corriente, lo que permite que la electricidad pase a través del fusible sin obstáculos.
- Condición de sobrecorriente:Si la corriente en el circuito excede la corriente nominal del fusible, como durante un cortocircuito o una carga excesiva, la corriente que pasa a través del elemento fusible aumenta sustancialmente.
- Efecto de calentamiento Joule:El aumento de corriente hace que el elemento fusible se caliente debido al efecto de calentamiento Joule. Este fenómeno ocurre cuando la corriente fluye a través de un material resistivo, generando calor proporcional al cuadrado de la corriente.
- Fusión del elemento fusible:A medida que aumenta la temperatura del elemento fusible, finalmente alcanza su punto de fusión. A esta temperatura crítica, el metal pasa del estado sólido al líquido.
- Interrupción del circuito:Una vez que el elemento fusible se derrite, rompe el circuito eléctrico, creando un espacio de aire en el fusible. Esta brecha evita cualquier flujo adicional de corriente a través del circuito, desconectando efectivamente la sección defectuosa o sobrecargada del resto del sistema.
- Proteccion:Al interrumpir el circuito, el fusible protege los equipos eléctricos y el cableado de los efectos nocivos del exceso de corriente. Previene incendios eléctricos, daños a los electrodomésticos y otros peligros potenciales.
Tipos comunes
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- Fusibles de cartucho:Estos fusibles constan de un cuerpo cilíndrico fabricado de cerámica, vidrio u otros materiales no conductores. Dentro del cartucho hay un eslabón fusible hecho de metal. Los fusibles de cartucho se pueden encontrar en dos categorías principales: fusibles tipo D y tipo NH. Los fusibles tipo D son fusibles de uso general que se utilizan en aplicaciones industriales y residenciales, mientras que los fusibles tipo NH son más grandes y se utilizan en aplicaciones industriales de alta corriente.
- Fusibles de enchufe:Estos son fusibles de rosca diseñados para encajar en portafusibles estándar con base Edison. Los fusibles de enchufe se utilizan comúnmente en sistemas eléctricos residenciales para proteger circuitos derivados y electrodomésticos. Están disponibles en varias clasificaciones actuales y, a menudo, están codificados por colores para una fácil identificación.
- Fusibles tipo cuchilla:También conocidos como fusibles para automóviles, los fusibles de cuchilla se utilizan comúnmente en vehículos para proteger diversos circuitos eléctricos. Tienen un cuerpo de plástico con dos o más puntas de metal en la parte posterior. Los fusibles de cuchilla están disponibles en diferentes tamaños, como mini, estándar y maxi, cada uno con diferentes clasificaciones de corriente.
- Fusibles reajustables (coeficiente de temperatura positivo polimérico - fusibles PTC):Estos fusibles también se conocen como fusibles PTC o fusibles reajustables. A diferencia de los fusibles tradicionales, los fusibles reajustables no necesitan ser reemplazados después del disparo. Contienen un elemento polimérico que presenta una alta resistencia a temperaturas normales de funcionamiento. Si ocurre una condición de sobrecorriente, el elemento se calienta y su resistencia aumenta significativamente, limitando efectivamente el flujo de corriente. Una vez que se soluciona la falla, el fusible PTC se enfría y su resistencia vuelve a un estado bajo, lo que permite que la corriente fluya nuevamente.
- Fusibles térmicos:También llamados cortes térmicos o fusibles de temperatura, estos dispositivos de seguridad están diseñados para proteger contra el sobrecalentamiento. Contienen un eslabón fusible que se funde a una temperatura específica, rompiendo el circuito y desconectando la energía para evitar un mayor sobrecalentamiento.
- Fusibles de alto voltaje:Estos fusibles están diseñados específicamente para aplicaciones de alto voltaje, como en sistemas de transmisión y distribución de energía. Tienen una construcción robusta para manejar altas corrientes y normalmente se encuentran en recintos llenos de aceite o gas.
- Fusibles semiconductores:Estos fusibles están diseñados para proteger componentes electrónicos y dispositivos semiconductores sensibles. Tienen características de acción rápida para evitar daños causados por transitorios de alta energía y cortocircuitos.
Uso y mantenimiento
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En los sistemas de distribución de baja tensión, los fusibles son un tipo de aparato eléctrico que desempeña una función de protección de seguridad. Los fusibles se utilizan ampliamente para la protección de redes eléctricas y equipos eléctricos. Cuando se produce una falla de cortocircuito o una sobrecarga en la red eléctrica o en el equipo eléctrico, pueden cortar automáticamente el circuito para evitar daños al equipo eléctrico y evitar que se propaguen accidentes.
Un fusible se compone de una base de aislamiento (o componente de soporte), contactos, masa fundida, etc. La masa fundida es la principal parte funcional del fusible. La masa fundida equivale a una sección especial de cable conectado en serie en un circuito. Cuando se produce un cortocircuito o una sobrecarga en el circuito, la corriente es demasiado alta y la masa fundida se derrite debido al sobrecalentamiento, cortando así el circuito. Las masas fundidas a menudo se convierten en filamentos, rejillas u hojas. Los materiales fundidos tienen las características de puntos de fusión relativamente bajos, características estables y fácil fusión. Generalmente se utilizan aleaciones de plomo y estaño, láminas de cobre plateadas, zinc, plata y otros metales. Durante el proceso de fusión y corte del circuito, se generará un arco. Para extinguir el arco de forma segura y eficaz, la masa fundida generalmente se instala en la carcasa del fusible y se toman medidas para extinguir rápidamente el arco.
Los fusibles tienen las ventajas de una estructura simple, un uso conveniente y un precio bajo, y se usan ampliamente en sistemas de bajo voltaje.
nota
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Dado el excelente rendimiento de protección contra cortocircuitos de los fusibles, se utilizan ampliamente en sistemas de distribución de alto y bajo voltaje, sistemas de control y equipos eléctricos. Los protectores contra cortocircuitos y sobrecorriente son uno de los dispositivos de protección más utilizados e importantes.
En la aplicación, se debe prestar atención a las precauciones de uso de fusibles, inspecciones diarias y mantenimiento.
Precauciones para el uso de fusibles:
1. Las características de protección del fusible deben adaptarse a las características de sobrecarga del objeto protegido. Teniendo en cuenta la posible corriente de cortocircuito, se debe seleccionar un fusible con el poder de corte correspondiente;
2. El voltaje nominal del fusible debe adaptarse al nivel de voltaje de línea y la corriente nominal del fusible debe ser mayor o igual a la corriente nominal de la masa fundida;
3. La corriente nominal de cada nivel de fusión del fusible en el circuito debe coincidir en consecuencia, y la corriente nominal del nivel anterior de fusión debe ser mayor que la corriente nominal del siguiente nivel de fusión;
4. La masa fundida del fusible debe coincidir de acuerdo con los requisitos, y no está permitido aumentar arbitrariamente la masa fundida ni utilizar otros conductores para reemplazar la masa fundida.
Inspección de fusibles:
1. Verifique si los valores nominales de los fusibles y los fundidos coinciden con los del equipo protegido;
2. Verifique la apariencia del fusible para detectar daños o deformaciones y verifique el aislamiento de porcelana para detectar marcas de descarga parpadeantes;
3. Compruebe si cada punto de contacto del fusible está intacto, bien conectado y que no hay fenómeno de sobrecalentamiento;
4. Si el indicador de señal del fusible es normal.
Uso y mantenimiento de fusibles:
1. Cuando la masa fundida se derrite, es necesario analizar cuidadosamente la causa de la fusión. Las posibles razones incluyen
(1) falla de cortocircuito o fusión normal debido a una operación de sobrecarga;
(2) Si la masa fundida se usa durante demasiado tiempo, puede romperse debido a la oxidación o a la alta temperatura durante la operación, lo que resulta en cambios en las características de la masa fundida;
(3) Hay daños mecánicos durante la instalación de la masa fundida, lo que reduce su área de sección transversal y provoca una desconexión accidental durante la operación.
2. Al reemplazar la masa fundida, se requiere:
(1) Antes de instalar una nueva masa fundida, se debe identificar la causa del derretimiento de la masa fundida. Si no se determina la causa del derretimiento, no reemplace el material fundido para la entrega de prueba;
(2) Al reemplazar una nueva masa fundida, verifique si el valor nominal de la masa fundida coincide con el equipo protegido;
(3) Al reemplazar una nueva masa fundida, es necesario verificar el estado de quemado interno del tubo portafusible. Si hay quemaduras graves, se debe reemplazar el tubo portafusible al mismo tiempo. Cuando el tubo de fusión de porcelana esté dañado, no se permite reemplazarlo por otro tubo de material. Al reemplazar la masa fundida de un fusible de relleno, se debe prestar atención al llenado del relleno.
3. El fusible debe repararse simultáneamente con el dispositivo de distribución de energía:
(1) Limpiar el polvo y comprobar el estado de contacto de los puntos de contacto;
(2) Verifique la apariencia del fusible (retire el tubo del fusible) para detectar daños o deformaciones, y verifique los componentes de porcelana para detectar marcas de parpadeo de descarga;
(3) Verificar si el fusible, el material fundido y el circuito o equipo protegido coinciden e investigar de inmediato cualquier problema;
(4) Preste atención a verificar la línea N en el sistema de puesta a tierra TN y la línea de protección de puesta a tierra del equipo. No está permitido utilizar fusibles; (5) Al mantener e inspeccionar fusibles, es necesario cortar el suministro de energía de acuerdo con las normas de seguridad y no está permitido quitar el tubo portafusible con electricidad.
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