RELES FUSIBLE E INTERRUPTORES

CLASE No. 3 (09/04/2012)

Contra Cortocircuito

Fusibles rápidosInt. Automáticos de corte electromagnético

Contra Sobrecargas

Fusibles lentosInt. Automáticos de corte térmico

Combinación

Fusibles: protegen ante c.c. y sobrecargas de larga duraciónFusible + Relé Térmico: protege contra c.c. y sobrecargasInterruptores automáticos Magnetotérmicos: la parte magnética protege contra c.c. y la parte térmica ante sobrecargas

FUSIBLELos fusibles es un dispositivo que combina en un solo elemento la detección de sobrecarga y fallas, así como su interrupción, esta detección se basa en la fusión por efecto de Joule de un hilo o lámina intercalada en la línea como punto débil. su operación consiste en la fusión del elemento fusible cuando la corriente excede determinado valor durante determinado tiempo.

1 - Elemento fusible.2 - Cuerpo generalmente de porcelana.3 - Indicador.4 - Medio extintor generalmente arena de cuarzo.

RESISTIVIDAD

Calor especifico

Transmisión de calor

En la Ecuación,h = Coeficiente de emisión de calor del cuerpo hacia el medio por cada m2 de superficie y por cada segundo. ( watt/m2.C)

Calentamiento del conductor por efecto joule

Curva de dañoCurva de conductores

Curva de transformadores

Curva de motores y maquinas rotativas

FENOMENO DE FUSION DE UN FUSIBLE

CONSIDERACIONES

Tabla de características

Características predominante de los fusible

• Protección muy económica• Actuación por fase• Por si solo no permite maniobras.• Variaciones de la temperatura ambiente

modifica sus curvas.• Luego de cada actuación resulta necesaria la

colocación de una nueva unidad.

Tipos de fusibles

• DE EXPULSION• LIMITADORES DE CORRIENTE• EN VACIO• GAS SF6

FUSIBLE TIPO EXPULSION • Esta compuesto por el elemento fusible y un tubo para el confinamiento

del arco.

• El fusible confiere la características de tiempo inverso. Y el tubo que confina el arco , esta compuesto por materiales que emiten gases.

Fusible limitadores de corriente

• Los fusible limitadores de corriente están diseñado para su actuación en la protección de falla de baja corriente e inclusive sobrecarga.

NORMA ANSI C37.43Esta norma define los tipos de fusible:• Fusible tipo N: debe soportar continuamente su corriente nominal y fundir en un tiempo

de 5 minutos, si la corriente sobrepasa el 230 % de su nominal.• Fusible tipo Std: Intermedia entre los K y T; son permisivos a las fluctuaciones de corriente

(relación de velocidad 7 a 11).• Fusible Tipo H: Conducen hasta el 100% de su In sin daño; tienen característica de fusión

muy rápida (relación de velocidad 7 a 11).• Fusible tipo K ( o rápido ) Conducen hasta 150% de su In sin daños , deben poseer una

relación de rapidez entre 6 u 8 • Fusible tipo T (o lentos ) deben poseer una relación de rapidez entre 10 u 13.

Además se establece un sistema de punto para los tiempos de operación de :300, 10 y 0,1 seg.

Adicionalmente se establece la corriente que continuamente puede circular a través de fusible sin dañarlo, 150 % para fusible de estaño y 100% para fusible de plata.

Curv

a tie

mpo

-cor

rient

e d

e un

fusib

le

IEC 60269 y la DIN VDE 0636

La norma internacional IEC que regulan la fabricación de los fusibles es la IEC60269, y consta de las siguientes partes:

• IEC 60269-1 “Reglas generales para fusibles de baja tensión”

• IEC 60269-2 “Fusibles de baja tensión de alta capacidad de ruptura para uso industrial”

• IEC 60269-3 “Fusibles de baja tensión para instalaciones domésticas y análogas”.

CLASIFICACION DE LOS FUSIBLES

1° letra – “g” o “a” que indica la faja de interrupción 2° letra – “G” o “M” que indica la categoría de utilización

Los tipo “g” son aquellos capaces de interrumpir todas las corrientescomprendida entre un valor prefijado de alrededor 1,6 a 2 veces la corrientenominal y su capacidad nominal de apertura. Se dice que operan en toda lafaja de corriente.

Los tipo “a” son aquellos capaces de interrumpir las corrientes comprendidasentre un valor prefijado de alrededor 4 veces la corriente nominal y sucapacidad nominal de apertura. Se dice que operan en una faja parcial.

Los tipo “G” son de uso general y los tipo “M” son para la protección demotores.

CLASIFICACION DE LOS FUSIBLES

Primera letra. Función.– Categoría “g” fusibles de uso general.– Categoría “a” fusibles de acompañamiento.

Segunda letra. Objeto a proteger.– Objeto “I”: Cables y conductores.– Objeto “M”: Aparatos de conexión.– Objeto “R”: Semiconductores.– Objeto “Tr”: Transformadores

Tipo gF: Fusible de fusión rápida. Protege contra sobrecargas y cortocircuitos.

Tipo gT: Fusible de fusión lenta. Protege contra sobrecargas sostenidas y cortocircuitos.

Tipo gB: Fusibles para la protección de líneas muy largas.

Tipo aD: Fusibles de acompañamiento de disyuntor.

Tipo gG/gL: Norma CEI 269-1, 2, 2-1. Es un cartucho limitador de la corriente empleado fundamentalmente en la protección de circuitos sin puntas de corriente importantes, tales como circuitos de alumbrado, calefacción, etc.

Tipo gI: Fusible de uso general. Protege contra sobrecargas y cortocircuitos, suele utilizarse para la protección de líneas aunque se podría utilizar en la protección de motores.

Tipo gR: Semiconductores.

Tipo aM: Fusibles de acompañamiento de motor, es decir, para protección de motores contra cortocircuitos y por tanto deberán ser protegido el motor contra sobrecargas con un dispositivo como podría ser el relé térmico.

CLASIFICACION SEGÚN SU SERVICIO

Selección de fusibleA continuación se explica la aplicación de las dos condiciones que se deben cumplir losfusibles de la línea que se pretende proteger.

CONDICIÓN 1: Las condiciones debe carga no deben llevar a fundirse, la corriente mínima de fusión del fusible sea superior a la corriente máxima de carga

In≤ Imc ≤ Imf , donde Imf = K*In donde k= 1,25 ……., 1,5Imc: corriente de máxima cargaIn: corriente nominal del fusibleImf: corriente mínima fusión

CONDICIÓN 2: el fusible debe ser capaz de soportar la corriente transitoria de energización en el circuito a proteger. (INRUSH)

CONDICIÓN 3: La curva de despeje debe ser mas rápida que la curva de daño.

CURVA TIEMPO CORRIENTE DE UN FUSIBLE

Los valores normalizados de fusibles

Los valores normalizados de fusibles son los que se muestran en la Tabla I:Tabla I

Tabla II

ejercicios1.- Se desea proteger un transformador en el lado primario , cuyo datos de placas son la siguientes 4160/ 480

V, 120 KVA, monofásico.In= 31 A, Imf =1,5 *In= 46.5

Curvas Tiempo-Corriente Factor de daño:

Icn = 31 2,3DAÑO EQUIPO

Múltiplo de Ir Corriente Tiempo               

3,22 99,82 10000     

4,6 142,60 400     

8,51 263,81 5013,8 427,80 20

     

Icn DE CARGA NOMINAL

Corriente Tiempo

31,0 1000031,0 0,01

Ic DE SOBRECARGA Y ENERGIZACIÓN

Corriente Tiempo37,2 1000049,6 100186,0 4372,0 0,01

1 10 100 1000 100000.01

0.1

1

10

100

1000

10000

DAÑO EQUIPOIcn DE CARGA NOMINALIc DE SOBRECARGA Y EN-ERGIZACIÓN

I (A)

t (s)

Ejercicio propuesto• Se tiene un transformador monofásico de 25 KVA, 240/120

V, determinar la In, Imf, Inrush, curva de daño del equipo