Fusibles industriales y cómo trabajan

Porqué protección de la sobreintensidad de corriente

 

Todos los sistemas eléctricos experimentan eventual sobreintensidades de corriente. A menos que estén quitadas a tiempo, incluso las sobreintensidades de corriente moderadas recalienten rápidamente componentes de sistema, el aislamiento perjudicial, los conductores, y el equipo. Las sobreintensidades de corriente grandes pueden derretir los conductores y vaporizar el aislamiento. Las corrientes muy altas producen las fuerzas magnéticas que doblan y tuercen las barras de distribución. Estas altas corrientes pueden tirar de los cables de sus terminales y aisladores y espaciadores de la grieta.

Demasiado con frecuencia, los fuegos, las explosiones, los humos venenosos y el pánico acompañan sobreintensidades de corriente incontroladas. Esto no sólo daña sistemas eléctricos y el equipo, pero puede causar lesión o muerte a los personales cerca.

Para reducir estos peligros, el Code® eléctrico nacional (NEC®), las regulaciones del OSHA, y otros estándares aplicables del diseño y de la instalación requieren la protección de la sobreintensidad de corriente que desconectará el equipo sobrecargado o criticado.

 

La industria y las organizaciones gubernamentales han desarrollado los estándares de funcionamiento para los dispositivos de la sobreintensidad de corriente y los métodos de prueba que muestran conformidad con los estándares y con el NEC. Estas organizaciones incluyen: el American National Standards Institute (ANSI), asociación nacional (NEMA) de los fabricantes de material eléctrico, y la asociación (NFPA) de la protección contra los incendios nacionales, que trabajan conjuntamente con los laboratorios de prueba nacionalmente reconocidos (NRTL) tal como laboratorios (UL) de los suscriptores.

Los sistemas eléctricos deben cumplir requisitos aplicables del código incluyendo ésos para la protección de la sobreintensidad de corriente antes de que las utilidades eléctricas se permitan proporcionar energía eléctrica a una instalación.

¿Cuál es protección de la sobreintensidad de corriente de la calidad?

Un sistema con la protección de la sobreintensidad de corriente de la calidad tiene las siguientes características:

• Cumple todos los requisitos legales, tales como NEC, OSHA, códigos locales, etc.
• Proporciona la seguridad máxima para los personales, excediendo requisitos mínimos del código cuanto sea necesario.
• Minimiza daño a los bienes de la sobreintensidad de corriente, el equipo, y los sistemas eléctricos.
• Provides coordinó la protección. Solamente el dispositivo protector inmediatamente en la línea lado de una sobreintensidad de corriente se abre para proteger el sistema y para minimizar tiempo muerto innecesario.
• Es rentable mientras que proporciona la capacidad de interrupción de la reserva para el crecimiento futuro.
• Consiste en el equipo y componentes no conforme a obsolescencia y a requerir solamente el mantenimiento mínimo que se puede realizar por los personales del mantenimiento regular que usan las herramientas y el equipo fácilmente disponibles.

Tipos y efectos de la sobreintensidad de corriente

Una sobreintensidad de corriente es actual que excede el grado del amperio de conductores, del equipo, o de dispositivos bajo condiciones del uso. El término “sobreintensidad de corriente” incluye ambas sobrecargas y cortocircuitos.

Sobrecargas

Una sobrecarga es una sobreintensidad de corriente confinada a las trayectorias actuales normales en las cuales no hay avería del aislamiento.

Las sobrecargas continuas son causadas comúnmente instalando el equipo excesivo tal como accesorios de iluminación adicionales o demasiados motores. Las sobrecargas continuas también son causadas sobrecargando el equipo mecánico y por avería del equipo tal como transportes fallados. Si no desconectado dentro de plazos establecidos, las sobrecargas continuas recalientan eventual los componentes de circuito que causan daño termal al aislamiento y a otros componentes de sistema.

Los dispositivos protectores de la sobreintensidad de corriente deben desconectar los circuitos y el equipo que experimenta sobrecargas continuas o continuas antes de recalentar ocurre. Incluso el aislamiento moderado que se recalienta puede reducir seriamente la vida de los componentes y/o del equipo implicados. Por ejemplo, los motores sobrecargados por el apenas 15% pueden experimentar menos el de 50% de vida normal del aislamiento.

Las sobrecargas temporales ocurren con frecuencia. Las causas comunes incluyen sobrecargas temporales del equipo tales como una máquina-herramienta que toma demasiado profundamente de un corte, o simplemente comenzar de una carga inductiva tal como un motor. Puesto que las sobrecargas temporales son por definición inofensivas, los dispositivos protectores de la sobreintensidad de corriente no deben abrir o despejar el circuito.

Es importante realizar que los fusibles seleccionados deben tener suficiente de retraso de tiempo para permitir que los motores comiencen y las sobrecargas temporales a desplomarse. Sin embargo, la sobreintensidad de corriente continúa, los fusibles deben entonces abrirse antes de que se dañen los componentes de sistema. Littelfuse POWR-PRO® y los fusibles de retraso de tiempo de POWR-GARD® se diseñan para resolver estos tipos de necesidades protectoras. Los fusibles de retraso de tiempo sostienen generalmente el 500% de la corriente clasificada para un mínimo de diez segundos, con todo todavía se abrirán rápidamente en valores más altos de la corriente.

Aunque los motores de gran eficacia gobierno-asignados por mandato y los motores del diseño E de la nema tienen corrientes bloqueadas mucho más altas del rotor, los fusibles de retraso de tiempo de POWR-PRO® tales como la serie de FLSR_ID, de LLSRK_ID, o de IDSR tienen suficiente de retraso de tiempo para permitir que los motores comiencen cuando los fusibles se seleccionan correctamente de acuerdo con el NEC®.

Cortocircuitos

Un cortocircuito es una sobreintensidad de corriente que fluye fuera de su trayectoria normal. Los tipos de cortocircuitos se dividen generalmente en tres categorías: faltas empernadas, faltas de formación de arcos, y faltas de la tierra. Cada tipo de cortocircuito se define en la sección de los términos y de definiciones.

Un cortocircuito es causado por una avería del aislamiento o una conexión culpable. Durante la operación normal de un circuito, la carga conectada determina la corriente. Cuando ocurre un cortocircuito, la corriente puentea la carga normal y toma una “trayectoria más corta,” por lo tanto el término ‘cortocircuito’. Puesto que no hay impedancia de la carga, el único factor que limita flujo actual es la impedancia del sistema de distribución total de los generadores de la utilidad al punto de la falta.

Un sistema eléctrico típico pudo tener una impedancia de la carga normal de 10 ohmios. Pero en una situación monofásica, el mismo sistema pudo tener una impedancia de la carga de 0,005 ohmios o menos. Para comparar los dos escenarios, es el mejor aplicar la ley de ohmio (I = E/R para los sistemas de la CA). Un circuito monofásico de 480 voltios con la impedancia de la carga de 10 ohmios dibujaría 48 amperios (480/10 = 48). Si el mismo circuito tiene una impedancia del sistema de 0,005 ohmios cuando se pone en cortocircuito la carga, la corriente de falta disponible aumentaría perceptiblemente a 96.000 amperios (480/0.005 = 96.000).

Según lo indicado, los cortocircuitos son las corrientes que fluyen fuera de su trayectoria normal. Sin importar la magnitud de sobreintensidad de corriente, la corriente excesiva se debe quitar rápidamente. Si no quitado puntualmente, las corrientes grandes asociadas a cortocircuitos pueden tener tres efectos profundos sobre un sistema eléctrico: calefacción, tensión magnética, y formación de arcos.

La calefacción ocurre en cada parte de un sistema eléctrico cuando la corriente pasa a través del sistema. Cuando las sobreintensidades de corriente son bastante grandes, la calefacción es prácticamente instantánea. La energía en tales sobreintensidades de corriente se mide en segundos amperio-ajustados (I2t). Una sobreintensidad de corriente de 10.000 amperios que dura por 0,01 segundos tiene un I2t de 1.000.000 A2s. Si la corriente se podría reducir a partir de 10.000 amperios a 1.000 amperios para el mismo periodo de tiempo, el I2t correspondiente sería reducido a 10.000 A2s, o al apenas un por ciento del valor original.

Si la corriente en un conductor aumenta 10 veces, el I2t aumenta 100 veces. Una corriente de solamente 7.500 amperios puede derretir un alambre de cobre del AWG #8 en 0,1 segundo. En el plazo de ocho milisegundos (0,008 segundos o una mitad ciclo), una corriente de 6.500 amperios puede aumentar la temperatura #12 del alambre de cobre aislado termoplástico del AWG THHN de su temperatura de funcionamiento de 75°C a su temperatura máxima del cortocircuito de 150°C. cualquier corriente más grande que ésta puede vaporizar inmediatamente aislamientos orgánicos. Los arcos actualmente falta o de la transferencia mecánica tal como interruptores o disyuntores automáticos de la transferencia pueden encender los vapores que causan explosiones violentas y el flash eléctrico.

La tensión magnética (o la fuerza) es una función de la corriente máxima ajustada. Las corrientes de falta de 100.000 amperios pueden ejercer fuerzas de más de 7.000 libras. por el pie de la barra de distribución. Las tensiones de esta magnitud pueden dañar el aislamiento, tirar de los conductores de los terminales, y subrayar los terminales del equipo suficientemente tales que ocurre el daño significativo.

La formación de arcos actualmente falta derrite y vaporiza todos los conductores y componentes implicados en la falta. Los arcos queman a menudo con alcantarillas y recintos del equipo, regando el área con el metal fundido que comienza rápidamente los fuegos e hiere cualquier personal en el área. Los cortocircuitos adicionales se crean a menudo cuando el material vaporizado se deposita en aisladores y otras superficies. Las formar arcos-faltas continuas vaporizan el aislamiento orgánico, y los vapores pueden estallar o quemar.

Si los efectos están calentando, la tensión magnética, y/o la formación de arcos, el daño potencial a los sistemas eléctricos pueden ser significativas como resultado de la ocurrencia de los cortocircuitos.

II. consideraciones de la selección

Consideraciones de la selección para los fusibles (600 voltios y abajo)

Puesto que la protección de la sobreintensidad de corriente es crucial a la operación confiable y a la seguridad del sistema eléctrico, la selección y el uso del dispositivo de la sobreintensidad de corriente deben ser considerados cuidadosamente. Al seleccionar los fusibles, los parámetros o las consideraciones siguientes necesitan ser evaluados:

• Grado actual
• Grado del voltaje
• Grado de interrupción
• Tipo de características de la protección y de fusible
• Limitación actual
• Tamaño físico
• Indicación

Recomendaciones de fusión industriales generales

De acuerdo con las consideraciones antedichas de la selección, se recomienda lo que sigue:

Fusibles con grados del amperio a partir de la 1/10 con 600 amperios

• Cuando las corrientes de falta disponibles son menos de 100.000 amperios y cuando el equipo no requiere las características actual-más limitadoras de la clase RK1 de la UL se funden, los fusibles actual-limitadores de la clase RK5 de la serie de FLNR y de FLSR_ID proporcionan características de retraso de tiempo y de ciclos superiores en un más barato que los fusibles RK1. Si las corrientes de falta disponibles exceden 100.000 amperios, el equipo puede necesitar las capacidades adicionales de la actual-limitación del LLNRK, LLSRK y la clase RK1 de la serie de LLSRK_ID se funde.
• Los fusibles de la clase T de la serie de acción rápida de JLLN y de JLLS poseen las características del ahorro de espacio que las hacen especialmente convenientes para la protección de los disyuntores moldeados del caso, de los bancos del metro, y de los usos similares del limitado-espacio.
• Los fusibles de la clase J de la serie de retraso de tiempo de JTD_ID y de JTD se utilizan en los usos del centro de control de motor del OEM así como otros usos del motor y del transformador del MRO que requieren el tipo del IEC del ahorro de espacio - protección 2.
• Los fusibles CD de la serie de la clase cc y de la clase se utilizan en circuitos de control y paneles de control donde está el espacio en un premio. Los fusibles de la serie de Littelfuse POWR-PRO CCMR se utilizan mejor para la protección de pequeños motores, mientras que los fusibles de la serie de Littelfuse KLDR proporcionan la protección óptima para los transformadores de poder del control y los dispositivos similares.

Para las preguntas sobre usos del producto, llame nuestro grupo del soporte técnico en 800-TEC-FUSE.

Fusibles con grados del amperio a partir del 601 con 6.000 amperios

Para la protección superior de la mayoría de fines generales y viaje en automóvili los circuitos, él se recomienda utilizar la clase L fusibles de la serie de POWR-PRO® KLPC. La clase L fusibles es la única serie de retraso de tiempo del fusible disponible en estos grados más altos del amperio.

La información sobre toda la serie del fusible de Littelfuse referida arriba se puede encontrar en las clases del fusible de UL/CSA y las cartas de los usos encontraron en la guía técnica del uso en el extremo del catálogo de productos de POWR-GARD.

Lista de control industrial de la protección de circuito

Para seleccionar el dispositivo protector de la sobreintensidad de corriente apropiada para un sistema eléctrico, el circuito y los diseñadores de sistema deben hacerse las preguntas siguientes antes de que se diseñe un sistema:

• ¿Cuál es la corriente normal o media esperada?
• ¿Cuál es (tres horas o más) la corriente continua máxima esperada?
• ¿Qué avalancha o sobretensiones temporales puede ser esperada?
• ¿Son la sobreintensidad de corriente dispositivos protectores capaces de distinguir entre la avalancha prevista y las sobretensiones, y de abrirse bajo sobrecargas y condiciones de falta continuas?
• ¿Qué clase de extremos ambientales son posibles? El polvo, la humedad, los extremos de la temperatura y otros factores necesitan ser considerados.
• ¿Cuál es la corriente de falta disponible máxima el dispositivo protector puede tener que interrumpir?
• ¿Es la sobreintensidad de corriente dispositivo protector clasificado para el voltaje de sistema?
• ¿El dispositivo protector de la sobreintensidad de corriente proporcionará la protección más segura y más confiable para el equipo específico?
• ¿Bajo condiciones del cortocircuito, el dispositivo protector de la sobreintensidad de corriente minimizará la posibilidad de un fuego o de una explosión?
• ¿El dispositivo protector de la sobreintensidad de corriente cumple todos los estándares de seguridad y requisitos aplicables de la instalación?

Las respuestas a estas preguntas y a otros criterios ayudarán a determinar el tipo dispositivo de protección de la sobreintensidad de corriente para utilizar para la seguridad, la confiabilidad y el funcionamiento óptimos.