General
Los fusibles son dispositivos de seguridad más antiguos que todavía se utilizan en algunas viviendas, pero que han sido sustituidos en gran medida por los disyuntores. Un fusible es un dispositivo pequeño y cilíndrico que contiene un alambre o filamento que se funde cuando la corriente eléctrica supera un nivel determinado. Cuando el fusible se funde, rompe el circuito y detiene el flujo de electricidad. Los fusibles vienen con diferentes capacidades nominales, que indican la corriente máxima que puede fluir de forma segura a través de ellos. Si un fusible se funde, debe sustituirse por uno nuevo de la misma capacidad.
Los disyuntores, por otro lado, son dispositivos de seguridad más modernos que utilizan un interruptor electromecánico para romper el circuito cuando la corriente supera un nivel determinado. A diferencia de los fusibles, los disyuntores pueden restablecerse después de dispararse, lo que los hace más cómodos de usar. Los disyuntores vienen en diferentes tamaños y capacidades, que indican la corriente máxima que puede fluir a través de ellos de forma segura. Si un disyuntor se dispara, se puede restablecer colocando el interruptor de nuevo en la posición de "encendido".
En general, se considera que los disyuntores son más fiables y prácticos que los fusibles, pero ambos dispositivos cumplen el mismo propósito básico de proteger el cableado eléctrico doméstico contra daños causados por sobrecargas o cortocircuitos. Es importante asegurarse de que los fusibles o disyuntores utilizados en tu hogar tengan la capacidad adecuada para la carga eléctrica que están protegiendo.
Si no estás seguro de la seguridad del cableado eléctrico de tu hogar, te recomendamos que consultes con un electricista cualificado.
Fusibles de baja tensión
Los fusibles de baja tensión según la norma IEC 60269 (anteriormente IEC 269, equivalente a EN 60269 y VDE 0636) se utilizan en redes de distribución, la industria y por parte de usuarios finales, por ejemplo, en cajas de fusibles. La tensión nominal típica es de 230/400 V CA. Para plantas industriales, hay diseños disponibles para tensiones de hasta 1000 V CC o CA.
Existen varios tipos de fusibles (tales como fusibles roscados, fusibles NH y fusibles cilíndricos), los cuales se producen en diferentes clases de funcionamiento (características de disparo).
Característica de disparo
Diagrama tiempo-corriente para la clase de funcionamiento gG (gL), ejemplo
Los fusibles, al igual que otros tipos de dispositivos de protección, se caracterizan por sus características de disparo. Junto con la corriente nominal y la capacidad de ruptura, este es un parámetro importante.
La característica de disparo describe el rango de tiempos de disparo para sobrecorrientes relativas específicas con respecto a la corriente nominal, en un diagrama de tiempo-corriente. Las tolerancias para la misma característica son relativamente grandes. Por ejemplo, a 1.5 veces la corriente nominal, el tiempo de disparo es de aproximadamente una hora, mientras que a 15 veces la corriente nominal (cortocircuito), es inferior a 50 ms.
Es característico de todos los diagramas de tiempo-corriente de los dispositivos de protección que el rango de tolerancia sea mayor para sobrecorrientes bajas que para sobrecorrientes relativamente altas. Si se requieren tolerancias de disparo estrictas (por ejemplo, para proteger un transformador pequeño contra sobrecarga), un elemento fusible suele ser inadecuado. Como alternativa, se utilizan fusibles de temperatura o interruptores de sobrecorriente bimetálicos.
Clases de funcionamiento de los fusibles de baja tensión
Los fusibles de acción lenta tipo D se introdujeron alrededor de 1930. Para distinguirlos de los fusibles de acción rápida convencionales, se marcaron con un símbolo de caracol estilizado, o con la letra T encerrada en un círculo para Suiza. En 1967/68, se abandonó la distinción entre fusibles de acción lenta y fusibles rápidos (normales) para la protección de circuitos, y se introdujo la clase de funcionamiento uniforme gL (más tarde gG). La característica gL (gG) es lenta-rápida, lo que significa que es lenta ante corrientes de cortocircuito bajas y rápida ante corrientes altas. El símbolo de caracol se mantuvo en los fusibles D tipo gL durante décadas.
Como regla general para los fusibles con clase de funcionamiento gG (gL), cuando la corriente supera cuatro veces la corriente nominal (o cinco veces para gL), el fusible se disparará en cinco segundos, y cuando supera nueve veces la corriente nominal, el tiempo de disparo será de 0.2 segundos.
La clase de funcionamiento de un fusible de baja tensión se designa mediante dos letras, donde la primera indica la clase funcional y la segunda indica el objeto protegido. La clase funcional de un fusible indica su capacidad para conducir ciertas corrientes sin sufrir daños y para ser capaz de interrumpir sobrecorrientes por encima de un rango determinado.
Existen dos clases funcionales:
| g | Fusible de Gropósito General: protección de rango completo Las corrientes se transportan continuamente al menos hasta la corriente nominal del fusible, disparándose a corrientes desde la corriente de fusión más pequeña hasta la corriente de ruptura nominal. |
|---|---|
| a | Fusible Acompañante: protección de rango parcial Las corrientes se transportan continuamente al menos hasta la corriente nominal del fusible, disparándose a corrientes por encima de un múltiplo específico de la corriente nominal hasta la corriente de ruptura nominal. |
Con respecto a los objetos protegidos, se hace una distinción entre:
| G | Protección para Glicación General |
|---|---|
| M | Protección de Motores y circuitos de motor |
| PV | Protección de Photovoltaics (fotovoltaica) |
| R | Protección de semiconductores (Rectificador, convertidor de potencia) |
| S | Semiconductor además de protección de cables y líneas |
| B | Equipos de minería (al. Bergbauanlagen) |
| Tr | Protección de Transformador |
| L | Protección de cables y Líneas (obsoleto, reemplazado por G) |
Combinando esto, se obtienen las siguientes clases de funcionamiento comunes:
| gG | Protección de rango completo: Tipo estándar para uso general (acción lenta). Prácticamente idéntico a los precursores gL y gⅠ. |
|---|---|
| gR | Protección de rango completo: dispositivos de estado sólido (súper rápido, más rápido que gS). |
| gS | Protección de rango completo: dispositivos semiconductores y protección de líneas (súper rápido). Reemplaza los estándares de fábrica gRL (SIBA) y gGR (Ferraz/Lindner) desde 2006. |
| gF | Protección de rango completo: plantas industriales, plantas eléctricas, sistemas de tracción, trolebuses; 690V, 750V, 1200V; (Acción rápida) |
| gPV | Protección de rango completo: nueva clase de funcionamiento especialmente para fotovoltaica (súper rápido). Estandarizado desde 2010. Similar a gR y gS, pero diseñado para corriente continua. |
| aR | Protección de rango parcial: protección contra cortocircuitos para componentes semiconductores (súper rápido). Atención: ¡Sin protección contra sobrecarga! Esto debe garantizarse de otra manera. |
| aM | Protección de rango parcial: protección contra cortocircuitos para dispositivos de conmutación en circuitos de motores (acción lenta). Atención: ¡Sin protección contra sobrecarga! Esto debe garantizarse de otra manera. |
| gTR | Protección de rango completo: transformadores de (red de distribución), lado secundario (ej. 400 V). Soporta una carga del 130% durante al menos 10 horas; tipo VDE nacional. |
| gB | Protección de rango completo: Equipos de minería (acción corta). Tensiones de funcionamiento de hasta 1000 V; tipo VDE nacional. |
| Clases de funcionamiento obsoletas | |
| gL | Protección de rango completo: protección de cables y líneas, acción lenta (tipo VDE obsoleto). Internacionalmente sustituido en 1998 por gG, siendo prácticamente idéntico. |
| gⅠ | Protección de rango completo: acción lenta (tipo IEC internacional obsoleto). En Suiza: gL2. Sustituido en 1998 por gG, siendo prácticamente idéntico. |
| gⅡ | Protección de rango completo: acción rápida (tipo IEC internacional obsoleto). En Suiza: gL1. Reemplazado por gG. |
| TF, gTF | Acción lenta, antecesor de gL. |
Los fusibles europeos y estadounidenses difieren en cuanto a su definición de corriente nominal y sus características de disparo.
Muy relacionada con la característica de disparo se encuentra la selectividad de un sistema de distribución eléctrica: en caso de cortocircuito o sobrecarga, solo debería dispararse el fusible del circuito afectado, pero no los fusibles de mayor jerarquía que también protegen otros circuitos. Por lo tanto, los fusibles deben estar coordinados entre sí en términos de su comportamiento de respuesta.
En caso de cortocircuito o corriente de irrupción elevada, la energía pasante I2t (integral de la corriente al cuadrado a lo largo del tiempo, también conocida como integral de fusión o integral de corriente) es importante. Cuando se multiplica por la resistencia óhmica del fusible, describe el valor energético que, por poco, no provoca el disparo del fusible: la disipación de potencia (efecto Joule) en el elemento fusible depende del cuadrado de la corriente y conduce a una temperatura determinada que dispara el fusible en un tiempo determinado. La energía pasante nunca debe utilizarse en su totalidad en el dimensionamiento de los fusibles, ya que estos cambian térmicamente tras muchos ciclos de conmutación y pueden dispararse prematuramente.
Fusibles roscados
Un zócalo de fusible roscado para un fusible D consiste en una base fija con el elemento de ajuste (tornillo de ajuste) y una tapa roscada extraíble con una ventana. El inserto del fusible (inserto de fusión, cartucho fusible, fusible) tiene un indicador de estado de funcionamiento coloreado (marcador de identificación, también indicador de estado de conmutación o detector de interrupción) que se encuentra detrás de la ventana de la tapa roscada cuando el fusible está enroscado, y un contacto de pie que se empareja con el diámetro del inserto de ajuste. Los insertos de ajuste suelen estar codificados por colores y son idénticos al color del elemento de identificación del fusible (ver tabla a continuación). El diámetro interior de la cabeza aislada del tornillo de ajuste limita el diámetro y, por lo tanto, la corriente nominal de los tamaños de fusible que se pueden utilizar. El tornillo debe apretarse firmemente con una herramienta especial que encaje en dos ranuras en el manto cilíndrico del cuerpo aislante y debe elegirse de forma adecuada a la capacidad de carga de la línea instalada.
El inserto del fusible es la parte reactiva y sustituible de un fusible.
Los fusibles roscados tienen contactos de pie con graduaciones de diámetro según la corriente nominal. La base del zócalo del fusible contiene un elemento de ajuste coloreado correspondiente (tornillo de ajuste, inserto de ajuste) que evita que se utilicen fusibles con una corriente nominal superior a la prevista. Tradicionalmente, existe una excepción para los fusibles Diazed DII, que permite que un fusible de 10 A esté equipado con un tornillo de ajuste de 6 A. El tipo especial se designa como 10A/6F, 10/6A o 10R/6.
| Corriente nominal | Color | Diámetro del pie | |||
|---|---|---|---|---|---|
| D | DL | D0 | |||
| 2 A | Rosa | 6 mm | 8 mm | 7.3 mm | |
| 4 A | Marrón | ||||
| 6 A | Verde | ||||
| (10 A con pie de 6 A) | Rojo | ||||
| 10 A | 8 mm | 8 mm | 8.5 mm | ||
| (13 A) | Negro | ||||
| 16 A | Gris | 10 mm | 10 mm | 9.7 mm | |
| 20 A | Azul | 12 mm | 12 mm | 10.9 mm | |
| 25 A | Amarillo | 14 mm | 12.1 mm | ||
| 32 A | Violeta | ||||
| 35 A (40 A) | Negro | 16 mm | 13.3 mm | ||
| 50 A | Blanco | 18 mm | 14.9 mm | ||
| 63 A | Cobre | 20 mm | 15.9 mm | ||
| 80 A | Plata | 21.4 mm | |||
| 100 A | Rojo | 24.2 mm | |||
En el centro del contacto de la cabeza del inserto del fusible hay una placa metálica de color, el marcador de identificación, que actúa como indicador de estado de conmutación. Está apoyado sobre un muelle y sujeto por un alambre de alta resistencia, que está unido al contacto del pie del inserto del fusible. Tras la fusión del conductor de fusión, el alambre de sujeción del marcador de identificación también se funde, lo que provoca que el marcador de identificación sea expulsado. Un panel de vidrio en la tapa roscada evita que el marcador de identificación se caiga y permite la inspección visual del fusible disparado.
Los marcadores de identificación y los insertos de ajuste están codificados por colores según la corriente nominal. Al desarrollar los fusibles tipo D en 1906, los colores del set de sellos postales de Germania de 1900 se eligieron como regla mnemotécnica. Estos y los sellos postales posteriores tenían los siguientes colores: sello de 5 pfennig verde, sello de 10 pfennig rojo, sello de 15 pfennig gris, sello de 20 pfennig azul, sello de 25 pfennig amarillo.
La principal diferencia entre los fusibles tipo D y tipo D0, además de sus diferentes dimensiones, es la tensión de funcionamiento permitida: mientras que los fusibles tipo D son adecuados para una tensión de hasta 500 V, con tipos especiales de hasta 750 V (tanto CA como CC), el sistema D0 solo está pensado para una tensión de hasta 400 V CA y 250 V CC.
Hoy en día, los fusibles roscados de la clase de funcionamiento gG (anteriormente gL hasta 1998) se utilizan como fusibles de protección de línea, por ejemplo, para proteger las líneas a los distribuidores. Los fusibles roscados todavía se utilizan ocasionalmente junto con interruptores de protección de motor para proteger los motores cuando se operan máquinas con corrientes de arranque especialmente elevadas.
Los fusibles roscados (D, D0) solo pueden operarse bajo carga bajo las siguientes condiciones:
- Solo por personal formado
- Tensión CA superior a 400 V, corriente nominal máxima 16 A
- Tensión CC 25-60 V, corriente nominal máxima 6 A
- Tensión CC 60-120 V, corriente nominal máxima 2 A
- Tensión CC 120-750 V, corriente nominal máxima 1 A
- También por personas legas (no profesionales)
- Tensión CA máx. 400 V, corriente nominal hasta 63 A
- Tensión CC máx. 25 V
Sistema D (DIAZED)
El sistema D (también DIAZED; tapón fusible Edison de dos partes graduado diametralmente) fue desarrollado por Siemens-Schuckertwerke, inicialmente en el tamaño DⅡ actual. DIAZED es una marca, por lo tanto, la designación estándar neutral es sistema D o fusible D. Reemplazó a los tapones fusibles de una pieza comunes anteriormente, que todavía se utilizan hoy en los EE. UU. como "fusibles de enchufe". Lo nuevo de este sistema fue la separación de la tapa roscada y el inserto del fusible ("cartucho"). Los fusibles D están disponibles en cinco tamaños. La designación consiste en la letra D y un número romano. Los tipos de acción lenta también se designan como DT.
| Tamaño | Corriente nominal (Los valores entre paréntesis son inusuales) | Rosca1 | Ø Cartucho de porcelana | Longitud total | Capacidad de conmutación | Tensión nominal |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DⅠ (Suiza) | 2, 4, 6, 10, 16 A | SE 21 | 17 mm | 33 mm | 10 kA | 250 V CA |
| NDz (DⅠ, gF) TNDz (DⅠ, gG) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25 A | E 16 | 13 mm | 50 mm | 4 kA 1.6 kA | 500 V CA 500 V CC |
| DⅡ | 2, 4, 6, 10, (13,) 16, 20, 25, (35) A | E 27 | 22 mm | 50 kA 8 kA | 500 V CA 500 V CC | |
| DⅢ | (32,) 35, (40,) 50, 63 A | E 33 | 27 mm | |||
| DⅣ | 80, 100 A | E 40 (antigua) | 33 mm | 50 mm | ||
| G 1¼″ o R 1¼″ | 56 mm | |||||
| DⅤ | 125, 160, 200 A | E 57 (antigua) | 46 mm | 50 mm | ||
| G 2″ o R 2" | 56 mm |
1Rosca de la tapa roscada: E = rosca Edison, G = rosca de tubo, recta, R = rosca de tubo, rosca externa cónica
Los fusibles NDz (menos comúnmente llamados ND o DⅠ) con un diámetro más pequeño se introdujeron a finales de la década de 1920 y también se conocen como "cartuchos de ahorro" porque pueden instalarse en zócalos DⅡ con un manguito reductor. Hoy en día apenas se utilizan en instalaciones antiguas, aunque el diseño corto DⅠ con rosca de tapa SE 21 está muy extendido en Suiza. El fusible Diazed más común es probablemente el tamaño DⅡ. También se puede instalar con un clip de retención en zócalos DⅢ. Los tamaños DⅢ, DⅣ y DⅤ todavía se utilizan hoy en día en cuadros de distribución de red antiguos. Los tamaños DⅣ y DⅤ no se han instalado en nuevas instalaciones durante décadas, ya que los fusibles NH son más adecuados para corrientes tan elevadas y para el funcionamiento bajo carga. Los tamaños DⅡ y DⅢ también están disponibles en versiones normales o extendidas para tensiones nominales más altas. Ejemplos típicos son 690 V de corriente alterna trifásica en la industria y plantas eléctricas, así como para sistemas de potencia ferroviarios y trolebuses de hasta 750 V o hasta 1200 V.
| Tamaño | Corriente nominal (Los valores entre paréntesis son inusuales) | Característica | Rosca1 | Ø Cartucho de porcelana | Longitud total | Capacidad de conmutación | Tensión nominal | Nota |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DⅡ (690V, normal) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25 A | gF | E 27 | 22 mm | 50 mm | 50 kA 8 kA | 690 V CA 440 V o. 600 V CC | Europa del Este, no para nuevas instalaciones |
| 2, 4, 6, 10, (13), 16, 20, 25 A | gG | 690 V CA 250 V CC | ||||||
| DⅢ (690V, normal) | 35, 50, 63 A | gF | E 33 | 27 mm | 50 mm | 690 V CA 690 V CC | ||
| (32), 35, (40), 50, 63 A | gG | 690 V CA 250 V CC | ||||||
| DⅢ (690V, larga) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 35, 50, 63 A | gG | 70mm | 690 V CA 600 V CC | ||||
| DⅢ (750V, larga) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 35, 50, 63 A | gF | Z 33 (E 33S, 32,5x1,7 mm) | 10 kA 10 kA | 750 V CA 750 V CC | rosca fina para una mejor protección contra aflojamiento | ||
| DⅢ (1200V, larga) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 35 A | gF | 1200 V CA 1200 V CC |
1Rosca de la tapa roscada: E = rosca Edison
Sistema D0 (NEOZED)
El sistema D0 (también NEOZED; nuevo tipo de fusible DIAZED, neo: "nuevo") fue introducido en 1967 por Siemens y Lindner como un avance del sistema D (DIAZED) dominante anteriormente, y lo ha sustituido en nuevas instalaciones siempre que se siga utilizando la protección por fusible. Las ventajas sobre el sistema D son dimensiones más pequeñas y menor pérdida de potencia (menor generación de calor) con la misma corriente nominal. NEOZED es una marca comercial, por lo tanto, la designación estándar neutral es sistema D0 o fusible D0 (pronunciado D cero). Los fusibles D0 se producen en tres tamaños.
La designación de un tamaño consiste en "D0" y otro número arábigo:
| Tamaño | Corriente nominal (Los valores entre paréntesis son inusuales) | Rosca1 | Ø Cartucho de porcelana | Longitud total | Capacidad de conmutación | Tensión nominal |
|---|---|---|---|---|---|---|
| D01 | 2, 4, 6, 10, (13,) 16 A | E14 | 11 mm | 36 mm | 50 kA 8 kA | 400 V CA 250 V CC |
| D02 | 20, 25, (32,) 35, (40,) 50, 63 A | E18 | 15 mm | |||
| D03 | 80, 100 A | M 30x2 | 22 mm | 43 mm |
1Rosca de la tapa roscada: E = rosca Edison, M = rosca métrica
Los fusibles D01 también encajan en zócalos DL y se pueden utilizar en zócalos roscados D02 con un muelle de sujeción especial. El diseño D03 se utiliza muy raramente porque los fusibles NH han demostrado ser más fiables para corrientes nominales altas. Los fusibles D03 ya no pueden instalarse en nuevos sistemas.
Para los fusibles D y D0, existen zócalos para montaje roscado, para montaje en riel DIN y para montaje en barra colectora ("zócalo de jinete"). Además, para los fusibles D0, existen seccionadores de fusibles como zócalos de fusibles con un seccionador integrado. Antes de cada cambio de fusible, el zócalo debe desconectarse mediante una solapa situada delante de los fusibles. Este cambio sin tensión y sin carga aumenta la seguridad operativa y la seguridad para el usuario, ya que este no puede entrar en contacto con componentes activos bajo ninguna circunstancia. En versiones más recientes de estos seccionadores, los cartuchos de fusibles ya no se enroscan, sino que se contactan mediante la fuerza de un muelle.
Sistema DL (Alemania del Este)
Como reemplazo del sistema D, el sistema DL que ahorra espacio para 380V CA se introdujo en la RDA. El diseño es similar al de los fusibles D01, pero está diseñado para hasta 20A. Para sistemas antiguos con protección legal, los fusibles DL todavía se fabrican con la clase de funcionamiento gG y una tensión nominal de 400V CA.
Los fusibles D01 (NEOZED) de hasta 16A también encajan en los zócalos DL, pero no viceversa.
| Tamaño | Corriente nominal (Los valores entre paréntesis son inusuales) | Rosca1 | Ø Cartucho de porcelana | Longitud total | Capacidad de conmutación | Tensión nominal |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DL | 2, 4, 6, 10, 16, 20 A | E 16 | 13 mm | 36 mm | 20 kA | 380/400 V CA |
1Rosca de la tapa roscada: E = rosca Edison
Fusibles NH
Los fusibles de alto rendimiento de baja tensión, también conocidos como fusibles NH, también se denominan fusibles de cuchilla, fusibles de espada o (en relación con las cajas de conexión de la casa) como fusibles de tanque. El rasgo característico es el tamaño significativamente mayor en comparación con los fusibles roscados, así como las cuchillas de contacto macizas en ambos extremos para conducir y separar corrientes mayores. Las versiones comunes de fusibles NH permiten la desconexión segura de corrientes de falla de cortocircuito de hasta 120 kA (capacidad de ruptura nominal), siendo la corriente nominal estandarizada de hasta 1.250 A (corriente nominal). Fuera del estándar, hay disponibles fusibles con una corriente nominal de hasta 1.600 A. Los fusibles NH tienen un indicador que muestra un fusible defectuoso. Dependiendo de la versión, está diseñado como un indicador de solapa montado en la cara frontal (superior) o como un indicador central visible desde la parte frontal con el fusible insertado. También hay disponibles fusibles NH con dos indicadores (indicadores combinados). Los fusibles NH están disponibles con diferentes características de disparo, que se describen en la sección de clase de funcionamiento.
Los fusibles NH se fabrican en varios tamaños para diferentes rangos de corriente nominal. El tamaño 0 ya no está permitido en nuevas instalaciones.
| Tamaño | Corriente nominal | Longitud de la cuchilla (aprox.) | Para todos los tamaños | |
|---|---|---|---|---|
| Capacidad de conmutación | Tensión nominal | |||
| 00/000 | 2 A a 160 A | 125 mm | mín. 50 kA típ. 100–120 kA 25 kA | (400 V) 500 V 690 V 250 V 440 V CC |
| 0 | 6 A a 250 A | 125 mm | ||
| 1 | 16 A a 355 A | 135 mm | ||
| 2 | 25 A a 500 A | 150 mm | ||
| 3 | 250 A a 800 A | |||
| 4/4a | 400 A a 1600 A | 200 mm | ||
Los fusibles NH se utilizan en el rango de alta corriente de las redes de baja tensión y se utilizan ampliamente en plantas industriales. También se utilizan en redes eléctricas públicas, por ejemplo, en estaciones transformadoras, distribuciones principales o en el armario de contadores de los edificios y como fusible de medición.
En el área previa al contador de los sistemas del cliente, la TAB 2007 (Condiciones Técnicas de Conexión de los Operadores de Red de Energía) requiere un dispositivo de desconexión por contador. Cita:
"Un dispositivo de desconexión es un dispositivo para desconectar el sistema del cliente de la red de distribución, que también puede ser operado por el cliente (persona lega en electricidad) (ej. SMB)."
Los disyuntores selectivos o los seccionadores de carga Neozed, por ejemplo, cumplen este requisito, pero los fusibles NH no. Por lo tanto, los fusibles NH solo se utilizan como fusibles de medición en nuevas instalaciones si se proporciona otro dispositivo de desconexión que pueda ser operado por personas legas (ej. en forma de un respaldo de medición con un seccionador de carga Neozed).
Portafusibles recableable
En el Reino Unido, las unidades de consumo en instalaciones antiguas están equipadas con portafusibles que pueden ser equipados con enlaces de fusible cerrados o fusibles semiabiertos recableables.
En este sistema, producido por empresas como Wylex, el usuario puede reemplazar el alambre del fusible en el elemento fusible. Se puede comprar alambre de fusible suelto en supermercados, gasolineras y ferreterías. El portafusibles recableable se especifica en el estándar británico BS 3036 y puede equiparse con alambre de fusible clasificado para corrientes de 5 A, 15 A, 20 A o 30 A.
Según la norma BS 7671, la corriente nominal de dichos fusibles no debe superar 0.725 veces la corriente nominal continua del circuito. Los disyuntores pueden utilizarse como reemplazo de estos fusibles.
Los peligros posibles de este sistema incluyen personas no formadas trabajando en sistemas eléctricos, sobre-fusibilización intencional o accidental de circuitos y el uso de "material fusible" conductor inadecuado como monedas, clavos, horquillas, restos de alambre o clips. El tipo de material fusible utilizado no se puede determinar sin retirar el fusible. Además, la capacidad de ruptura de los fusibles recableables es mucho menor que la de los fusibles rellenos de arena, lo que puede causar fallos de arco en instalaciones adyacentes.
Disyuntores
General
Los disyuntores, al igual que los enlaces de fusibles o los disyuntores de potencia, pueden desconectar automáticamente un circuito en caso de sobrecarga o cortocircuito. Para Alemania, se aplican las siguientes reglas para nuevas instalaciones (de acuerdo con los Requisitos Técnicos de Conexión en conjunción con DIN 18015-1):
- En los cuadros de distribución de circuitos residenciales, solo pueden utilizarse disyuntores que puedan ser operados por no profesionales para circuitos de iluminación y tomas de corriente. Los enlaces de fusibles solo están permitidos para dispositivos fijos (como calentadores de agua) o como protección primaria para cuadros de subdistribución.
- Los disyuntores selectivos (SLS) se utilizan para la protección en el área previa al contador. Los fusibles NH solo están permitidos en esta área de aplicación si se proporciona otra "opción de desconexión no profesional para el sistema del cliente", como un interruptor seccionador Neozed para post-contadores.
En espacios residenciales u oficinas, se utilizan normalmente disyuntores con característica B. La característica C se utiliza para la protección de líneas y dispositivos para consumidores con corrientes de irrupción elevadas, ya que la característica B puede causar disparos falsos durante el arranque. Al proteger circuitos con dispositivos electrónicos (balastros electrónicos, fuentes de alimentación conmutadas) con disyuntores, debe prestarse especial atención a sus altas corrientes de irrupción.
Los disyuntores con característica B están disponibles para las siguientes corrientes nominales de acuerdo con la serie Renard: 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50 y 63 amperios. Otros valores pueden estar disponibles dependiendo del fabricante. Los disyuntores tipo C, D, K y Z están disponibles en una variedad mayor de tipos con valores inferiores a 1 A. En espacios residenciales en Alemania, los circuitos individuales se protegen normalmente con disyuntores B-16 (16 A).
La característica H se ha utilizado para circuitos domésticos desde la década de 1950 para lograr un disparo rápido y fiable en presencia de redes de alta impedancia o fallos a tierra durante cortocircuitos. Sin embargo, bajo las condiciones de red actuales, el disparo sensible por cortocircuito puede activarse de forma indeseada, afectando a dispositivos con fuentes de alimentación conmutadas (como ordenadores, televisores) o motores (como aspiradoras). En tales casos, se recomienda reemplazar los disyuntores H por disyuntores B. Un disyuntor H10 generalmente puede ser reemplazado por un disyuntor B13, ya que tienen la misma característica de sobrecarga.
Característica de disparo
Los disyuntores se clasifican no solo por su corriente nominal y diseño, sino también por su característica de disparo. Los tipos de características actualmente estandarizados son B, C, D, E, K y Z, que se resaltan en la tabla. Los dos valores para el disparo por sobrecorriente denotan la corriente de no disparo (corriente de prueba pequeña) y la corriente de disparo (corriente de prueba grande). El tiempo de disparo máximo se aplica a la corriente de disparo. Algunos fabricantes especifican tolerancias más estrechas para las corrientes de disparo para la protección contra sobrecorriente y cortocircuito.
| Característica | Uso y observaciones | Corriente de disparo (Múltiplo de la corriente nominal) | ||
|---|---|---|---|---|
| Disparador de sobrecarga (Térmico) | Disparador de cortocircuito (Magnético) | |||
| CA (50 Hz) | CC | |||
| A | Siemens (no estandarizado); protección de semiconductores; con alta impedancia de red; similar a Z | 1.13-1.45 [30°C, 1 hora] (por encima de 63 A: 2 horas) | 2 - 3 | x 1.5 |
| B | Utilizado para protección de línea estándar | 3 - 5 | ||
| C | Utilizado para corrientes de irrupción más altas (máquinas, grupos de lámparas), común en Italia | 5 - 10 | ||
| D | Utilizado para cargas altamente inductivas o capacitivas: transformadores, electromagnetos, condensadores, fuentes de alimentación conmutadas | 10 - 20 | ||
| E | "Exacto", SMB - Disyuntor principal selectivo | 1.05-1.2 [30°C, 2 horas] | 5 - 6.25 | |
| Z | Protección de semiconductores; con alta impedancia de red | Disyuntores según EN 60947-2 (VDE 0660-101) 1.05-1.2 [20°C, 2 horas] 1.05-1.3 [30°C, 1 hora] | 2 - 3 | x 1.5 |
| R | Moeller; "rápido", obsoleto; idéntico a Z | |||
| K | "Potencia" (al. Kraft), para corriente de irrupción alta, disparador de sobrecarga sensible | 8 - 14 | ||
| S | Moeller (no estandarizado); “Transformadores de control” (al. Steuertransformatoren); similar a D | 13 - 17 | ||
| H | "Hogar", hasta aprox. 1977; con alta impedancia de red; similar a A o Z; Tipo de reemplazo en el hogar: B | 1.5-2.1 (hasta 4 A) 1.5-1.9 (6-10 A) 1.4-1.75 (12-25 A) 1.3-1.6 (por encima de 25 A) [25°C, 1 hora] | 2 - 3 | 3 - 5 |
| L | "Line Protection" (originalmente "Luz"), hasta 1990; Tipo de reemplazo: B; todavía estandarizado como disyuntor de reemplazo roscado | aprox. 3.5 - 5 | máx. 8 | |
| U | "Universal" hasta aprox. 1993 (ej. ABB, Moeller, Schrack); a menudo en Austria, precursor: HG; Tipo de reemplazo: C | 5.5 - 12 | ||
| U | Segunda variante (rara, ej. AEG): disparo de sobrecarga similar a G | 1.05 - 1.35 [1 hora] | 6 - 10 | x 1.5 |
| G | Protección de dispositivos (internacional “General”), obsoleto; Tipo de reemplazo: C | |||
| V | "Consumidor" (al. Verbraucher), hasta ca. 1990 (ej. CMC, Weber, ABB); a menudo en Suiza, obsoleto; Tipo de reemplazo: C | 1.5-1.9 (10 A) 1.4-1.75 (16-25 A) 1.3-1.6 (32 A) | 7 - 12 | |
Capacidad de conmutación
Los disyuntores deben ser capaces de apagar altas corrientes de cortocircuito. La capacidad de conmutación, denominada capacidad de ruptura de cortocircuito nominal Icn, se clasifica normativamente de la siguiente manera:
| Capacidad de conmutación (230/400VAC 50Hz) | Nota |
|---|---|
| 3.000 A | No permitido en Alemania y Austria. |
| 4.500 A | Utilizado en Italia para consumidores monofásicos. |
| 6.000 A | Valor mínimo en Alemania (según TAB) y Austria. Común para edificios residenciales y de oficinas y pequeños negocios. |
| 10.000 A | Utilizado en instalaciones industriales. |
| 15.000 A | Utilizado en la industria y para casos especiales. |
| 25.000 A | MCB de alto rendimiento y disyuntores selectivos. |
Además, existen requisitos para la limitación de corriente de cortocircuito. En Alemania, de acuerdo con las condiciones técnicas de conexión para disyuntores de hasta 32 A, solo es válida la clase de limitación de energía 3 (clase de selectividad 3, "altos requisitos"), que tiene la limitación de corriente de cortocircuito más alta según VDE 0641.
En caso de cortocircuito, la corriente (corriente de cortocircuito prospectiva) es muy alta, determinada solo por la impedancia de red (resistencia interna). El disyuntor limita la corriente de cortocircuito a un valor inferior debido a su diseño. Una alta limitación de energía garantiza una alta selectividad con enlaces de fusible aguas arriba y protege el sistema de los efectos electromagnéticos.
Funcionalidad
Diseño
Los disyuntores tienen una carcasa de plástico. Las versiones más antiguas eran cilíndricas y se utilizaban en lugar de los fusibles roscados comunes anteriormente en roscas Edison o atornillados con una tira de metal delgada. Los disyuntores modernos tienen carcasas rectangulares y se pueden montar muy juntos en un riel de montaje (riel DIN).
Los disyuntores monopolares suelen tener hoy en día una anchura de un módulo (1 TE). La anchura de un módulo es de 18 mm. Según el estándar DIN 43880:1988-12, la anchura de instalación de los dispositivos debe estar entre 17.5 y 18.0 mm. Las versiones bipolares se producen con anchuras de 2 TE, 1.5 TE o 1 TE. Los disyuntores tripolares y tetrapolares son correspondientemente más anchos. También existen disyuntores con una anchura de 1.5 TE por polo. Estos suelen estar diseñados para corrientes nominales de 80 A a 125 A y/o con una capacidad de ruptura muy alta. Un disyuntor selectivo tiene 1.5 TE de ancho, los tipos antiguos son de 2 TE. Se montan en una barra colectora con una distancia entre centros de 40 mm. Alternativamente, los disyuntores selectivos también se montan en rieles DIN normales, pero no encajan en cuadros de distribución pequeños convencionales.
Si un disyuntor también debe conmutar el conductor neutro, deben utilizarse disyuntores especiales, ya que el contacto para el conductor neutro debe abrirse con retraso y cerrarse con antelación. Esto garantiza que la fase nunca se conmute sin el conductor neutro.
Estructura
- Palanca de interruptor para operación manual de encendido/apagado. También incluye la indicación visual del estado del interruptor.
- Mecanismo de disparo para liberar el disyuntor bajo condiciones de falla.
- Contacto de interruptor para realizar o romper la conexión eléctrica.
- Conectores de terminal para la conexión eléctrica.
- Tira bimetálica para protección contra sobrecarga activada térmicamente.
- Tornillo de calibración utilizado por el fabricante para ajustar el comportamiento de disparo térmico (parte de la curva característica).
- Bobina de disparo electromagnética para corrientes altas, típicamente corrientes de cortocircuito.
- Cámara de extinción de arco para extinguir el arco durante la interrupción de una corriente de cortocircuito. El arco se mueve desde el contacto de interruptor de apertura (3) hacia el área de la cámara de extinción de arco, donde se extingue dividiéndose y enfriándose.
Mecanismo de apagado
El mecanismo de apagado puede activarse de cuatro formas:
- Apagado debido a sobrecarga
- Si el valor nominal predeterminado de la corriente que fluye a través del disyuntor se supera significativamente durante un período de tiempo prolongado, se produce el apagado. El tiempo hasta el apagado depende de la fuerza de la sobrecorriente; es más corto para sobrecorrientes altas que para desviaciones leves de la corriente nominal. Se utiliza un bimetal para activar el mecanismo de apagado (apagado térmico) al doblarse cuando se calienta por la corriente que fluye a través de él.
- Apagado electromagnético debido a cortocircuito
- Si ocurre un cortocircuito en un sistema, el apagado ocurre en unos pocos milisegundos debido a un electromagneto que es alimentado por el flujo de corriente.
- Apagado manual
- Los circuitos pueden apagarse manualmente en el disyuntor para mantenimiento o apagado temporal. Para este propósito, un interruptor de palanca o botón de liberación se encuentra en la parte frontal.
- Apagado mediante módulos adicionales
- Para la mayoría de los disyuntores de fabricantes de renombre, existen interruptores auxiliares acoplables, dispositivos de liberación de subtensión y sobrecorriente, dispositivos de corriente residual (RCD), dispositivos de detección de fallos de arco (AFDD) y accionamientos de motor (restablecedores automáticos) que pueden utilizarse para operar el disyuntor. Los módulos adicionales se fijan a la derecha o izquierda del disyuntor o se cablean en consecuencia en el cuadro de distribución, dependiendo del disyuntor.
Apagado libre de disparo
Una característica importante de los disyuntores es el mecanismo de disparo no influenciable. Garantiza que, en caso de cortocircuito, se produzca un disparo inmediato incluso si la manivela de operación está siendo manipulada o mantenida en la posición de "encendido".
Restablecimiento
Después de un disparo por sobrecarga, la tira bimetálica debe enfriarse primero antes de que se pueda realizar un restablecimiento. El restablecimiento manual requerido para reiniciar alerta al usuario sobre un problema potencial y evita el restablecimiento automático (seguro contra fallos). Esto evita reinicios incontrolados de equipos sobrecargados o la re-energización incontrolada de dispositivos/instalaciones defectuosos.
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