En electrónica e ingeniería eléctrica , un fusible es un dispositivo de seguridad eléctrica que funciona para brindar protección contra sobrecorriente a un circuito eléctrico. Su componente esencial es un cable o tira de metal que se funde cuando fluye demasiada corriente a través de él, deteniendo o interrumpiendo así la corriente. Es un dispositivo de sacrificio ; una vez que un fusible ha funcionado, es un circuito abierto y debe reemplazarse o recablearse, según su tipo.
Los fusibles se han utilizado como dispositivos de seguridad esenciales desde los primeros días de la ingeniería eléctrica. Hoy en día, existen miles de diseños de fusibles diferentes que tienen clasificaciones de corriente y voltaje específicas, capacidad de interrupción y tiempos de respuesta, según la aplicación. Las características de funcionamiento de tiempo y corriente de los fusibles se eligen para proporcionar una protección adecuada sin interrupciones innecesarias. Las regulaciones de cableado generalmente definen una clasificación de corriente máxima de fusible para circuitos particulares. Los cortocircuitos , la sobrecarga, las cargas no coincidentes o el fallo del dispositivo son las principales o algunas de las razones para el funcionamiento de los fusibles. Cuando un cable con corriente dañado hace contacto con una carcasa metálica que está conectada a tierra, se formará un cortocircuito y el fusible se fundirá.
Un fusible es un medio automático para cortar la energía de un sistema defectuoso; a menudo se abrevia como ADS (desconexión automática del suministro). Los disyuntores se pueden utilizar como alternativa a los fusibles, pero tienen características significativamente diferentes.
Breguet recomendó el uso de conductores de sección reducida para proteger las estaciones telegráficas de los rayos ; al fundirse, los cables más pequeños protegerían los aparatos y el cableado dentro del edificio. [1] Una variedad de elementos fusibles de alambre o láminas se utilizaban para proteger los cables telegráficos y las instalaciones de iluminación ya en 1864. [2]
Thomas Edison patentó un fusible en 1890 como parte de su sistema de distribución eléctrica. [3]
Un fusible consiste en un elemento fusible de alambre o tira de metal, de sección transversal pequeña en comparación con los conductores del circuito, montado entre un par de terminales eléctricos y (normalmente) encerrado en una carcasa no combustible. El fusible está dispuesto en serie para transportar toda la carga que pasa por el circuito protegido. La resistencia del elemento genera calor debido al flujo de corriente. El tamaño y la construcción del elemento se determinan (empíricamente) de modo que el calor producido por una corriente normal no haga que el elemento alcance una temperatura alta. Si fluye una corriente demasiado alta, el elemento aumenta a una temperatura más alta y se funde directamente, o bien funde una junta soldada dentro del fusible, abriendo el circuito.
El elemento fusible está hecho de zinc, cobre, plata, aluminio, [ cita requerida ] o aleaciones entre estos u otros metales diversos para proporcionar características estables y predecibles. [4] [5] El fusible idealmente llevaría su corriente nominal indefinidamente y se fundiría rápidamente con un pequeño exceso. El elemento no debe dañarse por pequeñas sobretensiones inofensivas de corriente y no debe oxidarse ni cambiar su comportamiento después de posiblemente años de servicio.
Los elementos fusibles pueden tener una forma que aumente el efecto de calentamiento. En los fusibles grandes, la corriente puede dividirse entre varias tiras de metal. Un fusible de dos elementos puede contener una tira de metal que se funde instantáneamente en caso de cortocircuito y también puede contener una junta de soldadura de bajo punto de fusión que responde a una sobrecarga a largo plazo de valores bajos en comparación con un cortocircuito. Los elementos fusibles pueden estar soportados por cables de acero o nicromo, de modo que no se ejerza ninguna tensión sobre el elemento, pero se puede incluir un resorte para aumentar la velocidad de separación de los fragmentos del elemento.
El elemento fusible puede estar rodeado de aire o de materiales destinados a acelerar la extinción del arco. Se puede utilizar arena de sílice o líquidos no conductores.
Una corriente máxima que el fusible puede conducir continuamente sin interrumpir el circuito.
La velocidad a la que se funde un fusible depende de la cantidad de corriente que fluye a través de él y del material del que está hecho. Los fabricantes pueden proporcionar un gráfico de la corriente en función del tiempo, a menudo representado en escalas logarítmicas, para caracterizar el dispositivo y permitir la comparación con las características de los dispositivos de protección antes y después del fusible.
El tiempo de funcionamiento no es un intervalo fijo, sino que disminuye a medida que aumenta la corriente. Los fusibles están diseñados para tener características particulares de tiempo de funcionamiento en comparación con la corriente. Un fusible estándar puede requerir el doble de su corriente nominal para abrirse en un segundo, un fusible de fusión rápida puede requerir el doble de su corriente nominal para fundirse en 0,1 segundos y un fusible de fusión lenta puede requerir el doble de su corriente nominal durante decenas de segundos para fundirse.
La selección de fusibles depende de las características de la carga. Los dispositivos semiconductores pueden utilizar un fusible rápido o ultrarrápido , ya que los dispositivos semiconductores se calientan rápidamente cuando fluye un exceso de corriente. Los fusibles de fusión más rápida están diseñados para los equipos eléctricos más sensibles, donde incluso una exposición breve a una corriente de sobrecarga podría resultar dañina. Los fusibles de fusión rápida normales son los fusibles de uso más general. Un fusible de retardo de tiempo (también conocido como fusible antisobretensión o fusible de fusión lenta ) está diseñado para permitir que una corriente que supere el valor nominal del fusible fluya durante un breve período de tiempo sin que el fusible se funda. Estos tipos de fusibles se utilizan en equipos como motores, que pueden consumir corrientes más grandes de lo normal durante varios segundos mientras alcanzan la velocidad.
La clasificación I2t está relacionada con la cantidad de energía que deja pasar el elemento fusible cuando elimina la falla eléctrica. Este término se utiliza normalmente en condiciones de cortocircuito y los valores se utilizan para realizar estudios de coordinación en redes eléctricas. Los parámetros I2t se proporcionan mediante gráficos en las hojas de datos del fabricante para cada familia de fusibles. Para la coordinación del funcionamiento del fusible con dispositivos anteriores o posteriores, se especifican tanto la I2t de fusión como la I2t de despeje. La I2t de fusión es proporcional a la cantidad de energía necesaria para comenzar a fundir el elemento fusible. La I2t de despeje es proporcional a la energía total que deja pasar el fusible al eliminar una falla. La energía depende principalmente de la corriente y el tiempo de los fusibles, así como del nivel de falla disponible y el voltaje del sistema. Dado que la clasificación I2t del fusible es proporcional a la energía que deja pasar, es una medida del daño térmico causado por el calor y las fuerzas magnéticas que se producirán en el extremo de una falla.
La capacidad de interrupción es la corriente máxima que el fusible puede interrumpir de forma segura. Esta debe ser mayor que la corriente de cortocircuito prevista . Los fusibles miniatura pueden tener una capacidad de interrupción de solo 10 veces su corriente nominal. Los fusibles para sistemas de cableado pequeños de bajo voltaje , generalmente residenciales, generalmente están clasificados, en la práctica norteamericana, para interrumpir 10,000 amperios. Los fusibles para sistemas de energía comerciales o industriales deben tener capacidades de interrupción más altas, y algunos fusibles de alta interrupción con limitación de corriente de bajo voltaje están clasificados para 300,000 amperios. Los fusibles para equipos de alto voltaje, hasta 115,000 voltios, se clasifican por la potencia aparente total (megavoltiamperios, MVA ) del nivel de falla en el circuito.
Algunos fusibles se denominan de alta capacidad de ruptura (HRC) o alta capacidad de ruptura (HBC) [6] y generalmente están rellenos de arena o un material similar. [7]
Los fusibles de alta capacidad de ruptura (HRC) de bajo voltaje se utilizan en el área de los cuadros de distribución principales en redes de bajo voltaje donde existe una alta corriente de cortocircuito potencial. Por lo general, son más grandes que los fusibles de tipo tornillo y tienen casquillos o contactos de cuchilla. Los fusibles de alta capacidad de ruptura pueden tener una clasificación para interrumpir una corriente de 120 kA.
Los fusibles HRC se utilizan ampliamente en instalaciones industriales y también se utilizan en la red eléctrica pública, por ejemplo, en estaciones transformadoras, cuadros de distribución principales o en cajas de conexiones de edificios y como fusibles de medidores.
En algunos países, debido a la alta corriente de falla disponible donde se utilizan estos fusibles, las regulaciones locales pueden permitir que solo personal capacitado cambie estos fusibles. Algunas variedades de fusibles HRC incluyen características de manejo especiales.
El voltaje nominal del fusible debe ser igual o mayor que el que se convertiría en el voltaje de circuito abierto. Por ejemplo, un fusible de tubo de vidrio con un voltaje nominal de 32 voltios no interrumpiría de manera confiable la corriente de una fuente de voltaje de 120 o 230 V. Si un fusible de 32 V intenta interrumpir la fuente de 120 o 230 V, puede producirse un arco . El plasma dentro del tubo de vidrio puede continuar conduciendo corriente hasta que esta disminuya hasta el punto en que el plasma se convierta en un gas no conductor. El voltaje nominal debe ser mayor que la fuente de voltaje máxima que tendría que desconectar. Conectar fusibles en serie no aumenta el voltaje nominal de la combinación ni de ningún fusible en particular.
Los fusibles de media tensión clasificados para unos pocos miles de voltios nunca se utilizan en circuitos de baja tensión, debido a su coste y porque no pueden limpiar adecuadamente el circuito cuando funcionan a voltajes muy bajos. [8]
El fabricante puede especificar la caída de tensión a través del fusible a la corriente nominal. Existe una relación directa entre la resistencia en frío de un fusible y su valor de caída de tensión. [ aclaración necesaria ] Una vez que se aplica corriente, la resistencia y la caída de tensión de un fusible aumentarán constantemente con el aumento de su temperatura de funcionamiento hasta que el fusible finalmente alcance el equilibrio térmico. La caída de tensión debe tenerse en cuenta, en particular cuando se utiliza un fusible en aplicaciones de bajo voltaje. La caída de tensión a menudo no es significativa en los fusibles de tipo cable más tradicionales, pero puede ser significativa en otras tecnologías, como los fusibles de tipo reiniciables (PPTC).
La temperatura ambiente modifica los parámetros operativos de un fusible. Un fusible con una capacidad nominal de 1 A a 25 °C puede conducir hasta un 10 % o un 20 % más de corriente a −40 °C y puede abrirse al 80 % de su valor nominal a 100 °C. Los valores operativos varían según cada familia de fusibles y se proporcionan en las hojas de datos del fabricante.
La mayoría de los fusibles están marcados en el cuerpo o en las tapas de los extremos con marcas que indican sus valores nominales. Los fusibles de "tipo chip" con tecnología de montaje superficial tienen pocas o ninguna marca, lo que dificulta mucho su identificación.
Los fusibles de apariencia similar pueden tener propiedades significativamente diferentes, identificadas por sus marcas. Las marcas de los fusibles [9] generalmente transmiten la siguiente información, ya sea explícitamente como texto o implícitamente con la marca del organismo de aprobación para un tipo particular:
Los fusibles vienen en una amplia variedad de tamaños y estilos para servir en muchas aplicaciones, fabricados en diseños de paquetes estandarizados para que sean fácilmente intercambiables. Los cuerpos de los fusibles pueden estar hechos de cerámica , vidrio , plástico , fibra de vidrio , laminados de mica moldeados o fibra comprimida moldeada según la aplicación y la clase de voltaje.
Los fusibles de cartucho ( con casquillo ) tienen un cuerpo cilíndrico rematado con tapas metálicas. Algunos fusibles de cartucho se fabrican con tapas de distintos tamaños para evitar la inserción accidental de fusibles con una capacidad nominal incorrecta en un portafusibles, lo que les da forma de botella.
Los fusibles para circuitos de energía de bajo voltaje pueden tener terminales de cuchilla o de lengüeta atornillados que se fijan con tornillos a un portafusibles. Algunos terminales de cuchilla se sujetan con pinzas de resorte. Los fusibles de cuchilla suelen requerir el uso de una herramienta extractora especial para quitarlos del portafusibles.
Los fusibles renovables tienen elementos fusibles reemplazables, lo que permite que el cuerpo del fusible y los terminales se reutilicen si no se dañan después de una operación de fusible.
Los fusibles diseñados para soldarse a una placa de circuito impreso tienen conductores de conexión radiales o axiales . Los fusibles de montaje superficial tienen almohadillas de soldadura en lugar de conductores de conexión.
Los fusibles de alto voltaje del tipo de expulsión tienen tubos de plástico reforzado con fibra de vidrio o vidrio y un extremo abierto, y se puede reemplazar el elemento fusible.
Los fusibles semicerrados son portafusibles en los que se puede sustituir el propio cable fusible. La corriente de fusión exacta no se controla tan bien como en un fusible cerrado, y es extremadamente importante utilizar el diámetro y el material correctos al sustituir el cable fusible, y por estos motivos estos fusibles están perdiendo popularidad lentamente.
Estos todavía se utilizan en unidades de consumo en algunas partes del mundo, pero se están volviendo menos comunes. Si bien los fusibles de vidrio tienen la ventaja de un elemento fusible visible para fines de inspección, tienen una baja capacidad de ruptura (clasificación de interrupción), lo que generalmente los restringe a aplicaciones de 15 A o menos a 250 V CA. Los fusibles cerámicos tienen la ventaja de una mayor capacidad de ruptura, lo que facilita su uso en circuitos con mayor corriente y voltaje . Llenar el cuerpo de un fusible con arena proporciona un enfriamiento adicional del arco y aumenta la capacidad de ruptura del fusible. Los fusibles de media tensión pueden tener envolturas llenas de líquido para ayudar a extinguir el arco . Algunos tipos de aparamenta de distribución utilizan cartuchos fusibles sumergidos en el aceite que llena el equipo.
Los paquetes de fusibles pueden incluir una característica de rechazo, como un pasador, una ranura o una pestaña, que impide el intercambio de fusibles que, de otro modo, serían de apariencia similar. Por ejemplo, los portafusibles para fusibles de clase RK de Norteamérica tienen un pasador que impide la instalación de fusibles de clase H de apariencia similar, que tienen una capacidad de ruptura mucho menor y un terminal de cuchilla sólida que carece de la ranura del tipo RK.
Los fusibles se pueden fabricar con carcasas de distintos tamaños para evitar el intercambio de fusibles de distintas potencias. Por ejemplo, los fusibles tipo botella distinguen entre potencias con distintos diámetros de tapa. Los fusibles de vidrio para automóviles se fabricaron en distintas longitudes para evitar la instalación de fusibles de alta potencia en un circuito destinado a una potencia inferior.
Los fusibles de cartucho y de tapón de vidrio permiten la inspección directa del elemento fusible. Otros fusibles tienen otros métodos de indicación, entre ellos:
Algunos fusibles permiten fijar un microinterruptor o relé especial al cuerpo del fusible. Cuando el elemento fusible se funde, el pasador indicador se extiende para activar el microinterruptor o relé, que, a su vez, desencadena un evento.
Algunos fusibles para aplicaciones de media tensión utilizan dos o tres cañones separados y dos o tres elementos fusibles en paralelo.
La Comisión Electrotécnica Internacional publica la norma 60269 para fusibles de potencia de baja tensión . La norma consta de cuatro volúmenes, que describen los requisitos generales, los fusibles para aplicaciones industriales y comerciales, los fusibles para aplicaciones residenciales y los fusibles para proteger dispositivos semiconductores. La norma IEC unifica varias normas nacionales, mejorando así la intercambiabilidad de los fusibles en el comercio internacional. Todos los fusibles de diferentes tecnologías probados para cumplir con las normas IEC tendrán características de tiempo-corriente similares, lo que simplifica el diseño y el mantenimiento.
En Estados Unidos y Canadá, los fusibles de bajo voltaje con capacidad nominal de 1 kV CA se fabrican de acuerdo con la norma UL 248 de Underwriters Laboratories o la norma armonizada C22.2 No. 248 de la Canadian Standards Association . Esta norma se aplica a los fusibles con capacidad nominal de 1 kV o menos, CA o CC, y con capacidad de corte de hasta 200 kA. Estos fusibles están destinados a instalaciones que cumplan con el Código Eléctrico Canadiense, Parte I (CEC), o el Código Eléctrico Nacional , NFPA 70 (NEC).
Los valores nominales de amperaje estándar para fusibles (y disyuntores ) en EE. UU. y Canadá son 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 1000, 1200, 1600, 2000, 2500, 3000, 4000, 5000 y 6000 amperios. Los valores nominales de amperaje estándar adicionales para fusibles son 1, 3, 6, 10 y 601.
Actualmente, la norma UL 248 tiene 19 "partes". La UL 248-1 establece los requisitos generales para los fusibles, mientras que las últimas partes están dedicadas a tamaños de fusibles específicos (p. ej.: 248-8 para la clase J, 248-10 para la clase L) o para categorías de fusibles con propiedades únicas (p. ej.: 248-13 para fusibles semiconductores, 248-19 para fusibles fotovoltaicos). Los requisitos generales (248-1) se aplican excepto en la medida en que se modifiquen en la parte complementaria (240-x). Por ejemplo, la UL 248-19 permite que los fusibles fotovoltaicos tengan una capacidad nominal de hasta 1500 voltios, CC, frente a los 1000 voltios de los requisitos generales.
La nomenclatura IEC y UL varía ligeramente. Las normas IEC hacen referencia a un "fusible" como el conjunto de un elemento fusible y un portafusibles. En las normas norteamericanas, el fusible es la parte reemplazable del conjunto y un elemento fusible sería un elemento de metal desnudo para su instalación en un fusible.
Los fusibles para automóviles se utilizan para proteger el cableado y el equipo eléctrico de los vehículos. Existen varios tipos diferentes de fusibles para automóviles y su uso depende de la aplicación específica, el voltaje y las demandas de corriente del circuito eléctrico. Los fusibles para automóviles se pueden montar en bloques de fusibles, portafusibles en línea o pinzas para fusibles. Algunos fusibles para automóviles se utilizan ocasionalmente en aplicaciones eléctricas no automotrices. Las normas para fusibles para automóviles las publica SAE International (antes conocida como Society of Automotive Engineers).
Los fusibles para automóviles se pueden clasificar en cuatro categorías distintas:
La mayoría de los fusibles para automóviles con una capacidad nominal de 32 voltios se utilizan en circuitos con una capacidad nominal de 24 voltios de CC o inferior. Algunos vehículos utilizan un sistema eléctrico dual de 12/42 V de CC [10] que requerirá un fusible con una capacidad nominal de 58 V de CC.
Los fusibles se utilizan en sistemas eléctricos de hasta 115.000 voltios de corriente alterna. Los fusibles de alto voltaje se utilizan para proteger transformadores de instrumentos utilizados para la medición de electricidad o para transformadores de potencia pequeños en los que no se justifica el gasto de un disyuntor . Un disyuntor de 115 kV puede costar hasta cinco veces más que un conjunto de fusibles de potencia, por lo que el ahorro resultante puede ser de decenas de miles de dólares. [ cita requerida ]
En los sistemas de distribución de media tensión, se puede utilizar un fusible de potencia para proteger un transformador que atiende a entre 1 y 3 casas. Los transformadores de distribución montados en postes casi siempre están protegidos por un cortacircuitos fusible , cuyo elemento fusible se puede reemplazar utilizando herramientas de mantenimiento de líneas activas .
Los fusibles de media tensión también se utilizan para proteger motores, bancos de condensadores y transformadores, y pueden montarse en cuadros eléctricos con envolvente metálico o (raramente en diseños nuevos) en cuadros abiertos.
Los fusibles de gran potencia utilizan elementos fusibles hechos de plata , cobre o estaño para proporcionar un rendimiento estable y predecible. Los fusibles de expulsión de alto voltaje rodean el enlace fusible con sustancias que desprenden gases, como el ácido bórico . Cuando el fusible se funde, el calor del arco hace que el ácido bórico desprenda grandes volúmenes de gases. La alta presión asociada (a menudo superior a 100 atmósferas) y los gases de enfriamiento extinguen rápidamente el arco resultante. Luego, los gases calientes se expulsan de forma explosiva por el extremo o los extremos del fusible. Estos fusibles solo se pueden utilizar al aire libre.
Este tipo de fusibles pueden tener un pasador de impacto para operar un mecanismo de conmutación, de modo que las tres fases se interrumpan si alguno de los fusibles se funde.
Los fusibles de alta potencia son aquellos que pueden interrumpir varios kiloamperios. Algunos fabricantes han probado sus fusibles para corrientes de cortocircuito de hasta 63 kA .
Los fusibles tienen la ventaja de que suelen ser menos costosos y más simples que un disyuntor de potencias similares. El fusible fundido debe reemplazarse con un dispositivo nuevo, lo que es menos conveniente que simplemente restablecer un disyuntor y, por lo tanto, es probable que desanime a las personas a ignorar las fallas. Por otro lado, reemplazar un fusible sin aislar el circuito primero (la mayoría de los diseños de cableado de edificios no proporcionan interruptores de aislamiento individuales para cada fusible) puede ser peligroso en sí mismo, en particular si la falla es un cortocircuito.
En términos de tiempo de respuesta de protección, los fusibles tienden a aislar fallas más rápidamente (dependiendo de su tiempo de operación) que los disyuntores. Un fusible puede eliminar una falla dentro de un cuarto de ciclo de la corriente de falla, mientras que un disyuntor puede tardar alrededor de medio ciclo a un ciclo para eliminar la falla. El tiempo de respuesta de un fusible puede ser tan rápido como 0,002 segundos, mientras que un disyuntor generalmente responde en el rango de 0,02 a 0,05 segundos.
Los fusibles con alta capacidad de ruptura pueden tener una capacidad nominal para interrumpir de forma segura hasta 300 000 amperios a 600 V CA. Se utilizan fusibles limitadores de corriente especiales antes de algunos disyuntores en caja moldeada para proteger los disyuntores en circuitos de energía de bajo voltaje con altos niveles de cortocircuito.
Los fusibles limitadores de corriente funcionan tan rápido que limitan la energía total que pasa al circuito, lo que ayuda a proteger los equipos que se encuentran aguas abajo contra daños. Estos fusibles se abren en menos de un ciclo de la frecuencia de la corriente alterna; los disyuntores no pueden igualar esta velocidad.
Algunos tipos de disyuntores deben recibir mantenimiento periódico para garantizar su funcionamiento mecánico durante una interrupción. Este no es el caso de los fusibles, que dependen de procesos de fusión en los que no se requiere ninguna operación mecánica para que el fusible funcione en condiciones de falla.
En un circuito de potencia multifásico, si se abre solo un fusible, las fases restantes tendrán corrientes más altas de lo normal y voltajes desequilibrados, con posibles daños a los motores. Los fusibles solo detectan sobrecorriente o, en cierta medida, sobretemperatura y, por lo general, no se pueden usar de forma independiente con relés de protección para brindar funciones de protección más avanzadas, por ejemplo, detección de falla a tierra.
Algunos fabricantes de fusibles de distribución de media tensión combinan las características de protección contra sobrecorriente del elemento fusible con la flexibilidad de la protección del relé añadiendo un dispositivo pirotécnico al fusible operado por relés de protección externos .
En aplicaciones domésticas, los disyuntores en miniatura (MCB) se utilizan ampliamente como alternativa a los fusibles. Su corriente nominal depende de la corriente de carga del equipo a proteger y de la temperatura ambiente de funcionamiento. Están disponibles en las siguientes clasificaciones: 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A, 45A, 50A, 63A, 80A, 100A, 125A. [11]
En el Reino Unido, las unidades de consumo eléctrico más antiguas (también llamadas cajas de fusibles) están equipadas con fusibles semicerrados (reconectables) (BS 3036) o fusibles de cartucho (BS 1361). (El cable fusible se suministra comúnmente a los consumidores como tramos cortos de cable con clasificación de 5 A, 15 A y 30 A enrollados en un trozo de cartón). Las unidades de consumo modernas generalmente contienen disyuntores en miniatura (MCB) en lugar de fusibles, aunque a veces todavía se utilizan fusibles de cartucho, ya que en algunas aplicaciones los MCB son propensos a dispararse por error.
Los fusibles renovables (reenchufables o de cartucho) permiten que el usuario los reemplace, pero esto puede ser peligroso, ya que es fácil colocar un elemento fusible doble o de mayor capacidad (enlace o cable) en el soporte ( sobrefusión ), o simplemente colocarlo con cable de cobre o incluso un tipo de objeto conductor totalmente diferente (monedas, horquillas, clips, clavos, etc.) al soporte existente. Una forma de abuso de la caja de fusibles era colocar un centavo en el zócalo, lo que anulaba la protección contra sobrecorriente y daba como resultado una condición peligrosa. Tal manipulación no será visible sin una inspección completa del fusible. El cable fusible nunca se utilizó en América del Norte por este motivo, aunque se siguen fabricando fusibles renovables para cuadros de distribución.
La unidad de consumo estándar Wylex fue muy popular en el Reino Unido hasta que las regulaciones de cableado comenzaron a exigir dispositivos de corriente residual (RCD) para enchufes que pudieran suministrar equipos fuera de la zona equipotencial. El diseño no permite la instalación de RCD o RCBO . Algunos modelos estándar Wylex se fabricaron con un RCD en lugar del interruptor principal, pero (para las unidades de consumo que suministran a toda la instalación) esto ya no cumple con las regulaciones de cableado ya que los sistemas de alarma no deben estar protegidos por RCD. Hay dos estilos de base de fusibles que se pueden atornillar en estas unidades: una diseñada para portafusibles reconectables y otra diseñada para portafusibles de cartucho. A lo largo de los años, se han fabricado MCB para ambos estilos de base. En ambos casos, los portafusibles de mayor capacidad tenían clavijas más anchas, por lo que un portafusibles no se podía cambiar por uno de mayor capacidad sin cambiar también la base. Los portafusibles de cartucho también están disponibles ahora para gabinetes de riel DIN. [12]
En América del Norte, los fusibles se utilizaban en los edificios cableados antes de 1960. Estos fusibles de base Edison se enroscaban en un casquillo de fusible similar a las lámparas incandescentes de base Edison. Las clasificaciones eran de 5, 10, 15, 20, 25 y 30 amperios. Para evitar la instalación de fusibles con una clasificación de corriente excesiva, las cajas de fusibles posteriores incluyeron características de rechazo en el casquillo del portafusibles, comúnmente conocidas como Base de rechazo (fusibles Tipo S) que tienen diámetros más pequeños que varían según la clasificación del fusible. Esto significa que los fusibles solo se pueden reemplazar por la clasificación de fusible preestablecida (Tipo S). Esta es una norma trinacional norteamericana (UL 4248–11; CAN/CSA-C22.2 NO. 4248.11-07 (R2012); y, NMX-J-009/4248/11-ANCE). Los tableros de fusibles Edison existentes se pueden convertir fácilmente para que solo acepten fusibles de base de rechazo (tipo S), enroscando un adaptador a prueba de manipulaciones. Este adaptador se enrosca en el portafusibles Edison existente y tiene un orificio roscado de diámetro más pequeño para aceptar el fusible designado con clasificación tipo S. [13]
Algunas empresas fabrican disyuntores térmicos en miniatura reiniciables , que se enroscan en un zócalo de fusible. [14] [15] Algunas instalaciones utilizan estos disyuntores con base Edison. Sin embargo, cualquier disyuntor de este tipo que se venda hoy en día tiene un defecto. Puede instalarse en una caja de disyuntores con puerta. Si es así, si la puerta está cerrada, puede mantener presionado el botón de reinicio del disyuntor. Mientras está en este estado, el disyuntor es efectivamente inútil: no proporciona ninguna protección contra sobrecorriente. [16]
En la década de 1950, los fusibles en las nuevas construcciones residenciales o industriales para la protección de circuitos derivados fueron reemplazados por disyuntores de bajo voltaje.
Los fusibles se utilizan ampliamente para la protección de circuitos de motores eléctricos; para pequeñas sobrecargas, el circuito de protección del motor abrirá automáticamente el contactor de control y el fusible solo funcionará en caso de cortocircuitos o sobrecargas extremas.
Cuando se conectan varios fusibles en serie en los distintos niveles de un sistema de distribución de energía, es conveniente fundir (desbloquear) solo el fusible (u otro dispositivo de protección contra sobrecorriente) más cercano eléctricamente a la falla. Este proceso se denomina "coordinación" y puede requerir que se tracen las características de tiempo-corriente de dos fusibles sobre una base de corriente común. Los fusibles se seleccionan de modo que el fusible de la rama menor desconecte su circuito mucho antes de que el fusible de alimentación comience a fundirse. De esta manera, solo se interrumpe el circuito defectuoso con una perturbación mínima para otros circuitos alimentados por un fusible de alimentación común.
Cuando los fusibles de un sistema son de tipos similares, se pueden utilizar relaciones empíricas simples entre las clasificaciones del fusible más cercano a la carga y el siguiente fusible hacia la fuente.
Los denominados fusibles autorreiniciables utilizan un elemento conductor termoplástico conocido como termistor de coeficiente de temperatura positivo polimérico (PPTC) que obstaculiza el circuito durante una condición de sobrecorriente (al aumentar la resistencia del dispositivo). El termistor PPTC se reinicia automáticamente, ya que cuando se elimina la corriente, el dispositivo se enfría y vuelve a tener una resistencia baja. Estos dispositivos se utilizan a menudo en aplicaciones aeroespaciales/nucleares donde el reemplazo es difícil, o en una placa base de computadora para que un mouse o teclado en cortocircuito no provoque daños en la placa base.
Los fusibles térmicos se encuentran a menudo en equipos de consumo como cafeteras , secadores de pelo o transformadores que alimentan pequeños dispositivos electrónicos de consumo. Contienen una composición fusible sensible a la temperatura que mantiene un mecanismo de contacto de resorte normalmente cerrado. Cuando la temperatura ambiente es demasiado alta, la composición se derrite y permite que el mecanismo de contacto de resorte interrumpa el circuito. El dispositivo se puede utilizar para evitar un incendio en un secador de pelo, por ejemplo, cortando el suministro de energía a los elementos calefactores cuando se interrumpe el flujo de aire (por ejemplo, el motor del ventilador se detiene o la entrada de aire se bloquea accidentalmente). Los fusibles térmicos son un dispositivo "de un solo uso", no reiniciable, que debe reemplazarse una vez que se han activado (fundido).
Un limitador de cable es similar a un fusible, pero está destinado únicamente a la protección de cables de alimentación de baja tensión. Se utiliza, por ejemplo, en redes en las que se pueden utilizar varios cables en paralelo. No está destinado a proporcionar protección contra sobrecargas, sino que protege un cable que está expuesto a un cortocircuito. Las características del limitador se adaptan al tamaño del cable de modo que el limitador elimine una falla antes de que se dañe el aislamiento del cable. [17]
El carácter Unicode para el símbolo esquemático del fusible, que se encuentra en el bloque Técnico Misceláneo , es U+ 23DB (⏛).
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