Ventajas del Fusible de Doble Elemento

Los fusibles de doble elemento con retardo de tiempo de Bussmann series, tienen seis claras ventajas sobre los fusibles de un solo elemento sin retardo de tiempo:

1. Protección contra cortocircuito y sobrecarga del motor

Cuando los fusibles de doble elemento con retardo de tiempo de Bussmann series, protegen circuitos con altas corrientes de arranque, como motores, transformadores y otros componentes inductivos, los fusibles de doble elemento, con retardo de tiempo, Low-Peak y Fusetron™, Bussmann series, pueden ser dimensionados muy cercanos a la corriente a plena carga para maximizar la protección contra sobrecorriente.

Dimensionados adecuadamente, soportarán las sobrecargas normales, temporales, hasta que desaparezcan. Por ejemplo, un motor de 10 hp, 200 volts, trifásico, con un factor de servicio de 1.15, tiene una clasificación de corriente a plena carga de 32.2 A (véase Figura 1).

Figura 1. Circuito de motor con fusible de doble elemento y retardo de tiempo.

 Un fusible de 40 A, de doble elemento, con retardo de tiempo, protegerá al motor de 32.2 A, comparado con un fusible más grande de 100 A, de un solo elemento, sin retardo de tiempo, que podría ser necesario para soportar las corrientes de arranque temporales.

Si una sobrecarga dañina de 200%, sostenida, ocurriera en el circuito del motor, el fusible de 100 A, de un solo elemento, sin retardo de tiempo, nunca se abriría, y el motor podría dañarse porque este fusible solo proporciona protección contra cortocircuito y falla a tierra.

Además, el circuito con fusibles sin retardo de tiempo podría requerir protección separada para la sobrecarga del motor, según el código NEC. En contraste, el fusible de 40 A, con doble elemento y retardo de tiempo, proporciona la misma protección contra cortocircuito y falla a tierra, más la protección contra sobrecarga (eliminando el requisito del código de proporcionar protección separada para la sobrecarga del motor) (véase Figura 2):

Fusible e interruptor dimensionados para motor de 10 hp (200 V, 3Ø, 32.2 FLA)
Tipo de fusible	Capacidad máx. del fusible (A)	Interruptor requerido (A)
Fusetron FRS-S o FRN-R de doble elemento, con retardo de tiempo	40*	60
Limitron de un solo elemento sin retardo de tiempo	100*	100

* Según NEC 430.32

Figura 2. Dimensionar el fusible más cerca del valor de la carga permite usar interruptores más pequeños y de menor costo.

En instalaciones normales, los fusibles de doble elemento, Bussmann series, dimensionados para protección del motor en marcha o protección contra sobrecarga, proporcionan mejor protección contra fallas más un alto grado de protección de respaldo contra el quemado del motor debido a sobrecarga o marcha con la falla de una fase, en caso de otros dispositivos de protección contra sobrecarga.

En caso de sobrecargas térmicas, si los relevadores o contactos no funcionan correctamente, el fusible de doble elemento, dimensionado adecuadamente, actuará de manera independiente para proporcionar protección de “respaldo” al motor.

Cuando ocurre una fase en el secundario, la corriente en las fases restantes se incrementa entre 173% y 200% de la corriente a plena carga nominal del motor. Pero si la pérdida de una fase ocurre en el primario, el desbalanceo de tensiones en el circuito del motor también origina corrientes excesivas. Los fusibles de doble elemento dimensionados para protección contra sobrecarga del motor pueden ayudar a proteger contra daño de sobrecarga causado por la pérdida de una fase.

2. Permiten usar interruptores más pequeños y de menor costo

Los fusibles con doble elemento y retardo de tiempo, Bussmann series, permiten usar interruptores más pequeños, que ahorran espacio y son de menor costo, porque un fusible de un solo elemento con mayor clasificación de amperes, dimensionado adecuadamente, haría necesario usar interruptores más grandes, ya que la clasificación del interruptor debe ser igual o mayor que la clasificación de amperes del fusible.

En conclusión, un interruptor más grande podría costar dos o tres veces más, en lugar de usar un fusible de doble elemento, Low-Peak o Fusetron, Bussmann series. (Nota: Si ya estuviera instalado un interruptor más grande para fusibles de un solo elemento, se pueden instalar fusibles de doble elemento, más pequeños, dimensionados adecuadamente, para protección contra sobrecarga del motor o de “respaldo”, usando adaptadores de fusibles, que permiten instalar fusibles de menor tamaño en montajes para fusibles de mayor tamaño.)

3. Mejor protección contra cortocircuito a los componentes (limitación de corriente)

Los fusibles de doble elemento, con retardo de tiempo, proporcionan mejor protección a los componentes que los fusibles de acción rápida, sin retardo de tiempo, los cuales deben sobredimensionarse para circuitos con sobrecargas temporales o de arranque.

Los fusibles con retardo de tiempo sobredimensionados tienen una respuesta más lenta a las fallas que los fusibles con retardo de tiempo, más pequeños, porque la corriente llegará a un nivel más alto antes de que el fusible se abra, por tanto, la limitación de corriente del fusible sobredimensionado es inferior a la de un fusible con clasificación de amperes que esté más cercana a la corriente normal a plena carga del circuito.

4. Simplifica y mejora la coordinación selectiva para prevenir cortes de energía

Cuanto mayor sea un fusible aguas arriba, en relación con un fusible aguas abajo (alimentador o derivado), es menos probable que una sobrecorriente en el circuito aguas abajo cause que ambos fusibles se abran (falta de coordinación selectiva).

Para estar selectivamente coordinados, los fusibles Low-Peak, Bussmann series, requieren únicamente una relación de clasificación de amperes de 2:1. Esto contrasta con un fusible de acción rápida, sin retardo de tiempo, que podría requerir al menos una relación de clasificación de amperes de 3:1 entre un fusible Low-Peak de gran capacidad, aguas arriba del lado de la línea, con retardo de tiempo, y un fusible Limitron, Bussmann series, aguas abajo del lado de la carga.

Como se muestra en la Figura 3, dimensionados con precisión, los fusibles de doble elemento, Low-Peak, Bussmann series, en el circuito derivado para protección contra sobrecarga de motores, muestran una gran diferencia en las clasificaciones de amperes (relación de 3.75:1) entre los fusibles del circuito alimentador y el circuito derivado, en comparación con el fusible Limitrón de un solo elemento, sin retardo de tiempo, con el fusible Limitron, 90 A, que no cumple la relación publicada de 3:1, necesaria para coordinación selectiva.

5. Mejor protección de motores en temperaturas ambiente elevadas

Antes de seleccionar un fusible o un OCPD (Over-Current Protection Device) debe conocerse la temperatura ambiente de la aplicación, de tal manera que pueda determinarse la clasificación de corriente adecuada a través de lo que se conoce como “factor de reducción”. Como todos los fusibles, el fusible de doble elemento debe ser subdimensionado con base en el aumento de la temperatura ambiente. A elevadas temperaturas ambiente, las curvas de reducción del fusible y las curvas de reducción del motor son muy similares. La Figura 4 ilustra el efecto que tiene:

Figura 4. Curva de reducción de fusibles de doble elemento por temperatura ambiente

Porcentaje de clasificación o de tiempo de apertura la temperatura ambiente sobre las características de operación de los fusibles de doble elemento Low-Peak y Fusetron, Busmann series. Esta característica exclusiva permite la óptima protección del motor, incluso a altas temperaturas. Acerca de los efectos de reducción en los fusibles de un solo elemento o sin reta rdo de tiempo, véase Figura 5.

Figura 5. Curva de reducción de fusibles de un solo elemento por temperatura ambiente.

6. Cuando son dimensionados de forma adecuada, ofrecen protección Tipo 2 “Sin daño” al arrancador del motor

Los fusibles ayudan a reducir el tiempo de inactividad cuando se especifica la protección Tipo 2 “Sin daños” (en lugar de Tipo 1) con fusibles dimensionados adecuadamente. La protección Tipo 2 asegura que, dentro de los límites especificados, ningún daño ocurrirá al contactor o relé de sobrecarga. Con protección Tipo 2, se permite soldadura de contacto ligera, pero debe ser fácilmente separable, permitiendo al equipo ser colocado de nuevo en servicio sin tener que reemplazar o recalibrar ningún componente.

Es necesario un dispositivo con limitación de corriente para lograr protección Tipo 2, con frecuencia se requieren fusibles Clase CC, CF, J o RK1. En estas circunstancias, cuando el fusible del circuito derivado protege al circuito del motor, no es necesario reemplazar el arrancador, y los tiempos de inactividad se reducen o eliminan.

En la falla de una fase… ¿los fusibles son un problema?

La falla de una fase en circuitos para motores de tres fases puede crear tensiones desbalanceadas y/o condiciones de sobrecorriente que, si se permite que persistan, dañarán los motores. En los circuitos de motores modernos, los fusibles y los dispositivos de protección contra sobrecarga aplicados adecuadamente proporcionan un alto grado de protección contra la falla de una fase.

Las principales consideraciones acerca de la falla de una fase incluyen:

• Debe evitarse la falla de una fase, existen varias razones:

  • Los servicios fallan en una fase.

  • Las terminaciones de los conductores se sobrecalientan.

  • La desconexión no “crea” un polo.

  • Los contactos del controlador se queman.

• Antes de 1971, la falla de una fase afectaba a los motores de tres fases instalados según el código NEC, porque la protección contra sobrecarga solo era requerida en dos fases. En 1971, la NEC remedió el problema al agregar el requisito para circuitos con motores trifásicos de tener protección contra sobrecarga de motores en las tres fases. Esto ofrecía protección contra las peores condiciones vistas cuando en una empresa de servicios públicos fallaba una fase en el primario del transformador.

• Tres dispositivos de protección contra sobrecarga del motor, dimensionados adecuadamente, requeridos ahora en la NEC 430.37, proporcionan la protección suficiente.

• La mayoría de las sobrecargas electrónicas, los controladores de arranque suave y los actuadores tienen opciones para detectar desbalances de tensiones y proporcionar protección contra la falla de una fase.

• Aunque los interruptores automáticos no provocan la falla de una fase, a menos que el contacto de un polo lo “haga”, no proporcionan protección contra la falla de una fase.

• Los fusibles ofrecen excelente limitación de corriente de cortocircuito para proteger a conductores y arrancadores del circuito de motores, incluida protección Tipo 2 “Sin daño”, cuando se dimensionan adecuadamente.

• Los centros de control de motores con fusibles se benefician con el corto tiempo de despeje de un fusible con limitación de corriente, que también ayuda a reducir los niveles de energía incidente, mitigar los peligros de arco eléctrico y proteger a los trabajadores.