Un fusible es un componente electrónico de potencia de un solo uso que realiza una función protectora.
Según GOST : "Un dispositivo que, debido a la fusión de una o más de sus partes que tienen un diseño y dimensiones determinadas, abre el circuito en el que está incluido, interrumpiendo la corriente si excede un valor predeterminado durante un tiempo determinado. El fusible incluye todas las partes, formando productos terminados" [1] . El fusible es la sección más débil del circuito eléctrico protegido , operando en modo de emergencia, rompiendo así el circuito y evitando la posterior destrucción de elementos más valiosos del circuito eléctrico por la alta temperatura [2] provocada por valores de corriente excesivos . Los primeros fusibles comenzaron a utilizarse a finales del siglo XIX. Desde entonces, su esencia no ha cambiado, solo ha cambiado la tecnología de producción y la calidad de su trabajo, tanto seleccionando los materiales con los que están hechos, como cambiando el diseño. Cabe señalar que los términos fusible y eslabón fusible tienen significados significativamente diferentes en los estándares eléctricos modernos.
Como elemento protector en un fusible, el llamado. inserto fusible, que se encuentra dentro del cartucho, lleno de un medio de extinción de arco que absorbe intensamente el calor (arena de cuarzo), o sin relleno, a veces el principio de autogás se usa en fusibles, durante la acción térmica del arco, conduce a la liberación de gases de extinción de arco de los elementos estructurales del cartucho (por ejemplo, durante la acción de un fusible de arco, la carcasa de fibra libera gases). Se fabrica un inserto fusible para fusibles potentes en placas con cortes que reducen el área de la sección transversal del inserto, mientras que en el modo nominal, el exceso de calor de lugares estrechos debido a la conductividad térmica tiene tiempo de extenderse a partes anchas y todo el inserto tiene casi la misma temperatura. Durante las sobrecargas, el calor no tiene tiempo de distribuirse completamente por todo el volumen del inserto y se derrite en el lugar más caliente. En caso de cortocircuito, el proceso es tan intenso que prácticamente no hay redistribución de calor y el inserto se quema en varios lugares estrechos.
Para un funcionamiento más rápido del fusible (en fusibles de alta velocidad), se utilizan diseños especiales (el inserto fusible tiene una forma especial), en el que el circuito del fusible se apaga a altas corrientes no fundiendo el inserto, sino rompiéndolo con fuerzas electrodinámicas (a veces, para acelerar la operación, el inserto fusible se carga adicionalmente con la fuerza del resorte). Para acelerar la fusión del inserto, también se usa el fenómeno del efecto metalúrgico , esta solución generalmente se usa en fusibles con insertos de varios cables paralelos.
En algunos diseños de fusibles, se utilizan insertos con una sección transversal de cable variable: diferentes tiempos de quemado para secciones individuales conducen a una disminución de las sobretensiones cuando el fusible funciona.
Una característica importante de cualquier protección de corriente, incluido un fusible, es la característica de tiempo-corriente , generalmente descrita en forma de gráfico, la corriente se traza a lo largo del eje de abscisas, con mayor frecuencia en unidades relativas (la corriente nominal del fusible -corriente). enlace se toma como una unidad), y a lo largo de la ordenada - tiempo de respuesta. Al mismo tiempo, debe tenerse en cuenta que la característica de cada copia del fusible (incluso del mismo lote) tiene su propia característica de tiempo corriente, que se indica en el catálogo para cada tipo de fusible como “características zona de propagación”, que está garantizada por el fabricante.
En este caso, es necesario tener en cuenta la diferencia entre la corriente nominal del fusible y la corriente nominal del cartucho fusible :
En un portafusibles de un tamaño determinado se pueden instalar varios insertos para diferentes corrientes nominales, siendo el mayor de la serie nominal normalmente igual a la corriente nominal del portafusible.
Algunos tipos de fusibles tienen un indicador de funcionamiento en forma de pasador con resorte; cuando se quema el eslabón del fusible, el pasador indicador es expulsado por el resorte de la caja del fusible, lo que indica el funcionamiento del fusible. A veces, este pin presiona un contacto de señal especial, lo que indica un fusible quemado a través de los circuitos telemecánicos.
Todos los enlaces fusibles, independientemente de las características de diseño, incluyen dos elementos principales:
Los cuerpos de los eslabones fusibles suelen estar hechos de grados de cerámica especial de alta resistencia (porcelana, esteatita o cerámica de corindón-mullita). Para fusibles con corrientes nominales bajas, se utilizan vidrios especiales. El cuerpo del eslabón fusible generalmente desempeña el papel de una pieza de base, en la que se monta el elemento fusible con los contactos del eslabón fusible, el indicador de funcionamiento, los contactos libres, los dispositivos para operar el eslabón fusible y una placa de características. Al mismo tiempo, la carcasa realiza las funciones de una cámara de extinción de arco eléctrico.
Desafortunadamente, en este momento no existe un sistema único para clasificar los fusibles, pero se pueden clasificar de acuerdo con diferentes criterios.
En términos generales, todos los fusibles tienen una cierta característica de tiempo-corriente, que muestra el tiempo transcurrido antes de que el fusible se funda desde el momento en que comenzó a funcionar. Y podemos señalar algunos modos importantes de su funcionamiento.
Por lo tanto, es posible seleccionar la corriente de disparo mínima, si la corriente que fluye es inferior a este valor o igual a él, entonces el enlace fusible durará un tiempo arbitrariamente largo sin dispararse. En este modo, llamémoslo nominal o de trabajo, todos los fusibles se comportan exactamente igual.
Pero tan pronto como la corriente que fluye a través de él comience a exceder el valor de la corriente mínima de funcionamiento, el fusible comenzará a derretirse. Y dependiendo de las características de diseño de los diferentes tipos de cartuchos fusibles, el proceso puede proceder de diferentes maneras. Algunos se derriten rápidamente incluso con un valor de corriente ligeramente superior (alta velocidad), otros (como los que se utilizan en los circuitos de protección de motores) son capaces de soportar una corriente significativamente superior a la corriente nominal durante bastante tiempo, suficiente para el circuito eléctrico para llegar a su funcionamiento un modo en el que la corriente cae al valor nominal del fusible (en los motores eléctricos, por ejemplo, este es el momento en que se inicia, cuando la corriente que pasa a los devanados es muchas veces mayor que la corriente en que el motor ya está en marcha, ganando velocidad de funcionamiento). Es este segundo modo de operación el que básicamente determina el propósito del fusible y los divide en diferentes tipos. Y es la característica de tiempo-corriente en esta sección, su forma y valores están determinados por el diseño del fusible y el sistema de extinción de arco.
Y el tercer modo de operación del fusible es trabajar en modo de cortocircuito. Aquí, como en el primer caso, casi todos los fusibles se comportan de manera similar. Con una corriente de cortocircuito, su valor en el circuito aumenta extremadamente rápido y toma valores que son muchas veces (o incluso órdenes de magnitud) más altos que los valores nominales para este circuito. Desde el fusible cuando se opera en este modo, solo se requiere una cosa: romper el circuito lo más rápido posible, evitando daños térmicos o mecánicos a los elementos de este circuito por valores de corriente altos.
Esta característica se indica (pero no siempre y no en todos los modelos) en un código de letras antes del valor de la corriente nominal en el marcado [3] :
Se utiliza para proteger circuitos de baja potencia, normalmente de hasta 20 amperios. Es un cilindro de vidrio (cerámica) con bases metálicas interconectadas en su interior por un alambre delgado . Cuando se sobrecarga o cortocircuita , el cable se quema, abriendo el circuito e impidiendo su posterior destrucción por exceso de temperatura. Difieren en tamaño:
Los fusibles de horquilla son los más utilizados en los circuitos eléctricos de CC de los vehículos , se producen para voltajes operativos de hasta 30 voltios. El diseño de dichos fusibles se desplaza hacia un lado: contactos eléctricos en un lado y una parte fusible (protectora) en el lado opuesto.
El tipo más común de fusibles en instalaciones eléctricas antiguas del parque de viviendas de los países de la antigua URSS. El diseño es una caja de porcelana , dentro de la cual hay un cable delgado (ardiendo en modo de emergencia); para garantizar la separación de los dos extremos del cable entre sí durante la combustión, una carga pintada en un color determinado cuelga de un extremo del cable (cada color corresponde a una determinada intensidad de corriente). Como regla general, el estado del fusible está determinado por la posición de la carga: si cuelga de un cable, entonces el fusible se ha quemado y debe reemplazarse.
| Fuerza actual | cheques de color | Potencia máxima (red 220 V) |
|---|---|---|
| 2A _ | Rosado | 460 vatios |
| 4A | Marrón | 900 vatios |
| 6A | Verde | 1 200 vatios |
| 10 A | Rojo | 2000 vatios |
| 16A | Gris | 3 200 vatios |
| 20A | Azul | 4000 vatios |
| 25A | Amarillo | 5 200 vatios |
| 32-50A | El negro | 7 300 -11 500 vatios |
| 60 - 63A | Rojo oscuro | 13 800 -14 500 vatios |
El tipo de fusible más común en las instalaciones eléctricas industriales, se fabrican para corrientes elevadas, hasta 1250 amperios. Son una fuente de mayor peligrosidad, ya que el uso incluía la instalación en un soporte con mordazas no aisladas; por este motivo, se intenta que los fusibles de cuchillo se utilicen únicamente en aquellos lugares donde el mantenimiento de la instalación eléctrica lo realice exclusivamente personal cualificado con el equipamiento necesario y las adecuadas habilidades de seguridad . En el surtido moderno, puede encontrar seccionadores de fusibles de cuchilla con carcasa dieléctrica que reducen el riesgo de lesiones durante el mantenimiento y/o reemplazo.
El principal competidor del fusible es el disyuntor , cuyo sello distintivo es la facilidad de uso [4] .