FUSIBLES

Toda instalación eléctrica y sus componentes deben de protegerse, y los fusibles son los elementos de protección por excelencia utilizados desde las primeras instalaciones.

Encontramos fusibles en el suministro principal en la caja de fusibles, en muchos cuadros eléctricos y electrónicos  para proteger máquinas y herramientas, incluso en las tostadoras y las lavadoras de nuestras casas.



En esta página vamos a realizar un estudio detallado de los fusibles.

Índice de contenidos

- ¿Qué es un Fusible?
- ¿Por qué usar un Fusible?
- Partes y Materiales
- Símbolos
- ¿Qué Fusible Pongo en Mi Instalación?
- Clases de Fusibles
- Tipos de Fusibles
- Curva de Disparo o Respuesta
- Cálculo del Fusible
- Desventaja de los Fusibles

¿Qué es un Fusible?

Es un elemento de protección de las instalaciones eléctricas que se utiliza para protegerlas de sobreintensidades provocadas por sobrecargas y/o cortocircuitos.

Está formado por un hilo conductor intercalado en la fase, en serie con el resto de la instalación y que se funde por el calor producido cuando pasa por él una corriente eléctrica (efecto Joule) mayor de la Intensidad Nominal para el que está fabricado.

En definitiva es un punto débil en la instalación, que la protege cortando el paso de la corriente excesiva por el resto de la instalación cuando se funde (corta), por eso también se llaman cortacircuitos fusibles.

Si un fusible tiene una In (intensidad nominal) de 5A (amperios), cuando por el circuito pasa más de esa intensidad se funde el fusible por calentamiento antes que el resto de la instalación, y como está en serie, deja de pasar corriente por el circuito.

Presentan el inconveniente de que para restablecer el funcionamiento del circuito hay que reponerlos por otros nuevos, cosa que no ocurre con los magnetotérmicos.

Entonces la pregunta es.....

¿Por qué usar un Fusible?

Los fusibles ofrecen una serie de características que hacen que en muchas ocasiones sean la mejor opción de protección.

- El hecho de tener que cambiarlos cuando hay una sobreintensidad obliga al técnico a revisar la causa de la sobreintensidad antes de volver a poner uno nuevo en la instalación.

- Tienen un funcionamiento seguro y silencioso con una gran velocidad de corte en los cortocircuitos y eliminando significativamente el peligro del arco eléctrico.

- Poseen un elevado poder de corte, pudiendo soportar y eliminar corrientes de cortocircuito de hasta 120KA (kilo amperios) e incluso más si fuera necesario.

Partes y Materiales del Fusible

Generalmente están formados por un cartucho en cuyo interior está el elemento fusible (hilo metálico calibrado) rodeado de algún material que actúa como medio de extinción, el cartucho se aloja en un soporte llamado portafusible que actúa como protector.

El conductor está rodeado de arena de sílice o aire y recubierto por una cápsula de cerámica, plástico o cristal.

El sílice se emplea para que pueda extinguirse rápidamente el arco eléctrico provocado por la interrupción del
circuito.

Como hilo conductor del fusible se  utilizan materiales de bajo punto de fusión, como el plomo, el estaño o el zinc.

La tensión de funcionamiento y el calibre determina su tamaño.

En ocasiones forman parte o están asociados con otros elementos de mando y protección como seccionadores, interruptores etc.

Símbolos del Fusible

El símbolo del Fusible es:



Las normas IEEE son las usadas en América y las IEC las usadas en Europa. El símbolo más utilizado es el primero.

¿Qué Fusible Pongo en Mi Instalación?

Para una correcta protección hay que tener en cuenta la In del fusible, pero también el tiempo que tarda en fundirse y el poder de corte que tenga.

Veamos un resúmen de todos los parámetros a tener en cuenta a la hora de la sección de un fusible para proteger una instalación son, aunque luego veremos uno a uno más detalladamente:

- Calibre o Intensidad Nominal: El calibre (intensidad nominal del fusible, IN ) debe ser igual (o mayor) que la intensidad nominal de la máquina o circuito a proteger y además, debe ser menor que la máxima corriente admisible por el conductor (capacidad de carga del conductor).

- Poder de Corte: se trata de la corriente máxima que puede un fusible interrumpir y debería ser lo más alto posible.

- El tiempo de fusión y el tipo de curva dependerá del tipo de receptor y de si existe o no protección contra sobrecargas por medio de otro dispositivo. Para saber el tiempo de fusión es importante primero conocer la Clase del Fusible.

- Identificación de la Clase del fusible:  la clase está íntimamente relacionada con los tipos y las curvas de fusión, como luego veremos. Tenemos fusibles de clase gL, gG, etc

- Tensión Nominal: Tensiones con valores que oscilan entre los 250 y los 600 v, rango que nos permite utilizarlos para proteger en monofásica y en trifásica.

- Elegir el Tipo de Fusible: La forma del fusible puede ser cilíndrico, de cuchilla o "NH" o de botella, también llamados Neozed o Diozed.

- La selectividad entre los fusibles: En caso de una instalación con varios fusibles, para desconectar la zona afectada, es necesario que los fusibles reaccionen de forma selectiva, es decir, debe desconectar primero el fusible más próximo al lugar de defecto. Si por alguna causa este fusible no responde correctamente, debe actuar el siguiente aguas arriba más cercano, y así sucesivamente.



Se estima que puede conseguirse una buena selectividad siempre que la relación de calibres sea mayor o igual de 1,6.

Clases de Fusibles

El tiempo de fusión es una característica fundamental que da lugar a los distintas Clases de fusibles y curvas de funcionamiento de los mismos.

Para identificar la clase de un fusible se hace mediante 2 letras de la siguiente forma:



La norma UNE 21.013-11 contempla dos clases de fusibles para usos industriales, que son los siguientes:

•Clase gI = Fusibles para uso general: protegen circuitos contra todo tipo de sobrecargas, incluyendo cortocircuitos.

• Clase aM = Fusibles Acompañamiento de motores: especialmente diseñados para la protección de motores, tienen una respuesta extremadamente lenta frente a las sobrecargas, y rápida frente a los cortocircuitos.

Las intensidades de hasta diez veces la nominal (10 In) deben ser desconectadas por los aparatos de protección propios del motor, como el relé térmico, el guardamotor y/o el magnetotérmico, mientras que las intensidades superiores deberán ser interrumpidas por los fusibles aM.

En definitiva, sólo sirven como protección contra cortocircuitos, para sobrecargas se utilizan los relés térmicos y/o los guardamotores

La fusión de éstos es más lenta que los del tipo gI, para pequeñas intensidades.

Para uso doméstico se utilizan los gG con cartucho nominal hasta 100A, según norma IEC 60269-1 y 3

* IEC = Comisión Electrotécnica Internacional.

Si alguna vez ves las siglas DO significa que es un fusible de "uso doméstico".

Existen otras clases de fusibles, que son:

•Clase gF = Fusión rápida: protección contra cortocircuitos.

•Clase gT = Fusión lenta: protección contra sobrecargas.

•Ultrarrápidos: para protección de semiconductores.

Tipos de Fusibles

El tipo de fusible hace referencia a la forma del fusible, tenemos:

De cartucho o Cilíndricos

Formado por un tubo de forma cilíndrica fabricado de material aislante, el cual utiliza soportes metálicos como medio de cierre y que además es lo que le hace introducir en el circuito a presión.

En el interior de este tubo se encuentra la lámina que es lo que hace el trabajo de fusible. Ver imagen de más abajo

Los fusibles de cartucho son quizás el tipo de fusible más conocido y de uso general.

El cartucho puede estar hecho de una variedad de materiales conductores, incluidos vidrio, cerámica y porcelana.

El cable de resistencia interna generalmente está hecho de cobre, plata, aluminio o zinc.

Los fusibles de cartucho tienen un punto de contacto en cada extremo y son compatibles con configuraciones de 240 voltios.

Tienen una velocidad de fusión muy alta, son económicos y, gracias al diseño cilíndrico, son fáciles de reemplazar.

De cuchillas o NH

También se le conoce como fusibles NH.

Es el tipo de fusible que se suele utilizar contra los cortocircuitos y las sobrecargas en determinadas instalaciones de distribución.

Existen dos tipos de fusibles de cuchillas con percutor y sin percutor

De botella Diazed/Neozed

De origen alemán (siemens), también denominados “fusibles botella".

Los fusibles de botella tienen forma de botella y los extremos son de dos tamaños diferentes.

Están construidos en base a un cartucho que se coloca en una corona roscada (portafusible).

El extremo inferior está alineado con precisión con los orificios roscado del portafusible, por lo que no se puede colocar ningún otro tipo de fusible en esa ranura.

Estos fusibles también cuentan con un indicador en la cabeza que se cae cuando el fusible se funde, para mostrar que ha habido un problema en el circuito.

Una vez que esto ocurre, se debe reemplazar el fusible.

Los Diazet se diferencian de los neozet en la forma, aunque los dos tienen forma de botella y los fabrica Siemens.







Generalmente, los fusibles de cartucho cilíndrico se emplean para pequeñas intensidades (hasta unos 10 o 15 A), los de tipo Botella para intensidades de valores intermedios (desde unos 15 A hasta intensidades del orden de 80 A) y los fusibles de cuchilla suelen fabricarse para intensidades muy elevadas (del orden de los 150 A o más).

Curva de Disparo, Respuesta o Fusión

Curvas de Fusión; I = f(t)

los fusibles tienen también curva de respuesta, también llamada de fusión o de disparo, que representan la característica del fusible en un diagrama cartesiano en el que representamos en el eje x  la intensidad en A, mientras que en el eje y estaría el tiempo en segundos.

En realidad la curva de respuesta la forman dos curvas, (de tiempos mínimos de respuesta (curva punteada o de prearco) y de tiempos máximos (curva derecha o de arco).

Como podemos apreciar la curva de fusión del fusible en el eje y+, corta en el infinito a la intensidad nominal, que hace de asíntota vertical de dicha curva. 

De la curva del fusible hay que conocer las siguientes intensidades:

- Intensidad nominal "IN (A)": Intensidad máxima que puede pasar por el fusible en régimen permanente.

- Intensidad de no fusión en tiempo convencional "Inf (A)": Intensidad de sobrecarga, ligeramente superior a la intensidad nominal, que puede pasar por el fusible sin problemas durante el tiempo convencional (dicho tiempo depende de la IN del fusible).

- Intensidad de fusión en tiempo convencional "If (A)": Intensidad de sobrecarga importante, a la que funde el fusible en el tiempo convencional.

- Intensidad de fusión en 5 segundos IF5 (A): Es el valor máximo de intensidad que provoca la fusión del fusible en 5 s. Hace el papel de la IMAG de los magnetotérmicos.

- Intensidad de ruptura-poder de corte del fusible "IPR (A)": Intensidad  que define el poder de corte o ruptura del fusible.

Cálculo del Fusible

Lo más habitual es reemplazar un fusible por otro exactamente igual, y cuando las instalaciones son pequeñas, lo habitual es que el fusible cumpla la condición de tener una IN menor que la máxima prevista en la instalación.

Pero las Normas UNE 264604-4-43 y la GUIA-BT 22 del Reglamento de Baja Tensión, establecen las condiciones que deben de cumplir los elementos de protección asociados a los cables para que protejan eficazmente contra sobrecarga y cortocircuitos.



En la siguiente tabla se puede ver la tabla de los tiempo de fusión de los fusibles a los 5 segundos en función de la intensidad nominal del fusible.

Con estos valores, y los de cortocircuito se deben obtener las siguientes condiciones:

Desventajas de los Fusibles

Además de como ya dijimos que No es rearmable, otro gran inconveniente de los fusibles es la imprecisión que tiene su curva característica de fusión frente a otros dispositivos que cumplen el mismo fin, tales como los magnetotérmicos.

Esto equivale a decir que la banda de dispersión de los fusibles es mayor que la de los magnetotérmicos, pese a que el fabricante solamente facilita la curva media de los fusibles.

Así mismo, la independencia de actuación de los fusibles en una línea trifásica supone un serio problema, ya que con la fusión de uno de ellos se deja a la línea a dos fases, con los inconvenientes pertinentes que ello conlleva.

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