Quais são os tipos de fusíveis?

Quais são os tipos de Fusíveis?

Um fusível é um dispositivo de interrupção de corrente. Ele quebra ou abre o circuito derretendo seu elemento fusível, isolando, assim, o dispositivo com defeito do circuito principal de alimentação. Os fusíveis são principalmente classificados em dois tipos com base na tensão de entrada: fusíveis AC e fusíveis DC. Os diversos tipos de fusíveis são ilustrados na imagem abaixo.

Fusível DC

Um fusível DC funciona para abrir ou quebrar o circuito quando uma corrente excessiva passa por ele. No entanto, o principal desafio com fusíveis DC está na extinção do arco gerado pela corrente contínua. Como não existem cruzamentos naturais de corrente zero em um circuito DC, ao contrário de um circuito AC, a extinção do arco é extremamente difícil. Para mitigar isso, os eletrodos em um fusível DC são colocados a uma maior distância um do outro. Como resultado, o tamanho de um fusível DC é maior em comparação com um fusível AC de classificação similar.

Fusíveis AC

Os fusíveis AC são classificados em dois tipos principais: fusíveis de baixa tensão e fusíveis de alta tensão. A corrente alternada em fusíveis AC tem uma frequência que faz com que sua amplitude varie de 0° a 60° em um segundo. Essa característica da corrente alternada permite uma extinção de arco mais fácil em um circuito AC em comparação com um circuito DC.

Os fusíveis de baixa tensão podem ser ainda mais categorizados em quatro classes, como ilustrado na imagem abaixo. Fusíveis semi-encapsulados ou reconfiguráveis, juntamente com fusíveis totalmente encapsulados ou do tipo cartucho, são os tipos de fusíveis mais frequentemente utilizados.

Fusíveis Reconfiguráveis

Fusíveis reconfiguráveis são predominantemente utilizados em circuitos de baixa corrente, como aqueles para fiação doméstica. O fusível reconfigurável consiste em dois componentes principais: o invólucro do fusível e o suporte do fusível. A base do fusível, geralmente feita de porcelana, é projetada para segurar os fios do fusível. Estes fios podem ser feitos de materiais como chumbo, cobre estanhado, alumínio ou uma liga de estanho-chumbo. Uma das vantagens dos fusíveis reconfiguráveis é que o suporte do fusível pode ser inserido ou removido da base sem a necessidade de abrir o interruptor principal. Esta característica permite a substituição conveniente do fio do fusível quando este se funde devido a corrente excessiva, tornando-o uma escolha prática para sistemas elétricos residenciais, onde a simplicidade e a facilidade de manutenção são valorizadas.

Fusíveis Totalmente Encapsulados ou do Tipo Cartucho

Em fusíveis totalmente encapsulados ou do tipo cartucho, o elemento fusível está completamente encerrado dentro de um recipiente fechado, com contatos metálicos posicionados nas duas extremidades. Esses fusíveis podem ser ainda mais categorizados em dois subtipos: fusíveis cartucho tipo D e fusíveis cartucho tipo Link. Cada subtipo tem seu próprio design e características distintas, que são adaptadas para diferentes aplicações e requisitos elétricos. A estrutura fechada desses fusíveis oferece proteção aprimorada contra fatores ambientais e contato acidental, tornando-os adequados para uma ampla gama de sistemas elétricos, onde a segurança e a confiabilidade são cruciais.

Fusíveis Cartucho Tipo D

Os componentes principais de um fusível cartucho tipo D incluem a base, anel de adaptação, cartucho e tampa do fusível. O cartucho é alojado dentro da tampa do fusível, e a tampa do fusível é firmemente fixada à base do fusível. Quando o cartucho é totalmente parafusado na base, a ponta do cartucho faz contato com o condutor, completando, assim, o circuito através dos elos do fusível. Este design permite a instalação e substituição fácil do cartucho, garantindo uma conexão elétrica eficiente e proteção no circuito.

Fusíveis Cartucho Tipo Link ou de Alta Capacidade de Ruptura (HRC)

Nos fusíveis cartucho tipo Link ou HRC, o elemento fusível é projetado para suportar corrente de falha por um período prolongado. Em caso de persistência da falha, o elemento fusível derrete, abrindo efetivamente o circuito e interrompendo o fluxo de corrente. Uma das principais vantagens dos fusíveis HRC é sua capacidade de limpar tanto correntes de falha baixas quanto altas. Isso os torna altamente confiáveis na proteção de sistemas elétricos contra uma ampla gama de condições de corrente anormal.

Os fusíveis HRC são caracterizados por sua operação de alta velocidade. Eles também requerem manutenção mínima, o que é uma grande vantagem em muitas aplicações. No entanto, após cada operação, o elemento fusível dos fusíveis HRC precisa ser substituído. Além disso, durante as falhas, esses fusíveis geram calor, o que pode potencialmente afetar a operação de interruptores próximos.

O invólucro de um fusível HRC é preenchido com quartzo puro em pó, que serve como um meio eficaz de extinção de arco. O fio do fusível em fusíveis HRC é tipicamente feito de prata e cobre. Este fio do fusível consiste em duas ou mais seções unidas por uma junção de estanho. A junção de estanho ajuda a reduzir a temperatura sob condições de sobrecarga, melhorando o desempenho e a durabilidade geral do fusível.

Para aumentar a capacidade de ruptura dos fusíveis, dois ou mais fios de prata são conectados em paralelo. Esses fios são arranjados de tal forma que apenas um fio derreterá de cada vez. Existem dois tipos de fusíveis HRC.

Interruptores do Tipo Lâmina

Nos interruptores do tipo lâmina, a substituição do fio do fusível em um circuito ativo é facilitada usando um extrator de fusíveis. Esta ferramenta permite a remoção e substituição seguras do fio do fusível sem manipulá-lo diretamente, reduzindo o risco de choque elétrico. Por outro lado, os fusíveis HRC do tipo parafusado apresentam duas placas condutoras que são firmemente parafusadas à base do fusível. No entanto, ao remover esse tipo de interruptor de fusível, é necessário um circuito adicional de segurança para evitar que o usuário receba um choque elétrico. Este circuito extra garante que a corrente elétrica seja adequadamente isolada antes de o interruptor ser removido.

Fusível de Queda

Um fusível de queda funciona de uma maneira única. Quando o elemento fusível derrete devido a corrente excessiva, ele cai sob a influência da gravidade em torno de seu suporte inferior. Esta característica torna os fusíveis de queda particularmente adequados para a proteção de transformadores externos. Em um ambiente externo, onde os transformadores estão expostos a várias condições climáticas e potenciais falhas elétricas, o fusível de queda pode isolar rapidamente e efetivamente o componente com defeito, protegendo o transformador e o sistema elétrico geral.

Fusível Acionador

Um fusível acionador é um dispositivo mecânico equipado com força e capacidade de deslocamento suficientes. Isso permite que ele seja usado para fechar circuitos de disparo ou indicadores. Quando ocorre uma falha no sistema elétrico, o fusível acionador pode ser acionado, e sua ação mecânica pode fechar o circuito de disparo relevante, que, por sua vez, pode desconectar a alimentação de energia para proteger o sistema. Além disso, ele também pode ativar um circuito indicador para sinalizar a ocorrência de uma falha, fornecendo uma indicação visual ou audível importante para a equipe de manutenção.

Interruptor Fusível

Interruptores fusíveis são projetados para uso em circuitos de baixa e média tensão. As unidades de fusíveis dentro desses interruptores estão disponíveis com classificações nas faixas de 30, 60, 100, 200, 400, 600 e 800 amperes. Eles vêm em configurações de 3 e 4 polos, oferecendo flexibilidade em diferentes configurações elétricas. A capacidade de fechamento desses fusíveis pode chegar a 46 kA. Dependendo de sua classificação, eles são capazes de romper correntes que são aproximadamente 3 vezes a corrente de carga. Isso torna os interruptores fusíveis componentes confiáveis para proteger circuitos elétricos de sobrecorrentes e curto-circuitos em aplicações de baixa a média tensão.

Fusíveis HRC de Alta Tensão

Um dos principais desafios enfrentados pelos fusíveis de alta tensão é o problema de corona. A corona ocorre quando a intensidade do campo elétrico ao redor de um condutor é alta o suficiente para ionizar o ar circundante, resultando em uma descarga. Para resolver esse problema, os fusíveis de alta tensão são projetados com características especiais. Esses fusíveis são principalmente classificados em três tipos, cada tipo adaptado para atender aos requisitos específicos de aplicações de alta tensão, minimizando os efeitos de corona e garantindo um desempenho confiável.

Fusível HV HRC do Tipo Cartucho

Em um fusível HV HRC do tipo cartucho, o elemento fusível é enrolado em forma helicoidal. Este design mitiga eficazmente o efeito de corona em altas tensões. O fusível contém dois elementos fusíveis dispostos em paralelo: um com baixa resistência e o outro com alta resistência. Em condições normais de operação, o fio de baixa resistência conduz a corrente normal. No entanto, durante uma falha, ele é o primeiro a fundir, reduzindo a corrente de curto-circuito. Esta operação sequencial ajuda a proteger o sistema elétrico, limitando rapidamente o fluxo excessivo de corrente.

Fusível HV HRC do Tipo Líquido

Fusíveis HV HRC do tipo líquido são preenchidos com tetracloro de carbono e têm tampas seladas nas duas extremidades. Quando ocorre uma falha e a corrente excede o limite permitido, o elemento fusível derrete e explode. O líquido de tetracloro de carbono dentro do fusível serve como um meio eficiente de extinção de arco para fusíveis HRC. Esses fusíveis encontram aplicação na proteção de transformadores, bem como na proteção de backup para disjuntores. Sua capacidade de extinguir arcos rapidamente os torna componentes confiáveis em configurações elétricas de alta tensão.

Fusível HV do Tipo Expulsão

Fusíveis do tipo expulsão são amplamente utilizados para proteção de alimentadores e transformadores devido à sua custo-efetividade. Eles são tipicamente projetados para sistemas de 11 kV e têm uma capacidade de ruptura de até 250 MVA. Este tipo de fusível consiste em um tubo oco, aberto nas extremidades, feito de papel impregnado com resina sintética. Os elementos fusíveis são inseridos nos tubos, e as extremidades dos tubos são conectadas a encaixes apropriados. Quando um arco é gerado, ele é forçado contra o revestimento interno do tubo. Os gases produzidos durante este processo ajudam a extinguir o arco, protegendo efetivamente o sistema elétrico de condições de sobrecorrente.