Cosa sono i fusibili a bassa tensione?

Un fusibile è un dispositivo interruttore di corrente che interrompe o apre un circuito fondendo il suo elemento quando la corrente nel circuito supera un valore specifico. I fusibili sono principalmente categorizzati in due tipi: fusibili ad alta tensione e fusibili a bassa tensione. I fusibili a bassa tensione possono essere ulteriormente suddivisi in due sottotipi: fusibili semichiusi o rifusibili, e fusibili chiusi a cartuccia.

Fusibili Rifusibili

I fusibili rifusibili, comunemente noti come fusibili kit-kat, sono ampiamente utilizzati nella cablatura residenziale e nei circuiti a corrente ridotta. Questi fusibili presentano una base in porcellana con contatti fissi, attraverso i quali vengono collegati i fili vivi. Il portafusibile, un componente indipendente, può essere facilmente inserito o rimosso dalla base.

L'elemento del fusibile è solitamente realizzato in piombo, stagno, rame o lega stagno-rame. La corrente necessaria per fondere l'elemento del fusibile è generalmente il doppio della corrente di funzionamento normale. Quando vengono impiegati più elementi (più di due o tre), devono essere adeguatamente distanziati. Il fattore di derating dell'elemento del fusibile varia da 0,7 a 0,8. In caso di guasto, l'elemento del fusibile si fonde, interrompendo il circuito.

Una volta fuso l'elemento, può essere rimosso e sostituito con uno nuovo. Ricollocando il fusibile nella base, l'alimentazione elettrica può essere ripristinata. I fusibili rifusibili offrono il vantaggio di un sostituzione sicura dell'elemento del fusibile a un costo minimo.

Tuttavia, i fusibili rifusibili presentano anche diversi svantaggi:

• Funzionamento non affidabile: la scelta di un elemento di dimensioni appropriate è cruciale per il corretto funzionamento del fusibile. L'elemento può deteriorarsi a causa dell'ossidazione, che si verifica a seguito del riscaldamento continuo.

• Bassa capacità di rottura: la capacità di rottura dei fusibili rifusibili è limitata. Ad esempio, un fusibile con una capacità di corrente normale di 16A può avere una capacità di rottura di 2kA, mentre un fusibile da 200A potrebbe avere una capacità di rottura di 4kA.

• Velocità di operazione lenta: questi fusibili hanno un tempo di arco relativamente lungo e mancano di mezzi aggiuntivi per l'estinzione dell'arco.

• Rischio di fiamma e incendio: la caratteristica rifusibile può portare all'utilizzo di fili economici per proteggere i dispositivi contro cortocircuiti e sovraccarichi, aumentando il rischio di incendio.

Fusibili Chiusi o a Cartuccia

Nei fusibili chiusi o a cartuccia, l'elemento del fusibile è alloggiato all'interno di un contenitore sigillato, tenuto in posizione da contatti metallici. Questi fusibili sono ulteriormente classificati in tipi D e link. I fusibili a cartuccia di tipo link possono essere suddivisi in progetti a lama o a bullone.

Fusibili a Cartuccia Tipo D

I fusibili a cartuccia tipo D non sono interscambiabili. I componenti principali di questo fusibile includono la base del fusibile, l'anello di adattamento, la cartuccia e il cappuccio del fusibile. La cartuccia scorre nel cappuccio del fusibile, che viene poi attaccato alla base del fusibile. L'elemento del fusibile entra in contatto con la punta della base del fusibile, completando il circuito tramite il collegamento del fusibile.

Le valutazioni standard dei fusibili includono 6, 16, 32 e 63 ampere. La capacità di rottura degli elementi del fusibile è di 4kA per i fusibili da 2A e 4A, e di 16kA per i fusibili da 6A o 63A. Questo tipo di fusibile non presenta svantaggi segnalati e offre un funzionamento altamente affidabile.

Fusibili a Cartuccia o a Capacità Elevata di Rottura (HRC)

Il telaio del fusibile è costruito in steatite (un minerale polverizzato) o materiali ceramici, scelti per la loro eccellente resistenza meccanica. Coperchi in ottone assicurano l'elemento del fusibile all'interno del corpo ceramico, fissati con una forza specializzata per resistere alle alte pressioni interne durante le condizioni di guasto.

I contatti finali sono saldati ai coperchi metallici, assicurando una connettività elettrica robusta. Lo spazio tra l'elemento del fusibile e il corpo della cartuccia è riempito con polvere di quarzo, che serve come mezzo estintore dell'arco. Questa polvere assorbe il calore generato dalle correnti di cortocircuito, convertendosi in uno stato ad alta resistenza che sopprime la tensione di restriking e spegne rapidamente gli archi, migliorando la capacità di rottura e l'affidabilità del fusibile.

L'elemento del fusibile è costruito in argento o rame e connesso tramite una giunzione di stagno, che regola la temperatura del fusibile durante gli eventi di cortocircuito. L'argento ha un punto di fusione di 980°C, mentre lo stagno si fonde a 240°C. Durante un guasto del sistema, la corrente di cortocircuito passa prima attraverso la giunzione di stagno, che limita il flusso di corrente attraverso l'elemento d'argento.

Il fattore di fusione del fusibile a link è 1,45, sebbene alcuni fusibili specializzati possano avere un fattore di fusione inferiore di 1,2. I tipi comuni includono design a lama e a bullone.