Un fusible es un dispositivo utilizado en circuitos eléctricos para proteger el equipo eléctrico contra sobrecargas y cortocircuitos. Es el componente más sencillo y económico para interrumpir un circuito eléctrico cuando se expone a corrientes de cortocircuito o sobrecargas excesivas.
Los fusibles se utilizan para la protección contra sobrecargas o cortocircuitos en sistemas de alta tensión de hasta 66 kV y sistemas de baja tensión de hasta 400 V. En ciertas aplicaciones, su uso se limita a escenarios donde sus características de rendimiento son únicas para la interrupción de corriente.
Principio de funcionamiento de un fusible
Un fusible opera basado en el efecto térmico de la corriente eléctrica. Bajo condiciones normales:
El elemento del fusible conduce la corriente de operación normal, generando calor que se disipa en el aire circundante.
Esto mantiene la temperatura del elemento por debajo de su punto de fusión, asegurando la operación continua del circuito.
Durante una falla (por ejemplo, cortocircuito o sobrecarga):
La magnitud de la corriente aumenta mucho por encima del nivel normal.
El calor excesivo resultante derrite rápidamente el elemento del fusible, interrumpiendo el circuito e aislando la falla.
Esto protege las máquinas y equipos conectados de daños causados por corrientes anormales.
Diseño y función
Material del elemento: Fabricado con metales conductores cuidadosamente seleccionados (por ejemplo, cobre, plata o aleaciones de estaño-plomo) con puntos de fusión bajos para garantizar una fusión rápida en condiciones de falla.
Cartucho: Encierra el elemento, proporcionando soporte mecánico y (en tipos cerrados) materiales extintores de arco (por ejemplo, arena de cuarzo) para suprimir el arco durante la interrupción.
Función principal: Permite el flujo de corriente normal mientras interrumpe rápidamente las corrientes de falla de gran magnitud.
Ventajas de los fusibles eléctricos
Protección económica: La forma más económica de protección de circuitos, que no requiere mantenimiento continuo.
Operación automática: Responde instantáneamente a las fallas sin intervención externa, a menudo más rápido que los interruptores automáticos.
Límite de corriente: Los elementos de fusible más pequeños limitan inherentemente las corrientes de falla al fundirse rápidamente, reduciendo la tensión en los componentes del sistema.
Característica inversa de tiempo-corriente: Capacidad natural para distinguir entre sobrecargas (respuesta más lenta) y cortocircuitos (interrupción instantánea), lo que lo hace adecuado para la protección contra sobrecargas.
Desventajas de los fusibles eléctricos
Tiempo de inactividad para reemplazo: Requiere reemplazo manual después de la operación, lo que lleva a interrupciones temporales del servicio.
Dificultades de coordinación: Hacer coincidir la característica de tiempo-corriente del fusible con otros dispositivos protectores (por ejemplo, interruptores automáticos) puede ser complejo, arriesgando mal funcionamiento o demora en la eliminación de la falla.
Aplicaciones
Sistemas de baja tensión: Protege cables en circuitos de iluminación y alimentación, típicamente hasta 400 V.
Sistemas de media tensión: Se utiliza en redes de distribución primaria para transformadores de hasta 200 kVA, operando a tensiones de hasta 66 kV.
Escenarios especializados: Ideal para circuitos operados infrecuentemente o donde los interruptores automáticos son prohibitivamente costosos, como en entornos residenciales, comerciales y ciertos industriales.
Los fusibles siguen siendo un pilar fundamental de la protección eléctrica debido a su simplicidad, confiabilidad y rentabilidad, especialmente en aplicaciones donde la frecuencia de fallas es baja y la interrupción automática y rápida es crítica.
