Solució per a la selecció científicament basada de fusibles en sistemes de distribució de baixa tensió

 I.Fons i problemes actuals​
Aquesta solució pretén proporcionar una base científica per al disseny, la selecció i l'adquisició de dispositius de protecció elèctrica, comparant objectivament les característiques tècniques dels fusibles i els interruptors automàtics. Enfatitza les avantatges irreplacebles i els escenaris d'aplicació dels fusibles en els sistemes de distribució moderns, permetent una configuració òptima que asseguri la seguretat, la fiabilitat i l'eficiència econòmica.

​II. Anàlisi de les principals avantatges dels fusibles (en comparació amb els interruptors automàtics)​​
Els fusibles no són productes obsolets; ofereixen avantatges distintius sobre els interruptors automàtics en aplicacions específiques:

1. ​Excel·lent selectivitat: És fàcil aconseguir una protecció selectiva completa entre els fusibles amont i aval—només cal complir la raó de selectivitat de 1,6:1 especificada per les normes nacionals o IEC (és a dir, la corrent nominal del fusible amont ≥ 1,6 vegades la del fusible aval). Aquesta característica fa que els fusibles siguin molt avantatjats per a la protecció de branques intermèdies de distribució, permetent una isolació precisa de les faltes i minimitzant l'àmbit de les interrupcions de corrent.
2. ​Fort capacitat limitadora i de ruptura de corrent: Els fusibles actuen extremadament ràpidament en cas de faltes de curtcircuït, limitant eficientment la corrent pícnica i l'energia dels curtcircuïts. La seva capacitat de ruptura és generalment alta (sovint supera els 100 kA), assegurant una interrupció fiable de diversos tipus de faltes de curtcircuït i protegint els circuits i l'equipament.
3. ​Eficiència econòmica i compactesa: A iguals corrents nominals i capacitats de ruptura, els fusibles són significativament més econòmics que els interruptors automàtics (especialment els interruptors automàtics selectius). La seva mida compacta també ajuda a optimitzar la disposició espacial dels quadres de distribució.
4. ​Alta fiabilitat i funcionament sense manteniment: Com a dispositius de protecció d'ús únic, els fusibles tenen un mecanisme d'operació simple i directe sense components mecànics complexos. Ofereixen una alta fiabilitat i eviten riscos com el bloqueig mecànic o les fallides dels components electrònics que podrien ocorre en els interruptors automàtics.

​III. Escenaris d'aplicació típics i solucions per als fusibles​
Basant-se en les seves característiques tècniques, els fusibles són solucions ideals per als següents escenaris:

1. ​Protecció de branques intermèdies:
• Escenari: Branques de distribució situades entre l'interruptor principal i els circuits finals en un sistema de distribució.
• Solució: Utilitzar fusibles en aquestes posicions aprovecha la seva perfecta selectivitat per coordinar-se amb els interruptors automàtics selectius amont o els fusibles, assegurant una isolació localitzada de les faltes i prevenint la commutació involuntària. Això manté la continuitat de la corrent per a altres parts del sistema mentre que redueix significativament els costos totals gràcies als avantatges econòmics dels fusibles en aplicacions a gran escala.
2. ​Protecció de línees principals de petita a mitjana capacitat o línees radials:
• Escenari: Línies radials o principals amb capacitats de corrent més petites (per exemple, inferiors a 300 A) que es prolonguen des dels quadres de distribució de baixa tensió.
• Solució: Emprar fusibles gG de alta capacitat de ruptura proporciona una protecció fiable contra sobrecàrregues i curtcircuïts. La seva alta capacitat de ruptura assegura una interrupció segura de les falles fins i tot quan estan instal·lats a prop de transformadors.
3. ​Protecció de circuits de motors:
• Escenari: Circuits finals que alimenten motors, com els de ventiladors i bombes.
• Solució: Es recomana fortement utilitzar fusibles aM (protecció de motors) en lloc de fusibles gG. Els fusibles aM estan dissenyats específicament per gestionar les corrents d'arrancada i de curtcircuït dels motors. La seva corrent nominal pot ser seleccionada a un valor inferior, millorant significativament la sensibilitat de la protecció contra curtcircuïts i assegurant una millor coordinació amb les característiques de protecció contra sobrecàrrega dels relés tèrmics.
4. ​Protecció de suport:
• Escenari: Utilitzat en conjunció amb interruptors automàtics no selectius o commutadors de càrrega.
• Solució: Aprofitar la alta capacitat de ruptura dels fusibles compensa la capacitat limitada de ruptura de certs interruptors automàtics (tecnologia en cascada) o proporciona funcionalitat de protecció per als commutadors de càrrega, formant una combinació de protecció econòmica i pràctica.

​IV. Recomanacions i consideracions per a la implementació​

1. ​Selecció correcta:
• Utilitzar fusibles gG per a la protecció general de línies.
• Utilitzar exclusivament fusibles aM per a la protecció de motors.
• Adherir estrictament a la raó de selectivitat (1,6:1) per a la coordinació dels dispositius amont i aval per assegurar la protecció selectiva.
2. ​Abordar les limitacions inherents:
• Fusió monofàsica: Per a equipament trifàsic crític, utilitzar bases de fusibles dotades de puntes de disparador i microinterruptors d'alarma. Aquests dispositius senyalen quan un fusible d'una fase es funde, activant un relé per tallar l'aprovació trifàsica amont i prevenir l'operació en falta de fase dels motors.
• Incomoditat de substitució: Instal·lar els fusibles en llocs fàcilment accessibles i tenir a mà fusibles de repòs. La necessitat de substituir després d'una falta també proporciona una indicació clara de la mateixa.
3. ​Desenvolupament de productes:
• Actualitzacions de normes: Revisar prontament les normes nacionals de fusibles per alinearse amb les últimes normes IEC, promovint actualitzacions tecnològiques.
• Diversificació de productes: Desenvolupar més nous tipus de fusibles per oferir una selecció més ampla.
• Solucions integrades: Proporcionar més solucions estandaritzades de quadres/boites de distribució que incorporen fusibles perquè els dissenyadors i usuaris puguin triar-los.

​V. Conclusió​
Els fusibles ocupen una posició significativa en els sistemes de distribució de baixa tensió moderns degut a les seves avantatges úniques, incloent la excel·lent selectivitat, la alta capacitat de ruptura, l'eficiència econòmica i la alta fiabilitat. No estan destinats a "reemplaçar" els interruptors automàtics, sinó a "complementar-los".

La solució científica consisteix en utilitzar interruptors automàtics selectius poderosos a l'inici del sistema i en circuits crítics, mentre que s'empraren activament fusibles de alta prestació per a numeroses branques intermèdies i circuits finals específics (per exemple, motors). Aquesta configuració híbrida i jeràrquica de dispositius de protecció assegura la construcció d'un sistema de distribució de baixa tensió òptim que sigui tant segur i fiable com econòmicament eficient.

​