Fusibles

Los fusibles son los dispositivos de sobre corriente ms baratos y simples que se utilizan en la proteccin de redes de distribucin. Al mismo tiempo son uno de los ms confiables, dado que pueden brindar proteccin un tiempo muy prolongado (por arriba de 20 aos) sin estar sujeto a tareas de mantenimiento.

Su funcin principal es la de servir como un enlace dbil entre dos secciones de la red elctrica, pero para que funcionen apropiadamente deben de censar la condicin que tratarn de proteger, interrumpir la falla rpidamente y coordinar con todos los dems dispositivos de la red.

CALIBRACIN DE LOS FUSIBLES

Un fusible seleccionado en forma adecuada debe abrir el circuito por destruccin del elemento fusible, eliminando el arco establecido durante la destruccin y luego mantener las condiciones del circuito abierto con tensin nominal aplicada en sus terminales, es decir que no haya arco a lo largo del elemento fusible. A pesar de que el fusible es simple en apariencia su funcin es compleja. Para que acte en forma adecuada debe: Censar las condiciones tratando de proteger Interrumpir la corriente rpidamente Coordinar con otros dispositivos de proteccin

El largo y el dimetro del elemento son determinantes de las caractersticas del fusible.Mientras ms largo el fusible ms rpido operar para bajos niveles de corriente de cortocircuito. Para niveles altos de corrientes de cortocircuito, la elevacin de temperatura es muy rpida y el calor no puede ser disipado desde el centro del elemento fusible. Como consecuencia, el tiempo de fusin en el rango de altas corrientes de falla no depende fuertemente del largo del elemento sino del dimetro. El fusible de expulsin, como su nombre lo implica, expulsa gases durante su operacin.

Un fusible de expulsin tpico utiliza una seccin de elemento fusible relativamente corta para censarla sobre corriente e iniciar el arco requerido para la interrupcin.

A continuacin se listan los tipos de link fusibles que existen hoy en da en el mercado segn normas AYEE, ANSI C.37.40, 41, 42, 46,47 y 48, IRAM 2400, NIME y NEMA:

- K: Conducen hasta 150% de su In sin daos (relacin de velocidades 6 a 8) - T: Ms lentos que los K (relacin de velocidad 10 a 13)- Std: Intermedia entre los K y T; son permisivos a las fluctuaciones de corriente (relacin de velocidad 7 a 11)- H: Conducen hasta el 100% de su In sin dao; tienen caracterstica de fusin muy rpida (relacin de velocidad 7 a 11).- N: Conducen hasta el 100% de su In sin daos. Son ms rpidos an que los H.- X: Provistos de un elemento dual; son permisivos a las fluctuaciones de la corriente (relacin de velocidad 32)- Sft: Provisto de elemento dual; no actan ante fallas temporarias en trafos. - MS o KS: Respuesta ultra lenta y mayor permisividad de corriente que los T; bueno como proteccin de lnea (relacin de velocidad 20) - MN241 AYEE: Conducen hasta el 130% de su In sin daos; poseen un resorte extractor necesario en los seccionadores MN241 AYEE

Condiciones Que Deben Cumplir Los Fusibles de AT en distribucin elctrica.1. Enfriar el metal vaporizado.1. Absorber el vapor metlico condensa.1. Extinguir el arco que pueda mantenerse en el vapor metlico conductor. La presencia de este polvo es la que confiere al fusible su alto poder de ruptura en el caso de cortocircuitos bruscos.1. Alta rigidez mecnicas.1. Brindar una buena estabilidad elctrica para un el funcionamiento del sistema en buen estado.1. Ser resistentes a los cambios atmosfricos.1. Condiciones tcnicas y garantas de seguridad en Centrales, y Subestaciones y Centros de transformacin.Criterio Para Seleccin De Los FusiblesEl criterio de seleccin se apoya bsicamente en la UNE 21-122 Gua de aplicacin para la eleccin de fusibles de alta tensin destinados a utilizarse en circuitos con transformadores, si bien se han tomado en consideracin otros aspectos como la utilizacin de una gama reducida de calibres para los centros propiedad de Iberdrola con objeto de optimizar el stock, la coordinacin con rels o fusibles de derivacin aguas arriba o la utilizacin de un calibre mnimo de 12K para fusibles de expulsin debido a la fusin intempestiva de los calibres bajos por descargas atmosfricas, entre otros.Para la seleccin de un fusible tenemos que tener presente los siguientes conocimientos:1. Tensin y nivel de aislamiento2. Tipo de sistema3. Mximo nivel de cortocircuito4. Corriente de cargaSeleccin De La Corriente NominalLa corriente nominal del fusible debe ser mayor que la mxima corriente de carga. Debe permitirse un porcentaje de sobrecarga de acuerdo a las condiciones del equipo protegido. En el caso de transformadores de potencia, los fusibles deben ser seleccionados de tal forma que su caracterstica tiempo-corriente este por arriba de la curva de energizacin (inrush) y por debajo de su lmite trmico. Algunos fabricantes confeccionan tablas para la asistencia en la apropiada seleccin del fusible para diferentes valores nominales y disposiciones.Seleccin De La Tensin NominalLa tensin nominal del fusible se determina a partir de las siguientes caractersticas:1. tensin mxima de fase o de lnea.1. tipo de puesta a tierra.1. nmero de fases (tres o una).Las caractersticas del sistema determinan la tensin vista por el fusible en el momento en que interrumpe la falla. Tal tensin debe ser igual o menor que la tensin nominal del fusible. Por lo tanto, debe aplicarse los siguientes criterios:1. En sistemas aislados, la tensin nominal debe ser igual o mayor que la tensin mxima de lnea.1. En sistemas trifsicos puestos a tierra, para cargas monofsicas, la tensin nominal debe ser igual o mayor que la mxima tensin de fase y para cargas trifsicas la tensin nominal es seleccionada en base a la tensin de lnea.Seleccin de la capacidad de cortocircuito La capacidad de cortocircuito del fusible debe ser igual o mayor que la corriente de falla trifsica calculada en el punto de instalacin del fusible.

Coordinacin entre dispositivos de proteccin

En la coordinacin de las caractersticas tiempo-corriente de los distintos tipos de dispositivos de proteccin, deben emplearse los siguientes criterios bsicos: 1. La proteccin principal debe despejar una falla permanente o temporaria antes de que opere la proteccin back-up, o continuar operando hasta que el circuito sea desconectado. Sin embargo, se ver luego el caso especial de coordinacin entre un reconectador y un fusible.

2. La prdida de suministro causada por una falla permanente debera restringirse a la menor parte posible del sistema por el tiempo ms corto posible.

Coordinacin fusible-fusible

El mecanismo inicial de operacin de un fusible es la fusin del elemento. Este mecanismo depende de los tres siguientes factores: Magnitud de la corriente Duracin de la corriente Propiedades elctricas del elemento

FUSIBLESPARAPROTECCINDERAMALESCriterios paracoordinacin defusibles

Lacoordinacindeproteccionesestdirectamenteligadaconlosindicadoresde calidad delserviciodelsistemade distribucinde energa, por ello se debetratar de reducir loscortesde servicio innecesarios alosusuarios.

Existendosconceptosesencialesquesedebentenerencuentaparalacoordinacinde losdispositivosdeproteccinenunsistemadedistribucin,elprimeroeslaselectividad logradaconlascaractersticastiempocorrienteyelsegundoeslasecuenciade operacindelosdispositivos.

Para coordinar apropiadamente los dispositivos seleccionados e instalados, sedebe lograr lassiguientesreglasbsicasdecoordinacin:

Se debe asumir que la gran mayora de las fallas son de origen transitoriateniendo en cuenta laaltaprobabilidad(70%u80%)questastienensobrelasfallaspermanentes. Hacerinterrupcionesdeservicioslocuandolafallaseapermanente. Enlainterrupcindetramosdelneasoramalesdecircuitoporfallas permanentes, se debeaislarlamenorpartedelsistemaparadespejarcompletamentelafalla.

Cuando los fusibles estn adecuadamente coordinados,una falla en cualquier partede un circuitoprovocar la fusin del fusible ms cercano al cortocircuito, aislando de esta forma la seccin fallada.Ninguno de los fusibles ms prximos a la subestacin deber fundirse o empezara fundirse si losfusiblessehanseleccionadocorrectamente(aunqueexistatraslapodelaszonasdeproteccin).

Unareglaqueseconsideraenlacoordinacinentrefusibleseslasiguiente:Eltiempode aclaracindelfusible que sirve de proteccin principal no debe ser superior al 75%del tiempo de fusin mnima delfusible de respaldo. Esto garantiza la coordinacin apropiada entre fusibles en todo el rango decorrientesdefalla.

Criterios deseleccindefusibles Para la seleccin del fusible que sirve de proteccin del ramal o aisladero deber tenerse presente lossiguientesfactores: Tensinnominal. Capacidaddeinterrupcin. Cargadel ramal (k VA). Coordinacin con dispositivos aguas arriba (reles, reconectadores o fusibles) y aguas abajo(fusibles ).Para una correcta coordinacin es indispensable calcular los niveles mnimos y mximosde falla en elramalprotegido.La proteccin del ramal deber coordinarse de tal manera que el fusible ms cercano a la falla(proteccinprincipal)opereantesqueelfusiblederespaldo(oproteccinderespaldo).

FUSIB LESPARAPROTECCINDETRANSFORMADORES

Criteriosdeseleccin

Como regla general, los siguientes factores deben ser considerados para laseleccin del fusible dellado primario de un transformador. Una descripcin ms amplia de cada tem puede consultarse en lanormaRA8002.

TensinNominal. Capacidaddeinterrupcin. Capacidaddesobrecarga. SoportabilidadacorrienteInrush(MagnetizacinyColdLoad). Proteccincontrafallasenelsecundariodeltransformador. Coordinacinconfusiblesderespaldo.

Fusiblesnormalizados

Losfusiblesnormalizadoscomo medio de proteccin para lostransformadoresmonofsicosytrifsicosamontarenpostedebernser del TipoK.LasiguientetablanormalizalosfusiblesTipoKorpido que debern instalarse en el sistemamonofsico a 7620 V y trifsico a 13200 V del SDL de las EEPM, de acuerdo a la capacidad y tipo detransformadordedistribucinas:

LossiguientescriteriosfueronconsideradosenlaseleccindelfusibleK:

Losfusibles seleccionadospresentanunmejorcomportamientodeproteccinqueelfusibletipoDualparaciertorangodecorrientesdefallaaldespejarlasmuchomsrpido. La seleccindelfusible tuvoen cuentael impacto de la corriente Inrush de magnetizacin, ColdLoadycurvadedaodeltransformador. El fusible indicado en la tabla representa la capacidad mnima en amperiosque garantiza laproteccin y coordinacin segura para el transformador. La instalacin de fusibles de menorcapacidad causar actuacin del fusible ante corrientes Inrush o fallas reflejadas desde el ladosecundario del transformador. La instalacin de fusibles de mayor capacidad comprometer laproteccindeltransformadorensucurvadedao.