Un motor no debe protegerse con un fusible convencional debido a que éste no está diseñado para proporcionar protección de sobrecarga, su función básica es proteger contra cortocircuito. Los motores demandan corrientes de al rededor de seis veces la nominal al momento del arranque y si se protegiera con un fusible convencional éste se fundiría a cada arranque. Si el fusible fuera seleccionado de una mayor capacidad para evitar la fusión en el arranque, entonces no protegería al motor de las pequeñas sobrecargas. Cuando sea necesario utilizar fusibles para proteger un motor, éstos deben ser del tipo de doble elemento o retardadores de tiempo (especial para motores).
Deseamos que el fusible se funda antes de que el conductor alcance una temperatura considerada peligrosa, usualmente de 250 °C. Los fusibles están divididos en dos grandes grupos: fusibles de baja tensión: (600 V o menos) y fusibles de alta tensión (más de 600 V).
Puntos a considerar para la elección de un fusible para un motor
El dimensionado de un fusible será adecuado a la corriente a proteger; dentro de esta particularidad es importante tener muy en cuenta si conviene a su vez que el fusible sea de efecto rápido, medio o lento en la respuesta a una intensidad anormal.
Por ejemplo, un motor con arranque directo que inicia su marcha a plena carga. En este caso, la corriente absorbida por el motor puede ser seis veces la intensidad nominal. Si el fusible protegiera solamente la corriente nominal, en el momento del arranque se fundiría el fusible.
Sabiendo eso, podemos dar algunos puntos importantes a considerar para la elección del fusible de un motor eléctrico:
- Corriente nominal del motor: Selecciona un fusible que permita la operación normal del motor sin dispararse.
- Tipo de fusible: Define si necesitas fusibles de acción rápida o retardados (para manejar corrientes de arranque). Esto lo puedes decidir si el motor trabaja con un arrancador suave o si arranca directamente, es decir, sin arrancador. Al tener un arrancador suave, la corriente de arranque ya no se eleva tanto y puedes utilizar un fusible de acción rápida.
- Voltaje nominal: Asegúrate de que el fusible sea adecuado para el voltaje del sistema.
- Capacidad de interrupción: Elige un fusible capaz de manejar la máxima corriente de cortocircuito posible en el circuito.
- Normas y certificaciones: Considera fusibles que cumplan con estándares locales (UL, IEC, etc.) para garantizar seguridad y compatibilidad.
- Condiciones ambientales: Verifica si el fusible funcionará en ambientes de alta temperatura, humedad o con vibraciones.
- Compatibilidad con el arrancador: Si el motor tiene un arrancador, el fusible debe ser compatible con sus características.
- Tamaño físico: Asegúrate de que el fusible sea compatible con el portafusibles o carcasa disponible.
- Ciclo de operación: Evalúa si el motor opera continuamente o en ciclos frecuentes para seleccionar el fusible adecuado.
- Recomendaciones del fabricante: Consulta las especificaciones del motor y del fusible para garantizar una elección correcta.
Tipos de fusibles más comunes:
Tipo cartucho o contacto de casquillo
Este fusible es útil para las tensiones nominales entre 250 y 600 V en los tipos fijo y recambiable. El tipo fijo contiene polvo aislante (talco o un adecuado aislante orgánico) rodeando al elemento fusible. En el caso de cortocircuito, el polvo tiene por misión: (1) enfriar el metal vaporizado , (2) absorber el vapor metálico condensado, y (3) extinguir el arco que pueda mantenerse en el vapor metálico conductor. La presencia de este polvo es la que confiere al fusible su alto poder de ruptura en el caso de cortocircuitos bruscos.
Si el vapor metálico conductor creado en el instante del cortocircuito mantuviera la corriente de cortocircuito, no tan solo el motor quedaría dañado de forma permanente, sino que el propio fusible podría explotar a causa de la corriente de cortocircuito formada en el vapor. Por esta razón, el tipo fijo que contiene polvo es preferido al tipo recambiable, el cual no lo lleva. Pero este último posee la ventaja de un coste reducido donde ocurran sobrecargas frecuentes y los fusibles deban ser reemplazados a menudo.
Fusible tipo tapón
Funciona a la tensión nominal de 125 V, estando disponible en el comercio para bajas corrientes nominales de hasta 30 A. Estos fusibles poseen una base roscada y están proyectados para ser utilizados en arrancadores reducidos o en cajas de interruptores de seguridad a 125 V, en motores de pequeña corriente.
Por lo general, los fusibles protegen contra los cortocircuitos más bien que contra las sobrecargas. Con corrientes de aproximadamente 25 ó 30 veces su valor nominal, los elementos fusibles se fundirán en el espacio de un ciclo a (60 Hz) e interrumpirán el circuito en el próximo ciclo, aproximadamente en 1/30 de segundo.
Fusibles temporizados
Un tipo de fusible, denominado fusible temporizado, que existe en los tipos de cuchillas, cartucho y tapón, proporciona un gran retardo en el caso de sobrecargas momentáneas o sostenidas antes de desconectar el circuito. Estos fusibles contienen dos elementos en serie (o en paralelo): (1) un elemento fusible estándar para la protección de cortocircuito (25 a 50 veces la corriente normal) y (2) una disposición contra sobrecargas, o interruptor térmico de hasta cinco veces la corriente nominal que proporciona una característica de retardo de tiempo inverso.
La cualidad de tiempo inverso significa que, por ejemplo, el circuito será desconectado por este último elemento en unos 3 minutos (a 5 veces la corriente nominal), hasta aproximadamente 10 segundos (a unas 20 veces la corriente nominal), ya que el efecto térmico varía con el cuadrado de la corriente. Por tanto, un fusible de valor nominal relativamente pequeño puede ser empleado para procurar la protección contra sobrecargas y sin llegar a desconectar el circuito durante los periodos de elevación transitoria de la corriente en el arranque o en el frenado. En el caso de cortocircuito, el elemento fusible estándar de acción instantánea interrumpe inmediatamente el circuito para evitar desperfectos.
Fusible de potencia limitador de la corriente
Contiene elementos fusibles de aleación de plata rodeados por cuarzo en polvo. Cuando los elementos fusibles son vaporizados por un cortocircuito, el vapor de plata y de cuarzo produce un arco de muy alta resistencia que sirve para limitar la corriente y su crecimiento hasta que un equipo de protección magnética (tal como un disyuntor) tenga la posibilidad de funcionar e interrumpir el circuito.
Fusibles especiales de alta tensión
Estos fusibles se emplean por encima de 600 V, incluyen varios órganos para extinguir el arco que se podría mantener, particularmente a alta tensión, cuando el elemento fusible se vaporiza a causa de la corriente excesiva. Algunos de estos fusibles se utilizan particularmente junto a interruptores o disyuntores de baja capacidad de ruptura para aprovechar la ventaja de la alta capacidad de ruptura que poseen estos dispositivos.
Los tipos de fusibles de alta tensión más comunes son (1) el fusible de desionización con ácido bórico líquido, (2) el fusible de expulsión, y (3) el fusible de material sólido.
Fusibles líquidos
Funcionan según el principio de la acción de desionización del vapor del agua producido por la reacción entre el arco y el ácido bórico líquido. Existen «conectadores» recambiables para estos fusibles en los valores nominales de 7.5, 15, 23 y 34.5 kV, con poderes de ruptura de hasta 0.45, 0.75, 1 y 1.2 millones de kVA, respectivamente.
Fusibles de expulsión de alta tensión
Mas pequeños, funcionan según el principio de la presión, creada por la formación de vapores dentro del tubo portafusible, actuando un mecanismo disparador para expeler el vapor y así extinguir el arco.
Fusibles de material sólido
Utilizan órganos de contacto de resorte, unidos al elemento fusible, los cuales aumentan el entrehierro entre los contactos cuando el fusible se funde, con lo que se extingue el arco.