seleccion, aplicacion y coordinacion de los hilos fusibles

212121

22

CONTENIDO

1. COORDINACIÓN DE LOS FUSIBLES DE EXPULSIÓN ENTRE SÍ 23

2. CARACTERÍSTICAS DE SOPORTE TÉRMICO, MECÁNICO Y DE SOBRECARGA

2.1 Curva de sobrecarga 262.2 Carga con base en las sobrecargas de Corta Duración sin afectar la

vida esperada normal del transformador. 262.3 Carga de corta duración con sacrificio moderado de la vida esperada. 272.4 Curva de capacidad térmica. 282.5 Curva de corrientes transitorias. 282.6 Desplazamiento de la Curva característica de soporte térmico de los

transformadores. 28

3. GUÍA Y SELECCIÓN DE LOS ESLABONES O CINTAS FUSIBLES PARA LA PROTECCIÓN DE TRANSFORMADORES 29

3.1 Propósito 293.2 Instrucciones 293.3 Ejemplo de aplicación # 1 303.4 Ejemplo de aplicación # 2 32 3.5 Eliminación de los fusibles secundarios 333.6 Capacidad para soportar las sobretensiones por descarga atmosférica 33

4. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y ELÉCTRICAS 35

5. PRUEBAS DE LABORATORIO 36

5.1 Pruebas de fusión corriente–tiempo 365.2 Pruebas de tracción mecánica 365.3 Pruebas de elevación de temperatura 36

23

La coordinación adecuada de los fusibles se hace necesaria cuando se usan fusibles en serie. El número máximo de fusibles de seccionamiento de línea que se permite emplear en serie varia según las distintas compañías, de uno a seis. Cuando los fusibles están adecuadamente coordinados, un defecto en cualquier parte de un circuito radial provocará la fusión del fusible más cercano al defecto en el lado de la subestación, aislando de esta forma la sección defectuosa. Ninguno de los fusibles mas próximos a la subestación deberá fundirse o empezar a fundirse si los fusibles se han escogido correctamente.

Para determinar el calibre de los fusibles que deben coordinarse adecuadamente es necesario calcular la máxima corriente de cortocircuito en aquellos puntos del circuito donde van a instalarse los fusibles. Una vez determinada la corriente máxima de cortocircuito en los diversos puntos donde van a instalarse fusibles, el paso siguiente es escoger el calibre adecuado de los fusibles que deben coordinarse entre sí cuando ocurra un defecto.

Las curvas de fusión tiempo–corriente o las tablas de coordinación de fusibles deben emplearse para deter-minar los calibres adecuados de los fusibles para su coordinación. Una curva tiempo–corriente muestra el tiempo requerido para que un determinado fusible funda o separe un circuito para el paso de distintas corrientes a través del fusible.

Obteniendo las dos series de curvas, una del tiempo de despeje total y otra del tiempo mínimo de fusión, partiendo de la segunda serie, se confecciona una curva daño–tiempo, suponiendo que el umbral de deterioro corresponde a un 75% del tiempo de fusión. Cuando se superponen estas dos series de curvas los fusibles se seleccionan de tal manera que la máxima separación del menor no se solape con el límite de daño del mayor, los dos fusibles están coordinados adecuadamente; es decir, el menor aislará el defecto antes de que el mayor empiece a fundirse (Figura 1).

1. COORDINACIÓN DE LOS FUSIBLES DE EXPULSIÓN ENTRE SÍ

24

FIGURA 2DIAGRAMA DE COORDINACIÓN DE FUSIBLES

FIGURA 1PUNTO DE CORTE

Las curvas de fusión mínimas son utilizadas en relación con el fusible protegido, puesto que estamos interesados en el tiempo de fusión probable mínimo. Las curvas de despeje total son utilizadas en relación con el fusible protector, puesto que estamos interesados en el tiempo de interrupción probable mayor.

Un ejemplo característico de fusibles coordinados en-tre sí es ilustrado en la figura 2. Todos los fusibles que pueden estar sujetos a una corriente de falla determi-nada, están previstos para coordinar con cada uno de los otros. El que se encuentra más cercano a la falla es comúnmente llamado fusible protector.El siguiente mas próximo a la fuente de suministro es llamado fusible protegido. En la figura 2 deben colo-carse fusibles en los puntos 1, 2, 3 y 4 en serie.

La máxima corriente de cortocircuito calculada para estos puntos se supone que es 350, 700, 1100 y

Selección, Aplicación y Coordinación de los Hilos FusiblesLuhfser para protección de Transformadores

25

2100 A respectivamente, se empieza con un fusible 1.6 DUAL en el punto 1 determinado por el tamaño del transformador. La máxima corriente de cortocircuito es de 350 A en el punto 1. Se entra en la Tabla de Co-ordinación de fusibles tipo DUAL – VS por la columna de fusible protector para el fusible 1.6 DUAL y se sigue hacia la derecha horizontalmente hasta la columna 7 VS. El fusible 7 VS será la protección adecuada para 350 A. Obsérvese que el fusible 5 VS protegería solamente hasta 210 A y por lo tanto no se coordinaría con el fusible 1.6 DUAL del transformador.

Determinado ya el fusible 7 VS para el punto 2, donde el cortocircuito máximo es de 700 A, se entra en la Tabla por la columna de fusible protector para fusible 7 VS y siguiendo horizontalmente a través de la tabla se selecciona el fusible 15 VS que protegerá para 700 A. Por tanto, se escoge este fusible 15 VS para el punto 3. De forma similar se escoge el fusible 40 VS para el punto 4 que protegerá adecuadamente para 2100 A (Figura 2).

Tabla 1COORDINACIÓN DE FUSIBLES

LUHFSER TIPO “DUAL-VS” ANSI FUSE LINKS

COORDINACIÓN DE FUSIBLESLUHFSER TIPO “VS-VS” ANSI FUSE LINKS

ABOVE CO-ORDINATION CHART BASED ON MAXIMUM TOTAL CLEARING TIME OF THE PROTECTING LINK AND THE MINI-MUM MELTING TIME OF THE PROTECTED LINK.

26

Este mismo método se sigue para el fusible de cada punto del sistema. En ciertos casos el calibre del fusible en un punto determinado puede colocarse mayor que el necesario para una apropiada coordinación, con el fin de que pueda llevar la corriente de carga normal.

2.1 Curva de sobrecarga

Los dispositivos de protección tales como relevadores y fusibles tienen las características de operación bien definidas, las que relacionan la magnitud de la falla con el tiempo de operación. Estas curvas características deberán ser coordinadas con unas curvas comparables aplicables a los transformadores, las que relacionan la duración y la magnitud de la falla con la capacidad sostenida de resistencia.

La magnitud y duración de las corrientes de falla son de una importancia extrema estableciendo una práctica coordinada de protección para los transformadores, tanto los efectos térmicos como mecánicos de las corrientes de falla deberán ser considerados. Para las magnitudes de las corrientes de falla cerca a la capaci-dad de diseño del transformador, los efectos mecánicos son más importantes que los efectos térmicos. Con magnitudes bajas de corriente de falla acercándose al valor de sobrecarga, los efectos mecánicos asumen menos importancia, a menos que la frecuencia de la ocurrencia de falla sea elevada. El punto de transición entre el interés mecánico y el interés térmico no puede ser definido exactamente, aunque los efectos mecáni-cos tienden a tener un papel más importante en las grandes capacidades nominales de kilovoltiamperios, a causa de que los esfuerzos mecánicos son elevados.

2.2 Carga con base en las sobrecargas de corta duración sin afectar la vida esperada normal del transformador

Los transformadores pueden operarse por encima de 110OC, promedio de temperatura del punto más caliente, durante cortos periodos o durante periodos más largos con temperaturas inferiores a 110OC, de-bido a que el envejecimiento térmico es un proceso acumulativo. Las cargas sugeridas para la vida normal esperada están dadas en las tablas de la norma ANSI/IEEE C57.91 – 1981, basadas en una vida mínima de

20 años con una temperatura continua del punto mas caliente de 110oC. La determinación del porcentaje de pérdida de vida está basada en ciclos de carga de 24 h y una mínima duración de vida de 20 años. Las máximas pérdidas de vida son de 0.0137% día.

FIGURA 3

AM

PER

IOS

NO

MIN

ALE

S

TIEMPO NOMINAL X 3600s 2.02 7200s 1.74 14400s 1.5 28800s 1.33 86400s 1.16

C

CORRIENTE DE SOBRECARGA

SOBRE TENSION INDUCIDA POR DESCARGA

A. CORRIENTE DE CONEXIÓN (INRUSH) 1-2B. CURVA DE CARGA TÉRMICA 3-4C. CURVA DE SOBRECARGA 5-6.D. PARA TRANSFORMADORES DE 25 KVA HACIA ABAJO.

TIEMPO NOMINAL X 2s 25.0 10s 11.3 30s 6.3 60s 4.75 300s 3.0 1800s 2.0

CARGA TERMICATRANSF. CATEGORÍA I

B

CORRIENTE TRANSITORIA

INRUSH

CARGAFRIA

A

25 0.01s 12 0.1s 6 1.0s 3 10.0s


27

La característica de soporte de sobrecarga está dada por los siguientes puntos, asumiendo una temperatura ambiente de 20oC y una precarga precedente = 90%, como se indica en la Tabla 7 de la norma ANSI/IEEE C57.91 – 1981 (Figura 3, Segmento C).

2.3 Carga de corta duración con sacrificio moderado de la vida esperada

Cuando el efecto de envejecimiento de un ciclo de carga o el efecto de envejecimiento acumulativo de un número de ciclos de carga es mayor que el efecto de envejecimiento de la operación continua con carga nominal sobre un periodo dado, el aislamiento se dete-riora a una velocidad mayor que la normal, siendo esta una función del tiempo y de la temperatura expresada comúnmente como un porcentaje de pérdida de vida. Se considera razonable una pérdida promedio de vida adicional de 1% por año o 5% en una operación de emergencia.

Tabla 7Loading Capability Table for 65oC Rise Transformers for Normal and Moderate Sacrifice of Life Expectancy (Based on 65oC Rise Transformer Characteristics, Table 3) Continuous Equivalent Load Exclusive of Peak Load = 90% of Nameplate Rating

(Use Method Described in 5.2 for Converting Actual Load Cycle to Equivalent Load Cycle)

NOTE: Underlined values beyond recommended limits (see 5,3,4). These values are given to assist in interpolation to find the maximun limits. % loss of life shown in this column is in addition to 0.0137% per day loss of life for normal life expectaney.

nr

cSae

Tiempo (Segundos) Veces de la corrientenominal

3600 2.02

7200 1.74

14400 1.50

28800 1.33

86400 1.16

Ambiente Temperature (0C)0 10 20

PeakLoad

Duration(h)

Extra* Lossof Life

(%)

Peak LoadPer Unit

MaximumHot test

SpotTemperature

(c°)

MaximumTop Oil

Temperature(c°)

Peak LoadPer Unit

MaximumHot test

SpotTemperature

(c°)

Maxi-mum

Top OilTemperature

(c°)

Peak Load

Per Unit

Maximumhost test

SpotTemperature

(c°)

MaximumTop Oil

Temperature(c°)

Normal 2.31 155 79 2.16 154 85 2.02 153 910.05 2.57 177 86 2.44 176 93 2.31 175 990.10 2.66 185 89 2.54 184 96 2.41 184 102

1 0.50 2.94 210 98 2.81 209 104 2.70 208 110

Normal 2.00 148 88 1.87 146 92 1.74 145 97

0.05 2.21 169 97 2.11 168 102 1.98 166 1070.10 2.30 178 102 2.19 176 106 2.07 175 111

2 0.50 2.52 200 113 2.42 199 117 2.31 198 122

1.00 2.62 211 118 2.52 210 122 -- -- --

Normal 1.73 140 92 1.62 138 95 1.50 136 980.05 1.91 160 104 1.82 159 107 1.71 158 1110.10 1.98 168 109 1.89 168 112 1.79 166 116

4 0.50 2.17 191 122 2.08 190 125 1.99 189 129

Normal 1.53 130 90 1.44 129 93 1.33 127 95

0.05 1.69 149 102 1.60 148 105 1.51 146 1080.10 1.75 156 107 1.67 156 110 1.57 155 113

8 0.50 1.90 177 121 1.83 177 124 1.74 175 127

Normal 1.35 112 80 1.26 112 83 1.16 111 86

0.05 1.49 129 91 1.41 129 94 1.32 128 970.10 1.54 136 96 1.47 136 99 1.38 135 102

24 0.50 1.69 155 108 1.61 154 111 1.53 154 114 1.00 1.75 163 114 1.68 163 117 1.60 163 120

28

2.4 Curva de capacidad térmica

Los transformadores deben estar diseñados y con-struidos para soportar esfuerzos de tipo mecánico y térmico resultantes de fallas externas.

En general, el aumento de temperatura de este tipo de fallas es aceptable; sin embargo, los efectos mecánicos son intolerables cuando las fallas externas tienen un carácter repetitivo, debido al efecto acumulativo de los fenómenos de compresión, fatiga y desplazamientos internos en el material de aislamiento.

El daño resultante ocasionado por estos fenómenos es una función de la magnitud, duración y frecuencia de las fallas.

La característica de capacidad térmica limita la temper-atura de los devanados del transformador, bajo el su-puesto de que todo el calor almacenado esta limitado a 200oC para el aluminio y 250oC para conductor de cobre en condiciones de cortocircuito.

Esta condición satisface la ecuación descrita a contin-uación, asumiendo que la temperatura máxima ambi-ente es de 30oC promedio y la temperatura máxima de servicio llega a 110oC antes del cortocircuito, según lo descrito en la NTC 2797 (3.4.2.1).

I2t = 1250

Donde:

I = corriente simétrica de cortocircuito en valor por unidad

t = duración en segundos

La categoría I incluirá los transformadores de dis-tribución de acuerdo con la norma C57.12.20 – 1998 del IEEE hasta 500 KVA, monofásicos o trifásicos.

La guía de la Norma Nacional Americana ANSI C57.92 – 1962 para los transformadores de distribución de carga sumergidos en baño de aceite y de potencia, contiene una sección titulada dispositivo de protección, la cual proporciona información indicando la capacidad de carga térmica de corta duración de los transformadores sumergidos en baño de aceite como se resume en la siguiente tabla (Figura 3, Segmento B):

2.6 Desplazamiento de la curva característica de soporte térmico

de los transformadores

(Figuras 4, 5 y 6)

2.5 Curva de corrientes transitorias

Cuando un transformador se energiza, existe una cor-riente de excitación cuya magnitud viene definida por el flujo residual en el núcleo del transformador y el punto de conexión en la curva de tensión. Se ha establecido una curva definida por los siguientes puntos según la NTC 2797 (3.6) (Figura 3, Segmento A):


2 25.0

10 11.3

30 6.3

60 4.75

300 3.0

1800 2.0

2 6 Desplazamiento de la curva


0.01 25.0

0.1 12

1.0 6

10.0 3


29

3.1 Propósito

Determinar el régimen del fusible que sirve para prote-ger un transformador, dentro de los límites de la curva de carga y el cual en forma segura pasará la corriente de sobretensión o perturbación eléctrica transitoria, sin causar daño al transformador.

3.2 Instrucciones

Observar la curva de fusión tiempo–corriente mínima de los fusibles, graficada en el papel logarítmico espe-cificado NEMA, K&E No. 48 5258.

Colocar la línea de referencia vertical “Amperios Nominales” sobre la COORDENADA de la corriente, correspondiente a la corriente de carga total del trans-formador (Intensidad primaria).

Hacer coincidir las líneas horizontales de 100 y 10 segundos con las líneas de 100 y 10 segundos del papel logarítmico.

La curva del fusible situada debajo o a la izquierda de la curva de carga del transformador y a la derecha de la curva de INRUSH y de la intersección del voltaje primario del transformador y de la línea de referencia de 0.02 segundos, califica la capacidad del fusible.

1. La curva de carga esta basada en ANSI C57.92 «Guía para distribución de carga en baño de aceite y transformadores de potencia»

2. El punto del daño de sobretensión o perturbación eléctrica transitoria (intersección del voltaje primario del transformador y de la línea de referencia 0.02) ba-sado en la fórmula semi–empírica de Zaborszky (una fórmula semi–empírica para el cálculo de la capacidad del fusible del transformador con respecto a las so-bretensiones o perturbaciones eléctricas transitorias de Jhon Zaborszky, AIEE periódico No. 54-303, 1954).

3. GUIA Y SELECCIÓN DE LOS ESLABONES O CINTAS FUSIBLES PARA LA PROTECCIÓN DE TRANSFORMADORES

FIGURA 4

SOBRE TENSIONINDUCIDAPOR DESCARGA

CURVAS B Y C REPRESENTAN LA CURVA A AJUSTADA PARA REFLEJAR EL NIVEL REDUCIDO DE CORRIENTE VISTO POR LOS DOS FUSIBLES PRIMARIOS DURANTE UNA FALLA SECUNDARIA FASE A FASE<0.87 POR UNIDAD O UNA FALLA SECUNDARIA FASE - TIERRA 0.58 POR UNIDAD RESPECTIVA-MENTE

CORRIENTE TRANSITORIA

INRUSH

CARGAFRIA

25 0.01s 12 0.1s 6 1.0s 3 10.0s

A. ESTRELLA-ESTRELLA ATERRIZADOB. DELTA - DELTAC. DELTA ESTRELLA-ATERRIZADO

CARGA TÉRMICATRANSFORMADORESCATEGORÍA I

TIME TIMES RATED CURRENT

2s 25.0

10 s 11.3

30s 6.3

60s 4.75

300s 3.0

1800s 2.0

A

30

3.3 Ejemplo de aplicación # 1

Protección de un transformador trifásico de 30 KVA y 13200 V / 208 V. Conexión estrella aterrizado– estrella aterrizado (Factor de desplazamiento 1.0).

La corriente nominal está dada por la fórmula:

I = Potencia Nominal / Tensión Nominal (kVA) (kV)

Donde:

Ip = 30 kVA / 13.2 kV = 1.31 A

Is = 30 kVA / 208 V = 83.27 A

Corriente del primario = Ip= 1.31 A

Corriente del secundario = Is= 83.27 A

FIGURA 5Desplazamiento de la característica ANSI de soporte térmico y mecánico (Curve Shift)

La magnitud de las corrientes de cortocircuíto reflejadas en el lado primario para una falla en el lado secundario dependerá de: 1) tipo de falla; 2) conexión del transformador.

Nota: Las corrientes mostradas están en p.u. por unidad, tomando como corriente base la línea para falla trifásica en el lado secundario.

Tipo de falla Primario Secundario

Trifásica

Línea-línea

Línea-línea

Línea-línea

Línea-neutro


31

FIGURA 6Factor de desplazamiento para la característica de soporte térmico y mecánico

Tabla # 1. Curva de capacidad térmica para un transformador de 30 kVA – 13200 / 208 V

Tabla # 2. Curva de sobrecarga para un transformador de 30 kVA – 13200 / 208 V

Conexión del transformador Factor de desplazamientoPrimario Secundario

0,58

0,58(si se usan dos

réles)1,0

(si se usan dos réles)

0,87

0,87

1,0

1,0

1,0

(Alta impedanciaen el neutro)

Tiempo (segundos) Corriente (Amperios)

2 32.75

10 14.8

30 8.25

60 6.22

300 3.93

1800 6.62


3600 2.64

7200 2.27

14400 1.96

28800 1.74

86400 1.51

32

Tabla # 3. Curva de corrientes de conexión para un transformador de 30 kVA – 13200 / 208 V

Tabla # 2. Curva de sobrecarga para un transformador de 75 kVA – 13200 / 208 V

3.4 Ejemplo de aplicación # 2

Protección de un transformador trifásico de 75 kVA y 13200 V / 208 V. Conexión delta–estrella aterrizado (Factor de desplazamiento 0.58).

La corriente de fase está dada por la fórmula:

If = Potencia Nominal / Tensión Nomina (kVA) (kV)

Donde:If = 25 kVA / 13.2 kV = 1.90 A

La corriente de línea está dada por la fórmula:

Il = Corriente de fase (A) * 1.7320

Donde: Il = 1.90 A * 1.7320 = 3.28 A

Corriente de fase = If= 1.90 ACorriente de línea = Il= 3.28 A

Tabla # 1. Curva de capacidad térmica para un transformador de

75 kVA – 13200 / 208 V

Tabla # 3. Curva de corrientes de conexión para un transformador de

75 kVA – 13200 / 208 V

Teniendo en cuenta las curvas características del trans-formador (curva de capacidad térmica, de sobrecarga y de corriente de conexión) sobre las curvas característi-cas de fusión mínima de los fusibles, se concluye que el fusible Tipo K de 2 A en el ejemplo # 1 y el fusible Tipo K de 3 A en el ejemplo # 2, tiene una protección del sistema y del transformador, con el inconveniente de no poder sobrecargar al máximo el transformador.

El fusible SLOW RAPID 1.3 DUAL del ejemplo # 1 y el fusible SLOW RAPID 1.6 DUAL del ejemplo # 2, pre-sentan una mejor curva característica tiempo corriente que se asemeja a la curva de capacidad térmica del transformador protegiendo el sistema y el transforma-dor, permitiendo el uso máximo del transformador en su capacidad de sobrecarga.

Las curvas características de corriente–tiempo de los fusibles SLOW RAPID 1.3 y 1.6 DUAL, quedan al lado izquierdo de la curva de capacidad térmica del trans-formador y al lado derecho de la curva de conexión del transformador dando una completa protección (Figuras 7 y 8 y Tabla 2).


0.01 32.75

0.1 15.72

1.0 7.86

10.0 3.93


2 47.5

10 21.4

30 11.9

60 9.0

300 5.7

1800 3.8


3600 2.02

7200 1.74

14400 1.50

28800 1.33

86400 1.16


0.01 47.56

0.1 22.82

1.0 11.41

10.0 5.70


33

3.5 Eliminación de los fusiblessecundarios

En el pasado fue necesario seleccionar los eslabones fusibles primarios para la protección del cortocircuito solamente, utilizando fusibles secundarios para prote-ger al transformador contra la sobrecarga.

Con la introducción de los Eslabones Fusibles LUHFSER de elemento doble Tipos VS y SLOW - RAPID los cuales proporcionan protección tanto para la sobrecarga como para el cortocircuito, los fusibles secundarios in-stalados para este propósito pueden ser eliminados.

FIGURA 7

3.6 Capacidad para soportar las sobretensiones por descarga atmosférica

La protección de los transformadores contra los choques directos de los relámpagos y sobretensiones es la función de un pararrayos, no de un eslabón fusible. El daño puede ser producido antes de que el eslabón fusible tenga tiempo para fundir. Las sobretensiones de los choques distantes, sin embargo, a menudo pasan inofensivamente a través de un transformador y seleccionando el eslabón fusible adecuado para la protección de un transformador contra las sobrecargas y cortocircuitos, nosotros debemos también estar

LUHFSER SOBRE TENSIÓN INDUCIDA POR DESCARGA13.2 KV 7.2KV

AM

PER

IOS

NO

MIN

ALE

S

A. CORRIENTE TRANSITORIAB. CURVA DE CARGA TÉRMICA 3-4C. CURVA DE SOBRECARGA 5-6.D. PARA TRANSFORMADORES DE 25 KVA HACIA ABAJO.

SLOW - RAPID1.3 DUAL


CARGA TÉRMICATRANSF. CATEGORÍA I


C

B


CORRIENTE TRANSITORIAINRUSH

CARGAFRIA

A

25 0.01s 12 0.1s 6 1.0s 3 10.0s

D

3O 30KVA 13200/208/120 VConexión Y - Y aterrizadosF.D. 1,0 - In = 1.31 Amp

34

interesados en la capacidad del eslabón fusible para soportar dichas sobretensiones.

Los choques múltiples de descarga eléctrica pueden durar un segundo o más. La magnitud de la corriente de sobretensión que no dañará a un transformador puede ser calculada. Ésta varía con el tamaño y el

voltaje del transformador, así como también con el nivel básico de aislamiento del sistema. Como un valor conocido la corriente de sobretensión puede ser convertido en un equivalente térmico de corriente RMS 60 Hz, el cual produciría en el eslabón fusible la misma cantidad de calor que produciría la misma sobretensión.

FIGURA 8

AM

PER

IOS

NO

MIN

ALE

S

A. CORRIENTE TRANSITORIAB. CURVA DE CARGA TÉRMICA 3-4C. CURVA DE SOBRECARGA 5-6.D. PARA TRANSFORMADORES DE 25 KVA HACIA ABAJO.

LUHFSER SOBRE TENSION INDUCIDA POR DESCARGA13.2 KV 7.2KV


CARGA TERMICATRANSF. CATEGORÍA I


C

B


CORRIENTE TRANSITORIAINRUSH

CARGAFRIA

A

25 0.01s 12 0.1s 6 1.0s 3 10.0s

SLOW - RAPID1.6 DUAL

D

3O 75KVA 13200/208/120 VConexión -Y aterrizadoF.D. 0,58 - In = 1.90 Amp


35

4. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y ELÉCTRICASLos fusibles de un solo elemento manejan temperaturas de fusión bajas y altas con elementos como el estaño, la plata y el cobre. Los fusibles tipo K son llamados fusibles con elemento rápido y los fusibles tipo T, fu-sibles con elemento lento de acuerdo con la relación de velocidad que manejan unos y otros.

Los primeros tienen una relación de velocidad que varía de 6 para regímenes de 6 amperios y 8 para los de 200 amperios, mientras que los segundos manejan para los mismos regímenes de corriente relación de velocidad de 10 y 13 respectivamente.

Los fusibles tipo H son llamados fusibles de elemento extrarápido y sus relaciones de velocidad son 4 y 6 para los regímenes de 6 y 100 amperios.Teniendo en cuenta la curva de seguridad térmica del transformador y sobreponiendo a ésta las curvas cara-cterísticas de fusibles de un solo elemento (K, T y H), se concluye que la protección no es completa.

Se tiene una protección del sistema despro-tegien-do el transformador o se obtiene una protección del sistema y del transformador con el inconveniente de no poder sobrecargar al máximo el transformador.

Los fusibles de doble elemento manejan protecciones contra cortos y sobrecargas, obteniendo curvas cara-cterísticas que representan una excelente protección. Los fusibles tipo DUAL y VS, manejan relaciones de velocidad de 20 y 30 para los mismos regímenes anterior. Teniendo en cuenta la curva de seguridad térmica del transformador y sobreponiendo a ésta las curvas características de fusibles de doble elemento (DUAL y VS), se concluye que la protección es completa. Se tiene una protección para el sistema y el transforma-dor con la ventaja de obtener el máximo provecho de capacidad de sobrecarga del transformador.

TABLA 2

36

5. PRUEBAS DE LABORATORIO

prueba (tiempos de fusión de 300 y 10 segundos) con un más o menos 1% del valor requerido.

Para pruebas de 0.1 segundos, debe garantizarse que la corriente que circula por el fusible durante la prueba, sea la indicada en la tabla correspondiente, lo cual es corroborado mediante un oscilograma.

Los datos obtenidos de fusión corriente – tiempo, corresponderán a un punto ubicado sobre o entre las curvas mínimas y máxima que representa el compor-tamiento de un fusible en forma continua.

5.2 Pruebas de Tracción Mecánica

Los fusibles de expulsión marca LUHFSER, son proba-dos en una mesa de tracción mecánica, la cual se ha diseñado para aplicar fuerzas de hasta 25 Kg.

Los fusibles tipo K, T y H de 1, 2 y 3 amperios, están diseñado para soportar una fuerza de 14 Lbs. Esto es 1.4 veces los requerimientos de la norma ANSI (10 Lbs). Los fusibles de 6 amperios en adelante, resisten una tracción de 20 Lbs y más. Los fusibles tipo DUAL y VS resisten tracciones de hasta 35 Lbs.

5.3 Pruebas de Elevación de Temperatura

Los fusibles de expulsión marca LUHFSER, son someti-dos a una corriente nominal permanente e instalados en el cortacircuito para el cual fueron diseñados, hasta que 3 lecturas consecutivas de la temperatura tomadas a intervalos de 30 minutos, muestren una variación máxima de 1OC en el aumento y se verifiquen los resultados satisfactorios con la tabla de límites de temperatura de la norma IEEE Std C37.40 – 1993.

ELÉCTRICOS INTERNACIONAL LTDA. además cuenta con un procedimiento que tiene por objeto esta-blecer los parámetros para realizar las actividades de seguimiento y medición a las materias primas que se compran y a los productos a lo largo de su proceso de fabricación.

Los fusibles de expulsión marca LUHFSER fabricados por ELÉCTRICOS INTERNACIONAL LTDA., cumplen con la sección 4 de la norma ANSI C37.42 – 1996 (Fusibles para Cortacircuitos Tipo Encapsulado, Abierto y de Fusible Descubierto). Para verificar lo anterior a con-tinuación se describen las pruebas que se realizan.

5.1 Pruebas de Fusión Corriente – Tiempo

Las características mínimas de fusión corriente – tiempo del fusible, no deben ser menores a los valores mínimos dados en las tablas 6 y 7, mientras que las caracterís-ticas mínimas de fusión corriente – tiempo, más la tolerancia de fabricación no deben ser mayores a los valores máximos dados en la tabla 6 mencionada en la sección 4.2.1.3 de la norma ANSI C34.72 – 1996.

Para evidenciar los resultados de los numerales 4.2.1.1 y 4.2.1.3, la empresa cuenta con los siguientes equi-pos:

• Equipo de Inyección de Corrientes Primarias diseñado para generar corrientes hasta de 3000 amperios

• Amperímetro digital

• Osciloscopio con memoria para mediciones de tiempo inferiores a 12 ciclos (0.2 segundos)

• Registrador para medir la temperatura en dos pun-tos

• Dinamómetro

Los fusibles son probados en el cortacircuito para el cual se han diseñado (15 Kv – 38 Kv) y a una tensión baja. Para fusibles de 1 a 100 amperios, los ensayos se hacen a tiempos de 0.1, 10 y 300 segundos, a los cuales se les aplican dos corrientes, una mínima y una máxima. Cuando se aplica la corriente mínima se obtendrá un tiempo de fusión mayor que el tiempo a probar. Cuando se aplica la corriente máxima se obtendrá un tiempo de fusión menor que el tiempo a probar. Las corrientes se sostienen durante toda la


seleccion, aplicacion y coordinacion de los hilos fusibles

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