El conmutador con fusibles reúne un conmutador tripolar y tres fusibles limitadores para proteger transformadores. IEC 62271-107 lo ubica entre el combinado interruptor-fusible y el interruptor automático: opera en todo el rango de corriente, no tiene límite de corriente de transferencia y su disparo lo da un dispositivo externo.
Respuesta corta
Un conmutador con fusibles (fused circuit-switcher) es un dispositivo formado por un conmutador tripolar y tres fusibles limitadores de corriente. Puede cerrar y cortar cualquier corriente de carga o de falla hasta su corriente de corte en cortocircuito, con las condiciones de tensión transitoria de restablecimiento y de factor de potencia que fija IEC 62271-107 (edición 2.0 de 2012, apartados 1.1 y 3.4.102).
Está pensado para circuitos con exigencias normales de endurancia mecánica y eléctrica. La norma cita como aplicación la protección de transformadores de alta y baja tensión. Excluye las líneas de distribución y los cables, los circuitos de motores y los de bancos de condensadores. Cubre tensiones asignadas de más de 1 kV hasta 52 kV.
Cómo reparte el trabajo
- Corrientes bajas de cortocircuito: hasta la corriente de toma de control asignada, las despejan dispositivos suplementarios bien dispuestos, como percutores o relés, que disparan el conmutador.
- Corrientes altas: las despejan los fusibles, que se incluyen para que la capacidad de corte del conjunto supere la del conmutador.
Ith, la corriente térmica máxima
El apartado 4.4.101 define la corriente térmica máxima asignada (Ith) como el máximo valor de la corriente térmica del conmutador con fusibles. No se exige tomarla de la serie R10. La corriente real depende de los fusibles instalados. El apartado 8.103 añade que la asigna el fabricante, se verifica con el ensayo de calentamiento y puede tener que reducirse si la temperatura ambiente supera la normal.
La norma no aplica a este equipo la corriente de corta duración asignada, la corriente de cresta asignada ni la duración del cortocircuito asignada (apartados 4.5, 4.6 y 4.7).
Corrientes asignadas de corte y de cierre
- Corriente de corte en cortocircuito (Isc): se elige de la serie 8 – 10 – 12,5 – 16 – 20 – 25 – 31,5 – 40 – 50 – 63 – 80 – 100 kA (apartado 4.101). La capacidad de corte depende de los fusibles: solo pueden listarse en el manual del fabricante fusibles cuya corriente máxima de corte sea igual o mayor que Isc.
- Corriente de cierre en cortocircuito: 2,5 veces Isc a 50 Hz o 2,6 veces a 60 Hz (apartado 4.103).
- Corriente de toma de control asignada: el máximo valor eficaz de la corriente de toma de control que el conmutador puede interrumpir. El valor declarado debe ser mayor que la toma de control que dan los fusibles con que se demuestra la corriente térmica máxima (apartado 4.104).
Qué pasa entre Ith e I3
I3 es la corriente mínima de corte del fusible, definida en IEC 60282-1. Con una corriente entre la corriente térmica y I3, la protección solo la da un disparo externo, como un relé de sobrecorriente o de sobretemperatura. Un percutor, accionado por sobrecorriente o por temperatura, puede dar la orden, y el conmutador despeja la corriente (apartado 8.104).
La norma advierte del riesgo de sobrecalentamiento y de comportamiento impredecible si esa condición se mantiene, con una corriente por encima de la térmica y por debajo de I3. En esos casos conviene un fusible con limitación térmica (apartado 8.101).
Toma de control
La corriente de toma de control es la corriente por encima de la cual los fusibles toman el despeje del dispositivo de disparo y del conmutador. Depende del tiempo mínimo de apertura del conmutador y de la curva tiempo-corriente del fusible (apartado 8.106). La curva de fusión máxima de los fusibles elegidos debe quedar a la izquierda del punto definido por la toma de control asignada y el tiempo mínimo de apertura. Así, con protección externa, las corrientes mayores que la toma de control asignada las despejan solo los fusibles.
El ensayo de tipo TDIlow (apartado 6.101.2.4) comprueba la zona por debajo de la curva de fusión de los fusibles. Se hacen tres cortes con una corriente igual a un tercio de la toma de control asignada, con los fusibles reemplazados por enlaces sólidos.
La norma agrega un caso: si el tipo de transformador y las conexiones de media tensión dan una capacitancia muy baja, la tensión transitoria del ensayo de toma de control puede no cubrir un cortocircuito sólido en el secundario. Entonces, el comportamiento debe especificarse según el ensayo especial T30 del anexo M de IEC 62271-100:2008.
Frente al combinado interruptor-fusible y al interruptor automático
El apartado 8.109 ubica al conmutador con fusibles en un punto intermedio entre el combinado interruptor-fusible (IEC 62271-105) y el interruptor automático (IEC 62271-100).
| Característica | Combinado interruptor-fusible | Conmutador con fusibles |
|---|---|---|
| Rango de operación correcta | Entre la fusión y la transferencia, según la tensión transitoria; por encima de la transferencia, siempre | Completo |
| Ajuste de la protección | Con la elección del fusible | Con un dispositivo externo |
| Percutores | Básicos | Opcionales |
| Corriente de transferencia | Relevante y limita las aplicaciones | No relevante |
| Toma de control | Relevante si tiene disparador | Básica |
| Característica | Conmutador con fusibles | Interruptor automático |
|---|---|---|
| Rango de operación correcta | Completo | Completo |
| Limitación de la corriente de falla | Sí | No |
| Recierre | No, si operó un fusible | Sí, con cualquier corriente |
Operación
El apartado 8.108 pide que los tres fusibles sean del mismo tipo y de la misma corriente, y que se inserten con los percutores, si los hay, en la orientación correcta. Tras una falla trifásica pueden haber operado solo dos fusibles o solo dos percutores, lo que no es anormal. Deben reemplazarse los tres fusibles si operaron los de uno o dos polos, salvo que se sepa con certeza que por los que no se fundieron no pasó sobrecorriente. Si el disparo ocurrió sin fundir ningún fusible, la precaución mínima es medir la resistencia en frío de los fusibles antes de volver a energizar.
Qué no hacer
- No use un conmutador con fusibles para líneas, cables, motores o bancos de condensadores: la norma los excluye.
- No instale fusibles cuya corriente máxima de corte sea menor que la Isc del conmutador.
- No dé por protegida la zona entre Ith e I3 sin un disparo externo.
- No confunda este equipo con el combinado interruptor-fusible de IEC 62271-105: tienen nombre, ensayos y límites propios.
Temas relacionados
El fusible se describe en fusible de media tensión. Si debe elegir entre fusible o interruptor para un transformador, vea proteger el transformador con fusible o con interruptor. El interruptor automático de media tensión se explica en interruptor de media tensión en vacío. Los equipos de maniobra de las celdas están en celdas de media tensión.
La comparación con el combinado interruptor-fusible se amplía en corriente de transferencia del combinado interruptor-fusible, y el disparo por percutor en percutor del fusible y disparo del interruptor.
Para ver cómo encaja con el resto de la serie IEC 62271, consulte las normas para pruebas a equipos primarios.
Cuándo llamarnos
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Referencias
- IEC 62271-107, High-voltage switchgear and controlgear - Part 107: Alternating current fused circuit-switchers for rated voltages above 1 kV up to and including 52 kV, edición 2012: apartados 3.4.101 a 3.4.103, 4.4.101, 4.101 a 4.104, 6.101.2.4 y 8.101 a 8.109 (Tablas 3 y 4).
Preguntas frecuentes
¿Qué es la corriente térmica máxima Ith de un conmutador con fusibles?
Es el máximo valor de la corriente térmica del conjunto, que el fabricante asigna y se verifica con el ensayo de calentamiento. La corriente térmica real depende de los fusibles instalados y no tiene que tomarse de la serie R10. Puede reducirse si la temperatura ambiente del servicio supera la normal.
¿Qué protege un conmutador con fusibles entre la corriente térmica y la corriente mínima de corte del fusible?
Solo un disparo externo, como un relé de sobrecorriente o de sobretemperatura. Con corrientes entre la corriente térmica y I3 (la corriente mínima de corte del fusible, según IEC 60282-1), el fusible no protege por sí mismo. Un percutor accionado por sobrecorriente o por temperatura puede dar la orden de disparo.
¿En qué se diferencia de un combinado interruptor-fusible?
El conmutador con fusibles opera correctamente en todo el rango, no está limitado por la corriente de transferencia y su disparo lo da un dispositivo externo. En el combinado interruptor-fusible, la protección se ajusta con la elección del fusible, los percutores son básicos y la corriente de transferencia limita las aplicaciones.