Percutor del fusible y disparo del interruptor

Respuesta corta

Un fusible de media tensión puede llevar un percutor: un dispositivo mecánico que, al operar el fusible, libera la energía necesaria para accionar otro aparato, un indicador o un enclavamiento (IEC 62271-105, edición 2.0 de 2012, apartado 3.101.3). En un combinado interruptor-fusible, la operación de cualquier percutor hace que los tres polos del interruptor abran automáticamente (apartado 3.4.101).

Los fusibles amplían la capacidad de corte del combinado por encima de la del interruptor solo. Los percutores aportan las otras dos funciones: abrir los tres polos al operar un fusible y lograr un funcionamiento correcto con corrientes de falla entre la corriente mínima de fusión y la corriente mínima de corte del fusible.

La cadena de disparo

El apartado 5.101 exige que los enlaces entre el percutor y el disparador del interruptor funcionen bien en condiciones trifásicas y monofásicas. Deben hacerlo con los requisitos mínimos y máximos de cada tipo de percutor (medio o pesado) y sin importar cómo se acciona, por resorte o por carga explosiva. Los requisitos del percutor mismo están en IEC 60282-1.

Además del percutor, el combinado puede llevar un disparador de sobrecorriente o una bobina de disparo.

El problema de las corrientes bajas

Con corrientes por encima de la corriente mínima de corte, el fusible despeja por sí mismo. Con corrientes menores, el elemento tarda mucho en fundirse y, si el fusible llegara a formar arco interno prolongado, podría dañarse. El apartado 5.102 pide que el combinado funcione bien con todos los valores de corriente de corte, desde la máxima del fusible hasta la corriente mínima de fusión. Para lograrlo, la coordinación de tiempos entre interruptor y fusible puede darse de tres formas:

1. El tiempo de apertura del combinado iniciado por el fusible es menor que el tiempo máximo de arco que el fusible resiste según IEC 60282-1. La norma indica que los ensayos de ese fusible evalúan un tiempo máximo de arco resistido de al menos 100 ms en condiciones de prearco largo.
2. El fabricante demuestra que el fusible fue ensayado con éxito en todo el rango, desde su corriente máxima de corte hasta su corriente mínima de fusión asignada (fusibles de rango completo). En ese caso, el tiempo de apertura iniciado por el fusible no se considera relevante.
3. Se demuestra que el disparador térmico del percutor hace que el interruptor despeje la corriente antes de que se forme arco en el fusible, para todas las corrientes menores que I3, la corriente mínima de corte del fusible.

En todos los casos, el calentamiento en esas condiciones no debe perjudicar el desempeño del combinado, y se comprueba con el ensayo del apartado 6.104. Para corrientes menores que la mínima de corte, el apartado 8.102.3 explica que se asegura la operación correcta con la expulsión de uno o más percutores, que accionan el mecanismo de disparo antes de que el arco interno dañe el fusible. Pueden añadirse relés de sobrecorriente.

Cómo se ensaya

La norma exige tres comprobaciones sobre la cadena de disparo:

• Operación mecánica de los enlaces (apartado 6.102). Son 100 operaciones: 90 con un percutor de energía mínima, 30 en cada polo, y 10 con tres percutores de energía máxima operando a la vez. Después, el funcionamiento debe ser prácticamente el mismo. Con un fusible simulado de percutor extendido y recorrido mínimo, en cada polo debe verse que el interruptor no puede cerrarse o no puede mantenerse cerrado.
• Choque mecánico sobre los fusibles (apartado 6.103). Durante esas operaciones, los fusibles montados en los otros dos polos son los de menor corriente asignada de la lista de referencia. Al terminar, no deben tener daño mecánico ni cambio importante de resistencia, ni haberse desplazado en sus contactos.
• Ensayo térmico con prearco largo (apartado 6.104). Se aplica la corriente que da la mayor temperatura de cuerpo del fusible, declarada por su fabricante, hasta que opera el percutor. Es válido si el percutor y el interruptor operaron correctamente y el fusible no sufrió daño.

Además, en la prueba de rutina cada combinado abre una vez en cada fase con un percutor de energía mínima simulado (apartado 7.101).

Tras un disparo: qué indica la norma

El apartado 8.103 da reglas de operación después de que el combinado opera:

• Los tres fusibles de un combinado deben ser del mismo tipo y de la misma corriente asignada. De otro modo, el desempeño de corte puede empeorar.
• Los fusibles deben insertarse con los percutores en la orientación correcta. Es vital para la operación.
• Si el combinado opera por una falla trifásica, pueden operar solo dos de los tres fusibles, o los tres fusibles pero con solo dos percutores expulsados. Esa operación parcial de un fusible puede ocurrir en servicio trifásico y no se considera anormal.
• Si operó el fusible de uno o dos polos, se descartan y reemplazan los tres fusibles.
• Si el combinado opera sin señales evidentes de falla, examinar los fusibles operados puede indicar el tipo de corriente y su valor aproximado. La norma recomienda que esa investigación la haga el fabricante del fusible.
• Antes de retirar o reponer fusibles, asegúrese de que su base esté desconectada de toda parte que pueda seguir energizada, sobre todo si la base no está visiblemente aislada.

Qué no hacer

• No reponga solo el fusible que operó: reemplace los tres.
• No mezcle fusibles de tipos o corrientes distintas en un combinado.
• No inserte un fusible con el percutor invertido.
• No dé por fallido el combinado solo porque dos de los tres percutores no salieron tras una falla trifásica: la norma lo considera posible.

Temas relacionados

El fusible se describe en fusible de media tensión, y la elección entre fusible e interruptor para un transformador en proteger el transformador con fusible o con interruptor. El interruptor del combinado se presenta en el interruptor-seccionador de media tensión. La inspección posterior a un disparo hace parte del mantenimiento de celdas de media tensión.

La corriente que decide quién despeja la falla se trata en corriente de transferencia del combinado interruptor-fusible, y el conmutador con fusibles, que usa el mismo percutor, en conmutador con fusibles.

Las demás partes de IEC 62271 se ordenan en las normas para pruebas a equipos primarios.

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Referencias

• IEC 62271-105, High-voltage switchgear and controlgear - Part 105: Alternating current switch-fuse combinations for rated voltages above 1 kV up to and including 52 kV, edición 2012: apartados 3.4.101, 3.7.109, 5.101, 5.102, 6.102 a 6.104, 7.101, 8.102.3 y 8.103.

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