Mecanismo de movimiento del arco del fusible: Diseño estructural del arco que migra hacia abajo dentro del tubo del fusible
En condiciones de sobrecorriente o cortocircuito, la masa fundida interna del fusible de desconexión se calienta rápidamente y se funde, generando un arco eléctrico en el instante en que se interrumpe la trayectoria de la corriente. Tras formarse el arco, la estructura interna del tubo portafusible comienza a guiar su movimiento. Los fusibles suelen emplear diseños estructurales específicos para alargar gradualmente el arco dentro del tubo portafusible y desplazarlo hacia la parte inferior, modificando así su forma y reduciendo la probabilidad de un arco eléctrico sostenido. El material del tubo portafusible suele ser un material aislante generador de gas. Cuando el arco entra en contacto con la pared del tubo, se genera un flujo de gas que lo impulsa y lo desplaza axialmente dentro del tubo portafusible.
Influencia de la estructura del tubo portafusible en el movimiento del arco
El movimiento del arco hacia la parte inferior del tubo portafusible depende de la estructura espacial interna y de las propiedades del material. Los tubos portafusibles suelen estar hechos de fibra de vidrio epoxi o materiales de fibra generadores de gas. Cuando el arco genera altas temperaturas y entra en contacto con la pared del tubo, el material se descompone, liberando gas. Este gas forma un flujo de aire direccional dentro del tubo portafusible, impulsando el arco hacia la parte inferior. A medida que la trayectoria del arco se alarga gradualmente, la tensión del arco aumenta sincrónicamente y la trayectoria conductora se debilita gradualmente.
El fusible también contiene relleno o medio extintor, como partículas de arena de cuarzo. La estructura granular divide el arco en múltiples segmentos cortos, dispersando la energía de la columna de arco. La columna de arco se extiende dentro de un canal estrecho, concentrándose finalmente hacia la parte inferior del tubo portafusible. Este diseño estructural es un método típico de control de arco, ampliamente utilizado en fusibles de baja y alta tensión.
Atenuación de energía durante la migración del arco
Esto provoca que el arco se desplace hacia la parte inferior del tubo portafusible, un proceso acompañado de un aumento de la longitud del arco y cambios de temperatura. A medida que el arco se extiende dentro del tubo portafusible, la columna de arco permanece en contacto continuo con el medio extintor, comprimiendo y dividiendo la trayectoria del arco. La resistencia del arco aumenta gradualmente y la energía del arco es absorbida por las partículas de relleno y la superficie de la pared del tubo.
El diseño del fusible también utiliza una estructura de soplado de arco longitudinal para crear un movimiento de arco estable dentro del tubo. La columna de arco se aleja de la zona de rotura del fusible, debilitando aún más la trayectoria del arco. A medida que la corriente de arco disminuye, este desaparece gradualmente y el circuito se interrumpe. Este método de control del movimiento del arco constituye una parte importante del mecanismo de extinción de arco de los fusibles y es fundamental en el diseño de equipos de protección de distribución de energía.
