Análisis técnico de la selección de fusibles Selección de fusibles clave

El fusible es un importante dispositivo de protección contra sobrecorrientes en el sistema eléctrico, siendo su componente principal. Su selección influye directamente en la seguridad operativa y el rendimiento de protección del equipo. Este artículo describe sistemáticamente los aspectos técnicos y las precauciones para su selección desde la perspectiva de la ingeniería.

1. Principio y mecanismo de funcionamiento del fusible
El fusible protege el circuito mediante su efecto térmico. Cuando la corriente supera el umbral establecido, se funde por efecto Joule, provocando la caída del tubo de fusión por gravedad, formando así un punto de ruptura significativo. Este proceso requiere que se cumplan simultáneamente dos condiciones: capacidad para soportar una corriente de carga continua durante el funcionamiento normal y capacidad para cortar de forma fiable la corriente de falla cuando se produce una falla. La ecuación de equilibrio térmico del fusible es Q = I ² Rt, donde R es la resistencia del fusible y t es el tiempo de fusión. Esta fórmula expresa la relación inversa entre el cuadrado de la corriente y el tiempo de fusión.

2、 Control de parámetros de acción principal
Adaptación de la corriente nominal
La corriente nominal del fusible debe cumplir con los requisitos de I-N ≥ 1,2 I-Lmáx (corriente de carga continua máxima), considerando características transitorias como 1,5-2 veces la corriente de arranque del motor. Para transformadores de distribución de 10 kV, se recomienda utilizar la fórmula empírica "1,5 veces la corriente nominal del transformador".

Curva característica amperio-segundo
Es necesario lograr una coordinación gradual con equipos de protección de alto nivel (como interruptores automáticos) para mantener una diferencia de paso de 0,3-0,5 segundos. Se debe prestar especial atención a garantizar que la corriente mínima de fusión del fusible sea inferior al límite de estabilidad térmica del equipo protegido.

Verificación de la capacidad de corte
La corriente nominal de corte del fusible debe ser mayor que la corriente máxima de cortocircuito prevista en su ubicación de instalación. Para zonas costeras con niebla salina, se debe aumentar un factor de margen del 20%. En una red de distribución típica, la capacidad de corte de un fusible de 12 kV no debe ser inferior a 6,3 kA.

3、 Principio de manejo en condiciones de trabajo especiales
Corrección de la temperatura ambiente
Por cada aumento de 1 °C en la temperatura ambiente, la capacidad de carga del fusible se reduce entre un 0,5 % y un 0,8 %. En zonas de meseta (altitud >1000 m), se requiere un manejo de reducción de capacidad, y el factor de corrección de capacidad se considera 0,85 a una altitud de 3000 m.

Efecto armónico
En escenarios de carga no lineal, cuando la corriente del tercer armónico alcanza el 15 % de la onda fundamental, se recomienda utilizar un fusible antiarmónico de alta resistencia (HRW), cuya composición de aleación especial puede reducir el aumento anormal de temperatura causado por los armónicos.

Control de la corriente de transferencia
En el sistema de suministro de energía de la red en anillo, es necesario verificar si la corriente de transferencia excede la capacidad de corte del fusible y, de ser necesario, instalar una reactancia limitadora de corriente. La experiencia demuestra que una vez que la corriente de transferencia supera el 80% del valor nominal del fusible, existe el riesgo de falla de la protección.