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Fusibles limitadores de corriente y de potencia

Los Cortacircuitos Fusibles de Potencia, Tipo SMD® de S&C están reconocidos internacionalmente por su magnífica protección de transformadores, líneas, cables y bancos de capacitores en subestaciones de distribución y en alimentadores aéreos. Los Fusibles de Potencia SMD-20 con sus unidades de fusibles SMU, proveen protección para un amplio espectro de fallas. Los productos detectan e interrumpen todas las fallas – grandes, medianas y pequeñas (hasta la mínima corriente de fusión) – con voltaje de línea a línea o de línea a tierra, en el fusible; si la falla es en el lado primario o en el lado secundario del transformador independientemente del tipo de conexión de los devanados del transformador.

Los Cortacircuitos Fusible de Potencia tipo SMD-20 están diseñados expresamente para los sistemas de distribución de hoy en día, donde las altas corrientes de falla, los altos voltajes y las altas cargas, comúnmente los llevan a operar más allá de sus capacidades.

FUSIBLES DE POTENCIA TIPO SMD-20

Se ofrecen en la modalidad de montaje en poste para uso en líneas aéreas, así como también, en tres diferentes modelos tipo estación, en voltajes hasta 38 kV y una capacidad de corriente hasta de 200 Amperes.

Los fusibles de potencia SMD-20 emplean una tecnología única de material sólido y baja energía para la interrupción de fallas que produce una expulsión mínima de gases y sólo un 20 por ciento de la energía del arco de un cortacircuito convencional.

Disponibles con Aislador de polímero silicón desde 14.4 kV hasta 34.5 kV (se muestra el modelo para 25 kV.

 

Sello superior, evita la entrada de agua
Tubo conductor de cobre estañado, encasquillado herméticamente dentro del tubo de fibra de vidrio y resina epóxica para evitar la entrada de agua
Perno, acciona el seguro del contacto superior
Resorte de acciona-miento
Contacto Tulipán, asegura el contacto mediante un resorte pretensionado
Material Sólido, Proporciona el medio de extinción de arco
Varilla de arqueo, de cobre plateado
Tubo de fibra de vidrio y resina epóxica, con un acabado excepcio-nalmente duradero y resistente a la radiación ultravioleta
Elemento fusible de plata, embobinado helicoidal-mente para absorber vibraciones mecánicas y choques térmicos
Férula de expulsión de gases de latón estañado, formado magnéti-camente dentro del tubo

El fusible limitador de corriente

Para garantizar la protección de cables y transformadores, toda subestación de potencia SELMEC cuenta con fusibles tipo limitadores de corriente, construidos con elementos no degradables de níquel-cromo o plata. Sus características de tiempo-corriente son precisas, lo que permite la correcta y rápida coordinación de protecciones del sistema eléctrico.

Fusibles limitadores de corriente

 

La función de los fusibles para subestaciones compactas EMS es la de interrumpir corrientes de sobre carga y corto circuito, aislar la carga y reducir esfuerzos mecánicos y térmicos en aisladores, conductores, soportes metálicos, barras conductoras y equipo eléctrico durante la falla. La corriente de impacto de corto circuito nunca es alcanzada debido a la rapidez con que opera el fusible.

La experiencia de AREVA T&D propone tablas para la selección del fusible más adecuado que proteja a transformadores desde 75 kVA hasta 3000 kVA (después de esta capacidad AREVA T&D recomienda el uso de interruptor en vacío o gas SF6).

Para las tensiones de operación de 13.2 ó 13.8 kV, AREVA T&D cuenta con dos tipos de fusibles: de360mmyde510mm. En23 kV: de 510 mm. Para tensiones de 34.5 kV: de 605 mm de longitud.

Fusibles Limitadores de Corriente para Protección de los transformadores (Selección Abreviada)

 

Guía para selección de fusibles limitadores de corriente de alta capacidad interruptiva

Otra forma de seleccionar los fusibles de las subestaciones compactas es determinar lo siguiente

1) Se determina el punto A, de las curvas de fusión de los fusibles. Este punto se define de la intersección de la horizontal 0.1 segundo y la vertical que corresponde a 12 veces la intensidad nominal del transformador. La horizontal 0.1 segundos continuada a la derecha, corta la característica de Tiempo/ Corriente Nominal del fusible que deberáserseleccionadoenel punto C, que corresponde a IC.
Se deberá cumplir esta primera condición:
0.8 X iC > iA

2) La corriente del lado de Alta Tensión del transformador cuando éste se encuentra en corto circuito trifásico del lado de baja tensión debe ser superior a la corriente mínima de corte i3.
i transformador X100/Ucc>i3 Segunda condición
Donde i3= i mínima del fusible.

3) para evitar cualquier envejecimiento en el fusible, el tipo seleccionado debe ser igual al menos a 1.3i del transformador si no se requiere prever sobrecarga y a 1.3i de sobrecarga en caso contrario. Tercera condición

EJEMPLO: Se requiere determinar el fusible adecuado para proteger a un transformador trifásico de 1000 kVA, 23 kV en el primario, 440/220 V en el secundario. La tensión Ucc=5%,10%de sobrecarga.

La i nominal del transformador será:
I nominal = 1000/23/1.732 I nominal =25.10 A

Punto A: i activación =12* i nominal i activación = 12X25.10 A i activación = 301.22 A

1) Primera condición.- Trazo de la horizontal a 0.1 segundos en las curvas de los fusibles. Trazo de vertical a i=301.22 A.
La intersección de las dos rectas da el punto A. Aplica el calibre inmediato superior a la derecha (es 63 A), que es el punto C.
iC=650 A 0.8 iC=0.8X650 0.8 iC=520 A 520 A>301 A.

2) Segunda condición.- I transf. X 100/Ucc>i3
I3=5*inom i3 = 5X63 = 315 A
25.1X100/5>315 502>315

3) Tercera condición.-
63 A > 1.3 I sobrecarga 63 A > 1.3 X1.1X25.10 63 A>35 A
El fusible seleccionado deberá ser de 63 A, FE-24063.

Fusible Limitador Fault Tamer® de S&C

APLICACIÓN

Aunque el Fusible Limitador Fault Tamer de S&C se mane- ja como un cortacircuito, el exclusivo diseño del Fault Tamer combina la función de un cortacircuito conven- cional y de un fusible limitador de corriente de respaldo en un poderoso paquete. El Fault Tamer es un fusible de distribución para sistemas de distribución aérea que resuelve mejor los problemas críticos a los que se enfren- tan los ingenieros de protección de hoy día, como por ejemplo: reducir al mínimo los daños al equipo, mejorar la continuidad del servicio, aumentar la calidad de la energía y mejorar la protección de los transformadores.

Los Fusibles Limitadores Fault Tamer son idóneos para transformadores monofásicos, para bancos trifásicos de trans- formadores monofásicos, y para transformadores trifásicos.

Minimiza los Daños al Equipo

El Fusible Limitador Fault Tamer es un dispositivo limitador de energía para interrupción de fallas, el cual se puede incorporar fácilmente a instalaciones nuevas o ya existentes de transformadores de distribución aérea para proporcionarle protección contra cortocircuito al sistema, para limitar la corriente de arqueo a un nivel que reduce al mínimo las fallas catastróficas en los transformadores causadas por fallas internas de alta magnitud, y para minimizar los daños causados por fallas externas de alta magnitud como los flameos en las boquillas. Como consecuencia, el Fusible Limitador Fault Tamer le ofrece una alternativa a las empresas suministradoras que se preocupan cada vez más por la violenta operación de los cortacircuitos fusibles durante la interrupción de fallas. Por otra parte, el Fault Tamer cumple con la Norma Australiana AS 1033.1-1990 sobre Producción de Chispas Clase A. Para cumplir con la norma sobre Producción de Chispas Clase A, no se deben generar chispas durante una operación de despeje de fallas (una importante reducción en el riego de incendio en comparación con los cortacircuitos fusibles).

 

Mejora la Continuidad del Servicio

Normalmente no es posible lograr una coordinación com- pleta entre eslabones fusibles cerca de subestaciones en las que las corrientes de falla pueden ser altas. Por ejemplo, un eslabón fusible de 20K no se coordina con un eslabón fus- ible de 65K arriba de 2,400 amperes, como se muestra en la Figura 1. Como consecuencia, una falla primaria en un transformador, como por ejemplo un flameo en las boquillas provocado por una ardilla, puede ocasionar que opere tanto el fusible del transformador como el fusible ramal—así que todos los usuarios del lado del ramal estarán expuestos a una interrupción prolongada del servicio en lugar de ser sólo los que reciben servicio del transformador afectado. En con- traste, las características de despeje rápido del Fault Tamer proporcionan una coordinación total con los fusibles rama- les de tamaño normal incluso a altos niveles de corriente de falla disponible. En realidad, el Fault Tamer se coordina con fusibles ramales que tengan amperajes de tan sólo 40K, como se muestra en la Figura 2.

Reduce los Cortes Momentáneos

Las características de despeje normales de los eslabones fusibles también son demasiado lentas para coordinarse con los parámetros instantáneos de los interruptores automáti- cos de las subestaciones. Como se muestra en la Figura 3, cuando la corriente de falla disponible rebasa el parámetro instantáneo del interruptor automático, no sólo opera el eslabón fusible de 20K que protege al transformador por una falla en el mismo transformador, sino que también lo hace el interruptor automático—ocasionando un corte momentáneo a todo el alimentador. La acción limitadora de corriente del Fault Tamer, que se ilustra en la Figura 4, evita estas opera- ciones innecesarias del interruptor instantáneo por fallas en el transformador . . . Ya no hay necesidad de poner en riego la coordinación en áreas con alta incidencia de fallas—una importante mejora en la continuidad del servicio.

 

Aumenta la Calidad de la Energía

Las fallas de alta magnitud cerca de una subestación pueden suprimir la tensión en la barra colectora de la subestación al igual que en los alimentadores que salen de esa subestación. Las reducciones de tensión que duran lo suficiente pueden provocar que se apaguen los equipos electrónicos sensibles. O peor aún, pueden provocar el mal funcionamiento de un proceso, provocando potencialmente la fabricación de pie- zas defectuosas. La acción limitadora de corriente del Fault Tamer despeja fallas de alta magnitud en los trasformadores antes de que puedan resultar afectados equipos sensibles.

Además, los ramales aguas abajo del transformador que tuvo la falla estarán básicamente a cero voltios hasta que se despeje la falla aguas arriba. Ya que el Fault Tamer despeja fallas de más de 2,000 amperes en menos de 8.3 milisegun- dos, la calidad de la energía se mantiene para los usuarios delos ramales de aguas abajo.

Protege Mejor al Transformador contra las Sobretensiones

Estudios resientes han demostrado que una causa impor- tante de las fallas en los transformadores aéreos lo son las sobrecargas de tensión. Se puede lograr la máxima protección contra sobretensiones instalando el disipador de sobretensiones sobre el tanque del transformador, con ello se reduce al mínimo la longitud de cable del disipador al devanado del transformador y a tierra. Sin embargo, con el disipador de sobretensiones montado en el lado de la carga del fusible del transformador, el fusible es más sus- ceptible a presentar operaciones innecesarias ocasionadas por sobretensiones inducidas por rayos.

Pero con la alta capacidad de aguante adiabático I2t del Fault Tamer—apróximadamente igual a la de un eslabón fus- ible de 20K o de 12T—la probabilidad de operaciones a causa de sobretensiones inducidas por relámpagos es menor a 1%, incluso en áreas con alto nivel isoceráunico. De ese modo, el disipador de sobretensiones se puede colocar en el lado de la carga de un Fault Tamer sin representar mayor susceptibi- lidad a tener operaciones innecesarias del fusible.

Nota sobre la Capacidad de Tensión del Sistema

El Fusible Limitador Fault Tamer se debe seleccionar de manera tal que su capacidad de tensión trifásica máxima para el sistema sea igual—o mayor—a la tensión de línea a línea del sistema. Para garantizar la coordinación correcta del Fault Tamer con los disipadores de sobretensiones del sistema, también es importante que la tensión del sistema no sea demasiado baja en relación a la capacidad de tensión para clase del sistema del Fault Tamer. Para satisfacer estos dos requisitos, se deben respetar las siguientes recomenda- ciones mínimas en cuanto a disipadores de sobretensiones y de tensión específica de sistema:

 

Manejo

El Fault Tamer está diseñado para poderse adaptar a todos los modelos anteriores de los soportes de montaje para Cortacircuitos Fusibles Tipo XS de S&C con números de catálogo base 89021, 89031, 89071 y 89221 para el Fault Tamer de 15 kV, 89022, 89032, 89042, 89052, 89072, 89092 y 89222 tanto para el Fault Tamer de 15 kV con adaptador para extensión como para el Fault Tamer de 25 kV, y 89033 y 89053 para el Fault Tamer de 25 kV con adaptador para extensión.

Es muy fácil identificar un Fault Tamer que ya operó, desde el piso, ya que queda colgando. Tanto el tubo por- tafusible como el limitador de respaldo se pueden quitar rápidamente con una pértiga telescópica aislada. En cambio, es necesario subir al poste o utilizar una camioneta con canastilla para cambiarles el elemento fusible a los fusibles limitadores de corriente que van atornillados.

Cambio de Fusibles

Cambiar los fusibles es fácil y rápido. Los limitadores de res- paldo se ofrecen en un solo calibre de amperaje: 20 amperes. Los cartuchos del fusible tienen capacidades de 3, 5, 7, 10, 15 y 20 amperes, todos específicamente diseñados para coordinarse con el limitador de respaldo de 20 amperes. Vea la Figura 5. Los problemas de estibación en la bodega o en la camioneta de servicio se minimizan. Además, el limitador de respaldo y el cartucho de fusible no se pueden confundir entre sí, esto puede suceder cuando se utilizan cortacircui- tos fusibles y fusibles limitadores de corriente de respaldo.

El Fault Tamer también está diseñado para funcionar perfectamente con la Herramienta Loadbuster®, la herramienta seccionadora de carga portátil de S&C. Las maniobras de seccionamiento con la Loadbuster reducen las interrupciones del servicio al mínimo. El seccionamiento con carga se puede realizar en el punto en el que se minimice la duración de los cortes planeados y en el punto en el que resultan afectados el menor número de usuarios.
Componentes del Fault Tamer

El Fault Tamer consta de cuatro componentes básicos — soporte de monatje (no se ilustra), limitador de respaldo, tubo portafusible y cartucho del fusible. El cartucho del fusible se cambia después de cada operación de despeje de fallas. El limitador de respaldo se cambia después de una operación de despeje de fallas de alta magnitud. El limitador de respaldo, que tiene control absoluto sobre la expulsión, evita que las partes del cartucho del fusible sean expulsadas durante una operación de despeje de fallas. (En contrate, los cortacircuitos e incluso los cortacircuitos fusibles conecta- dos en serie con fusibles limitadores de corriente de respal- do pueden expulsar gases calientes y partículas de eslabón fusible a alta velocidad durante la operación generando un riesgo potencial para el personal operativo).

 

FUSIBLE LIMITADOR FAULT TAMER1—Para instalaciones nuevas. Incluye soporte de montaje, limitador de respaldo y tubo portafus- ible (sin ménsula de montaje, conectores ni Cartucho del Fusible Fault Tamer)

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