¿Operaciones ineficientes con sus fusibles?

Examine el diseño de su eslabón fusible. Es muy importante considerar sus materiales de fabricación y diseño para un óptimo rendimiento

Por Hemanth Jala / Fotografía: cortesía de S&C Electric Company

Recientemente, describí cómo pueden las compañías eléctricas eliminar las operaciones molestas de los eslabones fusibles simplemente realizando tres tareas básicas. Si después de realizar estos trabajos aún continúa teniendo problemas con ellos, es tiempo de revisar su diseño.

Las cualidades de las Curvas Características de Tiempo Corriente (TCC, por sus siglas en inglés) de los eslabones fusibles inapropiadamente diseñados pueden cambiar con el tiempo, causando que éstos operen cuando no deben hacerlo y, por lo tanto, provocar una operación inapropiada.

También los gastos de funcionamiento y mantenimiento pueden aumentar con rapidez al tener que reemplazar los eslabones fusibles para encargarse de estas operaciones no funcionales.

Para evitar lo anterior, se recomienda utilizar un eslabón fusible que no cambie sus características TCC con el tiempo. Aquí entran en juego tres aspectos principales: el material del elemento fusible, la forma del elemento y la manera en la que está sujeto al resto de los componentes del eslabón fusible.

Materiales de fabricación
Lo primero que se debe considerar es el material del elemento. Para su óptimo desempeño es necesario que esté fabricado en plata de alto contenido. Ésta no cambia sus características físicas hasta que llega a 90 por ciento de su capacidad de calentamiento. Además, dicho metal se funde a una temperatura más alta, lo que habilita al elemento del eslabón fusible a permanecer intacto, aun cuando lleve corrientes de carga cercanas a su tiempo de fusión.

Si se utiliza otro metal que no sea plata, como cobre o estaño, las características físicas del elemento del eslabón fusible son susceptibles de experimentar cambios con mayor facilidad cuando éste lleva corrientes cercanas a su tiempo de fusión.

Un cambio en las características físicas del elemento también puede causar un cambio en la curva TCC, provocando que el eslabón fusible opere innecesariamente.

Otro aspecto crucial es la forma del elemento. Los eslabones fusibles, cuando se encuentran en servicio, llevan corrientes de carga que fluctúan en una base regular. Estas fluctuaciones de la corriente de carga ejercerán una tensión mecánica sobre el elemento del eslabón fusible. Un bobinado helicoidamente asegurará que estas tensiones no dañen al elemento. Un elemento recto no puede manejar dichas tensiones mecánicas y, eventualmente, se dañará causando un cambio en las características TCC.

El último aspecto es asegurarse que haya conexiones fuertes entre los varios componentes del eslabón fusible.

La soldadura es un proceso comúnmente utilizado para realizar conexiones eléctricas. La desventaja es que ésta se fusiona a una baja temperatura y no se puede aplicar al mismo nivel. El calor creado por las corrientes de carga normales llevadas por el eslabón fusible puede comprometer una conexión eléctrica con soldadura. Esto causa que el elemento se parta, causando una operación deficiente.

Las conexiones formadas utilizando presión mecánica en los cuatro lados, también conocida como troquelado, eliminan este problema.

Es conveniente seleccionar eslabones fusibles que permanezcan intactos, físicamente y en términos de las características de las curvas TC, en el curso de su uso. Estos eslabones fusibles solamente deberán operar para corrientes de falla y no para corrientes de carga normales. Es posible evitar esta situación con un elemento de cobre o de estaño, un pedazo de cable recto o un elemento conectado utilizando soldadura. Sucederá con un elemento de plata bobinado helicoidalmente que utiliza conexiones troqueladas en lugar de soldadura.

Utilizar eslabones fusibles que cumplan con estos requirimentos, permitirá asegurar que los eslabones fusibles operarán sólo cuando son impulsados por una corriente de falla, por lo tanto, redundará en ahorros importantes para la compañía.

Esto cuesta en dinero real
El 1.5% puede no parecer mucho, pero cada vez que un eslabón fusible tiene una operación no deseada, ésta equivale al viaje de un camión con una cuadrilla. Estos viajes se suman; si una compañía eléctrica compra 200 mil eslabones fusibles al año y utiliza solamente el 1.5% de ellos para reemplazos no deseados, el resultado son alrededor de 3 mil viajes innecesarios y no planeados de camiones con cuadrillas. A un precio conservador de $500 por viaje, esto se convierte en $1,500,000 al año gastado en el reemplazo de eslabones fusibles.

¿Cuál es su costo total por eslabón fusible?
La historia empeora mientras más operaciones no deseadas se tengan. La tabla de abajo muestra el impacto en los costos de operación y mantenimiento conforme cambia el porcentaje de operaciones no deseadas. Esto afecta el costo total que usted paga por cada eslabón fusible.

 

*Porcentaje basado en datos proporcionados por compañías eléctricas, pruebas de tolerancia de fusibles industriales de una tercera parte independiente y pruebas propias de S&C llevadas a cabo en su Centro de Tecnología Avanzada. Esto más el costo total por eslabón fusible redondeado al dólar más cercano.

 

 

Hemanth Jala
Ingeniero eléctrico por la Universidad Estatal de Youngstown, Estados Unidos. Miembro del Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica (IEEE, por sus siglas en inglés) y Gerente del portafolio de productos en S & C Electric Company. Su experiencia lo ha llevado a especializarse en aplicaciones de protección contra sobrecorrientes, selección y coordinación de fusibles de potencia.