Fusible

En ingeniería electrónica y eléctrica, un fusible es un dispositivo de seguridad eléctrica que funciona para proporcionar protección contra sobrecorriente de un circuito eléctrico. Su componente esencial es un alambre o tira de metal que se derrite cuando pasa demasiada corriente a través de él, deteniendo o interrumpiendo así la corriente. Es un dispositivo de sacrificio; una vez que un fusible ha operado, es un circuito abierto y debe ser reemplazado o recableado, dependiendo de su tipo.

Los fusibles se han utilizado como dispositivos de seguridad esenciales desde los primeros días de la ingeniería eléctrica. En la actualidad, existen miles de diseños de fusibles diferentes que tienen valores nominales de corriente y voltaje, capacidad de ruptura y tiempos de respuesta específicos, según la aplicación. Las características de funcionamiento de tiempo y corriente de los fusibles se eligen para proporcionar una protección adecuada sin interrupciones innecesarias. Las regulaciones de cableado generalmente definen una clasificación de corriente de fusible máxima para circuitos particulares. Los cortocircuitos, las sobrecargas, las cargas no coincidentes o las fallas de los dispositivos son las razones principales o algunas de las razones del funcionamiento de los fusibles. Cuando un cable vivo dañado hace contacto con una caja de metal que está conectada a tierra, se formará un cortocircuito y el fusible se derretirá.

Un fusible es un medio automático de eliminar la energía de un sistema defectuoso; a menudo abreviado como ADS (Desconexión automática de suministro). Los disyuntores se pueden utilizar como alternativa a los fusibles, pero tienen características significativamente diferentes.

Historia

temas relevantes en
Instalaciones eléctricas
Práctica de cableado por región o país
práctica norteamericanapráctica del Reino Unido
Regulación de instalaciones eléctricas
Normativas de cableado del Reino Unido BS 7671IEC 60364 Norma internacional IECCódigo Eléctrico Canadiense (Código CE)Código Eléctrico Nacional de EE. UU. (NEC)
Cableado y accesorios
Enchufes y enchufes de alimentación de CAbandeja portacablesConducto eléctricoCable revestido de cobre con aislamiento mineralConmutación multivíaCable blindado de alambre de aceroUnidad principal de anillocircuito de anilloCable con cubierta termoplástica
Dispositivos de maniobra y protección
AFCIELCBSistema de barras eléctricasRompedores de circuitoDesconectadorFusibleDispositivo de corriente residualCuadro de distribuciónUnidad del consumidorinterruptor eléctricoSistemas de puesta a tierra
vtmi

Breguet recomendó el uso de conductores de sección reducida para proteger las estaciones de telégrafo de los rayos; al derretirse, los cables más pequeños protegerían los aparatos y el cableado dentro del edificio. Ya en 1864 se usaba una variedad de elementos fusibles de alambre o lámina para proteger los cables telegráficos y las instalaciones de iluminación.

Thomas Edison patentó un fusible en 1890 como parte de su sistema de distribución eléctrica.

Construcción

Un fusible consiste en una tira de metal o un elemento fusible de alambre, de sección transversal pequeña en comparación con los conductores del circuito, montado entre un par de terminales eléctricas y (generalmente) encerrado en una carcasa no combustible. El fusible está dispuesto en serie para transportar toda la carga que pasa por el circuito protegido. La resistencia del elemento genera calor debido al flujo de corriente. El tamaño y la construcción del elemento se determinan (empíricamente) de modo que el calor producido por una corriente normal no provoque que el elemento alcance una temperatura alta. Si fluye una corriente demasiado alta, el elemento sube a una temperatura más alta y se derrite directamente o derrite una junta soldada dentro del fusible, abriendo el circuito.

El elemento fusible está hecho de zinc, cobre, plata, aluminio o aleaciones entre estos u otros metales para brindar características estables y predecibles. Idealmente, el fusible llevaría su corriente nominal indefinidamente y se derretiría rápidamente en un pequeño exceso. El elemento no debe dañarse por picos de corriente inofensivos menores y no debe oxidarse ni cambiar su comportamiento después de posiblemente años de servicio.

Los elementos fusibles pueden tener una forma que aumente el efecto de calentamiento. En fusibles grandes, la corriente se puede dividir entre múltiples tiras de metal. Un fusible de elemento dual puede contener una tira de metal que se funde instantáneamente en un cortocircuito y también contener una junta de soldadura de bajo punto de fusión que responde a una sobrecarga a largo plazo de valores bajos en comparación con un cortocircuito. Los elementos fusibles pueden estar sostenidos por alambres de acero o nicromo, de modo que no se ejerza tensión sobre el elemento, pero se puede incluir un resorte para aumentar la velocidad de separación de los fragmentos del elemento.

El elemento fusible puede estar rodeado de aire o de materiales destinados a acelerar la extinción del arco. Se puede utilizar arena de sílice o líquidos no conductores.

Características

Corriente nominal I _N

Una corriente máxima que el fusible puede conducir continuamente sin interrumpir el circuito.

Tiempo vs características actuales

La velocidad a la que se funde un fusible depende de la cantidad de corriente que fluya a través de él y del material del que esté hecho el fusible. Los fabricantes pueden proporcionar un gráfico de corriente frente al tiempo, a menudo representado en escalas logarítmicas, para caracterizar el dispositivo y permitir la comparación con las características de los dispositivos de protección aguas arriba y aguas abajo del fusible.

El tiempo de funcionamiento no es un intervalo fijo sino que disminuye a medida que aumenta la corriente. Los fusibles están diseñados para tener características particulares de tiempo de funcionamiento en comparación con la corriente. Un fusible estándar puede requerir el doble de su corriente nominal para abrirse en un segundo, un fusible de fusión rápida puede requerir el doble de su corriente nominal para fundirse en 0,1 segundos y un fusible de acción lenta puede requerir el doble de su corriente nominal durante decenas de segundos para fundirse.

La selección del fusible depende de las características de la carga. Los dispositivos semiconductores pueden usar un fusible rápido o ultrarrápido ya que los dispositivos semiconductores se calientan rápidamente cuando fluye un exceso de corriente. Los fusibles que se queman más rápido están diseñados para los equipos eléctricos más sensibles, donde incluso una breve exposición a una corriente de sobrecarga podría ser perjudicial. Los fusibles rápidos normales son los fusibles de uso más general. Un fusible de retardo de tiempo (también conocido como fusible antisobretensiones o de fusión lenta) está diseñado para permitir que una corriente que está por encima del valor nominal del fusible fluya durante un período corto de tiempo sin que se funda el fusible. Estos tipos de fusibles se utilizan en equipos como motores, que pueden consumir corrientes más grandes de lo normal durante varios segundos mientras alcanzan la velocidad.

El valor de ti

La clasificación I t está relacionada con la cantidad de energía que deja pasar el elemento fusible cuando elimina la falla eléctrica. Este término se utiliza normalmente en condiciones de cortocircuito y los valores se utilizan para realizar estudios de coordinación en redes eléctricas. Los parámetros de TI se proporcionan en los gráficos de las hojas de datos del fabricante para cada familia de fusibles. Para la coordinación de la operación del fusible con dispositivos aguas arriba o aguas abajo, se especifican tanto la fusión de I t como la limpieza de I t. El I t de fusión es proporcional a la cantidad de energía requerida para comenzar a derretir el elemento fusible. el claro yot es proporcional a la energía total que deja pasar el fusible al despejar una falla. La energía depende principalmente de la corriente y el tiempo de los fusibles, así como del nivel de falla disponible y el voltaje del sistema. Dado que la clasificación I t del fusible es proporcional a la energía que deja pasar, es una medida del daño térmico por el calor y las fuerzas magnéticas que producirá una falla.

Capacidad de Interrupción

El poder de corte es la corriente máxima que puede ser interrumpida con seguridad por el fusible. Esto debe ser más alto que la corriente de cortocircuito prevista. Los fusibles en miniatura pueden tener una clasificación de interrupción de solo 10 veces su corriente nominal. Los fusibles para sistemas de cableado pequeños, de bajo voltaje, generalmente residenciales, se clasifican comúnmente, en la práctica norteamericana, para interrumpir 10,000 amperios. Los fusibles para sistemas de energía comerciales o industriales deben tener clasificaciones de interrupción más altas, con algunos fusibles de interrupción alta limitadores de corriente de bajo voltaje clasificados para 300,000 amperios. Los fusibles para equipos de alto voltaje, hasta 115 000 voltios, se clasifican según la potencia aparente total (megavoltios-amperios, MVA) del nivel de falla en el circuito.

Algunos fusibles se designan con alta capacidad de ruptura (HRC) o alta capacidad de ruptura (HBC) y generalmente se rellenan con arena o un material similar.

Los fusibles de alta capacidad de ruptura (HRC) de bajo voltaje se utilizan en el área de los tableros de distribución principales en redes de bajo voltaje donde existe una alta probabilidad de corriente de cortocircuito. Por lo general, son más grandes que los fusibles de tipo tornillo y tienen una tapa de férula o contactos de hoja. Los fusibles de alta capacidad de ruptura pueden clasificarse para interrumpir una corriente de 120 kA.

Los fusibles HRC se utilizan ampliamente en instalaciones industriales y también se utilizan en la red eléctrica pública, por ejemplo, en estaciones transformadoras, cuadros de distribución principales o en cajas de conexiones de edificios y como fusibles de medidores.

En algunos países, debido a la alta corriente de falla disponible donde se usan estos fusibles, las regulaciones locales pueden permitir que solo personal capacitado cambie estos fusibles. Algunas variedades de fusibles HRC incluyen características especiales de manejo.

Tensión nominal

La clasificación de voltaje del fusible debe ser igual o superior a lo que se convertiría en el voltaje de circuito abierto. Por ejemplo, un fusible de tubo de vidrio clasificado para 32 voltios no interrumpiría de manera confiable la corriente de una fuente de voltaje de 120 o 230 V. Si un fusible de 32 V intenta interrumpir la fuente de 120 o 230 V, se puede producir un arco. El plasma dentro del tubo de vidrio puede continuar conduciendo corriente hasta que la corriente disminuya hasta el punto en que el plasma se convierte en un gas no conductor. La tensión nominal debe ser superior a la fuente de tensión máxima que tendría que desconectar. La conexión de fusibles en serie no aumenta la tensión nominal de la combinación ni de ningún fusible.

Los fusibles de media tensión clasificados para unos pocos miles de voltios nunca se utilizan en circuitos de baja tensión, debido a su costo y porque no pueden despejar adecuadamente el circuito cuando funcionan con tensiones muy bajas.

Caída de tensión

El fabricante puede especificar la caída de tensión en el fusible a la corriente nominal. Existe una relación directa entre la resistencia en frío de un fusible y su valor de caída de tensión. Una vez que se aplica la corriente, la resistencia y la caída de voltaje de un fusible crecerán constantemente con el aumento de su temperatura de operación hasta que el fusible finalmente alcance el equilibrio térmico. Se debe tener en cuenta la caída de voltaje, particularmente cuando se usa un fusible en aplicaciones de bajo voltaje. La caída de voltaje a menudo no es significativa en los fusibles de tipo de cable más tradicionales, pero puede ser significativa en otras tecnologías, como los fusibles de tipo reiniciable (PPTC).

Reducción de temperatura

La temperatura ambiente cambiará los parámetros operativos de un fusible. Un fusible clasificado para 1 A a 25 °C puede conducir hasta un 10 % o un 20 % más de corriente a -40 °C y puede abrirse al 80 % de su valor nominal a 100 °C. Los valores operativos variarán con cada familia de fusibles y se proporcionan en las hojas de datos del fabricante.

Marcas

La mayoría de los fusibles están marcados en el cuerpo o en las tapas de los extremos con marcas que indican sus clasificaciones. Los fusibles "tipo chip" de tecnología de montaje en superficie presentan pocas o ninguna marca, lo que dificulta la identificación.

Los fusibles de apariencia similar pueden tener propiedades significativamente diferentes, identificadas por sus marcas. Las marcas de fusibles generalmente transmiten la siguiente información, ya sea explícitamente como texto o implícita con la marca de la agencia de aprobación para un tipo particular:

• Corriente nominal del fusible.
• Tensión nominal del fusible.
• Característica de tiempo-corriente; es decir, la velocidad del fusible.
• Aprobaciones por agencias de normalización nacionales e internacionales.
• Fabricante/número de pieza/serie.
• Clasificación de interrupción (capacidad de ruptura)

Paquetes y materiales

Los fusibles vienen en una amplia gama de tamaños y estilos para servir en muchas aplicaciones, fabricados en diseños de paquetes estandarizados para que sean fácilmente intercambiables. Los cuerpos de los fusibles pueden estar hechos de cerámica, vidrio, plástico, fibra de vidrio, laminados de mica moldeada o fibra comprimida moldeada, según la aplicación y la clase de voltaje.

Los fusibles de cartucho (férula) tienen un cuerpo cilíndrico terminado con tapas metálicas en los extremos. Algunos fusibles de cartucho se fabrican con tapas de extremos de diferentes tamaños para evitar la inserción accidental de un fusible de clasificación incorrecta en un soporte, lo que les da forma de botella.

Los fusibles para circuitos de potencia de bajo voltaje pueden tener terminales de hoja o etiqueta atornillados que están asegurados con tornillos a un portafusibles. Algunos terminales tipo cuchilla se sujetan con clips de resorte. Los fusibles tipo cuchilla a menudo requieren el uso de una herramienta de extracción especial para extraerlos del portafusibles.

Los fusibles renovables tienen elementos de fusible reemplazables, lo que permite reutilizar el cuerpo del fusible y las terminales si no se dañan después de la operación del fusible.

Los fusibles diseñados para soldar a una placa de circuito impreso tienen conductores de alambre radiales o axiales. Los fusibles de montaje en superficie tienen almohadillas de soldadura en lugar de cables.

Los fusibles de alto voltaje del tipo de expulsión tienen tubos de plástico reforzado con fibra de vidrio y un extremo abierto, y pueden reemplazar el elemento fusible.

Los fusibles semicerrados son portadores de cables de fusibles en los que se puede reemplazar el cable fusible. La corriente de fusión exacta no está tan bien controlada como un fusible cerrado, y es extremadamente importante usar el diámetro y el material correctos al reemplazar el cable del fusible, y por estas razones, estos fusibles están perdiendo popularidad lentamente.

Estos todavía se usan en unidades de consumo en algunas partes del mundo, pero se están volviendo menos comunes. Si bien los fusibles de vidrio tienen la ventaja de un elemento fusible visible para fines de inspección, tienen una baja capacidad de ruptura (clasificación de interrupción), lo que generalmente los restringe a aplicaciones de 15 A o menos a 250 V _CA. Los fusibles cerámicos tienen la ventaja de una mayor capacidad de corte, lo que facilita su uso en circuitos con mayor corriente y tensión. Llenar el cuerpo de un fusible con arena proporciona un enfriamiento adicional del arco y aumenta la capacidad de ruptura del fusible. Los fusibles de media tensión pueden tener envolturas llenas de líquido para ayudar en la extinción del arco. Algunos tipos de aparamenta de distribución utilizan eslabones fusibles sumergidos en el aceite que llena el equipo.

Los paquetes de fusibles pueden incluir una función de rechazo, como un pasador, una ranura o una lengüeta, que evita el intercambio de fusibles que de otro modo serían similares. Por ejemplo, los portafusibles para fusibles de clase RK de América del Norte tienen un pasador que impide la instalación de fusibles de clase H de apariencia similar, que tienen una capacidad de interrupción mucho menor y una terminal de hoja sólida que carece de la ranura del tipo RK.

Dimensiones

Los fusibles se pueden construir con carcasas de diferentes tamaños para evitar el intercambio de diferentes clasificaciones de fusibles. Por ejemplo, los fusibles tipo botella distinguen entre clasificaciones con diferentes diámetros de tapa. Los fusibles de vidrio para automóviles se fabricaron en diferentes longitudes, para evitar que se instalen fusibles de alta clasificación en un circuito destinado a una clasificación más baja.

Características especiales

Los fusibles de cartucho y tapón de vidrio permiten la inspección directa del elemento fusible. Otros fusibles tienen otros métodos de indicación que incluyen:

• Clavija indicadora o clavija de percusión: se extiende fuera de la tapa del fusible cuando se funde el elemento.
• Disco indicador: un disco de color (montado al ras en la tapa del extremo del fusible) se cae cuando se funde el elemento.
• Ventana del elemento: una pequeña ventana integrada en el cuerpo del fusible para proporcionar una indicación visual de un elemento quemado.
• Indicador de disparo externo: función similar a la del percutor, pero puede conectarse externamente (usando clips) a un fusible compatible.

Algunos fusibles permiten fijar al cuerpo del fusible un microinterruptor o una unidad de relé para fines especiales. Cuando se funde el elemento fusible, el pin indicador se extiende para activar el microinterruptor o relé, que, a su vez, desencadena un evento.

Algunos fusibles para aplicaciones de media tensión utilizan dos o tres barriles separados y dos o tres elementos fusibles en paralelo.

Estándares de fusibles

Fusibles IEC 60269

La Comisión Electrotécnica Internacional publica la norma 60269 para fusibles de potencia de baja tensión. La norma consta de cuatro volúmenes, que describen los requisitos generales, fusibles para aplicaciones industriales y comerciales, fusibles para aplicaciones residenciales y fusibles para proteger dispositivos semiconductores. El estándar IEC unifica varios estándares nacionales, mejorando así la intercambiabilidad de los fusibles en el comercio internacional. Todos los fusibles de diferentes tecnologías probados para cumplir con los estándares IEC tendrán características de tiempo-corriente similares, lo que simplifica el diseño y el mantenimiento.

Fusibles UL 248 (Norteamérica)

En los Estados Unidos y Canadá, los fusibles de bajo voltaje con una clasificación de 1 kV CA se fabrican de acuerdo con la norma UL 248 de Underwriters Laboratories o la norma armonizada C22.2 No. 248 de la Canadian Standards Association. Esta norma se aplica a los fusibles con una clasificación de 1 kV o menos., AC o DC, y con poder de corte hasta 200 kA. Estos fusibles están destinados a instalaciones que siguen el Código Eléctrico Canadiense, Parte I (CEC), o el Código Eléctrico Nacional, NFPA 70 (NEC).

Las clasificaciones de amperios estándar para fusibles (y disyuntores) en EE. UU./Canadá se consideran 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 1000, 1200, 1600, 2000, 2500, 3000, 4000, 5000 y 6000 amperios. Las clasificaciones de amperios estándar adicionales para los fusibles son 1, 3, 6, 10 y 601.

UL 248 actualmente tiene 19 "partes". UL 248-1 establece los requisitos generales para fusibles, mientras que las últimas partes están dedicadas a tamaños de fusibles específicos (p. ej., 248-8 para Clase J, 248-10 para Clase L), o para categorías de fusibles con propiedades únicas (p. ej.: 248-13 para fusibles semiconductores, 248-19 para fusibles fotovoltaicos). Los requisitos generales (248-1) se aplican excepto según lo modificado por la parte complementaria (240-x). Por ejemplo, UL 248-19 permite que los fusibles fotovoltaicos tengan una capacidad nominal de hasta 1500 voltios, CC, en comparación con los 1000 voltios de los requisitos generales.

La nomenclatura IEC y UL varía ligeramente. Las normas IEC se refieren a un "fusible" como el conjunto de un enlace fusible y un portafusibles. En los estándares norteamericanos, el fusible es la parte reemplazable del conjunto y un eslabón fusible sería un elemento de metal desnudo para instalar en un fusible.

Fusibles automotrices

Los fusibles automotrices se utilizan para proteger el cableado y el equipo eléctrico de los vehículos. Hay varios tipos diferentes de fusibles para automóviles y su uso depende de la aplicación específica, el voltaje y las demandas actuales del circuito eléctrico. Los fusibles automotrices se pueden montar en bloques de fusibles, portafusibles en línea o clips de fusibles. Algunos fusibles automotrices se usan ocasionalmente en aplicaciones eléctricas no automotrices. Los estándares para fusibles automotrices son publicados por SAE International (anteriormente conocida como la Sociedad de Ingenieros Automotrices).

Los fusibles automotrices se pueden clasificar en cuatro categorías distintas:

• Fusibles de cuchilla
• Tubo de vidrio o tipo Bosch
• Enlaces fusibles
• Limitadores de fusibles

La mayoría de los fusibles automotrices clasificados para 32 voltios se utilizan en circuitos clasificados para 24 voltios CC e inferiores. Algunos vehículos utilizan un sistema eléctrico dual de 12/42 V CC que requerirá un fusible de 58 V CC.

Fusibles de alto voltaje

Los fusibles se utilizan en sistemas de alimentación de hasta 115.000 voltios CA. Los fusibles de alto voltaje se utilizan para proteger los transformadores de instrumentos utilizados para la medición de electricidad, o para pequeños transformadores de potencia en los que no se garantiza el gasto de un disyuntor. Un disyuntor de 115 kV puede costar hasta cinco veces más que un conjunto de fusibles de potencia, por lo que el ahorro resultante puede ser de decenas de miles de dólares.

En los sistemas de distribución de voltaje medio, se puede usar un fusible de potencia para proteger un transformador que atiende de 1 a 3 casas. Los transformadores de distribución montados en postes casi siempre están protegidos por un cortacircuitos fusible, que puede reemplazar el elemento fusible con herramientas de mantenimiento de línea viva.

Los fusibles de media tensión también se utilizan para proteger motores, bancos de condensadores y transformadores, y pueden montarse en aparamenta con envolvente metálica o (rara vez en diseños nuevos) en cuadros de distribución abiertos.

Fusibles de expulsión

Los fusibles de potencia grandes utilizan elementos fusibles hechos de plata, cobre o estaño para proporcionar un rendimiento estable y predecible. Los fusibles de expulsión de alto voltaje rodean el eslabón fusible con sustancias que generan gases, como el ácido bórico. Cuando el fusible se funde, el calor del arco hace que el ácido bórico genere grandes volúmenes de gases. La alta presión asociada (a menudo superior a 100 atmósferas) y los gases refrigerantes extinguen rápidamente el arco resultante. Luego, los gases calientes se expulsan de forma explosiva por los extremos del fusible. Dichos fusibles solo se pueden usar en exteriores.

Este tipo de fusibles puede tener un pasador de impacto para operar un mecanismo de interruptor, de modo que las tres fases se interrumpan si se funde uno de los fusibles.

Fusible de alta potencia significa que estos fusibles pueden interrumpir varios kiloamperios. Algunos fabricantes han probado sus fusibles para una corriente de cortocircuito de hasta 63 kA.

Comparación con interruptores automáticos

Los fusibles tienen la ventaja de que a menudo son menos costosos y más simples que un disyuntor para clasificaciones similares. El fusible quemado debe reemplazarse con un nuevo dispositivo que es menos conveniente que simplemente restablecer un disyuntor y, por lo tanto, es probable que desanime a las personas a ignorar las fallas. Por otro lado, reemplazar un fusible sin aislar primero el circuito (la mayoría de los diseños de cableado de edificios no proporcionan interruptores de aislamiento individuales para cada fusible) puede ser peligroso en sí mismo, especialmente si la falla es un cortocircuito.

Los fusibles de alta capacidad de ruptura pueden clasificarse para interrumpir con seguridad hasta 300 000 amperios a 600 V CA. Se aplican fusibles limitadores de corriente especiales delante de algunos interruptores de caja moldeada para proteger los interruptores en circuitos de potencia de bajo voltaje con altos niveles de cortocircuito.

Los fusibles limitadores de corriente funcionan con tanta rapidez que limitan la energía total "de paso" que pasa al circuito, lo que ayuda a proteger los equipos aguas abajo contra daños. Estos fusibles se abren en menos de un ciclo de la frecuencia de alimentación de CA; los disyuntores no pueden igualar esta velocidad.

Algunos tipos de interruptores automáticos deben recibir mantenimiento de forma regular para garantizar su funcionamiento mecánico durante una interrupción. Este no es el caso de los fusibles, que se basan en procesos de fusión en los que no se requiere ninguna operación mecánica para que el fusible funcione en condiciones de falla.

En un circuito de alimentación multifásico, si solo se abre un fusible, las fases restantes tendrán corrientes más altas de lo normal y voltajes desequilibrados, con posibles daños a los motores. Los fusibles solo detectan sobrecorriente o, hasta cierto punto, sobretemperatura y, por lo general, no se pueden usar de forma independiente con relés de protección para proporcionar funciones de protección más avanzadas, por ejemplo, detección de fallas a tierra.

Algunos fabricantes de fusibles de distribución de media tensión combinan las características de protección contra sobrecorriente del elemento fusible con la flexibilidad de la protección del relé al agregar un dispositivo pirotécnico al fusible operado por relés de protección externos.

Para aplicaciones domésticas, los disyuntores en miniatura (MCB) se utilizan ampliamente como alternativa a los fusibles. Su corriente nominal depende de la corriente de carga del equipo a proteger y de la temperatura ambiente de funcionamiento. Están disponibles en las siguientes clasificaciones: 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A, 45A, 50A, 63A, 80A, 100A, 125A.

Cajas de fusibles

Reino Unido

En el Reino Unido, las unidades de consumo eléctrico más antiguas (también llamadas cajas de fusibles) están equipadas con fusibles semicerrados (reconectables) (BS 3036) o fusibles de cartucho (BS 1361). (El cable fusible se suele suministrar a los consumidores como tramos cortos de cable de 5 A, 15 A y 30 A enrollados en un trozo de cartón). Las unidades de consumo modernas suelen contener interruptores automáticos en miniatura (MCB) en lugar de fusibles, aunque A veces todavía se usan fusibles, ya que en algunas aplicaciones los MCB son propensos a disparos molestos.

Los fusibles renovables (reconectables o de cartucho) permiten el reemplazo por parte del usuario, pero esto puede ser peligroso ya que es fácil colocar un elemento de fusible doble o de mayor capacidad (eslabón o cable) en el soporte (sobrefusión), o simplemente ajustarlo con cable de cobre o incluso un tipo de objeto conductor totalmente diferente (monedas, horquillas, clips, clavos, etc.) al portador existente. Una forma de abuso de la caja de fusibles fue poner un centavo en el enchufe, lo que anuló la protección contra sobrecorriente y resultó en una condición peligrosa. Dicha manipulación no será visible sin una inspección completa del fusible. El cable fusible nunca se usó en América del Norte por este motivo, aunque se siguen fabricando fusibles renovables para tableros de distribución.

• Cajas de fusibles del Reino Unido y fusibles recargables
• Caja de fusibles recargables MEM con cuatro portafusibles recargables (dos de 30 A y dos de 15 A) instalados c. 1957 (cubierta eliminada)
• Portafusibles recargables MEM (30 A y 15 A)
• Caja de fusibles estándar Wylex con ocho portafusibles recargables
• Cable fusible vendido a consumidores del Reino Unido

La unidad de consumo estándar Wylex fue muy popular en el Reino Unido hasta que las regulaciones de cableado comenzaron a exigir dispositivos de corriente residual (RCD) para enchufes que pudieran alimentar equipos fuera de la zona equipotencial. El diseño no permite la instalación de RCD o RCBO. Algunos modelos estándar de Wylex se fabricaron con un RCD en lugar del interruptor principal, pero (para las unidades de consumo que alimentan toda la instalación) esto ya no cumple con las normas de cableado, ya que los sistemas de alarma no deberíanestar protegido por RCD. Hay dos estilos de base de fusibles que se pueden atornillar en estas unidades: uno diseñado para portafusibles de cable de fusibles recargables y otro diseñado para portafusibles de cartucho. A lo largo de los años, se han fabricado MCB para ambos estilos de base. En ambos casos, los portadores de mayor clasificación tenían pines más anchos, por lo que no se podía cambiar un portador por uno de mayor clasificación sin cambiar también la base. Los portafusibles de cartucho ahora también están disponibles para gabinetes de riel DIN.

América del norte

En América del Norte, los fusibles se usaban en edificios cableados antes de 1960. Estos fusibles de base Edison se enroscaban en un portafusibles similar a las lámparas incandescentes de base Edison. Las clasificaciones fueron de 5, 10, 15, 20, 25 y 30 amperios. Para evitar la instalación de fusibles con una corriente nominal excesiva, las cajas de fusibles posteriores incluyeron características de rechazo en el enchufe del portafusibles, comúnmente conocidas como Base de Rechazo (fusibles Tipo S)que tienen diámetros más pequeños que varían según la clasificación del fusible. Esto significa que los fusibles solo se pueden reemplazar por la clasificación de fusible preestablecida (Tipo S). Este es un estándar trinacional norteamericano (UL 4248-11; CAN/CSA-C22.2 NO. 4248.11-07 (R2012); y NMX-J-009/4248/11-ANCE). Los tableros de fusibles Edison existentes se pueden convertir fácilmente para que solo acepten fusibles de base de rechazo (Tipo S), atornillando un adaptador a prueba de manipulaciones. Este adaptador se atornilla en el portafusibles Edison existente y tiene un orificio roscado de diámetro más pequeño para aceptar el fusible de tipo S designado.

• Base Edison (izquierda) y fusibles tipo S (derecha)
• Una caja de fusibles más antigua del tipo que se usa en América del Norte

Algunas empresas fabrican disyuntores térmicos en miniatura reiniciables, que se atornillan en un portafusibles. Algunas instalaciones utilizan estos disyuntores basados ​​en Edison. Sin embargo, cualquier interruptor de este tipo que se venda hoy en día tiene un defecto. Puede instalarse en una caja de interruptores con puerta. Si es así, si la puerta está cerrada, la puerta puede mantener presionado el botón de reinicio del interruptor. Mientras está en este estado, el interruptor es efectivamente inútil: no proporciona ninguna protección contra sobrecorriente.

En la década de 1950, los fusibles en las nuevas construcciones residenciales o industriales para la protección de circuitos derivados fueron reemplazados por interruptores automáticos de bajo voltaje.

Los fusibles se utilizan ampliamente para la protección de circuitos de motores eléctricos; para sobrecargas pequeñas, el circuito de protección del motor abrirá el contactor de control automáticamente y el fusible solo funcionará en caso de cortocircuito o sobrecarga extrema.

Coordinación de fusibles en serie

Cuando se conectan varios fusibles en serie en los distintos niveles de un sistema de distribución de energía, es deseable quemar (limpiar) solo el fusible (u otro dispositivo de sobrecorriente) eléctricamente más cercano a la falla. Este proceso se denomina "coordinación" o "discriminación" y puede requerir que las características de corriente de tiempo de dos fusibles se representen sobre una base de corriente común. Los fusibles se seleccionan de modo que el fusible de rama menor desconecte su circuito mucho antes de que el fusible principal de alimentación comience a fundirse. De esta forma, solo el circuito defectuoso se interrumpe con una perturbación mínima de otros circuitos alimentados por un fusible de alimentación común.

Cuando los fusibles en un sistema son de tipos similares, se pueden usar relaciones simples de regla empírica entre los valores nominales del fusible más cercano a la carga y el siguiente fusible cerca de la fuente.

Otros protectores de circuito

Fusibles reiniciables

Los llamados fusibles de restablecimiento automático utilizan un elemento conductor termoplástico conocido como termistor de coeficiente de temperatura positivo polimérico (PPTC) que impide el circuito durante una condición de sobrecorriente (al aumentar la resistencia del dispositivo). El termistor PPTC se reinicia automáticamente cuando se elimina la corriente, el dispositivo se enfriará y volverá a la baja resistencia. Estos dispositivos a menudo se usan en aplicaciones aeroespaciales/nucleares donde el reemplazo es difícil, o en la placa base de una computadora para que un mouse o teclado en cortocircuito no causen daños en la placa base.

Fusibles térmicos

Un fusible térmico se encuentra a menudo en equipos de consumo como cafeteras, secadores de pelo o transformadores que alimentan pequeños dispositivos electrónicos de consumo. Contienen una composición fusible sensible a la temperatura que mantiene un mecanismo de contacto de resorte normalmente cerrado. Cuando la temperatura ambiente es demasiado alta, la composición se derrite y permite que el mecanismo de contacto del resorte rompa el circuito. El dispositivo se puede utilizar para prevenir un incendio en un secador de pelo, por ejemplo, cortando el suministro de energía a los elementos calefactores cuando se interrumpe el flujo de aire (por ejemplo, el motor del ventilador se detiene o la entrada de aire se bloquea accidentalmente). Los fusibles térmicos son un dispositivo no reiniciable de 'un disparo' que debe reemplazarse una vez que se hayan activado (quemado).

Limitador de cable

Un limitador de cable es similar a un fusible, pero está destinado únicamente a la protección de cables de alimentación de baja tensión. Se utiliza, por ejemplo, en redes en las que se pueden utilizar varios cables en paralelo. No está destinado a proporcionar protección contra sobrecargas, sino que protege un cable que está expuesto a un cortocircuito. Las características del limitador se adaptan al tamaño del cable para que el limitador elimine una falla antes de que se dañe el aislamiento del cable.

Símbolo Unicode

El carácter Unicode para el símbolo esquemático del fusible, que se encuentra en el bloque Miscellaneous Technical, es U+23DB (⏛).