Por qué reemplazar fusibles por interruptores es adecuado para aplicaciones industriales
A medida que la tecnología detrás de los interruptores termomagnéticos continúa mejorando y se vuelve más accesible, su popularidad va en aumento para proteger los circuitos en aplicaciones industriales y por mantener a las personas seguras. Además, los fusibles son menos eficaces y seguros en comparación con los interruptores. Por lo que, los paneles de distribución en servicio con fusibles están obsoletos y deben ser reemplazados.
Sin embargo, los fusibles todavía se utilizan en paneles de control industriales, centros de control de motores (´´CCM’s´´) y aplicaciones de desconexión de carga. Este artículo técnico describe los principales factores que llevan a las organizaciones a elegir una forma de protección del circuito sobre otra.
Elija la protección del circuito en función de los requisitos de la aplicación
Los principales criterios de selección para la protección del circuito son:
- Tamaño
- Costo
- Capacidad de interrupción
- Nivel de protección
Algunos proyectistas prefieren utilizar fusibles de 200kA en todas las aplicaciones para facilitar esta selección. Sin embargo, es posible que no se requiera un fusible de 200kA para la aplicación.
Típicamente, incluso para obtener 65kA, se necesita de una falla que sólo ocurre en condiciónes de prueba en un laboratorio UL/CSA. En la aplicación real de UL 508A, los paneles se encuentran generalmente situados lejos del panel de distribución principal y conectados por una longitud de cable. Esto proporciona suficiente resistencia para reducir la capacidad de interrupción necesaria para que un interruptor normal pueda manejarse fácilmente.
Al identificar el nivel de protección adecuado necesario para la aplicación, se puede seleccionar un interruptor para proporcionar características que no ofrecen los fusibles. Los interruptores pueden ser competitivos con fusibles y combinaciones de desconexión, especialmente cuando se tienen en cuenta todas las ventajas de un diseño de interruptor.
Además, las regulaciones actuales requieren que los ensambladores de paneles documenten la capacidad de interrupción en sus paneles. Esto significa que los proyectistas necesitan hacer un análisis de todos los componentes y sus respectivas capacidades de interrupción en el panel. El dispositivo con la resistencia más baja es típicamente el eslabón más débil. Por ejemplo, las sobrecargas del motor suelen ser buenas para 5kA. El interruptor no es el factor limitante.
¿Por qué elegir interruptores y no fusibles?
Protección monofásica
La mayoría (90%+) de fallas en un circuito eléctrico son monofásicas. Sin embargo, los fusibles no protegen el circuito contra fallas monofásicas. De hecho, los fusibles a menudo causan eso.
Las fallas monofásicas ocurren cuando una de las fases va a tierra y solo se funde un fusible de una fase. Las dos fases restantes seguirán entregando energía a la carga. Cargas como los motores pueden seguir funcionando en una situación de una sola fase, lo que provocará el sobrecalentamiento del motor.
Sin embargo, en un sistema de interruptores, las tres fases se dispararán, independientemente del tipo de falla.
Mantenimiento
Existe un concepto erróneo de que los interruptores requieren más mantenimiento que los fusibles. Si bien es cierto que los fusibles no tienen componentes mecánicos que puedan fallar, la desconexión del fusible y el clip del fusible son componentes mecánicos que requieren el mismo nivel de mantenimiento que un interruptor.
Las desconexiones tienen contactos que pueden quedar soldados y los clips del fusible pueden perderse, lo que puede crear un punto caliente. Ambos productos deben ser escaneados térmicamente en busca de puntos calientes.
Otra consideración es la degradación de la protección a lo largo del tiempo. Ambos productos pueden degradarse con la edad, pero sólo el interruptor se puede probar. La única opción para los fusibles es reemplazarlos en un horario de intervalos antes de que exploten. De lo contrario, existe el riesgo de una situación de disparo que podría conducir a la pérdida de producción.
Seguridad de los trabajadores
La sustitución de fusibles requiere que la puerta del panel esté abierta. Esto crea una situación en la que es posible un posible contacto de voltaje vivo. Algunos usuarios industriales requieren que el personal use un traje de falla de arco para trabajar en paneles en vivo. Los accidentes de arco eléctrico no son infrecuentes y pueden ser mortales.
Para empeorar la situación, algunos clips de fusible y fusibles son completamente accesibles desde el frente. Es necesario añadir cubiertas especiales para evitar un riesgo de potencia en vivo. Después del servicio, el equipo de mantenimiento debe estar atento y asegurarse de que la protección se vuelva a instalar correctamente.
Además, la sustitución de un fusible de potencia requiere un electricista entrenado, que puede retrasar la producción hasta que uno pueda llegar al lugar. Algunos bloques de fusibles requieren un extractor de fusibles o una herramienta especial para el mantenimiento, que normalmente no se proporcionan ni están disponibles. Esto puede conducir a una situación potencialmente peligrosa si alguien intenta quitar un fusible con una herramienta incorrecta como un destornillador de metal.
Otra cuestión es el nivel de soporte global disponible. Al reemplazar un fusible, las piezas de repuesto que se encuentran comúnmente en América del Norte podrían no ser tan accesibles en Europa. Muchos OEMs prefieren estandarizar los productos para garantizar que los componentes tengan soporte global.
Con los interruptores, es más fácil seleccionar componentes que estarán disponibles universalmente y soportados en diferentes mercados.
Costes generales
El costo total de un interruptor es menor que un fusible, cuando los costos del ciclo de vida de los fusibles se tienen en cuenta en la ecuación. Entre el tiempo perdido para reemplazar los fusibles cuando ocurren cortocircuitos, los costos de reemplazo de fusibles y el tiempo extendido requerido para diagnosticar problemas, los costos generales de los fusibles se suman rápidamente.
También es importante tener en cuenta los riesgos a los que están expuestos los empleados de mantenimiento al reemplazar los fusibles.
En algunas situaciones, los interruptores tienen el mismo precio que los fusibles, además del soporte del fusible y el interruptor de desconexión necesarios para hacer un sistema completo. Con todos estos factores considerados, los fusibles son una propuesta costosa.
| Mini Interruptor versus Aplicaciones de Fusibles | ||
| Característica | Interruptor | Fusible |
| Capacidad de restablecimiento | X | |
| Protección de contacto accidental de voltaje vivo | X | |
| Protección monofásica | X | |
| Se utiliza para aislar un circuito | X | |
| Apoyo global | X | |
| Diagnóstico | X | |
| Fácil de usar* | X | X |
| Prueba para el funcionamiento correcto | X | |
| Indicación de estado mecánico estándar | X | |
| Protección contra fallas en tierra disponible | X | |
| Tamaño compacto | X | |
| Funcionamiento remoto posible | X | |
| Mantenimiento requerido** | X | X |
| Degradación con edad*** | X | X |
* Simple con interruptores, muchos tipos y cabe con fusibles
** Poco o ninguno con interruptores, repuestos y tipos con fusibles
***Los interruptores tienen una larga vida mecánica y eléctrica
Las aplicaciones adecuadas para interruptores y fusibles
Los fusibles pueden ser útiles en circuitos que necesitan una alta capacidad de interrupción o para equipos electrónicos sensibles que requieren protección de acción más rápida. Sin embargo, para la mayoría de los paneles de control y mini interruptores UL508, los interruptores son una mejor solución. Los beneficios superan la inversión inicial, especialmente cuando el tiempo de inactividad es particularmente costoso.
Cada vez hay más circuitos de Corriente Continua en los paneles modernos de hoy en día, con la creciente aceptación de la energía alternativa y el mercado de vehículos eléctricos. También hay una tendencia hacia el cambio de circuito de controles de 120Vac a 24Vcc por razones de seguridad, en caso de contacto accidental con voltaje en vivo. La tecnología de interruptores ha mejorado y ahora es capaz de manejar circuitos de CC.
La única aplicación donde los disyuntores no pueden reemplazar eficientemente los fusibles es proteger un transformador de control primario por encima de 460V. Las clasificaciones de los interruptores de riel DIN en miniatura se detienen a 480Y/277 volts y los interruptores de caja moldeada (´´MCCB´´) son demasiado grandes y caros para ser utilizados en esta aplicación.
Interruptores de circuito: El futuro de la funcionalidad
A medida que las máquinas proporcionan más información y retroalimentación que nunca, las aplicaciones industriales necesitan protección de circuitos que puedan ir más allá. La tecnología de interruptores está lista para estas aplicaciones avanzadas, para hoy y mañana.
Un contacto auxiliar indicará si un interruptor está encendido, apagado o disparado. Los interruptores también se pueden accionar de forma remota con un operador de motor, simplemente apagándolo y luego encendiéndolo de nuevo. Esto también permite que el interruptor funcione con una página de diagnóstico de la interfaz del operador. Ahora los operadores sabrán inmediatamente la ubicación de un problema, lo que puede ahorrar un valioso tiempo de producción.
Otro beneficio es la capacidad de disparar remotamente el interruptor en caso de un problema de seguridad. Por ejemplo, un circuito se puede apagar cuando otra parte de la máquina no está activa para evitar una situación peligrosa.
Estos beneficios hacen del interruptor un socio perfecto para todas las aplicaciones industriales.