Ejercicio 3: Fusible

En una instalación eléctrica monofásica con corriente de empleo de 45 A protegemos con un fusible tipo gG de I_n = 50 A y PdC = 20 kA. Si utilizamos un conductor de aluminio con PVC de 6 mm² y teniendo en cuenta la siguiente gráfica de fusibles:

a)  ¿Estará protegida la instalación a sobrecargas? En caso negativo indica la solución.

b)  Teniendo en cuenta la gráfica de los fusibles del fabricante, si en el punto donde se instala este, se puede producir una corriente de cortocircuito de 15.000 A y, en el extremo de la línea, de 1.000 A, ¿Protegerá la instalación a cortocircuitos? En caso negativo indica la solución.

NOTA: buscar en tabla ITC-BT-19, columna 10a, la corriente máx. admisible para S = 6 mm².

a) Protección a sobrecargas

Aplicamos las 2 condiciones de sobrecargas del fusible:

1ª Condición a sobrecargas: la intensidad nominal I_n del fusible debe ser mayor o igual a la intensidad que circula por la línea I (corriente de empleo o utilización). Además, la intensidad admisible del conductor en tablas I_Z debe ser mayor o igual a la intensidad nominal I_n, es decir:

Para cumplir esta condición deberíamos elegir una sección comercial superior. Por ello, probaremos con S = 10 mm², cuya corriente máxima admisible en tablas es de 50 A. Ahora comprobamos la condición I ≤ I_n ≤ I_Z:

Para cumplir con esta 1ª condición a sobrecargas, aumentaremos la sección de este de S = 6 mm² a S = 10 mm². De esta forma, el cable quedará protegido a sobrecargas por el fusible.

2ª Condición a sobrecargas: la corriente I₂ que asegura la actuación del fusible para el tiempo convencional (según normas) debe ser inferior a 1,45 veces la intensidad admisible del conductor en tablas I_Z, es decir:

En el caso de los fusibles del tipo gG, la intensidad convencional de fusión I₂ es de I₂ = 1,60 · I_n para I_n ≥ 16 A. Entonces, al sustituir I₂ en la condición, se obtiene:

Para cumplir con esta 2ª condición a sobrecargas, tomaremos una sección de cable superior. Por ello, probaremos con S = 16 mm², cuya corriente máxima admisible en tablas es de 66 A. Ahora, comprobamos la condición I_n ≤ 0,91 · I_Z:

Por tanto, si queremos que el cable quede protegido a sobrecargas por el fusible, tendríamos que cambiar la sección de este a S = 16 mm².

b) Protección a cortocircuitos

Aplicamos las 2 condiciones de cortocircuitos del fusible:

1ª Condición a cortocircuitos: se comprobará que el fusible tenga poder de corte PdC suficiente. Así, para que un fusible asegure protección a cortocircuito, su poder de corte será como mínimo igual a la corriente de cortocircuito I_ccmáx supuesta en el punto donde está instalado.

2ª Condición a cortocircuitos: el tiempo de corte de la corriente de cortocircuito en un punto cualquiera del circuito no debe ser superior al tiempo que los conductores tardan en alcanzar su temperatura límite admisible.

Los parámetros del cable son: S = 16 mm² y K = 76 (aluminio y PVC)

● Para I_ccmáx = 15.000 A, el tiempo que tarda el conductor en llegar a su Tª límite es:

En la gráfica del fusible de In = 50 A para I = 15.000 A, tiempo t _fusible < 0,004 s

(no corta la gráfica del fusible. Por ello, tomamos el valor inferior de tiempo de 0,004 s)

● Para I_ccmin = 1.000 A, el tiempo que tarda el conductor en llegar a su Tª límite es:

En la gráfica del fusible de In = 50 A para I = 1.000 A, tiempo t _fusible = 0,017 s

(la vertical de I = 1 kA, corta con la curva del fusible de 50 A, en la horizontal 0,017 s)

Por tanto, si queremos que el cable quede protegido a sobrecargas y a cortocircuitos por el fusible, tendríamos que cambiar la sección de este a S = 16 mm².