Aplicación de Seccionadores de Potencia Provistos de Fusibles

Los SECCIONADORES DE POTENCIA para instalación interior, en combinación con fusibles son un excelente medio para la protección contra sobre corrientes en la entrada de Subestaciones Eléctricas de cola así como en salidas hacia otras cargas de un sistema de distribución.

Los seccionadores de potencia podemos clasificarlos de dos grandes tipos:

• Convencionales, en los cuales el aislamiento entre fases es el aire y el apagado del arco eléctrico se logra generalmente mediante soplo de aire. Algunas marcas emplean otras formas para este propósito (fig 1).
• Encapsulados, en los cuales el aislamiento entre polos así como el apagado del arco es el gas SF6 (fig 2).

En ambos tipos los accionamientos de apertura y cierre generalmente son de forma manual, pero en casos especiales puede ser mediante un mando motorizado.

En este breve artículo nos referiremos, de forma práctica, a la selección de los fusibles para la protección de transformadores de distribución, en subestaciones eléctricas de superficie los cuales se incorporan en las celda de llegada o de salida con el respectivo seccionador de potencia

En ambos casos poseen un sistema de desconexión automática por la acción de un percutor que posee la mayoría de fusibles el cual se dispara cuando se funde ente la presencia de una sobre corriente (cortocircuito) accionando una leva del seccionador de potencia.

Definición

“Los fusibles de media tensión limitadores de corriente son similares en construcción a los de tipo cartucho de baja tensión. Sin embargo, los elementos del fusible necesitan ser mucho más largos para interrumpir de manera segura un cortocircuito de media tensión. Esto se logra enrollando los elementos alrededor de un núcleo o soporte interno. Por medio de esta técnica, un elemento de un metro de longitud puede alojarse en un cuerpo de fusible de 250 milímetros de largo. Los elementos están rodeados por un relleno de cuarzo granular, puro y altamente compactado” (de BUSSMANN).

Características generales

Como todo aparato de seccionamiento para media tensión, las características básicas de los fusibles son: su TENSIÓN NOMINAL y su CORRIENTE NOMINAL. Tratándose de fusibles para aplicarse en seccionadores de potencia como elementos de seccionamiento y protección en SUBESTACIONES ELÉCTRICAS de usuarios finales, los fabricantes los denominan también como FUSIBLES LIMITADORES, lo que significa que limitan la corriente de cortocircuito a un valor manejable por el seccionador de potencia asociado. La mayoría de fabricantes ofrece fusibles con 63 KA de capacidad de ruptura.

El máximo amperaje a seleccionar está dado por la capacidad permitida por el Seccionador de Potencia seleccionado, lo que es indicado por el respectivo fabricante del seccionador (generalmente es de 200 A, para seccionadores de potencia FELMEC y de 125 A para el caso de seccionadores de potencia encapsulados en SF6, los cuales son empleados en celdas modulares con aislamiento en aire. Es recomendable limitar los fusibles a un máximo de 100 A en el caso de celdas tipo GIS encapsuladas en SF6.

Las corrientes nominales de los fusibles pueden diferir levemente de acuerdo a cada fabricante. Como regla general simple, se recomienda seleccionar los fusibles con una In entre 1.8 a 2.0 la In del transformador.

Condiciones de aplicación

Los fusibles deben satisfacer las siguientes condiciones para su aplicación.

Seleccionar los fusibles con una tensión nominal lo más cercana a la tensión nominal de servicio, y con una corriente nominal recomendada por su fabricante para la protección de transformadores.

Que los fusibles NO actúen con la corriente de inserción del transformador protegido. Esta corriente puede ser de 25 veces la corriente nominal del transformador. Esta condición se cumplirá siguiendo la recomendación del fabricante respectivo (ver tabla adjunta).

Que en caso de un cortocircuito en barras de baja tensión (PUNTO «A» DEL ESQUEMA ADJUNTO) sea el interruptor principal de B.T. el que actúe con la regulación apropiada de sus relés. También que este interruptor actúe en caso de sobrecargas.

Que los fusibles SÍ actúen en un tiempo máximo de 2 s (tiempo permisible por el transformador para corrientes de cc) cuando el cortocircuito se produce antes del interruptor general de B.T. (PUNTO «B» DEL ESQUEMA adjunto). Tener en cuenta que en este caso, la corriente de cortocircuito esperada será de aproximadamente 15 veces la corriente nominal del transformador protegido.

Cualidad importante a considerar

Una cualidad importante del empleo de fusibles asociados con seccionadores de potencia es su capacidad para limitar las corrientes de cortocircuito sobre todo en los casos en que en barra se esperan corriente de cortocircuito de 20 KA o más. Es decir, en caso de una sobre corriente (corto circuito trifásico de algunos kilo amperios) su hilo se funde en un tiempo de forma casi instantánea, antes que la onda de corriente alcance su máximo valor limitando de esta manera los efectos electrodinámicos en otros elementos de la instalación.

Advertencias

Los fusibles NUNCA deben ser empleados para la protección contra sobrecargas del transformador protegido. Sólo se deben aplicar para la protección contra sobre corrientes (cortocircuitos). Para sobrecargas se puede dotar al seccionador de potencia con una bobina de desconexión accionada por un relé función 51 y sus respectivos transformadores de corriente, pero convenientemente coordinado este relé con los fusibles.

Los fusibles NUNCA deben trabajar con una corriente cercana a su corriente nominal, bajo peligro de explosión, como máximo a una corriente equivalente al 70 % de dicha corriente (Ejemplo: para un fusible de 100 A, la corriente máxima permisible en el circuito será de 70 A). Este error es frecuente encontrar cuando se trata de fusibles incorporados en una celda de salida.

SELECCIÓN DE FUSIBLES (datos de acuerdo a recomendaciones publicadas por algunos fabricantes)