O que é um fusível limitador de corrente em um sistema de transformador?

A fusível limitador de corrente interrompe uma sobrecorrente e, ao operar em sua região de limitação de corrente, reduz a corrente de pico e o valor de I²t que, de outra forma, passariam pelo circuito. Em um sistema de proteção de transformador, um fusível de limitação de corrente de reserva cuida da parte de maior corrente da faixa de proteção, em conjunto com um dispositivo de proteção coordenado para baixas correntes.

A principal limitação é a sua corrente mínima de interrupção. Um fusível de reserva pode derreter com uma corrente inferior ao intervalo que ele é capaz de interromper com segurança. Portanto, ele não pode ser escolhido como a única proteção contra sobrecarga e falhas do transformador simplesmente porque sua capacidade máxima de interrupção é elevada.

O banner é uma representação conceitual em corte de um fusível cheio de areia. Os materiais, a geometria dos elementos e os detalhes de montagem variam de acordo com o modelo; consulte a ficha técnica e o desenho de instalação do produto selecionado.

O que significa “backup” para um fusível limitador de corrente

Nesse contexto, o termo “backup” refere-se à classificação de interrupção do fusível. Não se trata de um fusível sobressalente nem de um dispositivo que aguarda a falha de outro fusível. Em um arranjo conectado em série, ambos os dispositivos de proteção conduzem a corrente do circuito; suas características determinam como a combinação resolve uma falha.

Mantenha três classificações separadas:

Essas distinções são explicadas em Noções básicas sobre fusíveis para serviços públicos da Eaton. “Limitador de corrente” e “reserva” não são termos intercambiáveis.

Como a limitação de corrente reduz a tensão de falha

Em um projeto típico com enchimento de areia, a corrente excessiva derrete seções do elemento fusível e gera arcos elétricos. O material de enchimento ajuda a resfriar e extinguir esses arcos. Na região de limitação de corrente, a tensão do arco resultante leva a corrente a zero antes de ela atingir naturalmente o valor zero, reduzindo assim o pico potencial.

O tempo de operação depende da corrente e da característica exata do fusível. O tempo de desligamento inferior a meio ciclo se aplica à região de limitação de corrente; não se trata de um tempo de desligamento universal para todas as sobrecargas. Além disso, um fusível não garante que um transformador com falha permaneça em condições de funcionamento nem que seja impossível ocorrer dano ao tanque.

Duas grandezas diferentes descrevem essa limitação:

• Corrente de passagem de pico: a corrente instantânea máxima que passa durante a interrupção, relevante para a tensão eletrodinâmica.
• Limpeza do I²t: a integral da corrente ao quadrado ao longo de todo o intervalo de desligamento, expressa em A²s. Trata-se de uma medida de tensão térmica, e não de uma medição direta dos joules absorvidos pelo transformador.

O I²t de fusão mínima abrange a fase pré-arco; o I²t de interrupção total inclui também a formação do arco. Utilize a quantidade correta e as condições de teste indicadas. Nota sobre os testes I²t da Eaton isso também explica por que a resistência de curta duração é importante para a corrente de irrupção e a ativação sob carga fria.

Por que um fusível de reserva precisa de um dispositivo de proteção contra baixas correntes

Um sistema de transformador pode combinar um fusível de reserva com um fusível de expulsão Bay-O-Net ou outro interruptor aprovado. A Eaton’s Catálogo ELSP CA132013EN, por exemplo, descreve uma aplicação em série com um fusível Bay-O-Net ou um interruptor MagneX. Trata-se de um exemplo de aplicação específico para esses produtos, e não de uma aprovação para combinações arbitrárias.

A análise de coordenação deve abranger a limitação de baixa corrente do fusível de reserva, a capacidade máxima de interrupção do dispositivo complementar e a prevenção de danos sob cargas e picos permitidos. Um “ponto de transferência” fixo de 3.000 A ou valores nominais de amperagem correspondentes não são suficientes para garantir isso.

Os métodos do fabricante podem incluir o cruzamento TCC e a coordenação de fusíveis combinados. Não se deve presumir que a conexão Bay-O-Net permaneça intacta sempre que o fusível de reserva disparar; o método escolhido determina o comportamento pretendido. Consulte o Documento de aplicação do Trans-Guard da ABB e o nosso Guia de coordenação do Bay-O-Net e do fusível limitador de corrente para a estrutura de revisão de curvas.

Seis critérios e condições a serem verificados antes da seleção

A intensidade nominal, a intensidade mínima de interrupção e a intensidade máxima de interrupção descrevem limites diferentes. Nenhum deles deve ser substituído por outro. Além disso, é preciso distinguir a tensão de arco gerada pelo fusível da tensão de recuperação após a interrupção. O BIL do transformador é um valor de resistência do isolamento, e não um limite de operação do fusível.

Não existe um fator de dimensionamento universal 130%–140% para fusíveis submersos em óleo. Utilize as tabelas de seleção do fabricante aplicáveis e as correções térmicas e, em seguida, confirme a combinação completa de proteção.

Instalações em poços com petróleo e em poços secos

Sob o óleo: Especifique um fusível aprovado para o fluido isolante específico e a temperatura de operação. A compatibilidade com o fluido, a montagem e as distâncias de segurança fazem parte da aplicação; um fusível classificado para uso em ambiente com ar não é automaticamente adequado para imersão.

Poço de drenagem: O fusível opera dentro de um compartimento separado do fluido. Verifique a combinação aprovada de fusível e porta-fusível, bem como os limites térmicos do compartimento. O fato de o fusível ser acessível externamente não garante, por si só, a capacidade de interrupção de carga nem autoriza a substituição com o equipamento energizado.

Siga as instruções de manutenção específicas para cada modelo. Por exemplo, Manual de instalação ELSP da Eaton MN132001EN estabelece que um ELSP acionado por alta corrente de falha não é substituível em campo e determina que o transformador/fusível seja devolvido ao fabricante do transformador. Essa exigência não deve ser generalizada como um procedimento de reparo para todos os fusíveis limitadores de corrente.

O que fazer depois que um fusível de reserva dispara

Um fusível acionado é um dispositivo de uso único e não pode ser reinicializado. Seu acionamento exige uma investigação antes da reenergização, mas, por si só, não identifica o componente com falha nem determina o estado do transformador.

O pessoal qualificado deve seguir os requisitos de isolamento, inspeção, teste e substituição estabelecidos pelo fabricante do equipamento. Mantenha registros de falhas, identificação dos fusíveis e informações sobre o dispositivo de proteção associado. Uma carcaça danificada ou a simples presença de material de enchimento não constituem, por si só, um diagnóstico confiável da causa raiz. Consulte nosso Guia de substituição do fusível limitador de corrente para as informações a serem coletadas.

Informações a serem incluídas em uma consulta sobre fusíveis

Para consultas sobre fusíveis limitadores de corrente, forneça a potência do transformador em kVA, as tensões, o número de fases, o tipo de conexão, o aterramento, a impedância e a corrente de falha disponível. Inclua os números de catálogo dos fusíveis e porta-fusíveis existentes, o dispositivo complementar, o fluido isolante, os requisitos de temperatura, as dimensões de instalação e a quantidade.

Envie suas especificações para a ZeeyiElec e solicitar a ficha técnica do modelo proposto, os limites de interrupção, os dados relativos ao TCC e à limitação de corrente, as instruções de instalação e a documentação comprovativa de compatibilidade aplicável. Um fusível fisicamente semelhante ou com marcação de amperagem idêntica não constitui prova suficiente de intercambiabilidade.

Perguntas frequentes

Um fusível de limitação de corrente de reserva pode eliminar uma sobrecarga de baixo nível?

Não o utilize abaixo da corrente mínima de interrupção especificada. Um fusível de reserva requer proteção coordenada contra baixas correntes. Os fusíveis limitadores de corrente de faixa completa apresentam capacidades diferentes.

Por que a areia de sílica é usada dentro dos fusíveis limitadores de corrente?

Em modelos com enchimento de areia, o material de enchimento ajuda a absorver o calor e a extinguir os arcos formados após o derretimento do elemento. A construção e o desempenho exatos dependem do modelo do fusível.

Qual é a velocidade de operação de um fusível limitador de corrente?

Ele pode desarmar em menos de meio ciclo quando opera na região de limitação de corrente. Para outras intensidades de corrente, utilize o TCC do fusível selecionado; um valor fixo em milissegundos não descreve toda a sua faixa de operação.

O acionamento do fusível de reserva comprova que o transformador apresentou falha?

Não. É necessário realizar uma investigação e avaliação da falha de acordo com os procedimentos do fabricante do equipamento. A simples ativação do fusível não identifica a localização da falha nem confirma que o transformador possa voltar a entrar em serviço.

É possível usar um fusível de reserva sem um fusível Bay-O-Net?

Um Bay-O-Net é um dos possíveis dispositivos complementares. Outro interruptor de baixa corrente aprovado pode ser utilizado, desde que o fabricante recomende essa combinação. Um fusível de reserva não deve ser considerado como proteção autônoma de faixa completa.

Qual fator de redução de potência se aplica a instalações subaquáticas?

Siga as orientações de temperatura e aplicação do fabricante do fusível selecionado, levando em conta as condições reais do fluido e de operação. Não existe um multiplicador de carga universal 130%–140% para todos os fusíveis de reserva submersos em óleo.