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Fu siblee s de Pot e nc Fusibl ncia ia Tipo SMD-20 Con Unidades Unidades Fusible s S MU-20 Distribución Aére a Distribución (14.4 kV hasta 34.5 kV)
New Publication
©2000
BOLETIN BOL ETIN DES DESCRIPTIVO CRIPTIVO
242-32S
Página 1 of 20 14 de agosto de 2000
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El Fusible Fusible de Potencia SMD-20 . . . un fusible fusible de potencia con seccionamiento seccionamiento visible visible al oper operar ar,, y un diseño único de interrupción de falla con baja energía de arco y poco escape al exterior; diseñado para para montaje e n poste poste o tipo estación— estaci ón— operable con la herramienta herramient a Loadbus Loadbuste ter™ r™ para una conveniente desconexión de carga.
APLICACIÓN Aunque parece y se maneja como un cortacircuito, el “SMD-20” es un fusible de potencia , ofreciendo una protección contra el espectro completo de fallas, similar a todos los Fusibles de Potencia de S&C. El Fusible de Potencia SMDSMD-20 es ideal para la protec ción de transformadores, líneas, cables y condensadores localizados en alimentadores o subestaciones de distribución donde las mayores corrientes de falla, falla, mayores voltajes y mayores cargas encontra das en los sistemas de hoy en día pueden exceder la capacidad de los co rtacircuitos. Estos fusibles fusibles de potencia de material sólido, proporcionan una singular interrupción de falla falla con baja energía de arco y poco escape al exterior—así son mucho más silenciosos al operar que los cortacircuitos de distribución convencionales o los fusibles de potencia tipo Horn-Fiber. Los Fusibles de Potencia SMD-20 incorporan elementos fusibles fusi bles de p lata, o de cromo-níquel cromo-níquel pretensa do, no det e-
Fusible de Potencia SMD-20 protegiendo a tres transformadores de distribución di stribución monofásicos. monofásicos.
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riorables y diseñados para una gran precisión. Consecuentemente, las características de tiempo/corriente de estos fusibles son precisas a través del tiempo— asegurando no sólo un rendimiento confiable y previsible, sino también la integridad continua de los planes de coordinación. Las características precisas de tiempo/corriente y no deteriorables de estos fusibles de potencia permiten que los dispositivos de protección aguas arriba se ajusten para una operación más rápida que las permitidas con fusibles limitadores de corriente o con otros tipos de fusibles de potencia . . . proporcionando una mejor protección al sistema sin arriesgar la coordinación. Los Fusibles de Potencia Tipo SMD-20—con sus Unidades Fusibles SMU-20 de S&C; (Las Unidades Fusibles SMU-20 son también utilizadas en los montajes SM-20 y SML-20 para aplicacion es de distribuc ión inte rior y para aplicaciones en equipos “Metal-enclosed”)— están disponibles para cargas de hasta 200 amperios en voltajes de línea de ha sta 34.5 kV, y prop orcion an ca pacidad es de interru pción de falla de 22,400 ampe rios RMS asimét ricos e n siste mas h ast a 16.5 kV; 20,000 amperios RMS asimét ricos en sistem as has ta 24.9 kV; y 16,000 amperios RMS asimétricos en sistemas hasta 34.5 kv. Las Unidades Fusibles SMU-20 están disponibles en una amplia variedad de capacidades de amperios y en cua tro velocida des d iferentes : “K”, Están dar, Lento y Muy Lento de S&C. La extensa selección de capacidades de amperios y velocidades disponibles permiten una pre cisa coordinación y una máxima protección. Cada Fusible de Potencia SMD-20 está equipado con ganchos de sujeción para la desconexión de cargas universales utilizando e l Loadbus ter, la h erramienta portátil rompe carga de S&C. No es necesaria la instalación en serie con el fusible de se ccionadores o interruptores —lo cual mejora enormemente la apariencia y supone a horros inmediatos. Una selección de cuatro e stilos diferentes de montaje proporciona la flexibilidad requerida para su aplicación en una variedad de instalaciones
Útil Para una Variedad de Aplicaciones El Fus ible de P oten cia Tipo SMD-20 de S&C tiene las car acterísticas de rendimiento superior y confiabilidad requeridos para proporcionar una doble protección— protecc ión para el sistema aguas arriba y protección para las líneas y cables aguas abajo, así como para equipos aguas abajo como transformadores y condensadores. En cuanto a la protección del sistema , los Fusibles de Potencia SMD-20 operan rápidamente sobre cortocircuitos, minimizando as í las pertu rbaciones en el resto del sistema, y aíslan solamente el segmento fallado, limi-
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tando la extensión de las interrupciones de servicio. Y en cuanto a la protección del equipo, estos fusibles de potencia proporcionan una protección contra el espectro completo de fallas para tr ansformadores y para c ircuitos de alimentación que sirven a múltiples cargas. Además, los Fusibles de Potencia SMD-20 proporcionan u n ráp ido aislamiento a los condensadores fallados para protegerlos de la ruptura de l envase. En todas las aplicaciones, el seccionamiento automático visible de estos fusibles (“Dropout”), tras una interrupción de falla, asegura el aislamiento permanente de circuitos y equipos fallados, y proporciona una indicación visible de la operación del fusible.
Protección del Transformador Instalados en el lado primario de los transformadores localizados en subestaciones—o en el lado primario de transformadores montados en postes en alimentadores de distribución—los Fusibles de Potencia SMD-20 proporcionan una protec ción contra el espect ro completo de fallas; eso es, estos fusibles detectarán e interrumpirán todas las fallas—grandes, med ianas y pequeñas (incluso hasta la corriente mínima de fundición); bien sea que la falla esté en el lado primario o secundario del transformador; con voltaje de línea a línea o línea a tierra a lo largo del fusible; aunque el transformador esté al lado del fusible o conectado a él desde una localidad remota, y sin importar el tipo de conexión interna del transformador. Más aun, los Fusibles de Potencia SMD-20 han demostrado su capacidad de manejar el espectro completo de tensiones transitorias de recuperación severas, asociadas a todas estas condiciones. Esta protec ción superior, particularmente con respe cto a las fallas en el lado secundar io del transformador, es posible con los Fusibles de Potencia SMD-20 porque utilizan elementos fusibles de plata o de crom o níquel pretensionado, que no se deterioran por sobrecorrientes transitorias que pueden calentar e l elemento ha sta casi el punto de fusión; y están disponibles en una variedad de velocidades que proporcionan características de tiempo/corriente especialmente útiles para proteger los transformadores de las corrientes de falla de muy baja magnitud; ya que estos fusibles poseen capacidades de sobrecarga y de sobrecorriente momentánea más que suficientes pa ra sopor tar las corrientes de ma gnetización del transformador así como severas corrientes de conexión de cargas en frío y en caliente. Como resultado de estos s ingulares diseños y cara cterísticas, los Fus ibles de Pote ncia SMD-20 hac en pos ible selecciona r el fusible con valores próximos a la corriente de carga nominal del transformador sin el riesgo de una operación indeseable
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por culpa de sobrecargas, o sobrecorrientes transitorias. Esta operación con los Fusibles de Potencia SMD-20, sumada al rendimiento excepcional de interrupción de fallas de baja corriente, asegura una máxima protección para el transformador (con respec to a la curva de protección de fallas del transformador definida en las más recientes Normas ANSI) para una amplia variedad de corrientes de falla secund arias, minimizando el deterioro del transformador, debido a los esfuerzos térmicos y mecá nicos asociados a corrientes de falla prolongadas a través del transformador. Los Fu sibles de P oten cia SMD-20 son tamb ién ideales para la protección de transformadores de servicios auxiliares en subestaciones y transformadores de voltaje. Cualquier sea su aplicación, el fusible de potencia SMD-20 libre de mant enimiento—con su Unidad Fusible SMU-20—proporciona protección contra el espectro completo de fallas m ás una coordinación confiable, permanente y precisa con interruptores de línea o secundarios, y con otros fusibles de potencia.
Protección de Líneas y Cables Cuando se instalan en postes de alimentadores de distribución o en los lados secundarios de transformadores de subestaciones de distribución, los Fusibles de Potencia SMD-20 pueden interrumpir toda clase de fallas
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permanentes en líneas aéreas o en cables subterráneos, y sin embargo no operar innecesariamente ni dañarse por fallas transitorias. Las características precisas de tiempo/corriente de estos fusibles de potencia, más la amplia selección de capacidades de amperios y velocidades disponibles, hacen que los Fusibles de Potencia SMD-20 sean ideales para coordinar con reconectadores o interruptores en esquemas de “ahorro de fusible,” y también para coordinar en se rie con otros fusibles cuand o se desee un a mayor segmentación del sistema, y así limitar la zona de interrupción del servicio ante fallas permanentes. Adicionalmente, como cada Fusible de Potencia SMD-20 es operable con la herramienta Loadbuster, la conveniencia y versatilidad de la desconexión de carga, puede ser provista en cualquier lugar del sistema de distribución.
Protección de Bancos de Condensadores Los Fusibles de Potencia SMD-20 son particularmente útiles para la protección de bancos de condensadores montados e n postes o de sube stación, ya que la capacidad de estos fusibles de potencia, para soportar cargas pico en forma continua, permite la utilización de capacidades en amperios menores que las requeridas con eslabones fusibles de distribución, otros tipos de fusibles de potencia, o fusibles limitadores de corriente; sin operaciones innecesarias de fusible debidas a corrientes de energización o descarga de los bancos con densad ores. La protección con valores cercanos a la corriente de carga nominal con los Fusibles de Potencia SMD-20, da lugar a una protección superior para el banco de condensadores hasta el punto que las fallas en evolución dentro de las unidades condensadoras individuales, que es el tipo de falla más común, puedan ser detectadas y despejadas antes de que se produzca una ruptura del envase.
Superior a los Cortacircuitos o Fusibles Limitadores de Corriente El Fusible de P ote ncia SMD-20 es el dispositivo ideal para aplicaciones de alimentadores de distribución aérea e instalaciones de subestación de distribución aérea hasta 34.5 kV, y son un a altern ativa a los corta circuitos c uan do: • las corrientes de falla del sistema disponibles exceden de las capacidades de los cortacircuitos de distribución, y cuando • el ruido o el escape asociado a la operación del cortacircuito son inaceptables por la aplicación o por consideraciones de l medio ambiente. Además, el SMD-20 es una alternativa superior a los fusibles limitadores de corriente en aplicaciones cu ando:
Los Fusibles de Potencia SMD-20 protegiendo una instalación condensadora trifásica montada en poste.
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• los fusibles limitadores de corriente no son aptos por sus características de tiempo/corriente y su susceptibilidad a daños por corrientes de sobrecarga comunes en aplicaciones de distribución exterior, y cuando • los requisitos de alta corriente continua y consideraciones de manejo de fusible hac en que los fusibles limitadores de corriente sean una elección poco práctica.
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Voltaje de arco 1.0 kV Máximos
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1 Ciclo (60 Hz)
Corriente de Falla
No hay Necesidad de Utilizar a los Cortacircuitos Más Allá de Sus Posibilidades Los cortacircuitos de distribución suelen tener capacidades de interrupción de falla de 16,000 amperios o menos, y estar sujetos a restricciones de aplicación cuando son utilizados a voltajes de sistema de 25 kv o más. Con una mayor capacidad de voltaje y de interrupción, el Fusible de P otencia SMD-20 cubre la b recha entre la protección que proporcionan los cortacircuitos de distribución y otros fusibles de potencia más costosos, o fusibles limitadores de cor riente de alta ca pacidad . . . por lo tanto no hay necesidad de sobre utilizar los cortacircuitos ni de conformarse con una protección incompleta de los conducto res del sistema o del equipo. Los Fusibles de Potencia SMD-20 proporcionan una protección contra el espectro completo de fallas por medio de una técnica de ma terial sólido y baja energía de arco con poco escape al exterior. Los oscilógramas a la derecha comparan la energía de arco de los Fusibles de Pote ncia SMD-20 de S&C con la de u n cor tacirc uito típico de doble expu lsión y otro de s imple expulsión. En la prueba, la energía relativa del arco pa ra el Fusible de Po tencia SMD-20 fue solame nte del 18% de la del co rtac ircuito d e dob le expu lsión, y el 20%de la de l cortac ircuito de simple expulsión. La potencia pico del arco—una medida de la energía de escape—fue de 9.6 MW para el Fusible de Potencia SMD-20, comparada con los 96.8 MW y 72.8 MW para los cortacircuitos de expulsión doble y sencilla respectivamente. Además, el voltaje d el arco—una medida indirecta de la potencia del arco—fue también sustancialmente menor para el Fusible de Potencia SMD-20 que para cualquiera de los dos cortacircuitos de potencia. Consecuentemente, la operación del Fusible de Potencia SMD-20 es más silenciosa y menos violenta que la de un cortacircuito.
Comparaciones gráficas de la energía del arco del Fusible de Potencia SMD-20 contra los cortacircuitos de expulsión doble y sencilla.
Energía de Arco 72.o Kw-segundo
Fusible de Potencia SMD-20
Voltaje de arco 3.5 kV Máximos
Potencia de Arco 96.8 MW Pico
Energía de Arco 399 Kw-segundo
Cortacircuito de Distribución de Expulsión Doble
Voltaje de arco 3.0 kV Máximos
1 Ciclo (60 Hz)
Corriente de Falla
Potencia de Arco 72.8 MW Pico
Datos del Circuito de Prueba— Corriente de falla disponible: 11.4 kA RMS asimétricos
1 Ciclo (60 Hz)
Corriente de Falla
Prueba de S&C No. 6605 Voltaje d e pr ueb a (a lo largo d el fusible) : 9.0 kV RMS
Potencia de Arco 9.6 MW Pico
Energía de Arco 366 Kw-segundo
Frecuencia natural a tensión transitoria de recuperación: 2.2 kHZ Factor de pico a tensión transitoria de recuperación: 1.24
Cortacircuito de Distribución de Expulsión Sencilla
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No Hay Necesidad de Recurrir a Fusibles Limitadores de Corriente Los Fusibles de Potencia SMD-20 no son solo una alternativa superior a los cortacircuitos de distribución en muchas aplicaciones, sino también, por su construcción especial, son superiores a los fusibles limitadores de corriente. Los Fusibles de Potencia SMD-20 tienen elementos fusibles de plata cons truidos de forma helicoidal, no soldados y rodeados de aire. Debido a esta construcción, el elemento fusible está libre de esfuerzos mecánicos y térmicos, y por esta razón no está sujeto a daños—incluso por corrientes de energización que se acercan pero no supera n la curva caracte rística tiempo/corriente de mínima fusión. Los fusibles limitadores de co rriente, en c ambio, tienen elementos fusibles que están hechos de una serie de alambres de diámetro muy fino, o de una o más cintas perforadas o ranuradas, rodeadas y en contacto con u n material de relleno como la arena silícea. Debido a esta construcción, los fusibles limitadores de corriente son susceptibles a daños en los elementos, causados por una sobreco rriente momentán ea que se aproximan a la curva carac terística tiempo/corriente d e mínima fusión.
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fusible puede continuar arqueando y quemándose internamente d ebido al flujo de corriente de c arga. Debido a la gran posibilidad de daños al elemento fusible por las co rrientes de energización, por los efectos de la carga y tolerancia en su manufactura, los fabricantes de los fusibles limitadores de corriente n ormalmente ex igen que, cuando se apliquen estos fusibles, se hagan ajustes en las curvas características tiempo/corriente de mínima fusión. A este ajuste se le llama “zona de seguridad,” o “retrocede r la toleranc ia,” con un rango que varían desde un 25% en té rminos de tiempo hasta un 25% en tér-
Estos daños pueden ser agravados en los sistemas de distribución aérea por las repetitivas sobrec orrientes ocasionadas por las operaciones de apertura y cierre de reconectadores instalados aguas arriba. Estos daños pueden o currir de una o más de las siguientes formas:
•
El elemento fusible puede fundirse, pero no separa rse completamente debido a que el metal fundido es constreñido po r el material de re lleno—dando lugar, posiblemente, a una resolidificación del elemento con un área trans versal diferente.
•
Uno o más, pero no todos, los alambres para lelos o las cintas del elemento fusible pueden fundirse y separarse.
•
El elemento fusible puede romperse como resultado de la fatiga causada por los ciclos de corriente que puede dar lugar a torceduras localizadas por expansiones y contracciones térmicas.
Los da ños a los elementos fusibles de los fusibles limitadores de corriente descritos anteriormente, pueden cambiar o alterar sus características de tiempo/corriente, dando lugar a una pérdida de la coordinación entre el fusible y los otros dispositivos de protección contra sobrecorrientes aguas abajo. Más aun, un elemento fusible limitador de corriente dañado puede fundirse debido a un a corriente inofensiva de energización, pero el fusible pued e fallar al tratar de des pejar el circuito debido a un flujo insuficiente de potencia—mientras que el
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Los Fusibles de Potencia SMD-20 Tipo Estación aplicados a la protección de transformadores de voltaje.
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minos de corriente. Este último puede dar lugar a un ajuste del 250% o más en térm inos de t iempo, dependiendo de la pendiente de la curva característica de tiempo/corriente en el punto donde se mide la zona de seguridad, o el retroceso de la tolerancia. Además, la mayoría de los fusibles limitadores de corriente, inherentemente tienen curvas características de tiempo/corriente de pendiente elevada y relativamente rectas que, junto con los ajustes necesariamente grandes de las zonas de seguridad, o el retroceso de la tolerancia, obligan a la selección de capacidades mayores de amperios, para soportar las corrientes de magnetización y las corrientes d e ene rgización en frío y en caliente, y también para coordinar con los dispositivos de protección aguas abajo. La selección de fusibles con estas capacidades de amperios, da lugar a una protección menor para el sistema de distribución y el equipo. Asimismo, como la capacidad d e ampe rios del fusible limitador d e corriente puede exceder sustancialmente la corriente de carga nominal del transformador, la coordinación con los dispositivos aguas arriba pue de perjudicarse. Finalmente, los fusibles limitadores de corriente son pesados y difíciles de manejar, especialmente con una pértiga; los operadores d e campo deb en guiar cuidadosa mente estos fusibles cuando realicen operaciones de apertura y cierre. Los Fusibles de Potencia SMD-20 de S&C, en cambio, son fáciles de manejar. La Unidad Fusible SMU-20 es ligera y fácilmente guiad a con una pértiga, y la acción d e autoguía de la bisagra y del muñón del fusible permite una a pertura y cierre casi sin esfuerzo.
Seleccione lo M ejor en Protección de Fusibles de Potencia Cuando un cortacircuito no puede satisfacer completamente los requisitos de aplicación, cuando la necesidad de operación en un pu nto cercan o a la corriente nominal, coordinación precisa y un re ndimiento confiable probado en el campo excluyan a los fusibles limitadores de corriente, o a otros tipos de fusibles de potencia, especifique los Fusibles de Potencia SMD-20 de S&C para obtener una prote cción económica, confiable, en el espectro com pleto de fallas y una operación conveniente bajo carga (utilizando el Loadbuster) de circuitos de distribución y equipos. Información completa sobre la aplicación y datos técnicos están disponibles por el especialista en fusibles en su Oficina de Venta s de S&C más cerc ana . Favor ponerse en contacto para más detalles.
Fusibles de Potencia SMD-20 aplicados a los bajantes de los cables para la protección de circuitos de alimentación subterráneos.
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CONSTRUCCIÓN Y OPERACIÓN El Elemento Fusible Los Fusibles de Potencia SMD-20 poseen las cara cterísticas de rendimiento y la calidad que los hace n útiles especialmente para la protección cont ra fallas en sistemas de distr ibución d e has ta 34.5 kV. Los fusibles e stá n disponibles en una amplia variedad de capacidades de amperios y características de tiempo/corriente, permitiendo la posibilidad de operación cercana al punto de corriente nominal, para conseguir una máxima protección y óptima coordinación. La precisión inicial y prolongada de sus características tiempo/corriente de fusión aseguran que estos fusibles operarán exactamente cuando deben, e—igualmente importante—no operarán cuando no deben. Esta precisión permanente se consigue principalmente a través del diseño y la construcción del elemento fusible.
Construcción Indeteriorable Los Fusibles de Potencia SMD-20 tienen elementos de plata o de crom o níquel con esta s carac terísticas: (1) son fabricados en máquinas de precisión para alcanzar diámetros exactos; y (2) son construidos sin soldadura, prensados a sus terminales. Las características de
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Las caract erísticas de construcción des critas a continuación, hacen que los elementos fusibles sean indeteriorables con estas ventajas: 1. Protección superior d el transformador. Los Fu sibles de Potencia SMD-20 hacen posible la ope ración en corrientes muy cerca de la corriente nominal del transformador, proporcionando así una protección contra un espectro amplio de fallas del lado se cundario. 2. Niveles superiores de continuidad del servicio. Las operaciones innecesarias de l fusible se eliminan. 3. Coordinación precisa con o tros dispositivos de protec ción contra sobrecorrientes…se consigue gracias a la precisión inicial y prolongada de los elementos fusibles, y porque no se tienen que aplicar “zonas de
Varilla de arqueo
Juntas de plata prensadas Elemento fusible de alambre de cromo níquel pretensionado Terminal inferior
Terminal inferior
Puente de transferencia de corriente
Elemento fusible indeteriorable, de baja corriente, y de cromo níquel para unidades fusibles con capacidad de 1 amperio. En esta capacidad, el alambre de cromo níquel es demasiado fino para soportar la fuerza completa del resorte. Un ensamble de levas multiplica efectivamente la resistencia a la tracción del alambre permitiendo el pretensionamiento deseado sin poner en peligro la seguridad del elemento fusible.
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tiempo/corriente de fusión son muy precisas, con solamente u n 10%de tolerancia to tal en la corriente de fusión, comparad o con el 20% de toleranc ia en la mayoría de los fusibles (20% y 40% res pect ivamente , en té rminos de tiempo). Su diseño y construcción aseguran que se ajustarán a sus características de tiempo/corriente no sólo al principio, sino de forma con tinua . . . son re sistentes y no se det erioran con la corrosión . . . ni la antigüedad, ni la vibración, ni las sobrecorrientes que calientan el elemento hasta casi el punto de fusión, pueden afectar las características de est os fusibles.
Varilla de arqueo
Serie de levas (no visible) reduce la fuerza del resorte para corregir el ángulo en el pretensionamiento del elemento fusible
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Elemento fusible de alambre de cromo níquel pretensionado
Puente de transferencia de corriente
Elemento fusible indeteriorable de cromo níquel para unidades fusibles con capacidades de 3K, 5E y 7E amperios. Cuando son llamados a operar, el alambre de cromo níquel pretensionado se debilita de forma abrupta y se separa antes de que cambie su sección transversal.
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seguridad” a las características de tiempo/corriente publicadas para proteger al elemento contra daños.
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Dispositivo de retención de la varilla de arqueo
La Unidad Fusible SMU-20
Tubo conductor de cobre estañado —encasquillado herméticamente dentro del tubo de fibra de vidrio y resina epóxica
El elemento fusible está conectado por un lado—a través de un puente de transferencia de corriente—a la abrazadera de expulsión de gases de la unidad fusible. Por el otro lado, el elemento fusible está co nectado a una varilla de arqueo que se e xtiende hac ia arriba a través de la cámara en la unidad fusible. Un reso rte localizado de ntro de la unidad fusible proporciona la ene rgía almacenada para empujar la varilla de arqueo h acia arriba a través de un medio de extinción de arco durante la interrupción de las corrientes de falla. El perno localizado en el lado superior de la varilla de arqueo inicia la acción de caída de la unidad fusible penetrando el sello superior y disparando el seguro en las partes vivas superiores (ver páginas 12 y 13).
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Sello superior
4. Ahorros en el operación. No hay necesidad de reemplazar los fusibles asociados no fundidos, solo por la sospecha de daños tras una operación de fusible.
La Unidad Fusible SMU-20 consiste en un elemento fusible, una varilla de arqueo y un medio de material sólido extintor de arco contenido dentro de un tubo de fibra de vidrio y resina epóx ica.
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Perno —que acciona el seguro del contacto superior
Resorte Contacto tulipán —asegura el contacto mediante un resorte pretensionado Arandela
Varilla de arqueo Alambre tensor
Elemento fusible de alambre de plata, bobinado de forma helicoidal para absorber la vibración mecánica y el choque térmico Terminal inferior
Juntas de plata prensadas
Puente de transferencia de corriente
Medio de material sólidoproporciona el medio de extinción del arco
Varilla de arqueo —cobre plateado
Tubo de fibra de vidrio y resina epóxica
Elemento fusible de plata Puente de transferencia de corriente Elemento fusible de plata indeteriorable utilizado en unidades fusibles con capacidades de 6K hasta 200K amperios y de 10E hasta 200E amperios. Estas capacidades utilizan en su construcción un elemento fusible de plata y alambre tensor, que no se deterioran por sobrecargas o fallas transitorias que se aproximan a la corriente mínima de fusión
Abrazadera de expulsión de gases de material de cobre estañado Tapa de ventilación
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El Fusible de Potencia
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Retención Confiable Como se puede apreciar en la ilustración inferior, la retención en la posición de cerrado, se logra cuando el
Accesorios terminales superiores de la unidad fusible (reutilizables) Ensamblaje del seguro y contacto superior
Ganchos de sujeción para el uso del Loadbuster ® —también funcionan como guía de la unidad fusible durante el cierre
Ensamblaje de bisagra y contacto inferior
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Los accesorios terminales de la Unidad Fusible se suministran por separado para permitir a los usuarios reinstalar las Unidades Fusibles de repuestos de u na manera rápida durante el proceso de reposición de los fusibles.
Los F usibles de P otencia SMD-20 consisten de dos c omponentes básicos—un montaje completo y una Unidad Fusible SMU-20. El montaje incluye la base (o el herraje de montaje en el caso de montajes aéreos en postes), el aislador(es), ensamblaje del seguro y contacto superior, el ensamblaje de la bisagra y el contacto inferior, y los accesorios terminales de la unidad fusible superiores e inferiores.
Aislador con diseño de protección contra pájaros —con características de aislamiento superiores a las normas ANSI para cortacircuitos de distribución; e iguales, en la mayoría de los casos, a las normas ANSI para cuchillas y barras
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Unidad Fusible SMU-20 — reemplazada después de una operación de despeje de falla
Accesorios terminales inferiores de la unidad fusible (reutilizables)
Ilustración del Estilo Aéreo Montado en Poste (ver páginas 16 a 19 para otros estilos de montaje disponibles)
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retén se mueve y encaja detrás del rodillo en los accesorios terminales superiores d e la Unidad Fusible. Debido a la acción de absorción del impacto de los brazos de los contactos respaldados por resortes, la unidad fusible no se saldrá de la posición de retención durante la operación de cierre, y no caerá por vibraciones o golpes. El escudo protecto r ayuda a pre venir el disparo accidental del retén dura nte el lavado a alta pres ión de los aisladores.
Excelente Transferencia de Corriente Una excelente trans ferencia de corriente entre la Unidad Fusible SMU-20 y los contactos superiores e inferiores es asegurada—incluso después de la exposición de los elementos por un extenso periodo de tiempo.
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El diseño de los conta ctos con a cción de frotado en el cierre, utilizados en los contactos superiores da lugar a una mínima resistencia eléctrica entre el ensamble del contacto superior y la unidad fusible. Mientras que la unidad fusible se esta cerrando, los contactos plateados primero se en ganchan y luego frotan la superficie plateada de los terminales superiores de la unidad fusible. Después, durante la retención, mientras los contactos se encajan en el terminal superior, se crea un contacto de alta presión y baja resistencia. Los contactos inferiores plateados presentan superficies con relieve para una acción autolimpiante, y están respaldados por resortes pretensionados para una eficiente transferencia de corriente entre el ensamble del contacto inferior y el terminal inferior de la unidad fusible.
Contactos Resorte pretensionado
Seguro Capa protectora
Rodillo
Trinquete de contacto
Accesorio terminal inferior de la unidad fusible, plateado
Ensamble del seguro y contacto inferior (cerrado totalmente).
Resorte pretensionado Contacto inferior plateado Contactos inferiores—de plata, proporcionan vías de corriente duales independientes del eje de la bisagra.
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Interrupción de Fallas en las Unidades Fusibles SMU-20 Una interrupción de fallas rápida y positiva se consigue en la Unidad Fusible SMU-20—después de la fusión del elemento fusible—de la siguiente man era:
•
Una elongación de a lta velocidad del arco en la cámara de la unidad fusible revestida de material sólido (pro ducida por un movimiento rápido de la varilla de arqueo con resorte), y
•
La eficiente acción de s-ionizante de los gases generados a tra vés de una reacción térmica de l material sólido debido al calor del arco con finado.
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Brazos de los contactos comprimidos
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Seguro
Resorte de carga
Acción de Caída Positiva Cuando opera la unidad fusible, la fuerza del resorte hace que el perno en el lado superior de la varilla de arqueo perfore el sello superior de la unidad fusible y levante el seguro encima del rodillo en el terminal superior de la unidad fusible. Cuando se libera el rodillo del seguro, los contactos respaldados por resortes empujan la unidad fusible hacia fuera, permitiéndole que gire (por fuerza de la gravedad) hasta una posición completamente abierta. El disparo d el seguro y el comienzo de la acción de a pertura durante la interrupción de falla se ilustran a la derecha.
Anillo Perno
Unidad Fusible SMU-20 (reemplazable) Varilla de arqueo
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La sobrecorriente funde el elemento fusible de plata y luego se transfiere al alambre tensor, que se volatiliza instantáneamente. El arqueo es iniciado tal y como se ilustra. La fuerza del resorte empuja la varilla de arqueo hacia arriba, causando una rápida elongación del arco en la cámara revestida de material sólido de la unidad fusible. Bajo condiciones de falla máxima, el calor del arco confinado hace que el material sólido en una sección de gran diámetro en la cámara de extinción sufra una reacción térmica—generando gases turbulentos y haciendo efectivamente más grande el diámetro de la apertura, de forma que le energía del arco sea expulsada con muy poco escape al exterior. Bajo condiciones de falla baja a moderada, el arco es extinguido en la sección superior de la cámara extintora del arco—donde la cámara de pequeño diámetro concentra efectivamente los gases de acción de-ionizante para una confiable extinción del arco. El continuo movimiento de la varilla de arqueo hacia arriba tras la extinción del arco hace que el perno perfore el sello superior e inicie una acción de caída positiva de la Unidad Fusible SMU-20 quemada.
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Tuerca del accesorio terminal inferior
Brazos de los contactos comprimidos
Elemento fusible
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MANEJO DEL FUSIBLE
Fácil de Operar con el Loadbuster, la Herramienta Portátil Rompe Carga de S&C
Fácil de Manejar
Todos los Fusibles de Potencia SMD-20 están equipados con ganchos de sujeción para Loadbuster y pueden ser operados con el Loadbuster, la herramienta portátil rompe ca rga de S&C, para prop orcionar una de sconex ión de carga completa al máximo voltaje, así como la interrupción de corrientes asociadas a la magnetización y carga de líneas. No se necesitan seccionadores de descon exión, ni interruptores para s er instalados en serie con el fusible—proporcionando una apariencia notablemente mejorada y ahorros inmediatos. Por otra parte,
Cuando opera el Fusible de Potencia SMD-20, la unidad fusible gira hacia una po sición abierta en la que pue de ser fácilmente extraída mediante la inserción de una pértiga en el anillo del term inal inferior de la unidad fusible. El reemplazo es igual de fácil. Los ac cesorios terminales de la unidad fusible son reutilizables, y son fácilmente extraídos del fusible extinguido y reinstalados en una nueva Unidad Fusible SMU-20. La unidad fusible de repuest o con acceso rios terminales sencillamente se de ja caer en la bisagra y se cierra, como se des cribe abajo.
Fácil de Cerrar Los Fu sibles de Po tencia SMD-20 pueden s er ce rrados— utilizando una pértiga—desde prácticamente cualquier ángulo. Al principio de la operación de cierre, la unidad fusible es sujetada me diante el enganche e n la supe rficie de guía de la bisagra y las levas en el accesorio terminal inferior de la unidad fusible. Los ganchos de sujeción para el Loadbuster guían el accesorio terminal superior de la unidad fusible hacia una co rrecta alineación para el aseguramiento al final de la ope ración de cierre.
Ganchos de sujeción para el Loadbuster
Los Fusibles de Potencia SMD-20 pueden ser cerrados con una pértiga desde casi cualquier ángulo. Durante la operación de cierre, la unidad fusible se coloca a varias pulgadas de las partes vivas superiores y luego, mientras se desvía la mirada, es cerrada completamente con un firme empujón. Los ganchos de sujeción para el Loadbuster guían a la unidad fusible durante su aproximación final al ensamble del contacto superior.
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1. Enganchar: Alcanzar la parte delantera del Fusible de Potencia SMD-20 y enganchar el ancla del Loadbuster a los ganchos de sujeción en el lado más alejado del montaje del fusible. Luego, enganchar el anillo del fusible de potencia con el gancho del anillo del Loadbuster. El seguro del anillo del Loadbuster previene el desenganche inadvertido del anillo del fusible de potencia, del gancho del anillo del Loadbuster.
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como la unidad de interrupción está dentro de la herramienta Loadbuster—y porque sólo se necesita un Loadbuster para cada camión—las ventajas de una desconexión de carga universal de bajo costo están disponibles en cualquier lugar del sistema de distribución. La interrupción con Loadbuster es una operación rápida y sencilla, como se ilustra abajo. La interrupción de circuito ocurre internamen te, y sin arco e xterno n i llama. El único sonido es e l del Loadbus ter disparand o. Como la interrupción del circuito es indepe ndiente de la velocidad a la que se opera la herramienta Loadbuster, todo lo que se requiere es un suave golpe de operación, sin vacila-
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ciones, hasta que la herramienta esté extendida a su máxima elongación. El seguro de reposición retiene la herramienta en su posición abierta para la extracción del SMD-20—hasta que se s uelta para reponer el Loadbus ter para la siguiente ope ración. La reposición del Loadbuster es fácil también. Simplemente hay que soltar el seguro de reposición y cerrar firmemente la herramienta extendida a su posición original. Es así de sencillo. Para información deta llada s obre e l Loadbus ter, la herramienta portátil rompe carga de S&C, ver el Boletín Descriptivo de S&C 811-30.
3. Retirar: El Loadbuster se desengancha retirando primero su ancla del gancho de sujeción del SMD-20. Luego, cuando el fusible está en la posición abierta, el Loadbuster se retira del anillo de la unidad fusible con un movimiento giratorio. 2. Tirar: Un firme tirón hacia abajo del Loadbuster—hasta su máxima elongación—abre el SMD-20 de la forma normal mientras que la corriente es desviada a través del Loadbuster. En un punto predeterminado de la apertura, el Loadbuster se dispara, interrumpiendo positivamente el circuito.
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Estilo Aéreo Montado en Poste
Ilustrado el modelo de 14.4 kV (el modelo de 25 kV es similar)
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Ilustrado el modelo de 34.5 kV
ESTILO DE MONTAJE Y CAPACIDADES Capacidades kV
Estilo
Aéreo Montado en Poste
Amperios, RMS
Nom.
Max Des.
BIL
Max1
14.4 14.4 25 34.5
17.0 17.0 27 38
125 150 150 200
200E 200E 200E 200E
Interrupción2 (Simétrica)
14 000 14 000 12 500 10 000
Distancia de fuga a tierra, mínima, pulgadas
11 17 17 25¹⁄₂
1 Unidades Fus ibles SMU-20 utilizadas con estos fusibles de pot en-
2 Ver la tab la en la pá gina 20 para información deta llada adicional
cia están disponibles en capacidades de hasta 200k y 200E amperios.
sobre las capac idades de interrupción.
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Estilo Tipo Estación
Base de acero galvanizado
Aisladores tipo estándar Ganchos de sujeción para Loadbuster —también proporcionan una acción de autoguía durante la operación de cierre
Estilo—Estación Vertical (modelo de 14.4 kV ilustrado)
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Estilo—Estación Invertido (modelo de 34.5 kV ilustrado)
Estilo—Estación Ángulo Recto (modelo de 14.4 kV mostrado)
ESTILO DE MONTAJE Y CAPACIDADES Capacidades kV
Estilo
Estación Vertical
Estación Invertido
Estación Ángulo Recto
Amperios, RMS
Nom.
Max Des.
BIL
Max1
14.4 25 34.5 14.4 25 34.5 14.4 25 34.5
17.0 27 38 17.0 27 38 17.0 27 38
110 150 200 110 150 200 110 150 200
200E 200E 200E 200E 200E 200E 200E 200E 200E
Interrupción2 (Simétrica)
14 000 12 500 10 000 14 000 12 500 10 000 14 000 12 500 10 000
Distancia de fuga a tierra, mínima, pulgadas
15¹⁄₂ 24 37 15¹⁄₂ 24 37 15¹⁄₂ 24 37
1 Unidades Fus ibles SMU-20 utilizadas con estos fusibles de po ten-
2 Ver la ta bla en la pá gina 20 para información deta llada a dicional
cia están disponibles en capacidades de hasta 200k y 200E amperios.
sobre las ca pacidades de interrupción.
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CAPACIDADES DE INTERRUPCIÓN Capacidades de Interrupción de Cortocircuito Las capacidades mostradas abajo son las capacidades de interrupción máximas de los fusibles basadas en un voltaje línea a línea a lo largo de un solo fusible. Obviamente, éste es solo uno de los criterios para medir el rendimiento de los fusibles. Estos fusibles han sido también rigurosamente probados a través de un espectro completo de las corrientes de falla, desde la falla más baja hasta la más alta—no sólo fallas primarias sino también fallas del lado secunda rio como se ven desde el lado primario del transformador—y bajo todas las condiciones realistas aplicadas a este tipo de equipo. En todas las pruebas de S&C, se ha prestado una especial atención al establecimiento y control de los parámetros del circuito para duplicar las severas condiciones que se presentan en el campo. Esto supone probar todos los grados de asimetría e igualar el coeficiente de incremento de la tensión transitoria de recuperac ión del circuito de prueba , a
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la encontrada en la verdadera aplicación en campo. Este coeficiente de incremento depende, a su vez, de condiciones cuidadosamente establecidas en prueba de laboratorio para obtener frecuencias naturales realistas y amplitudes típicas de ten sión transitoria de recuperac ión. Las capacidades de interrupción de cortocircuito enumeradas en las columnas 3, 4, y 7 de la tabla han sido determinadas de acuerdo a los procedimientos descritos en el Estándar ANSI C37.41-1981. Además, con respecto al requerimiento en este estándar para las pruebas con circuitos que tengan una proporción X/R de al menos 15 (correspondiendo a un factor de asimetría de 1.55), las pruebas de S&C se llevaron a cabo bajo la más severa condición de X/R=20, correspondiendo a un factor de asimetría de 1.6. Basándo se en e l reconocimiento de que hay muchas aplicaciones en las que la propo rción X/R es menos severa que el valor de 15 especificado p or el estándar, capacidades de interrupción de simetría mayores se enumeran en las columnas 5 y 6 para X/R=10 y 5, respectivamente.
CAPACIDADES DE INTERRUPCIÓN DE CORTOCIRCUITO A 60 HZ DE FUSIBLES DE POTENCIA TIPO SMD-20 kV, nominal
Amperios, RMS, de Interrupción Simétrica
SMD-20 (con Unidades Fusibles SMU-20)
14.4
25
34.5
f
Sistema
7.2 4.8/8.32Y 12 7.2/12.47Y 7.62/13.2Y 13.8 14.4 16.5 7.2/12.47Y 7.62/13.2Y 13.8 14.4 16.5 23.0 14.4/24.9Y 20/34.5Yf 23.0 14.4/24.9Y 27.6 20/34.5Y 34.5
Asimétrico
Basado en X ---- = 15 R
Basado en X ---- = 5 R
22 400
14 000
15 400
17 900
20 000
12 500
13 800
16 000
16 000
10 000
Se aplica solamente al Estilo Aéreo—Montado en Postes, para la protección de circuitos monofásicos conectados de fase a neutro (líneas o transformadores) solamente.
20
Basado en X ---- = 10 R
11 000
l Valor n omina l.
12 800
MVA, Trifásico de Interrupción Simétrica Basado en X ---- = 15 R
175 200 290 300 320 335 350l 400 270 285 300 310 355 500 540l . .. 400 430 475 600l 600l
