NMX-J-009-248-1-ANCE-2000

NORMA

NORMA MEXICANA ANCE PRODUCTOS PRODUCTOS ELÉCTRICOS - FUSIBLES FUSIBLES PARA BAJA TENSIÓN PARTE 1: REQUISITOS REQUISITOS GENERALES

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ELECTRICAL PRODUCTS - LOW VOLTAGE FUSES GENERAL REQUIREMENTS

La presente norma fue emitida emitida por la Asociación Nacional de Normalización Normalización y Certificación Certificación del Secto Sectorr Eléc Eléctr tric ico, o, A.C. A.C.,, “ANC “ANCE” E” y aprob aprobad ada a por por el Co Comi mité té de No Norm rmal aliza izaci ción ón de la ANCE ANCE,, “CONANCE”, y por el Consejo Directivo de la ANCE. La entrada en vigor de esta norma será 60 días después de la publicación de su declaratoria de vigencia en el Diario Oficial de la Federación. Esta norma es de aplicación nacional. Esta Esta No Norm rma a ha sido sido publ publica icada da de ma maner nera a conj conjun unta ta por por CSA CSA Inte Intern rnati ationa onal, l, Underw Underwri rite ters rs Laboratories, UL, y ANCE el 1 de agosto del 2000 como norma idéntica en Canadá, Estados Unidos de América y México.

CONANCE

Publicación de la Declaratoria Declaratoria de Vigencia en el Diario Oficial de la Federación: 07 de marzo del 2001

Cancela a la: NMX-J-009/248/1-1994ANCE

Derechos Reservados Asociación Nacional de Normalización y Certificación del Sector Eléctrico, A.C. Av. Lázaro Cárdenas No. 869 Frac. 3, Col. Nueva Industrial Vallejo C.P. 07700, Del. Gustavo A. Madero México D.F.

ENERO 1995, DICIEMBRE 2000

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CONANCE

Publicación de la Declaratoria Declaratoria de Vigencia en el Diario Oficial de la Federación: 07 de marzo del 2001

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Derechos Reservados Asociación Nacional de Normalización y Certificación del Sector Eléctrico, A.C. Av. Lázaro Cárdenas No. 869 Frac. 3, Col. Nueva Industrial Vallejo C.P. 07700, Del. Gustavo A. Madero México D.F.

ENERO 1995, DICIEMBRE 2000

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NMX-J-009/248/1-ANCE-2000

Asociación Nacional de Normalización y Certificación del Sector Eléctrico

CSA International

Underwriters Laboratories Inc.

NMX-J-009/248/1-ANCE-2000 Segunda Edición

CSA C22.2 No. 248.1-00 Second Edition

UL 248-1

Second Edition

PRODUCTOS PRODUCTOS ELÉCTRICOS - FUSIBLES - FUSIBLES PARA BAJA TENSIÓN PARTE 1: REQUISITOS GENERALES ELECTRICAL PRODUCTS - FUSES - LOW-VOLTAGE FUSES PART 1: GENERAL REQUIREMENTS Agosto 1, 2000

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NMX-J-009/248/1-ANCE-2000

Compromiso de Enmienda Esta Esta Norma Norma ha sido sido emitid emitida a conjunt conjuntamen amente te por parte parte de "UNDERW "UNDERWRITE RITERS RS LABORA LABORATORI TORIES ES INCORPORAT INCORPORATED", ED", "CSA INTERNATIONAL" INTERNATIONAL" y "ASOCIACIO "ASOCIACION N NACIONAL NACIONAL DE NORMALIZACI NORMALIZACION ON Y CERTIFICACION DEL SECTOR ELECTRICO, A.C.". Enmiendas a esta norma se hacen únicamente despu después és de seguir seguir el acuer acuerdo do estab establec lecido ido por por los los método métodoss de elabo elabora ració ción n de norma normass de "UNDER "UNDERWRI WRITERS TERS LABORA LABORATORI TORIES ES INCORP INCORPORA ORATED" TED",, "CSA "CSA INTERN INTERNATI ATIONA ONAL" L" y "ASOCIA "ASOCIACIO CION N NACIONAL DE NORMALIZACION Y CERTIFICACION DEL SECTOR ELECTRICO, A.C.".

ISBN 1-55324-226-2 Copyright

ISBN 0-7629-0551-4

2000

Derechos reservados Copyright 1994,2000 Derechos Reservados Underwriters 1995, 2000 Laboratories Inc. a favor de la ANCE, A. C.

CSA international All rights reserved No part of this publication may be reproduced in in any form whatsoever without the prior permission of the publisher

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P R E F A C I O La presente norma es una armonizada para fusibles de baja tensión, parte 248/1, “Requisitos Generales", de la "ASOCIACIÓN NACIONAL DE NORMALIZACIÓN Y CERTIFICACIÓN DEL SECTOR ELÉCTRICO, A.C.", "UNDERWRITERS LABORATORIES INCORPORATED", y "CSA INTERNATIONAL". Esta es la primera edición de la NMX-J-009-ANCE-1994 / Parte 248 / 1, UL 248-1 y CSAC22.2 N°248.1-00. Esta norma armonizada ha sido elaborada por la "ASOCIACIÓN NACIONAL DE NORMALIZACIÓN  Y CERTIFICACIÓN DEL SECTOR ELÉCTRICO, A.C.", "UNDERWRITERS LABORATORIES INCORPORATED", y "CSA INTERNATIONAL", y de la industria de fusibles de los tres países, México, Canadá y U.S.A. Esta norma ANCE, de la "ASOCIACIÓN NACIONAL DE NORMALIZACIÓN Y CERTIFICACIÓN DEL SECTOR ELÉCTRICO, A.C.", tiene carácter de norma voluntaria de la industria eléctrica. Asimismo, se somete al "Standard Council of Canadá" y al "American National Standards Institute" para su publicación como norma nacional de Canadá y como "norma nacional americana". NOTA.- Aunque la aplicación prevista de esta norma se establece bajo el pun to "1.1 Campo de Aplicación", se considera importante que el usuario de esta norma juzgue su aplicación para los propósitos de su conveniencia.

Entrada en vigor para "ANCE" La fecha de entrada en vigor de la presente norma se indica en la hoja inicial de ésta. Entrada en vigor para "CSA" La fecha de entrada en vigor para "CSA" se anunciará por parte de "CSA Informs of  Certification Notice". Entrada en vigor para "UL" A partir del 1° de mayo de 1996 todos los fusibles Clase T enlistados o reconocidos por "UL", deben cumplir con los requerimientos especificados en la Norma de Fusibles de Baja Tensión Parte 1: Requisitos Generales y esta norma.

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Partes subsecuentes No. de la parte

Clase del fusible

No. de la norma

1

Requisitos generales

NMX-J-009/248/1-ANCE-2000 C22.2 No 248.1; UL 248-1

2

C

NMX-J-009/248/2-ANCE-2000 C22.2 No 248.2; UL 248-2

3

CA y CB

NMX-J-009/248/3-ANCE-2000 C22.2 No. 248.3; UL 248-3

4

CC

NMX-J-009/248/4-ANCE-2000 C22.2 No. 248.4; UL 248-4

5

G

NMX-J-009/248/5-ANCE-2000 C 22.2 No. 248.5; UL 248-5

6

"H" No renovable

NMX-J-009/248/6-ANCE-2000 C 22.2 No. 248.6; UL 248-6

7

"H" Renovable

NMX-J-009/248/7-ANCE-2000 C 22.2 No. 248.7; UL 248-7

8

J

NMX-J-009/248/8-ANCE-2000 C 22.2 No. 248.8; UL 248-8

9

K

NMX-J-009/248/9-ANCE-2000 C 22.2 No. 248.9; UL 248-9

10

L

NMX-J-009/248/10-ANCE-2000 C 22.2 No. 248.10; UL 248-10

11

Tapón

NMX-J-009/248/11-ANCE-2000 C 22.2 No. 248.11; UL 248-11

12

R

NMX-J-009/248/12-ANCE-2000 C 22.2 No. 248.12; UL 248-12

13

Semiconductores

NMX-J-009/248/13-ANCE-2000 C 22.2 No. 248.13; UL 248-13

14

Suplementarios

NMX-J-009/248/14-ANCE-2000 C 22.2 No. 248.14; UL 248-14

15

T

NMX-J-009/248/15-ANCE-2000 C 22.2 No. 248.15; UL 248-15

16

Limitadores para prueba

NMX-J-009/248/16-ANCE-2000 C 22.2 No. 248.16; UL 248-16

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NMX-J-009/248/1-ANCE-2000

Prólogo - (ANCE) La presente Norma Mexicana fue desarrollada por el Subcomité de Fusibles de Baja Tensión del Comité de Normalización de la Asociación Nacional de Normalización y Certificación del Sector Eléctrico, A.C., CONANCE, con la colaboración de los fabricantes y usuarios de fusibles. ANCE es un Organismo Nacional de Normalización (ONN) registrado por la DGN (Dirección General de Normas) en el sector eléctrico y productos electrodomésticos que elabora Normas Mexicanas (NMX) y colabora en el desarrollo de Normas Oficiales Mexicanas (NOM), normas voluntarias y mandatorias, respectivamente. La evaluación de la conformidad conforme a Normas Mexicanas ANCE es responsabilidad de la División de Certificación de producto de ANCE. La División de Certificación de Producto de ANCE está acreditada por la EMA (Entidad Mexicana de Acreditación) para certificar una variedad de productos. La certificación se efectúa siguiendo los procedimientos correspondientes establecidos y elaborados por el Comité Técnico de Certificación conforme a informes de prueba elaborados en los laboratorios de prueba acreditados por la EMA. La actividades de la evaluación de la conformidad desarrolladas por ANCE cubren sistemas de calidad, pruebas de laboratorio y verificación de producto.

v

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Prólogo - (CSA) Organizaciones de certificación, acreditadas por el "STANDARD COUNCIL OF CANADA", tienen su propio criterio y procedimiento para los servicios de certificación. En seguida se explican las políticas de certificación correspondientes a "CSA". El "Canadian Standards Association" provee servicio de certificación para fabricantes quienes, bajo licencia de "CSA", deseen hacer uso del registro apropiado de la marca CSA para determinados productos de su fabricación, con el fin de indicar la conformidad de estos con normas CSA. Se provee, para un número de productos, la certificación CSA con el interés de mantener normas acordadas de calidad, funcionamiento, intercambiabilidad y/o seguridad, en forma apropiada. Donde es aplicable, la certificación puede formar la base de aceptación por las autoridades responsables de efectuar inspecciones para lograr el cumplimiento de regulaciones. Donde es factible, se desarrolla programas para productos adicionales para los cuales se desea certificación por parte del fabricante, usuario u otros interesados. Al llevar a cabo sus funciones de acuerdo con sus objetivos, la CSA no asume ni se compromete con la responsabilidad del fabricante o cualquier otro interesado. Las opiniones y resultados de la CSA representan su juicio profesional, dada con la debida consideración de las limitaciones necesarias para una operación práctica y considerando el nivel técnico de conocimiento disponible en el momento de la elaboración de la norma. Aquellos productos que están sustancialmente en concordancia con esta norma, pero muestran diferencias mínimas o nuevos aspectos, pueden ser considerados que cumplen con esta norma, siempre y cuando los nuevos aspectos o diferencias sean encontrados aceptables, haciendo uso de procedimientos operacionales apropiados de la "CSA CERTIFICATION DIVISION". No se certifican productos que, aunque cumplan con esta norma, tienen aspectos adicionales que son inconsistentes con el propósito de esta norma. No son certificables aquellos productos que contravienen leyes federales o reglamentos en vigor. Las técnicas de prueba, procedimientos de prueba y la instrumentación, frecuentemente deben ser prescritas por la "CSA CERTIFICATION DIVISION" adicionalmente a los requisitos técnicos contenidas en las normas de la CSA. Adicionalmente al marcado especificado en las normas, la "CSA CERTIFICATION AND TESTING DIVISION" puede solicitar precauciones especiales, marcado e instrucciones, que no forman parte de la norma. Algunas pruebas exigidas por parte de la CSA son, por su naturaleza, peligrosas. La CSA no asume, ni se hace responsable de las lesiones o daños que puedan ocurrir durante o como resultado de una prueba, no importa en donde se ejecute, ejecutado en parte o en su totalidad por el fabricante o la CSA y sin o con equipo, infraestructura o personal para o relacionado con la prueba, que es suministrado por parte del fabricante o la CSA. Los fabricantes deben tomar en consideración, que en el caso que la "CSA CERTIFICATION AND  TESTING DIVISION" no pueda resolver algún problema ocasionado por diferencias en las interpretaciones de los requisitos de la norma, que haya un procedimiento de apelación: el quejoso debe someter el asunto, por escrito, al secretario de la CSA. Cuando esta norma se utilice para obtener la certificación de la CSA, por favor recuerde, que cuando se hace la solicitud para la certificación, debe solicitar todas las enmiendas vigentes, avisos, noticias y cartas informativas técnicas que puedan ser aplicables y para los cuales puede existir un cargo nominal. Para tal información o para informaciones adicionales en relación a detalles sobre certificación de la CSA, por favor envíe su solicitud a "APLICATIONS AND RECORDS SECTION", "CANDIAN STANDARDS ASOCIATION, 178 REXDALE BOULEVARD, vi

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REXDALE (TORONTO), ONTARIO M9W 1R3".

Prólogo - (UL) A. Esta norma contiene requisitos básicos para productos cubiertos por "Underwriters Laboratories Inc. (UL)" bajo su servicio de seguimiento de esta categoría, dentro de las limitaciones dadas abajo y en la sección de "Campo de Aplicación" de esta norma. Estos requisitos están fundamentados sobre principios firmes de la ingeniería, investigación, registros de pruebas y experiencias en campo, así como también de una consideración de los problemas de fabricación, instalación y uso, derivada de consultas e información obtenida de fabricantes, usuarios, autoridades de inspección y otros que tienen experiencias especiales. Son sujetos a revisión cuando experiencias adicionales e investigaciones demuestren que esto es necesario. B. La observancia de los requisitos de esta norma por parte del fabricante, es una de los condiciones de la cobertura continua del producto del fabricante. C. Un producto conforme con el texto de esta norma no necesariamente es juzgado como en concordancia con ésta, si durante la examinación y prueba se encuentra que tiene aspectos adicionales a la norma que impiden cumplir el nivel de seguridad, que es parte de los requisitos. D. Un producto que tiene materiales o formas de construcción, diferentes a los detalladas en esta norma, puede ser examinado y probado de acuerdo con los propósitos de los requisitos y, si se encuentra sustancialmente equivalente, puede ser juzgado como de conformidad con la norma. E. "UL", al llevar a cabo sus funciones de acuerdo con sus objetivos, no asume ni se compromete con la responsabilidad del fabricante o cualquier otro interesado. Las opiniones y resultados de UL representan su juicio profesional dado con la debida consideración de las limitaciones necesarias para una operación práctica y considerando el nivel de conocimiento técnico disponible en el momento de la elaboración de la norma. "UL"no será responsable ante nadie por el uso o la dependencia de esta norma, por parte de cualquier usuario. "UL"no asume obligación alguna o responsabilidad en el caso de daños, incluyendo daños consecuenciales, que sean resultado, o estén en conexión, con el uso, interpretación o dependencia de esta norma.

F. Muchas de las pruebas exigidas por las normas de UL son, por su naturaleza, peligrosas y debe emplearse medidas apropiadas de seguridad para el personal y las propiedades cuando se realicen tales pruebas.

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INDICE DEL CONTENIDO Pagina 1 GENERALIDADES.................................................................................................1 1.2 Objetivo................................................................................................................ 1 2 DEFINICIONES.....................................................................................................1 2.2 Términos Generales............................................................................................. 2 2.3 Magnitudes características...................................................................................3 3 CONDICIONES DE SERVICIO.................................................................................4 4 CLASIFICACIÓN...................................................................................................4 5 CARACTERÍSTICAS...............................................................................................4 5.1 Resumen de características................................................................................. 4 5.2 Tensión nominal...................................................................................................5 5.3 Corriente nominal.................................................................................................5 5.4 Frecuencia nominal.............................................................................................. 5 5.5 Capacidad interruptiva nominal........................................................................... 5 5.6 Corriente pico de paso libre y característica de interrupción I5t.........................5 6 MARCADO...........................................................................................................5 6.1 Marcado de fusibles............................................................................................. 5 6.2 Símbolos para marcado....................................................................................... 6 7 CONSTRUCCIÓN...................................................................................................6 7.1 Dimensiones......................................................................................................... 6 7.2 Partes conductora de corriente............................................................................ 6 7.3 Conexiones........................................................................................................... 7 7.4 Pegamentos......................................................................................................... 7 7.5 Alineación de contactos....................................................................................... 7 7.6 Cuerpo.................................................................................................................. 7 7.7 Protección contra corrosión..................................................................................7 8 PRUEBAS............................................................................................................7 8.1 Generalidades...................................................................................................... 7 8.2 Verificación de elevación de temperatura y capacidad de conducción de corriente..................................................................................................................... 9 8.3 Verificación de operación por sobrecarga (sobrecorriente)............................... 11 8.4 Verificación de operación a tensión nominal..................................................... 13 8.5 Verificación de la corriente pico de paso libre y característica de interrupción I5t............................................................................................................................. 18 APÉNDICE A.........................................................................................................19 APÉNDICE B.........................................................................................................24 9 BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................33 10 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES............................................33

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PRODUCTOS ELÈCTRICOS - FUSIBLES FUSIBLES PARA BAJA TENSIÓN REQUISITOS GENERALES ELECTRICAL PRODUCTS - LOW VOLTAGE FUSES GENERAL REQUIREMENTS

1 1.1

GENERALIDADES Campo de aplicación

1.1.1 Esta norma se aplica a fusibles de baja tensión con una tensión nominal de 1 000 V corriente alterna y/o corriente directa o menos, con capacidades interruptivas hasta 200 kA. Estos fusibles son previstos para emplearlos en concordancia con el "Canadian Electrical Code", parte 1 (CEC), "National Electrical Code", NFPA 70 (NEC) y la Norma Mexicana para Instalaciones Eléctricas.

1.2

Objetivo

1.2.1 Esta norma y normas suplementarias establecen las características, construcción, condiciones de operación, marcado y condiciones de prueba, de cada una de las clases de fusibles mencionadas en esta norma, para que la investigación inicial y el seguimiento de verificación, se pueden ejecutar en una forma ordenada.

2

DEFINICIONES

Las siguientes definiciones son aplicables a esta norma. NOTA- Los puntos bajo "Definiciones", son enumerados correspondiendo a los puntos de numeración para definiciones similares, contenidas en I.E.C (International Electrotecnical Commission), publicación 269-1, esto para obtener una mejor posibilidad de comparación y comunicación entre las dos normas. Debido a que no hay 100% concordancia entre las dos normas, se encuentran casos en los que no se contemplan algunos subíndices o en los que se incluyen otros.

2.1

Fusible

fusible: un dispositivo de protección que interrumpe el circuito durante 2.1.3 condiciones especificadas de sobrecorriente por medio de un elemento sensible a la corriente. cuerpo: a parte de un fusible que encierra al o los elemento(s) sensible(s) a la 2.1.3.1 corriente y contiene los contactos. También conocido como cartucho, tubo o cubierta. material de extinción del arco (Relleno): material empleado para llenar una o 2.1.3.2 varias secciones del fusible. contactos: partes metálicas externas del fusible usadas para completar el circuito. 2.1.4  También conocidas como férulas, capuchones, navajas o terminales.

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elemento sensible a la corriente: la parte susceptible de fundirse, que actúa 2.1.5 durante una condición de sobrecorriente, para interrumpir el circuito, también conocido como puente, parte débil o eslabón. elemento renovable: la parte de un fusible renovable la cual es reemplazada 2.1.5.1 después de la interrupción para restituir el fusible a condiciones operacionales. 2.2

Términos Generales

fusible limitador de corriente: un fusible, que a la tensión nominal, limita el 2.2.2 tiempo de interrupción total de una gama especificada de sobrecorrientes, a un intervalo igual o menor al del primer pico de una corriente simétrica o asimétrica y además limita la corriente de paso libre a un valor menor que el correspondiente a la corriente de pico disponible del circuito. 2.2.5.1

temperatura del medio ambiente: la temperatura del aire alrededor del fusible.

fusible de bajo punto de fusión: un fusible que abre a una temperatura del 2.2.7.1 medio ambiente de 200 °C, cuando se le aplica el 10% de su corriente nominal. fusible miniatura: un fusible suplementario cuyo cuerpo no tiene dimensiones 2.2.7.2 principales que exceden 10 mm, excluyendo los cables y terminales. NOTA- Dimensiones principales son largo, ancho, alto y diámetro.

fusible de tapón: un fusible de instalación atornillable, para usarlo en una base 2.2.7.3 edison, tipo "C" a prueba de violación, o en un portafusible tipo "S" a prueba de violación. fusible renovable: un fusible que puede ser rehabilitado para servicio, después 2.2.7.4 de la interrupción, reemplazando los elementos renovables. fusible suplementario: un fusible con el sólo propósito de protección 2.2.7.5 suplementaria contra sobrecorriente, a donde una protección de circuito derivado no se requiere. fusible de retardo de tiempo: un fusible capaz de conducir una sobrecorriente 2.2.7.6 especificada durante un tiempo mínimo especificado. Las características de tiempo retardo se definen en las normas suplementarias correspondientes. fusible de circuito derivado: un fusible adecuado para la protección de sistemas 2.2.7.7 de distribución, alambrado o equipo. Ejemplos de fusibles de circuito derivado son las clases R, J, L, T y CC. Un fusible suplementario, empleado únicamente para la protección de equipos, no es un fusible de circuito derivado. tamaño del cuerpo: un grupo especificado de dimensiones para fusibles, dentro 2.2.8 de una clase de ellos o un sistema. Cada tamaño individual cubre una gama dada de corrientes nominales para los cuales las dimensiones especificadas del fusible se mantienen sin cambio. series homogéneas de fusibles: una serie de corrientes nominales de fusibles, 2.2.9 en las que se conservan las dimensiones del cuerpo y las características constructivas, tal que uno de las valores de la serie puede ser tomada como representativa de la serie misma. no intercambiabilidad: una condición que previene el intercambio inadvertido de 2.2.13 fusibles, debido a sus características físicas (ranuras, pernos, dimensiones generales y

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similares.) 2.3

Magnitudes características

corriente prospectiva: es la corriente que fluye en el circuito cuando el fusible es 2.3.2 reemplazado por una barra de impedancia despreciable. A la corriente prospectiva se refiere también como "corriente disponible" y es a la cual I5t nominal de interrupción y corriente pico de paso libre, normalmente se refieren. capacidad interruptiva nominal: la corriente alterna rcm simétrica prospectiva 2.3.4 más alta o corriente directa, que un fusible puede interrumpir bajo condiciones especificadas, cuando el fusible opera a la tensión nominal. energía máxima: una condición de prueba especificada, con la que el fusible 2.3.4.1 desarrolla la energía máxima del arco, cuando la interrupción ocurre en el primer medio ciclo. alcance de limitación de corriente: la gama de corrientes prospectivas desde el 2.3.5 punto cuando se convierte en corriente limitada hasta el máximo valor de interrupción del fusible. corriente de iniciación de limitación: la corriente mínima prospectiva rcm 2.3.5.1 simétrica a partir de la cual el fusible limita la corriente. factor de corriente mínima de limitación (FML): la corriente mínima de 2.3.5.2 limitación dividida por la corriente nominal del fusible. corriente pico de paso libre (I p): la corriente máxima instantánea que pasa por 2.3.6 un fusible durante la interrupción, en su gama de limitación de corriente. tiempo de fusión (Pre-arqueo): el tiempo desde el inicio de una sobrecorriente 2.3.9 especificada hasta el instante cuando empieza el arqueo. tiempo de arqueo: el tiempo que transcurre desde el instante en que el elemento 2.3.10 sensible a la corriente se funde (se inicie el arco), hasta la interrupción final del circuito. tiempo de interrupción: el tiempo que transcurre desde el inicio de una 2.3.11 sobrecorriente hasta que finalmente el fusible interrumpe el circuito. El tiempo de interrupción total es igual a la suma del tiempo de fusión (pre-arqueo) y el tiempo de arqueo. I5t (A5s): una medición de la energía calorífica, generada durante la interrupción 2.3.12 del fusible, desde el inicio de una sobrecorriente hasta que el fusible interrumpe el circuito. La "I5" representa el cuadrado de la corriente de paso libre (rcm) y "t" representa el tiempo, en el que fluye la corriente, en segundos. El termino I5t también es aplicable durante el período de fusión o de arqueo del tiempo de interrupción y se refiere a ellos como I5t de fusión o de arqueo respectivamente. I5t de interrupción es la suma de I5t de fusión y I5t de arqueo.

corriente nominal (I n): el valor dado a un fusible en amperes rcm en corriente 2.3.15 alterna o corriente directa, en base a condiciones especificadas. 2.3.15.1 tensión nominal: la tensión rcm corriente alterna y/o corriente directa para la cual el fusible es diseñado.

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corriente convencional de No-Fusión (I nf ): una sobrecorriente especificada, que 2.3.18 el fusible es capaz de soportar bajo condiciones especificadas, sin abrir. 2.3.18.1 tiempo convencional: un tiempo especificado, en el cual el fusible debe operar o no, durante la aplicación de una corriente de prueba convencional (convenido).

corriente convencional de fusión (I f ): la corriente especificada más baja que 2.3.19 causa que el fusible abra en un tiempo (convencional) especificado. tensión de restablecimiento: la tensión rcm a la frecuencia de la red o tensión 2.3.23 corriente directa que se aplica al fusible cuando éste ha interrumpido el circuito, una vez que han desaparecidos los transitorios de alta frecuencia. tensión pico de arqueo: la máxima tensión instantánea entre las terminales del 2.3.24 fusible durante el tiempo de arqueo.

3

CONDICIONES DE SERVICIO

Los requisitos de esta norma son considerados para fusibles, los cuales son usados en un ambiente limpio y seco, bajo condiciones normales de temperatura de medio ambiente. Debe consultarse al fabricante cuando los fusibles son empleados bajo condiciones extremas.

4

CLASIFICACIÓN

Los fusibles de baja tensión cubiertos en esta norma y normas suplementarias, son clasificados de acuerdo a dimensiones, capacidad interruptiva nominal y características eléctricas. Se emplea un sistema de letras para designar la clase a la cual pertenece cada grupo de fusibles, el cual cubre la mayoría de los fusibles incluidos en esta norma y que identifica dimensiones especificas y el cumplimiento de características de cortocircuito.

5 5.1

CARACTERÍSTICAS Resumen de características

Los siguientes términos identifican las características de fusibles que forman parte de esta norma y normas suplementarias. a) b) c) d) e) f)

tensión nominal, corriente nominal, frecuencia nominal, corriente alterna y/o Corriente directa, capacidad interruptiva nominal, corriente pico de paso libre, y

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g) 5.2

I5t de interrupción total, de fusión y de arqueo.

Tensión nominal

Para corriente alterna los valores de tensiones preferentes son: 125 (en México: 127), 250, 300, 400 o 600 V según especificación para cada clase particular de fusibles. Para corriente directa los valores de tensión preferidas son: 60, 125, 160, 250, 300, 400, 500, 600 V.

5.3

Corriente nominal

Las corrientes nominales típicas son: 1/10, 15/100, 2/10, 3/10, 4/10, 1/2, 6/10, 8/10, 1, 1-1/8, 1-1/4, 1-4/10, 1-6/10, 1-8/10, 2, 2-1/4, 2-1/2, 2-8/10, 3, 3-2/10, 3-1/2, 4, 4-1/2, 5, 5-6/10, 6, 6-1/4, 7, 8, 9, 10, 12, 15, 17-1/2, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 1 000, 1 200, 1 600, 2 000, 2 500, 3 000, 4 000, 5 000, 6 000 A.

5.4

Frecuencia nominal

La frecuencia nominal de corriente alterna debe estar comprendida entre 48 y 62 Hz.

5.5

Capacidad interruptiva nominal

La capacidad de interrupción nominal de un fusible en corriente alterna, bajo condiciones especificadas, se refiere y está de acuerdo con la clasificación del fusible. Las capacidades interruptivas nominales preferentes para corriente directa son: 10,

5.6

20,

50,

100

o

200 kA

Corriente pico de paso libre y característica de interrupción I5t

La corriente pico de paso libre y la característica de interrupción I5t de un fusible, se refieren y están de acuerdo con la clasificación del fusible.

6 6.1

MARCADO Marcado de fusibles

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La información impresa o marcada sobre un fusible debe ser legible e incluir lo siguiente, con las magnitudes de medida correspondientes de medición: a) b) c) d) corriente directa; e) f) g)

el nombre del fabricante, emblema o ambas; corriente nominal; tensión nominal; capacidad interruptiva nominal en amperes rcm simétrico y/o amperes la clase o clasificación apropiada del fusible; "Tiempo de retardo" (sólo para fusibles que así se califiquen); y "Limitador de corriente" (sólo para fusibles que así se califiquen).

NOTA- Excepto en el caso de fusibles suplementarios, el marcado "D" y "P" es exclusivamente para usarlos con fusibles de bajo punto de fusión.

6.2

Símbolos para marcado

Los símbolos preferentes son: Unidad de medida volt ampere kiloampere miliampere capacidad interruptiva nominal corriente alterna

Símbolo V A kA mA "IR" o " I1" ~

corriente directa corriente alterna y corriente directa ciclos por segundo

7 7.1

~ Hz

CONSTRUCCIÓN Dimensiones

Las dimensiones deben ser mantenidas dentro de las tolerancias especificadas en las tablas de dimensiones de las partes suplementarias.

7.2

Partes conductora de corriente

Las partes que conducen corriente deben ser hechas de cobre, latón u otros metales no ferrosos.

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7.3

Conexiones

Las conexiones entre el elemento y los contactos de un fusible, deben mantener contacto eléctrico en forma permanente. Las conexiones deben fijarse con soldadura de bajo, mediano o alto punto de fusión, asegurando su fijación permanente. 7.4

Pegamentos

Un pegamento empleado en un fusible debe unir en forma adecuada las partes correspondientes, lo cual debe mostrarse durante el programa de pruebas. 7.5

Alineación de contactos

Los contactos deben mantenerse sustancialmente alineados por otros medios que no sean mediante fricción entre superficies, excepto si los ensambles para unir por fricción no son susceptibles al encogimiento o deformación, debido al calor o la humedad. 7.6

Cuerpo

El cuerpo de un fusible debe ser de vidrio, cerámica, fibra de vidrio impregnada, melamina o fibras vulcanizadas. Se puede emplear otros materiales, siempre y cuando muestren vía investigación que son aceptables para tal propósito. 7.7

Protección contra corrosión

Las partes de hierro o de acero deben protegerse contra la corrosión.

8

PRUEBAS

8.1

Generalidades

8.1.1

Tipos de pruebas

La corriente nominal más alta de cada grupo homogéneo debe ser parte de las siguientes pruebas: a)

verificación de elevación de temperatura y capacidad para conducir

b) c) d)

verificación de operación por sobrecarga (sobrecorriente), verificación de operación a tensión nominal, y verificación de corriente pico de paso libre e I5t de interrupción.

corriente,

El número de fusibles que debe probarse se indica en la tabla 1. NOTA- Si el material del cuerpo es diferente al indicado en el inciso 7.6, debe emplearse dos juegos de muestras para la prueba a tensión nominal, uno debe acondicionarse de acuerdo con la nota de pie (e) y el otro acuerdo con la nota de pie (f), de la tabla 5.

8.1.2

Temperatura del medio ambiente

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La temperatura del medio ambiente debe medirse con dispositivos de medición que son protegidos contra flujo de aire y radiación de calor, colocados a la altura del centro del fusible y a una distancia de aproximadamente un metro. Al principio de cada prueba, el fusible debe estar dentro de ± 5 °C de la temperatura del medio ambiente. 8.1.3

Condición del fusible

Las pruebas deben hacerse con fusibles nuevos, en un medio ambiente limpio y seco. 8.1.4

Disposición de los fusibles y dimensiones

El fusible debe ser montado expuesto al aire, en posición horizontal, sin circulación de corrientes de aire y si no se especifica en otra forma, sobre material aislante con suficiente rigidez para resistir las fuerzas que puedan presentarse, sin aplicar carga externa al fusible bajo prueba. Debe montarse el fusible en la forma normal de uso, en un portafusible previsto para este fusible, o en un dispositivo de prueba de acuerdo con los requisitos correspondientes establecidos en las partes suplementarias de esta norma. Antes de empezar la prueba, debe medirse las dimensiones externas especificadas y debe compararse los resultados con las dimensiones especificadas en la información del fabricante o especificadas en las partes suplementarias de esta norma.

TABLA 1.- Número de fusibles a ensayar (puede ser modificada en partes suplementarias) Corriente nominal In A

Prueba

8.2 verificación de elevación de temperatura y Inf 

0 - 100

101 - 600

601 - 6 000

3

3

1

3 2 1 1

2 2 1

1 -

1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1

-

-

-

8.3 verificación de operación por sobrecarga a) tmax (1,35 In) b) tmax (1,5 In) c) tmax (2 In) d) tmin (2 In) e) tmin (5 In) 8.4 verificación de operación a tensión nominal a) 2 In o 3 In b) 9 In, solamente corriente directa c) 10 kA d) 50 kA e) 100 kA f) 200 kA g) energía máxima h) factor de corriente mínima de limitación (FML) 8.5 debe verificarse la corriente pico de paso libre de I5t de interrupción en combinación con la prueba 8.4 (d,e,f y g)

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8.2

Verificación de elevación de temperatura y capacidad de conducción de corriente

8.2.1

Montaje del fusible

8.2.1.1

Fusibles de 600 A o menos

Cada fusible debe ser soportado en la forma prevista en un portafusible monofásico. Cada portafusible debe ser montado en forma horizontal sobre una mesa de pruebas de un material no conductor, arreglado de tal forma que cada fusible a ensayar tenga su eje principal en forma horizontal. Si la mesa de pruebas está diseñada para probar dos o más fusibles en serie, los portafusibles deben colocarse de tal manera que la distancia entre dos fusibles no sea menor que 152 mm. Los portafusibles y dispositivos de medición de corriente conectados directamente al circuito de prueba, deben conectarse a cada uno de ellos y a la fuente de alimentación con conductores de cobre, como se especifica en la tabla 2.

TABLA 2.- Conexiones para prueba de elevación de temperatura Corrientes nominales In Longitud mínimaa  Tamaño del alambre A m (ft) mm2 (AWG) 0 - 30 0,6 (2) 8,4 (8) 31- 60 0,6 (2) 21,2 (4) 61- 100 0,6 (2) 42,4 (1) 101- 200 0,6 (2) 107,2 (4/0) 201- 400 1,2 (4) 253 (500) 401- 600 1,2 (4) 507 (1 000) (a) cualquier conexión hacia la fuente de energía no debe tener una longitud menor que 1,2 m

Un conductor de sección mayor que 8,4 mm 2 (8 AWG) debe estar conectado por medio de zapatas soldables o por medio de conectores de compresión. El fusible debe montarse en terminales de presión o fijado en su posición por medio de pernos. Para fusibles mayores de 60 A, cuando se usan terminales de presión, se permite el uso de mordazas para presionar las terminales de presión contra las navajas del fusible. Cada mordaza no debe pesar más de 85 g y ninguna de las dos caras de las mordazas, que hacen contacto con los conectores, debe tener un área mayor que 323 mm5. 8.2.1.2

Fusibles desde 601 hasta 6 000 A

El eje principal del fusible debe quedar en posición horizontal. Cada terminal del fusible debe estar conectada a barras desnudas de cobre plateado en los puntos que hacen contacto con el fusible. Cada barra debe ser de sección transversal rectangular y no debe exceder el área indicada en la tabla 3. La barra debe estar por lo menos tan ancha como la terminal del fusible y debe estar provista de perforaciones correspondientes a las del fusible que se va probar.

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TABLA 3.- Sección transversal de los barras de cobre y elevación de temperatura de la barra para cortocircuitar Corrientes nominales del fusible In

Sección transversal máxima de la barra

A

cm5 (in5)

601 - 800 801 - 1 200 1 201 - 1 600 1 601 - 2 000 2 001 - 2 500 2 501 - 3 000 3 001 - 4 000 4 001 - 5 000 5 001 - 6 000

4,84 (3/4) 6,45 (1) 12,9 (2) 19,4 (3) 25,8 (4) 29,0 (4-1/2) 38,7 (6) 58,1 (9) 58,1 (9)

8.2.2

Características del circuito de pruebas

8.2.2.1

Suministro de energía

Elevación de temperatura de la barra de cortocircuitar arriba del ambiente del cuarto °C mínimo 20 20 20 20 20 30 40 50 65

máximo 35 35 35 35 35 45 60 70 85

Debe emplearse un circuito de prueba de cualquier tensión conveniente entre 48 y 62 Hz. Puede emplearse un circuito de corriente directa, siempre y cuando en el fusible no se empleen partes metálicas ferrosas en los elementos conductores de corriente (p.e. tuercas, pernos u otras partes pequeñas de ensamble). 8.2.2.2

Temperatura del medio ambiente

La temperatura del medio ambiente no debe variar más de 5 °C durante la prueba y debe quedar dentro de los límites de 25 °C ± 5 °C. 8.2.3

Método de prueba

La prueba de conducción de corriente, que confirma la corriente convencional de no-fusión, I nf , forma parte de la prueba de elevación de temperatura. Para la medición de temperaturas debe emplearse termopares. Los termopares deben ser fijados ya sea por medio de resina, soldados u otro método que proporcione buen contacto térmico. Los termopares deben ser formados por alambres de hierro y constatan o chromel y alumel, con una sección no mayor de 0,21 mm5. Para la medición de temperatura puede emplearse métodos alternativos, siempre y cuando se compruebe vía investigación que el método provee resultados equivalentes. 8.2.3.1

Fusibles hasta 600 A nominales

Fusibles de 600 A nominales, o menos, deben conducir 1,0 I n hasta que la temperatura se estabilice.

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Se considera la temperatura estabilizada cuando ninguna medición individual de elevación de temperatura, durante 4 mediciones consecutivas tomadas con intervalos de 5 min, exceda el promedio de estas mediciones en más de 2 °C y no se observe indicación alguna de incremento de temperatura. El promedio de estas lecturas es considerada la elevación de temperatura del fusible. La localización de los termopares debe situarse sobre el centro de la parte superior de la superficie del fusible, a mitad de la distancia entre los capuchones o férulas del cuerpo y centrado sobre cada contacto o navaja de la parte superior del fusible. 8.2.3.2

Fusibles desde 601 hasta 6 000 A

Los fusibles arriba de 600 A nominales deben soportar 1,1 veces la In antes que la temperatura se estabilice. Se considera la temperatura estabilizada cuando ninguna medición individual de elevación de temperatura, durante 4 mediciones consecutivas tomadas con intervalos de 10 min, exceda el promedio de estas mediciones en más de 2 °C y no se observe indicación alguna de incremento de temperatura. El promedio de estas lecturas es considerada la elevación de temperatura del fusible. Debe calibrarse el equipo de prueba con una barra para cortocircuitar en lugar del fusible para producir una elevación de temperatura en ella que debe encontrarse dentro de los límites de la tabla 3. La barra debe ser del mismo largo que el fusible al que está sustituyendo. La sección transversal de la barra debe ser igual a de la de las barras de alimentación. El puente debe ser de cobre plateado en las terminales de conexión, debe tener perforaciones para permitir la conexión de la barra y debe ser de una única pieza o de láminas sin que estas tengan espacios entre sí. Durante la calibración, debe colocarse un termopar sobre el centro superior de la barra. Durante la prueba de temperatura debe colocarse un termopar en forma centrada sobre la parte superior del contacto de cada fusible, a una distancia del cuerpo del fusible de aproximadamente 6,4 mm. 8.2.4

Aceptación de los resultados de prueba

Ninguna conexión externa soldada debe fundirse. El cuerpo del fusible o la etiqueta pueden decolorarse pero no deben presentar huellas de quemaduras o romperse de algún modo y deben mantenerse identificables para los propósitos de reemplazo. No debe excederse los límites de elevación de temperatura especificados en las partes subsecuentes. Durante esta prueba los fusibles no deben operar. 8.3 8.3.1

Verificación de operación por sobrecarga (sobrecorriente) Montaje del fusible

La disposición del fusible debe ser según lo especificado en "Montaje de fusibles", punto

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8.2.1. 8.3.2

Circuito de Prueba

El circuito de prueba debe estar de acuerdo de lo especificado en "Características del circuito de pruebas", punto 8.2.2. 8.3.3

Método de prueba

Se prueba un sólo fusible o un número de fusibles no mayor que tres en serie. 8.3.3.1

Prueba de sobrecarga (sobrecorriente)

La prueba de sobrecorriente se hace con un circuito de prueba ya precalibrado o debe ajustarse la corriente de prueba al valor especificado en forma uniforme y en un tiempo no mayor que 3 s. 8.3.3.2

Prueba de tiempo de retardo

La prueba de tiempo de retardo debe hacerse con un circuito de prueba precalibrado a la corriente especificada. Para ésta debe emplearse una barra de cobre como se especifica en la tabla 3. Después se cambia la barra de cobre por el fusible a ensayar, se energiza el circuito y se reajusta en forma uniforme y en un tiempo no mayor que 3 s. 8.3.4

Aceptación de los resultados de prueba

Un fusible debe operar de acuerdo con los límites de tiempo especificadas en la tabla 4. Ninguna conexión externa soldada debe fundirse. El cuerpo del fusible o la etiqueta pueden decolorarse pero no deben presentar marcas de carbonización o romperse de algún modo y deben mantenerse identificables para los propósitos de reemplazo.

TABLA 4.- Verificación de operación por sobrecarga (sobrecorriente) Sobrecarga (sobrecorriente)  Tiempo máximo de interrupción (tmax) min

 Tiempo de retardo  Tiempo mínimo de interrupción (tmin) s

Número de prueba Corriente nominal In

1

2

3

4

5

Corriente de prueba A 0 – 30 31 – 60 61 – 100 101 – 200 201 – 400 401 – 600 601 – 800 801 – 1200 1202 – 1600 1601 – 2000 2001 – 2500

1,35 In

1,5 In

2 In

2 In

5 In

60 60 120 120 120 120 -

240 240 240 240 240

4 6 8 10 12 14 -

12 12 -

10 10 10 10 10 10 -

NMX-J-009/248/1-ANCE-2000 13/32 2501 – 3000 3001 – 4000 4001 – 5000 5001 – 6000

8.4 8.4.1

-

240 240 240 249

-

-

-

Verificación de operación a tensión nominal Montaje del fusible

El fusible debe montarse en su posición normal, en un portafusible adecuado, o en un dispositivo de prueba, puede ser montado en forma vertical u horizontal. Antes de empezar con las pruebas debe verificarse y registrar las dimensiones especificadas externas del fusible (Ver 8.4.4 inciso d). 8.4.2

Características del circuito de prueba

El circuito de prueba debe ser monofásico, con las características especificadas en la tabla 5. Se muestra a manera de ejemplo un circuito de prueba en la figura 1.

FIGURA 1.- Circuito de prueba típico El circuito de la fuente de energía debe estar protegido con un dispositivo adecuado. Las características del circuito de prueba deben ser modificables por un arreglo en serie de resistores y reactores ajustables. El circuito debe ser cerrado por interruptores adecuados. Cuando se requiera, debe utilizarse un dispositivo de cierre sincronizado.

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8.4.2.1

Para circuitos de corriente alterna

La frecuencia de las pruebas debe quedar comprendida entre 48 a 62 Hz. Los reactores deben ser del tipo con núcleo de aire. Los reactores y los resistores pueden ser conectados en serie o en paralelo, pero el conjunto de reactores y de resistores no deben conectarse en paralelo. El valor pico de la tensión de restablecimiento a la frecuencia nominal desde el primer medio ciclo después de la interrupción, y para los siguientes tres picos, debe corresponder al valor pico de la tensión rcm especificada en la tabla 5.

TABLA 5.- Verificación de operación a tensión nominal para corriente alterna Prueba

Corrient e alta

Energía máxima

Factor limitación

1

2

3

4a

4b

4c

5a

5b

Corriente

200 kA

a

b

100 kA

50 kA

10 kA

3In

4In

 Tolerancia

+10 % -0%

No. de prueba

Corriente intermedio

No aplicable

Factor de potencia

+10 % -0%

0,2 máximo 60° - 90°

No especificado

60° - 90°

Angulo de cierre

No especificado

aproximadame nte 90°

No especificado

 Tensión de restablecimiento

30 s

 Tensión nominal +20 % -0%

No especificado

 Tensión máxima de arco tolerable

0,8 máximo

Cierre aleatorio, no se requiere registro oscilográfico

 Tensión nominal +5 % -0%

Duración de la tensión de restablecimiento

Acondicionamiento previo

+20 % -0% 0,45 a 0,5

Angulo de arqueo

Corriente baja

30 s

60 s

3000 V e si

f  si

e opcional

e si

no

e opcional

Sólo se requiere cuando es menor que la corriente de interrupción nominal. Para la prueba de máxima energía la corriente disponible debe ajustarse de tal forma que la corriente pico de interrupción sea de 70 a 100 % del valor pico de la corriente rcm. Esta prueba no se requiere para corrientes nominales menores de 30 A, cuando estos usan el mismo material de relleno que los de 30 A. Fusibles de 1 A nominal o menos, que no usan relleno alguna, quedan representados por los de 30 A. a

La corriente de prueba debe ser igual o menor que el producto de la corriente nominal del fusible por el factor de limitación (FML), especificada para el fusible a probar. b

c

De no poder obtener el inicio del arqueo, debe emplearse el ángulo de cierre en el cero de la onda de tensión.

d

La tensión de restablecimiento puede exceder +5% con el acuerdo del fabricante.

Cada fusible debe probarse dentro de 1 h a partir de la remoción de un horno que ha estado a una temperatura de 90° 3°C después de un acondicionamiento de por lo menor 24 h. e

Excepción: no se requiere el acondicionamiento en el horno para fusibles que usan tubos de un material de vidrio,

NMX-J-009/248/1-ANCE-2000 15/32 cerámica, fibra de vidrio impregnada de melamina o materiales equivalentes no higroscópicos, cuando el fusible emplea o no un material de relleno. El fusible debe probarse dentro de 1 h a partir de la remoción de un gabinete húmedo, después de acondicionarlo a una temperatura ambiental de 25 °C y 90 a 100 % de humedad relativa por 5 d. f 

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8.4.2.2

Para pruebas con corriente directa

Con corriente directa, las pruebas deben hacerse en un circuito inductivo con resistencias en serie para el ajuste de la corriente disponible. Los reactores pueden estar conectados en serie y en paralelo, pueden tener núcleo de hierro siempre y cuando éste no se sature durante la prueba. Las constantes de tiempo deben ser según la tabla 6 o como se indica en las partes suplementarias de esta norma. El valor promedio de la tensión de restablecimiento en corriente directa, durante los 100 ms después de la extinción final del arco, no debe ser menor que el valor especificado en la tabla 6 o según las partes suplementarias de esta norma.

TABLA 6.- Comprobación de operación a tensión nominal en corriente directa Prueba No. de prueba

Corriente alta

Energía máxima

1

2

5a

5b

5c

a

9In

3In

2In

Corriente

Corriente baja

° 10 kA  Tolerancia

+10 % -0%

Constante de tiempo

° 10 ms

 Tensión de restablecimiento

No aplicable

+20 % -0% °

0,5(I prueba)0,3 ms b

 Tensión nominal + 5 % -0%

tensión nominal + 20 % -0%

Duración de la tensión de restablecimiento

30 s

no se especifica

60 s

Acondicionamient o previo

c opcional

d si

c opcional

a

Sólo se requiere si es menor que la corriente de la capacidad interruptiva nominal. Para la prueba de energía máxima, la corriente pico debe quedar entre 0,6 y 0,8 de la corriente disponible. El circuito debe ajustarse para obtener estos resultados. No se requiere esta prueba para corrientes nominales menores de 30 A, siempre y cuando se emplee el mismo tipo de relleno que para los fusibles de 30 A.

b

No debe ser mayor que 10 ms, excepto si se define en forma diferente por parte de los interesados.

c

Cada fusible debe probarse dentro del termino de 1 h después de haber sido retirado de un horno que ha estado a una temperatura de 90 °C después de un acondicionamiento, por lo menos durante 24 h.

d

Cada fusible debe probarse dentro del término de 1 h después de haber sido retirado de un gabinete húmedo después de acondicionarlo a una temperatura ambiental de 25 °C y 90 a 100 % de humedad relativa por 5 d.

8.4.2.3

Calibración del circuito de prueba

El circuito debe ser calibrado como se especifica en el apéndice A.

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8.4.2.4

Instrumentos de medición

La medición de los parámetros de pruebas, como por ejemplo corriente, tensión y tiempo, debe hacerse de acuerdo con el apéndice B o con sistemas electrónicos que hayan demostrado ser equivalentes a estos métodos. 8.4.3

Método de prueba

Para verificar el comportamiento correcto, debe probarse un fusible a la vez de acuerdo con la tabla 5, para corriente alterna, y la tabla 6, para corriente directa. 8.4.3.1

Pruebas 1, 2, 3, 4a, 4b

Cuando para cualquier prueba la corriente disponible es más grande que la corriente de la capacidad interruptiva nominal, la prueba debe anularse. Para las pruebas 1, 4a y 4b, en corriente alterna, el ángulo de cierre, con referencia a la onda de tensión, debe quedar comprendido entre 0° y 90°. Para la prueba 3, en corriente alterna, el ángulo de cierre, con referencia a la onda de tensión, debe ser 90° o mayor. 8.4.3.2

Pruebas 5a, 5b, 5c

El fusible puede ser precalentado por medio de circuitos de tensión reducida. Esta corriente debe ser dentro de ± 20% de la corriente de prueba. Debe hacerse el cambio de conexión al circuito de prueba antes del inicio del arqueo, sin que este exceda más de 1 s. Por lo menos debe haber un ciclo completo (o por lo menos 17 ms) de corriente a la tensión nominal antes del inicio del arqueo. No se especifica ni el tiempo de interrupción total, ni la duración del arqueo. 8.4.4

Aceptación de los resultados de prueba

El fusible debe operar e interrumpir el circuito en forma permanente, sin causar daños a ninguna parte del fusible, dentro de los siguientes parámetros: a)

no debe haber restablecimiento de corriente. Si se hace notar una tendencia para restablecerse, debe continuarse con la aplicación de la tensión de restablecimiento otros 60 s más;

b)

el fusible no debe emitir metal fundido;

c)

ninguna conexión exterior soldada debe fundirse;

d)

el fusible no debe presentar movimiento o deformación de cualquiera de sus capuchones, que resulte en un aumento de longitud mayor a 3,2 mm;

e) f)

como resultado de esta prueba no debe haber perforaciones en el fusible; el cuerpo del fusible puede decolorarse pero debe mantenerse identificable para el propósito de sustitución;

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g)

para fusibles con cuerpo de vidrio o de cerámica se permiten fisuras, siempre y cuando el fusible permanezca de una sola pieza, sin perdida del relleno antes de ser removido del portafusible o del dispositivo de prueba; y

h)

para la prueba de limitación los fusibles deben interrumpir durante el primer medio ciclo.

Si se muestra un comportamiento no aceptable durante la operación a tensión nominal y éste se atribuye a una condición de prueba la cual está dentro de los límites indicados, pero más severo que necesario, como por ejemplo tensiones más altas que las nominales, puede probarse tres fusibles adicionales. Estos fusibles deben ser del mismo diseño y valor, y sometidos a la misma prueba en que resultaba un comportamiento no aceptable. El circuito debe ser reajustado acercándose a los valores de factor de potencia o constante de tiempo, de una manera aceptable para los interesados. Si existe nuevamente un comportamiento no aceptable, se considera como no aceptada la prueba en su totalidad. 8.5 8.5.1

Verificación de la corriente pico de paso libre y característica de interrupción I5t Método de prueba

La corriente pico de paso libre del fusible y la I5t de interrupción del mismo, deben evaluarse en base a los resultados obtenidos en la comprobación de operación a tensión nominal, punto 8.4, cuando sean probados en circuitos que tengan corrientes disponibles arriba de la corriente mínima de limitación. 8.5.2

Instrumentos de medición

La medición de la corriente pico de paso libre y la I5t de interrupción, puede hacerse midiendo en el oscilograma o vía sistemas electrónicos equivalentes. El oscilograma puede ser amplificado para una mayor exactitud. Ver apéndice B para verificar el método que debe emplearse. 8.5.3

Aceptación de los resultados de prueba

La corriente pico de paso libre y la I5t de interrupción, deben estar dentro de los límites especificados en las partes correspondientes.

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APÉNDICE A CALIBRACIÓN DEL CIRCUITO PARA LA PRUEBA DE CAPACIDAD INTERRUPTIVA NOMINAL

A1

GALVANÓMETROS

En el caso de usar un oscilógrafo magnético para el registro de tensión y de corriente durante la calibración del circuito y cuando se prueban fusibles con valores de alta capacidad de interrupción, el galvanómetro que se emplea debe tener las siguientes características: Mediciones

Respuesta directa (°5) a la frecuencia Hz

tensión corriente corriente

50 - 3 000 50 - 1 200 (para 100 kA rcm o menos) 50 - 3 000 (para más que 100 kA r cm)

En caso de que la gráfica obtenida de un oscilógrafo magnético no de la posibilidad de hacer mediciones exactas debe emplearse un osciloscopio de rayos catódicos, en función de referencia. Antes de hacer cualquier prueba, los galvanómetros deben calibrarse como sigue: a)

usando una corriente directa variable, la deflexión debe ser presentada contra la tensión aplicada, como se indica en la figura A1;

FIGURA A1.- Deflexión contra tensión aplicada

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b)

cuando se usa un oscilador auditivo que tiene salida de impedancia y salida de tensión necesaria para impulsar un galvanómetro de un oscilógrafo magnético y capaz de suministrar por lo menos 100 mA rcm con una forma de onda que se mantiene sinusoidal sobre una frecuencia en una gama de 50 a 3 000 Hz, la frecuencia que se aplica a la señal debe ser incrementada en forma gradual y debe determinarse que la amplitud de pico a pico de la deflexión del galvanómetro no se incremente ni disminuya en más de 5% de la deflexión a 60 Hz para toda la gama de la frecuencia, cuando se aplica una salida correcta de tensión al galvanómetro y la sensibilidad es ajustada para producir una deflexión de no menos de 25 mm;

c)

cuando se usa una batería capaz de proveer por lo menos 12 V de corriente directa (bajo las dos condiciones, circuito abierto y carga del galvanómetro) y una resistencia en serie, la corriente que pasa por el galvanómetro debe ajustarse para producir una deflexión de por lo menos 25 mm bajo condiciones estables. Un dispositivo de interrupción de baja resistencia y contactos que no rebotan, como las que se usan en un relevador de mercurio, debe conectarse en el circuito del galvanómetro;

d)

mientras se desplaza el papel fotosensible del oscilógrafo con una velocidad de por lo menos 2,29 m/s, los contactos del relevador de mercurio deben estar cerrados para que ocasionen una deflexión positiva de la traza del oscilógrafo. Después de haber mantenido cerrado los contactos por lo menos por 10 ms, debe reabrirseles por lo menos durante 10 ms y la traza debe regresar a cero;

e)

con la polaridad de la tensión de la batería invertida para así ocasionar una deflexión negativa de la traza del oscilógrafo, la prueba del objeto a que se refiere el inciso d debe repetirse. Debe obtenerse una deflexión igual en esta dirección; y

f)

durante estas pruebas, la deflexión transitoria del galvanómetro al energizar y desenergizar el relevador, debe producir algunos sobrepasos transitorios del galvanómetro.

Los galvanómetros no necesariamente producen una traza perfecta. Para poder determinar la magnitud de error en la traza, debe conectarse en serie, durante la prueba de calibración, los galvanómetros a emplearse en las pruebas. Las diferencias de desplazamiento entre las trazas deben ser aplicadas como factor de corrección durante la prueba real. Durante las pruebas debe emplearse los galvanómetros solamente dentro del alcance de su gama, para la cual la traza es lineal dentro de ± 2%. La sensibilidad del galvanómetro y el incremento de movimiento del papel fotosensible debe ser suficiente para proveer un registro del cual se pueda medir valores en forma exacta, como son tensión, corriente y factor de potencia. La impedancia total de punta a punta del fusible, en el circuito de medición, no debe ser menor que 7 000 Ω a 3 000 Hz.

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A2

CALIBRACIÓN DEL CIRCUITO

Con el circuito de prueba de la figura 1, ajustado para proveer los valores de tensión y de corriente especificados en el punto A2(a) y A2(b), se conecta una resistencia coaxial no inductiva que puede considerarse adecuada para utilizarse como referencia. Las pruebas especificadas en los puntos A2 (a) y A2(b) deben realizarse para verificar la exactitud de la instrumentación del equipo de prueba y para determinar que la fuente de energía y equipos asociados, son adecuados para probar fusibles de alta capacidad interruptiva. a)

El circuito de prueba debe ajustarse para suministrar la tensión abierta secundaria, necesaria para la prueba, y la corriente de cortocircuito en amperes rcm simétricos, igual a la capacidad interruptiva nominal del fusible bajo prueba. Con el circuito secundario abierto, debe energizarse el transformador y debe observarse la tensión en las terminales de prueba, para ver si ocurre rectificación. En el caso que haya rectificación, el circuito debe considerarse no aceptable para el propósito de la prueba, porque la tensión y la corriente no van a ser sinusoidales. Seis cierres aleatorios deben ser efectuados para demostrar que el magnetismo residual en el núcleo no causa rectificación. Esta verificación puede omitirse cuando se hace la prueba cerrando el circuito secundario, siempre y cuando no se empiece con las pruebas hasta que las distorsiones en el secundario del transformador abierto han desaparecido.

b)

Con el circuito de prueba ajustado como se especifica en el punto A2(a), pero con las terminales de prueba cortocircuitadas por medio de una barra de cobre de impedancia despreciable, el circuito debe ser cerrado, lo más cercano posible al ángulo que produce un desplazamiento cero de la onda de corriente. Debe registrarse la corriente de cortocircuito en el secundario y la tensión en el primario. Haciendo uso del equipo de prueba y de los sistemas de instrumentación de referencia en forma simultánea, una comparación de mediciones de la corriente secundaria (corriente rcm simétrica) debe mostrar una diferencia no mayor del 10% considerándola desde el valor inferior. Los dos sistemas deben indicar un valor del factor de potencia menor de 20%. La figura A3 muestra un oscilograma típico que se obtiene cuando un circuito de corriente alterna es cerrado, lo más cercano posible, para lograr un desplazamiento cero de la onda de corriente. Debido a variaciones en la operación del interruptor de cierre puede haber un tiempo de cierre no exacto y puede ocurrir un desplazamiento erróneo.

Cuando se prueban fusibles para determinar la aceptación de valores de interrupción, la resistencia coaxial no inductiva de referencia y la instrumentación correspondiente se quitan del circuito.

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FIGURA A2.- Onda de tensión rectificada (como resultado del magnetismo residual en el núcleo del transformador)

FIGURA A3.- Determinación del factor de potencia y la corriente disponible

A3

EJEMPLO DE CALIBRACIÓN DE UN CIRCUITO DE CORRIENTE DIRECTA

 Tres valores son de importancia para la calibración de circuitos de corriente directa, la tensión, la corriente prospectiva y la constante de tiempo. La corriente prospectiva es simplemente la máxima corriente medida en el punto medio de cualquier rizo. La constante de tiempo da una indicación de la inductancia del circuito. La Figura A4 muestra un ejemplo de un oscilograma para la calibración de un circuito de corriente directa. Las trazas son: corriente que pasa por el fusible y una onda de referencia.

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FIGURA A4.- Oscilograma de ejemplo para la calibración de un circuito de corriente directa

La constante de tiempo, t, es el tiempo desde el cierre del circuito hasta la corriente llega a 0,632 veces Ip. Ip deflexión = 31 mm Ip = 31,5 mm x 11,2 A/mm

≈

347 A (redondeado)

0,632 x Ip deflexión

≈

19,6

La velocidad horizontal del oscilograma se calcula desde la onda de calibración: Velocidad del oscilograma (medida) = 65 mm/ciclo 13 mm (medido) =

60 Hz x 65 mm / ciclo

=

3,33 ms

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APÉNDICE B INSTRUMENTACIÓN PARA LA PRUEBA DE LA CAPACIDAD INTERRUPTIVA NOMINAL B1

DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA

Para determinar el factor de potencia desde un oscilograma como el que se muestre en la figura A3, debe dibujarse una línea AA, uniendo el primer y el tercer pico mayor de la onda de corriente. Una línea BB, paralela a la línea AA, se dibuja por el segundo pico mayor. La línea PQ es perpendicular a la línea base. P y Q son los puntos de intersección de la perpendicular con AA y BB respectivamente, quedando dentro del primer medio ciclo de la circulación de la corriente. A la mitad de la línea PQ debe dibujarse una línea paralela a AA y BB y extenderla para que intercepte la onda de corriente en R. Una línea perpendicular desde R hasta la línea de base (deflexión cero) cruza la línea de base en S. Si el oscilograma no muestra una variación apreciable en su velocidad de registro con referencia al tiempo, la distancia OS, en grados eléctricos, en la figura A3, representa el ángulo de desplazamiento entre la onda de corriente y la onda de tensión, mas 360°. En el punto O es en donde la onda de tensión del circuito abierto cruza el eje horizontal entre 180° y 360° antes del cierre del interruptor. Se considera apreciable una variación de más de 1,9 mm por cada 30 mm en la longitud de dos ciclos adyacentes o de la distancia entre las líneas de tiempo adyacentes de un registro oscilográfico. Si el oscilograma muestra un cambio apreciable constante, unidireccional, en velocidad de registro con referencia al tiempo y si hay cambio de velocidad del generador que no distorsiona en forma seria la traza de la tensión, se debe emplearse la distancia TS para representar el ángulo de desplazamiento. En este caso la referencia de tiempo que debe emplearse es el promedio de la distancia desde el punto O hasta el punto U, el cual ocurre dos y medio ciclos más tarde. En el caso en que el oscilograma muestre variaciones apreciables de la velocidad de registro con referencia al tiempo y esta variación no necesariamente sea constante y unidireccional, o si tiene estas características, pero un cambio en la velocidad del generador distorsiona seriamente la traza de la tensión, debe considerarse el oscilograma no aceptable para la medición. Para determinar el factor de potencia en base a un oscilograma tal como el de la figura B1, obtenido de un cierre logrando asimetría máxima de un circuito que tiene un factor de potencia no mayor de 20%, debe dibujarse una envolvente sobre la onda senoidal de la corriente. Debe dibujarse una perpendicular al eje del tiempo con medio ciclo después del inicio de la corriente. Usando la longitud de A y B como se muestra en la figura B1, el factor de potencia se determina como se indica en el inciso (a) o (b): (a)      A +B  In  a −B   

Factordepotencia= cos[arctan

π   

(b) usando la relación Mm, el factor de potencia debe determinarse desde la tabla B1, en donde la relación: MM =

Amperesrcm asimÇtrico s amperesrcm  _Çtricos

=

2 2 (A + B ) + 2(A - B ) (A + B)

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Si se puede demostrar que para un circuito dado se obtiene los mismos resultados como con este método explicado, otros métodos para determinar el factor de potencia pueden ser aplicados.

TABLA B1.- Factor de potencia de cortocircuito Factor de potencia de cortocircuito (%) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Relación MM 1,732 1,697 1,662 1,630 1,599 1,569 1,540 1,512 1,486 1,461 1,437 1,413 1,391 1,370 1,350 1,331 1,312 1,295 1,278 1,262 1,247

FIGURA B1.- Determinación del factor de potencia y de corriente disponible

B2

CORRIENTE DISPONIBLE

En la figura A3, PQ veces el factor de calibración igual a I d (corriente rcm disponible) x 2 Este valor se determina durante el primer ciclo después del cierre.

2

.

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En la figura B1, (A + B) veces el factor de calibración iguala I d (corriente rcm disponible) x 2 2 . Este valor se determina durante el primer medio ciclo después del cierre.

B3

CORRIENTE PICO DE PASO LIBRE

La figura B2 es un oscilograma típico obtenido durante una prueba de un fusible en un circuito de corriente alterna e indica que este circuito fue interrumpido antes que la corriente lograse llegar a su primer pico mayor.

FIGURA B2.- Corriente pico de paso libre A - Inicio de la corriente B - Inicio del arqueo C - Interrupción final

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B4

TENSIÓN DE RESTABLECIMIENTO

La figura B3 representa oscilogramas típicos obtenidos durante una prueba de un fusible en un circuito de corriente alterna y muestra la tensión a través del fusible antes de fundirse, durante el arqueo y después que el fusible ha operado para interrumpir el circuito.

FIGURA B3.- Tensión de restablecimiento NOTAS U = valor rcm de la tensión nominal del fusible R° 2U  T < 10° a y b ° 0,75 U a+b ° 0,85 U 2

El valor pico de la tensión de restablecimiento del primer medio ciclo completo, después de

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interrumpir y para los siguientes tres picos, debe ser por lo menos igual a 2 veces el valor rcm de la tensión nominal del fusible. Cada uno de los picos puede ser desplazado no más de ±10° eléctricos del valor pico de la tensión abierta secundaria. El valor promedio de la tensión instantánea de restablecimiento de cada uno de los primeros cuatro medio ciclos, medido en los puntos de 45° y 135° eléctricos sobre la onda, no debe ser menos de 85% del valor rcm de la tensión nominal del fusible. El valor instantáneo de la tensión de restablecimiento de cada uno de los primeros cuatro medios ciclos, medidos en los puntos de 45° y 135° eléctricos sobre la onda, no debe ser, en cualquier caso, menor del 75% del valor rcm de la tensión nominal del fusible. Si en un circuito que emplea el cierre secundario, no hay atenuación o desplazamiento de fase del primer ciclo completo de la onda de tensión de restablecimiento, cuando se compara con la onda de tensión del circuito abierto secundario antes que se aplique corriente, no se requiere la medición detallada de la característica de la tensión de restablecimiento. Si se presenta la tensión de reencendido y ésta interfiere con la medición de la tensión de restablecimiento, debe determinarse la tensión pico de restablecimiento por medio de líneas de una envolvente dibujadas sobre los picos de todo los puntos de picos de tensión de un oscilograma que no hayan sido afectadas, teniendo por lo menos cinco ciclos completos o más, si fuera necesario, para obtener un número aceptable de picos sin distorsión, después del inicio del cortocircuito. La amplitud de la envolvente inmediatamente después del punto de interrupción inicial de la corriente, debe ser por lo menos 2 2 veces la tensión nominal del fusible. La determinación de la tensión en los puntos de 45° y 135° eléctricos, sólo se hace cuando el fenómeno de reencendido realmente causa interferencia. (Ver figura B4). Una comparación de la tensión de restablecimiento con los picos de tensión normales de un circuito abierto secundario puede lograse por medio de una referencia con la tensión abierta primaria antes del cierre del interruptor o durante el período de restablecimiento.

FIGURA B4.- Fenómeno de reencendido A

≥2

2xE

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B5

COMPARACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS

El circuito debe ajustarse para suministrar la tensión rcm nominal del fusible a circuito abierto, con las terminales de prueba en cortocircuito, y la corriente simétrica de cortocircuito igual a la capacidad interruptiva nominal del fusible bajo prueba. La barra para cortocircuitar las terminales de prueba debe cambiarse por un fusible, (ver la última línea de este texto) después debe energizarse el circuito lo antes posible para un ajuste a cero. Los valores de corriente pico de paso libre y I5t deben medirse por medio de los dos dispositivos de prueba (la del equipo de prueba y el de referencia) y deben tener no más de 10% de diferencia respecto al valor inferior. Cuando se usa el mismo valor nominal del fusible para más de una tensión nominal, no se requiere repetir la prueba. Para las pruebas debe emplearse fusibles con los valores nominales de 30, 100 y 600 A.

B6

DETERMINACIÓN DE I5t

La I5t de paso durante la interrupción del circuito por parte del fusible debe determinarse por medio de un oscilograma que indique la traza de corriente, o por métodos equivalentes. En el caso aplicable, la base de tiempo (medidas en grados por unidad lineal), debe determinarse tomando la distancia promedio entre el cruce de la línea de cero sobre los puntos de la onda de tensión o una onda de calibración en la cual la traza de la corriente del fusible quede lo más centrado posible. La I5t de interrupción es una medición de la energía de paso libre del fusible durante el tiempo total de interrupción, con una corriente rcm simétrica monofásica disponible, una frecuencia entre 48 - 62 Hz, a tensión nominal y un factor de potencia de 20% o menos. Se mide con un circuito de integración, con oscilógrafo que tenga una velocidad de registro de por lo menos 2,25 m/s y una deflexión de la corriente pico de por lo menos 25 mm o por medios equivalentes. Cuando se usa la técnica del oscilógrafo, los cálculos correspondientes se hacen de acuerdo con los métodos recomendados para cálculos de I5t de oscilogramas. Para fusibles con valores de 100 A o menos la deflexión máxima no debe ser menor del 12,7 mm y para fusibles con valores mayores de 100 A este no debe ser menor de 25 mm. Cualquier registro menor que estos valores dados son considerados aceptables observando, cuando se calcula la I5t, que tres cálculos individuales (elaboradas por tres personas diferentes) coinciden con un margen de 10% máximo uno al otro y los valores calculados son por lo menos 25% abajo de los valores máximos especificados. Se puede hacer uso de una amplificación fotográfica del registro del oscilograma para obtener una traza suficientemente grande para poder hacer mediciones exactas. Si el comportamiento del fusible es tal que los datos obtenidos por medio de un oscilógrafo magnético son dudosos, es necesario verificar los resultados de la prueba con un osciloscopio de rayos catódicos o un circuito de integración.

B

EJEMPLO DE OSCILOGRAMA

La figura B5 muestra un oscilograma típico de una prueba de un fusible. Las trazas son tensión del sistema, corriente que pasa por el fusible y tensión aplicada al fusible. La figura B6 muestra el mismo oscilograma con anotaciones para hacer el cálculo de punto de inicio del

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arco, Ip y I5t.

FIGURA B5.- Oscilograma típico de una prueba de fusible

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FIGURA B6.- Oscilograma de prueba de fusibles con anotaciones El punto de inicio del arqueo (IDA) puede observarse en donde la tensión aplicada al fusible empieza a incrementarse rápidamente. El inicio del arco se mide en grados eléctricos desde el anterior paso por cero. 1 div. = 1 ms = 10,4 mm (medida)

Calibracinlineal=

1

= 0,000096s/mm

(1000ms/s)(10,4mm/ms )

IDA = b x calibración lineal x 360°/ciclo x 60 ciclos/s IDA = 29 mm (medida) x 0,000096 s/mm x 360°/ciclos x 60 ciclos/s IDA = 60°

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Para calcular la Ip hay que multiplicar la deflexión vertical máxima por el factor de calibración de la corriente. Debe tenerse cuidado para incluir cualquier otro factor que sea necesario para producir una calibración de corriente en los términos de amperes pico. Ip = Deflexión por calibración de corriente Ip = 31 mm x 177,78 A/mm Ip = 5,330 A (redondeado) I

2

t 2 t = ∫  I (T ) dt 0

La I5t es la integral de la curva de I5. En la práctica puede obtenerse la I5t calculando el cuadrado de la curva I obteniendo el área bajo dicha curva. Una estimación razonable puede obtenerse llenando el área formada por la curva de corriente con ángulos, rectángulos y/o trapezoides y después sumando la I5t de cada figura. Algunas fórmulas adecuadas para esta estimación son:

2

al)= I t = (trapezoid

1 3

2

2

(I a+ IaIb+ Ib)t

2 2 lar)= Ia t I t(rectangu

2 o)= I t(triangul

1 2 Ia t

3

Cuando se emplean estas figuras para la estimación de la I5t es importante tomar nota de lo siguiente: a) b)

Ia e Ib de la ecuación I5t no necesariamente son lo mismo que Ip debido al término I5 de la I5t, la parte superior de la curva de corriente debe estimarse cuidadosamente.