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Un Un fusible de AC y un fusible de DC realizan la misma función básica (abrir un circuito después de que una corriente excesiva calienta y funde el elemento fusible), pero no son intercambiables simplemente porque sus valores nominales de amperaje coincidan. Utilice un fusible solo cuando su marcado o la documentación del fabricante indiquen la tensión nominal y la capacidad de ruptura de corriente alterna (AC) o corriente continua (DC) requeridas para el circuito real.
La principal diferencia de ingeniería aparece después de que el elemento se funde. La corriente AC pasa por un cero de corriente natural cada medio ciclo, lo que ayuda a la extinción del arco. La DC pura no tiene un cero de corriente natural periódico, por lo que el fusible debe interrumpir un arco potencialmente persistente teniendo en cuenta la tensión del circuito, la corriente de falla disponible y, en muchas aplicaciones, la constante de tiempo del circuito DC. Un fusible puede ser solo para AC, solo para DC o de doble clasificación. La etiqueta y la hoja de datos, no la apariencia del producto, determinan qué caso aplica.
Fusible de AC frente a fusible de DC: La tabla de decisión
| Punto de decisión | Aplicación de AC | Aplicación de DC | Qué debe verificarse |
|---|---|---|---|
| Forma de onda de corriente | La corriente alterna se invierte y pasa por cero periódicamente | Pure DC maintains one polarity and has no periodic natural current zero | El tipo de corriente en la ubicación del fusible, no simplemente la etiqueta de entrada o salida del equipo |
| Interrupción de arco | Los ceros de corriente naturales ayudan a la extinción después de que el elemento se funde | La construcción del fusible debe forzar al arco a enfriarse, alargarse, dividirse y extinguirse sin cruces por cero naturales | Marcado de tensión AC o DC y datos de aplicación del fabricante |
| Tensión nominal | Utilice la tensión nominal de AC indicada en o por encima de la tensión aplicable del circuito | Utilice la tensión nominal de DC indicada en o por encima de la tensión máxima de DC aplicable | Separar VAC y VDC valores cuando ambos están listados |
| Capacidad de ruptura | Debe ser igual o superior a la corriente de falla prospectiva bajo las condiciones de AC establecidas | Debe ser igual o superior a la corriente de falla prospectiva bajo las condiciones de DC establecidas | Las entradas de capacidad de ruptura en AC y DC pueden diferir |
| Dinámica del circuito | La frecuencia, el factor de potencia, la impedancia de la fuente y el régimen de falla pueden ser importantes | La energía de la fuente y la relación inductancia-resistencia pueden cambiar el aumento de corriente y el régimen de interrupción | Límites del fabricante y base de prueba para el circuito previsto |
| Comportamiento tiempo-corriente | Utilice la curva suministrada para la familia de fusibles exacta y el servicio en AC | Utilice la curva de DC aplicable o la confirmación del fabricante cuando el comportamiento en AC y DC difiera | Tipo de curva, condiciones de prueba, precarga, ambiente y tolerancia |
| Construcción física | Pueden utilizar cuerpos cerámicos, rellenos, elementos múltiples, placas de arco u otras características | Pueden utilizar características similares, a veces dispuestas de forma diferente para el servicio en DC | No clasifique el fusible únicamente por tamaño, material del cuerpo o relleno |
| Sustitución | Acepte solo cuando el candidato disponga de datos de AC adecuados | Acepte solo cuando el candidato tenga datos de DC adecuados | Número de catálogo exacto, no un fusible visualmente similar |
La regla práctica es breve: haga coincidir el fusible con el tipo de corriente, voltaje, corriente de falla, requisito de operación y las condiciones de aplicación publicadas. Un valor nominal de corriente por sí solo no responde a ninguna de las preguntas sobre la interrupción.
Por qué la interrupción del arco en DC es más exigente
Un fusible no termina de operar en el instante en que su elemento se funde. La fusión crea un espacio, pero la corriente puede continuar a través de un arco eléctrico dentro de ese espacio hasta que el fusible extingue el arco y soporta el voltaje de recuperación.
En un circuito de AC, la corriente instantánea alcanza naturalmente el cero cada medio ciclo. Esto no hace que la interrupción en AC sea automática ni que todo fusible de AC sea simple: el voltaje del sistema, la corriente de falla, el factor de potencia, la construcción del fusible y la norma de prueba siguen siendo importantes. Sin embargo, proporciona oportunidades repetidas para que el arco se extinga.
En un circuito de DC puro, la corriente no pasa periódicamente por cero. El fusible debe crear las condiciones que lleven la corriente de arco a cero. Dependiendo del diseño del fusible, esas condiciones pueden implicar una trayectoria de arco más larga, múltiples restricciones en el elemento, división del arco, superficies de enfriamiento o relleno granular. Estas son posibilidades de diseño, no una lista de verificación visual. Los fusibles industriales de AC también pueden ser rellenos y limitadores de corriente, mientras que algunos fusibles de DC de baja tensión son compactos. “Relleno de arena”, “cerámico” o “más largo” no prueban por sí mismos una clasificación de DC.
La constante de tiempo de DC cambia el servicio
La corriente de falla de DC no siempre aumenta instantáneamente. La inductancia del circuito se resiste al cambio en la corriente. Para un circuito resistivo-inductivo simple, la constante de tiempo es:
τ = L / Rdónde L es la inductancia y R es la resistencia. Un valor de L/R mayor significa un aumento de corriente más lento y más energía magnética almacenada que el fusible debe gestionar durante la interrupción. La guía de fusibles de alta velocidad Bussmann de Eaton explica que la capacidad de tensión de DC y el comportamiento del fusible pueden depender de esta constante de tiempo; también muestra por qué una clasificación de AC a DC no puede derivarse de un porcentaje universal único.
Utilice la constante de tiempo de condición de falla cuando el fabricante lo requiera. La constante de tiempo de operación normal puede no representar el circuito después de un cortocircuito, y los sistemas de baterías, tracción, convertidores y grandes accionamientos de DC pueden presentar un comportamiento de la fuente materialmente diferente.
La prueba de cuatro comprobaciones para la intercambiabilidad AC/DC
Trate la intercambiabilidad como una verificación de evidencia. Un fusible candidato solo se aprueba cuando las cuatro comprobaciones están disponibles para el número de catálogo exacto.
Comprobación 1: Tipo de corriente y tensión nominal correctos
Lea la marca de tensión y la hoja de datos literalmente:
250 VACestablece una clasificación de AC únicamente a menos que se publiquen datos de DC por separado.125 VDCestablece una clasificación de DC únicamente a menos que se publiquen datos de AC por separado.250 VAC / 125 VDCes una clasificación doble con dos límites distintos; no significa que 250 V esté permitido para ambos.- Un valor de tensión simple sin una base clara de AC/DC requiere consultar la documentación del fabricante y las normas de marcado de productos vigentes.
La tensión nominal del fusible debe ser al menos la tensión máxima aplicable del circuito para el tipo de corriente indicado. No convierta la tensión AC RMS a tensión DC utilizando una regla de equivalencia casera. La forma de onda de la tensión es solo una parte del rendimiento de interrupción.
Prueba 2: Capacidad de ruptura adecuada a esa clasificación
La capacidad de ruptura, también llamada capacidad de interrupción, es la corriente prospectiva que el fabricante declara que el fusible puede interrumpir de forma segura bajo condiciones definidas. Es diferente de la corriente nominal del fusible.
Un fusible de 20 A, por ejemplo, puede instalarse en un circuito capaz de suministrar una corriente de falla muchas veces mayor que 20 A. Por lo tanto, el fusible seleccionado necesita ambos:
- una corriente nominal y una característica tiempo-corriente adecuadas para la carga y los conductores o equipos protegidos; y
- una capacidad de ruptura que no sea inferior a la corriente de falla prospectiva en su punto de instalación, bajo la base de prueba de AC o DC aplicable.
No asuma que la capacidad de ruptura en AC también se aplica a DC. Si la hoja de datos publica valores separados, utilice el valor para el circuito real. Si no publica ningún valor de DC, obtenga una guía de aplicación por escrito del fabricante o seleccione un fusible con capacidad de DC documentada.
Prueba 3: Característica de funcionamiento adecuada
Hacer coincidir la tensión y la capacidad de ruptura no completa la selección. El fusible debe soportar la carga normal y la corriente transitoria prevista mientras opera dentro del tiempo requerido para proteger el circuito.
Verifique lo siguiente de la familia exacta de fusibles:
- la curva tiempo-corriente y si muestra la fusión mínima, la fusión promedio o el despeje total;
- el I²t de pre-arco y de despeje total cuando la resistencia a la energía del equipo es importante;
- los datos de pico de paso en la región de limitación de corriente.;
- categoría de utilización o clase de fusible;
- condiciones de temperatura ambiente, precarga, servicio cíclico y portafusibles.
El comportamiento tiempo-corriente en AC y DC puede converger en algunas regiones de mayor duración, pero esa observación no establece la capacidad de interrupción en DC. Utilice la curva y las notas de aplicación suministradas para el servicio previsto.
Prueba 4: Condiciones de aplicación e instalación
Confirme las condiciones que pueden invalidar una clasificación por lo demás prometedora:
- constante de tiempo L/R en DC y configuración de la fuente;
- energía de batería o condensador;
- topología de convertidor o accionamiento regenerativo;
- corriente de falla prospectiva mínima y máxima;
- compatibilidad de tensión, corriente, temperatura y capacidad de ruptura del portafusibles;
- norma, homologación y documentación de mercado requeridas;
- temperatura de la envolvente, ventilación, altitud y carga cíclica cuando el fabricante los trata como variables de selección.
El portafusibles es parte del sistema eléctrico de protección instalado. Un eslabón fusible con la capacidad nominal correcta en un portafusibles inadecuado no constituye un conjunto válido. La guía de terminología de eslabón fusible frente a fusible explica la distinción entre el eslabón reemplazable y el dispositivo fusible completo.
¿Se puede utilizar un fusible de AC en un circuito de DC?
No sobre la base de su marcado de AC o su valor nominal de amperaje equivalente. Un fusible con valor nominal de AC puede utilizarse en una aplicación de DC solo cuando el fabricante proporciona un valor nominal de DC o datos de aplicación que cubran las condiciones previstas del sistema.
Considere un fusible de cartucho marcado 250 VAC sin un valor de DC visible. Incluso si el circuito objetivo es de solo 48 VDC y el valor nominal de amperaje parece correcto, el marcado por sí solo no demuestra que el fusible pueda interrumpir la corriente de cortocircuito de DC disponible. El siguiente paso no es aplicar un porcentaje de reducción fijo; es encontrar la hoja de datos exacta del catálogo u obtener la confirmación del fabricante.
Algunas guías de ingeniería de fabricantes describen formas limitadas de evaluar familias particulares de fusibles de AC en circuitos de DC definidos. Esos procedimientos pueden depender del voltaje de DC, la corriente de cortocircuito mínima, la constante de tiempo y la topología del circuito. Son métodos de ingeniería para familias de productos, no un permiso general para convertir cualquier fusible de AC a servicio de DC.
¿Se puede utilizar un fusible de DC en un circuito de AC?
No asuma que un marcado de DC proporciona automáticamente un valor nominal de AC. El fusible puede ser físicamente capaz de interrumpir un servicio de AC particular, pero la adquisición y la aprobación del diseño requieren evidencia publicada para ese uso.
Si el fusible posee valores nominales tanto de AC como de DC, evalúe el circuito de AC frente a los valores de AC. Si solo posee un valor nominal de DC, consulte la documentación del fabricante en lugar de tratar el servicio de DC como una certificación universal “más exigente” que cubre automáticamente el AC. Los métodos de prueba, las definiciones de voltaje, las capacidades de ruptura, las categorías de utilización y las aprobaciones no son etiquetas intercambiables.
Cómo leer clasificaciones de solo AC, solo DC y duales
| Documentación encontrada | Decisión | Acción siguiente requerida |
|---|---|---|
| Solo tensión AC y capacidad de ruptura en AC | Solo AC según la evidencia disponible | Utilizar dentro de las clasificaciones de AC o solicitar datos de aplicación de DC por separado |
| Solo tensión DC y capacidad de ruptura en DC | Solo DC según la evidencia disponible | Utilizar dentro de las clasificaciones de DC o solicitar datos de aplicación de AC por separado |
| Separe los valores de tensión y capacidad de ruptura de AC y DC | Candidato con doble régimen nominal | Compruebe cada circuito frente a sus propios valores y condiciones de funcionamiento |
| Una marca de tensión pero tipo de corriente poco claro | No verificado | Resuelva la marca mediante la hoja de datos exacta o el fabricante |
| Tensión correcta pero sin evidencia adecuada de capacidad de ruptura | Rechazar o mantener provisional | Determine la corriente de falla prospectiva y obtenga los datos de interrupción correspondientes |
| Valores nominales correctos pero sistema físico o categoría de utilización incorrectos | No intercambiable | Seleccione el sistema de portafusibles y eslabón fusible correcto |
Un fusible de doble régimen no es un fusible universal. Sus límites de AC y DC pueden diferir, y el mismo número de catálogo puede tener diferentes capacidades de ruptura o notas de aplicación para cada tipo de corriente. Registre los datos por separado en la lista de materiales o en la revisión de sustitución.
Por qué fallan las reglas fijas de conversión de AC a DC
Reglas como “reducir a la mitad la tensión nominal de AC para DC” pueden parecerse a un valor publicado para una familia de productos, pero no son seguras como reglas de selección generales. Eaton señala que, para muchos fusibles de alta velocidad, la capacidad nominal de DC puede ser inferior a la de AC y puede disminuir a medida que aumenta la constante de tiempo; la misma guía también describe condiciones especiales donde la capacidad de DC puede comportarse de manera diferente. Es precisamente por eso que el método definido por el fabricante debe reemplazar una relación universal.
Los siguientes atajos no son evidencia aceptable:
| Acceso directo | Por qué falla | Evidencia correcta |
|---|---|---|
| Mismo valor nominal de amperaje | El valor nominal de amperaje no establece la capacidad de interrupción de arco | Datos de tensión AC/DC y capacidad de ruptura |
| La tensión DC es inferior al marcado AC | Un número más bajo por sí solo no demuestra la interrupción en DC | Valor nominal DC publicado o método de aplicación |
| El fusible de DC es más largo | Las dimensiones no revelan el servicio probado | Número de catálogo y hoja de datos |
| Ambos fusibles contienen relleno de cuarzo | Las características de construcción no son valores nominales | Marcado, base de prueba y datos del fabricante |
| El portafusibles acepta el fusible | El ajuste mecánico no demuestra la compatibilidad eléctrica | Verificación completa del sistema de fusible/portafusible |
| Una serie similar tiene una clasificación de DC | Las clasificaciones no se transfieren entre familias o variantes | Documentación exacta del número de pieza |
Tres comprobaciones de aplicación
1. Reemplazo de un fusible solo para AC en un circuito de control
Si tanto el original como el de reemplazo muestran el voltaje de AC, la corriente nominal, la capacidad de ruptura, la característica de funcionamiento y la compatibilidad con el sistema físico requeridos, la comparación puede proceder con los datos de AC. Una clasificación de DC más alta en un candidato no compensa la falta de una clase, curva o aprobación de AC requerida por el diseño del equipo.
2. Uso de un fusible de doble clasificación en una variante de producto de AC y DC
Trate las dos variantes como aplicaciones independientes. Para el producto AC, registre las entradas de VAC y capacidad de ruptura en AC. Para el producto DC, registre las entradas de VDC y capacidad de ruptura en DC, además de cualquier restricción de constante de tiempo o de circuito permitida. No copie una evaluación completada en ambas variantes.
3. Protección de circuitos fotovoltaicos o de baterías
La comparación AC/DC es solo el primer filtro. Las cadenas fotovoltaicas (PV) pueden requerir eslabones fusibles gPV y evidencia de aplicación dentro del alcance de la norma IEC 60269-6; los sistemas de baterías pueden presentar una alta corriente de falla disponible y una energía almacenada significativa. Utilice la guía de capacidad de ruptura de fusibles DC para sistemas PV para la cuestión de la capacidad de falla y la guía de dimensionamiento de fusibles de 12 V para las entradas de carga y conductores de baja tensión. No importe un multiplicador universal de un mercado o aplicación a otro.
Para categorías de utilización más amplias y la selección de sistemas de fusibles IEC, utilice la Guía de fusibles IEC 60269. La página de comparación determina la idoneidad para AC/DC; no sustituye el proceso completo de dimensionamiento y coordinación.
Registro de sustitución de fusibles AC/DC
Utilice esta tabla para la revisión de diseño, sustitución de mantenimiento o una solicitud de presupuesto (RFQ).
| Campo | Entrada obligatoria |
|---|---|
| Números de catálogo existentes y candidatos | |
| Sistema de eslabón fusible y portafusible | |
| Tipo de corriente del circuito en la ubicación del fusible | AC / DC / rectified or converter waveform |
| Tensión máxima aplicable del circuito | |
| Candidate AC voltage rating | Valor / no publicado / no aplicable |
| Candidate DC voltage rating | Valor / no publicado / no aplicable |
| Corriente de cortocircuito presunta | |
| Capacidad de ruptura en AC | Valor y base de prueba / no aplicable |
| capacidad de ruptura en CC | Valor y base de prueba / no aplicable |
| DC L/R time constant required | Sí / No / sin resolver |
| Característica tiempo-corriente | |
| I²t de prearco y de despeje total | |
| Clase de fusible o categoría de utilización | |
| Condiciones ambientales, cíclicas, de altitud o del portafusibles | |
| Aprobación requerida o evidencia de cumplimiento de normas | |
| Documento del fabricante y revisión | |
| Disposición final | Aprobado / rechazado / requiere revisión del fabricante |
El guía de fusibles eléctricos VIOX proporciona el mapa de selección más amplio. Cuando se definan los requisitos de la aplicación, revise los disponibles familias de fusibles y portafusibles de baja tensión VIOX o envíe la tensión del circuito, el servicio AC/DC, la corriente nominal, el perfil de transitorios, la corriente de falta prospectiva, la clase de fusible, el tiempo de funcionamiento requerido, el formato del portafusibles y la constante de tiempo de DC cuando corresponda a [email protected].
Fuentes
- Eaton Bussmann Series — Guía de aplicación de fusibles de alta velocidad
- Littelfuse — Fundamentos de los fusibles
- Littelfuse — Guía de selección de fuseología
- IEC 60269-1:2024 — Fusibles de baja tensión, Parte 1: Requisitos generales
- IEC 60269-6:2010+A1:2021 — Eslabones fusibles para la protección de sistemas de energía solar fotovoltaica
