Come leggere una curva tempo-corrente di un fusibile: tempo di fusione, tempo di interruzione, I²t e coordinamento

Un curva tempo-corrente (TCC) del fusibile mostra come varia il tempo di intervento all'aumentare della sovracorrente. Per leggerne una, individuare la corrente richiesta sull'asse orizzontale logaritmico, spostarsi verticalmente fino alla curva per la taglia esatta del fusibile, quindi spostarsi orizzontalmente verso l'asse verticale logaritmico per leggere il tempo. Invertire il percorso quando si conosce il tempo richiesto e si deve trovare la corrente corrispondente.

Questo metodo di tracciamento è solo la prima metà del lavoro. Prima di utilizzare il risultato, identificare se il foglio mostra fusione minima (pre-arco), fusione media o interruzione totale. Una linea nominale di fusione media non è un limite di interruzione garantito e una TCC non sostituisce la tensione nominale, il potere di interruzione, l'I²t, il picco di corrente limitata o i dati di coordinamento del produttore del fusibile.

I sei elementi da identificare prima di leggere la curva

Non iniziare dagli assi. Iniziare dal blocco del titolo e dalla legenda del documento.

Controllo	Cosa registrare	Interrompere se
Famiglia di fusibili	Produttore e serie o classe esatta	La curva appartiene a una serie diversa
Corrente nominale del fusibile	La curva o banda di amperaggio specifica	La taglia richiesta è assente e l'interpolazione non è autorizzata
Tipo di curva	Fusione minima, fusione media o interruzione totale	Il tipo di curva non è indicato o non può essere confermato
Base di corrente	Ampere, kiloampere o multipli della corrente nominale In	Le unità degli assi non sono chiare
Base temporale	Secondi, cicli o altra unità dichiarata	Non è possibile convertire il requisito di progetto nell'unità rappresentata nel grafico
Condizioni e note	Base AC/DC, tensione di prova, assunzioni ambientali, precarico, tolleranza, frequenza o altre note del produttore	Il sistema previsto non rientra nelle condizioni pubblicate

Una curva ricavata da un fusibile visivamente simile non è un sostituto. Due cartucce fusibili con la stessa corrente nominale possono avere categorie di utilizzo, design dell'elemento, comportamento tempo-corrente e prestazioni di limitazione differenti. La guida alla terminologia delle cartucce fusibili VIOX spiega perché la cartuccia fusibile sostituibile e il sistema fusibile completo devono essere specificati anche separatamente.

Come leggere la corrente in funzione del tempo in cinque passaggi

Utilizzare questa sequenza quando la domanda di progettazione è:

A una determinata corrente, quanto tempo impiegherà approssimativamente questo fusibile a fondere o a interrompere?

Passaggio 1: Selezionare la curva esatta

Individuare la linea o la banda contrassegnata per la corrente nominale richiesta all'interno della famiglia di fusibili corretta. Una scheda può mostrare molte correnti nominali insieme. Curve ravvicinate sono facili da confondere, specialmente su un grafico logaritmico.

Risultato atteso: una curva o banda identificata legata a una famiglia di componenti del produttore documentata e a una corrente nominale.

Condizione di arresto: non stimare una curva mancante tra valori nominali adiacenti a meno che il produttore non consenta esplicitamente tale metodo o fornisca i dati intermedi.

Passaggio 2: Individuare la corrente sull'asse orizzontale

Leggere attentamente l'etichetta dell'asse. L'asse x può mostrare:

• corrente effettiva in ampere;
• corrente presunta in kiloampere; oppure
• corrente come multiplo della corrente nominale, come 2 × In o 10 × In.

Se l'asse utilizza multipli, calcolare il multiplo prima di consultare il grafico:

Multiplo di corrente = corrente applicata / corrente nominale del fusibile

Per un fusibile da 20 A che trasporta 100 A, la corrente applicata è 5 × In. Questo calcolo identifica un punto sull'asse; non prevede il tempo di intervento senza la curva corretta.

Risultato atteso: un valore di corrente espresso nelle stesse unità del grafico.

Condizione di arresto: non considerare gli ampere e i multipli di In come intercambiabili.

Passaggio 3: Spostarsi verticalmente verso la curva o la banda

Dalla corrente selezionata, tracciare una linea verticale verso l'alto fino a incontrare la curva corretta del fusibile.

Se il grafico mostra una singola linea di fusione media, l'intersezione fornisce un valore nominale. Se mostra una banda o limiti separati di fusione minima e di interruzione totale, registrare entrambe le intersezioni.

Risultato atteso: un'intersezione per una linea nominale, o due intersezioni per un intervallo di tempo.

Condizione di arresto: se la linea verticale attraversa diversi valori nominali di fusibile, verificare nuovamente la legenda prima di procedere.

Passaggio 4: Spostarsi orizzontalmente verso l'asse dei tempi

Dall'intersezione, tracciare una linea orizzontale verso l'asse y. Leggere il tempo utilizzando le divisioni logaritmiche.

Un punto a metà strada tra 1 secondo e 10 secondi non corrisponde a 5,5 secondi. Su una scala logaritmica in base 10, il punto medio geometrico è di circa 3,16 secondi. Utilizzare le divisioni minori della griglia fornite sul foglio effettivo anziché l'interpolazione visiva lineare.

Risultato atteso: un tempo nominale o un intervallo di tempo delimitato, con il tipo di curva scritto accanto.

Passaggio 5: Registrare il risultato con il relativo qualificatore

Una nota tecnica utile ha questo aspetto:

Fusibile: [produttore, serie, valore nominale]
Corrente applicata: [A o multiplo di In]
Tipo di curva: [fusione minima / fusione media / interruzione totale]
Risultato letto: [tempo o intervallo]
Documento: [numero e revisione della scheda tecnica]
Condizioni/limiti: [note pertinenti]

Non limitarsi a registrare “il fusibile si apre in 0,2 s”. Senza il tipo di curva e la fonte, un altro lettore non può stabilire se 0,2 s sia il tempo minimo di fusione, il tempo nominale di fusione o il tempo massimo totale di interruzione.

Come leggere il tempo-corrente

A volte il requisito di progettazione è inverso:

Quale corrente è necessaria affinché questo fusibile intervenga entro un tempo target?

Partire dal tempo richiesto sull'asse verticale, spostarsi orizzontalmente verso la curva o la banda selezionata, quindi spostarsi verticalmente verso il basso sull'asse della corrente.

Questa direzione è utile quando si verifica:

• se una corrente di guasto nota raggiunge una regione di tempo di intervento richiesta;
• se un breve impulso di inserzione entra nella regione di fusione del fusibile;
• quale valore nominale pubblicato all'interno di una famiglia di fusibili è più vicino a un requisito tempo-corrente definito.

La risposta rimane legata al tipo di curva pubblicata. Una corrente letta da una linea di fusione media non dimostra l'interruzione massima entro quel tempo.

Esempio pratico: lettura di una curva Mersen AJT30 pubblicata

La pagina singola di Mersen Come leggere una curva tempo-corrente utilizza la famiglia di fusibili ritardati AJT in Classe J. La scheda è etichettata dati tempo-corrente di fusione, e Mersen descrive le sue curve continue come tempo medio di fusione nominale.

Per il pubblicato AJT30 curva:

1. Entrare nell'asse x a 160 A.
2. Spostarsi verticalmente verso la 30 A curva.
3. Spostarsi orizzontalmente verso l'asse dei tempi.
4. Il valore pubblicato è 10 secondi.

Leggendo nella direzione opposta:

1. Entrare nell'asse y a 0,1 secondi.
2. Spostarsi orizzontalmente verso il 30 A curva.
3. Spostarsi verso il basso sull'asse della corrente.
4. Il valore pubblicato è 320 A.

Sbagliata	Percorso della curva pubblicata	Risultato sull'esempio di Mersen
Quanto tempo a 160 A?	160 A → curva AJT30 → asse dei tempi	10 s
Quale corrente per 0,1 s?	0,1 s → curva AJT30 → asse delle correnti	320 A

Questi valori illustrano come leggere la curva del produttore indicata. Non sono valori universali per ogni fusibile da 30 A, e rappresentano la caratteristica di fusione media pubblicata, non una garanzia assoluta che ogni AJT30 interromperà completamente il circuito esattamente in quei tempi. La tensione nominale, il potere di interruzione, l'applicazione e il resto dei dati del produttore determinano comunque la scelta finale.

La fusione minima, la fusione media e l'interruzione totale sono diverse

Le etichette attorno alla curva determinano il significato del numero.

Curva o termine	Cosa rappresenta	Utilizzo appropriato	Cosa non dimostra
Fusione minima / pre-arco minimo	Tempo minimo in cui l'elemento fusibile può fondere a una corrente stabilita	Verifiche di ride-through e dei limiti di coordinamento	Tempo di interruzione finale
Fusione media	Comportamento di fusione nominale o tipico dell'elemento	Confronto generale e comportamento approssimativo	Minimo o massimo garantito
Tempo d'arco	Tempo dalla fusione dell'elemento fino all'interruzione della corrente	Comprensione dell'intervallo tra fusione e interruzione	Risposta totale dall'insorgenza del guasto
Interruzione totale	Tempo di fusione più tempo d'arco	Limite massimo di interruzione quando pubblicato come tale	Protezione dell'apparecchiatura senza verifica dei dati di energia passante e di tenuta
Banda di tolleranza	Intervallo delimitato dalle curve di minimo e massimo pertinenti	Interpretazione conservativa dell'intervallo di tempo	Un singolo tempo di intervento esatto

Eaton definisce il tempo di interruzione come l'intervallo totale dall'inizio della sovracorrente fino all'interruzione finale del circuito, costituito dal tempo di fusione più il tempo d'arco. La guida al coordinamento selettivo di Mersen distingue analogamente le curve di fusione minima e di interruzione totale e utilizza tali limiti — non una linea media — per valutare la separazione tra i dispositivi.

La terminologia può variare in base alla regione e al produttore. “Pre-arco” è comunemente usato per il periodo precedente la fusione dell'elemento; alcune pubblicazioni utilizzano “tempo di fusione”. Leggere le definizioni stampate nella fonte dati specifica invece di presumere che ogni catalogo utilizzi etichette identiche.

Perché entrambi gli assi sono logaritmici

Il comportamento dei fusibili copre un ampio intervallo di corrente e tempo. Un singolo grafico potrebbe dover visualizzare il comportamento in caso di sovraccarico a lunga durata e il comportamento ad alta corrente sub-ciclo. Gli assi logaritmici comprimono tali decadi in un grafico leggibile.

Su un asse in base 10:

Intervallo principale	Valori secondari tipici
da 1 a 10	2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
da 10 a 100	20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90
da 0,01 a 0,1	0,02, 0,03, 0,04, 0,05 e così via

La spaziatura visiva tra 10 e 20 non è la stessa di quella tra 20 e 30. Quando la risoluzione del grafico è insufficiente per una decisione, ottenere i dati digitali del produttore, il software di coordinamento o una curva più chiara invece di tirare a indovinare da una piccola immagine.

Trasformare una lettura della curva in una verifica tecnica

Una lettura tempo-corrente diventa utile solo se confrontata con i requisiti del circuito. Normalmente sono rilevanti tre profili.

1. Profilo di carico normale e di spunto

Tracciare o descrivere l'ampiezza e la durata della corrente di avviamento, magnetizzazione, carica o altra corrente transitoria prevista. Confermare che il profilo rimanga al di fuori del limite di fusione del produttore con il margine di progetto e le condizioni operative richiesti.

Non risolvere il funzionamento intempestivo semplicemente aumentando la corrente nominale. Tale modifica può indebolire la protezione del conduttore o dell'apparecchiatura. Verificare la famiglia del fusibile, il comportamento del ritardo temporale, le condizioni ambientali, i limiti termici del portafusibile e l'effettiva forma d'onda di spunto.

2. Limite del conduttore o dell'apparecchiatura protetta

Confrontare il limite di interruzione del fusibile con le informazioni di tenuta del conduttore o dell'apparecchiatura applicabile. Il fusibile deve interrompere la sovracorrente dannosa prima che venga superato il limite termico o di danno consentito dell'elemento protetto.

Una TCC generica non può stabilirlo autonomamente. Il limite richiesto deve provenire dal metodo di progettazione applicabile, dai dati dell'apparecchiatura o dall'autorità competente per il mercato di riferimento.

3. Protezione a monte e a valle

Per due fusibili in serie, una verifica convenzionale della curva utilizza il limite di interruzione totale del dispositivo a valle e il limite di fusione minima del dispositivo a monte. Laddove la curva di interruzione totale a valle rimanga separata dalla curva di fusione minima a monte nell'intervallo valutato, si prevede che il fusibile a valle intervenga per primo all'interno di tale intervallo tracciato.

Questa è una regola di screening, non un certificato di coordinamento universale. Mersen osserva che l'analisi TCC convenzionale potrebbe non rappresentare accuratamente la selettività quando sono coinvolti dispositivi limitatori di corrente e l'intervento istantaneo dell'interruttore automatico. Potrebbero essere necessarie tabelle di selettività del produttore, combinazioni testate, dati sulla corrente di picco, dati I²t o uno studio formale di protezione.

Per il confronto tra le diverse tecnologie, utilizzare il manuale sui tempi di risposta fusibile vs MCB. Per le curve di sgancio degli interruttori B/C/D ed elettroniche, utilizzare la guida alle curve di sgancio dell'interruttore automatico.

Dove si colloca I²t—e dove termina la TCC

Una TCC mette in relazione l'intensità della corrente con il tempo. I²t descrive l'integrale del quadrato della corrente nel tempo:

I²t = ∫ i²(t) dt

Poiché la corrente di guasto varia durante l'interruzione, l'integrale è più preciso rispetto alla moltiplicazione di una corrente costante presunta per un valore temporale.

I dati dei fusibili possono distinguere tra:

• I²t di fusione o di pre-arco: integrale di energia fino alla fusione dell'elemento;
• I²t d'arco: integrale di energia durante l'arco;
• I²t totale di interruzione: l'integrale combinato fino all'interruzione finale.

Utilizzare le definizioni e le condizioni di prova esatte del produttore. La guida alla tecnologia dei fusibili di Eaton sottolinea che i confronti tra l'I²t di impulso e l'I²t di fusione devono tenere conto della forma d'onda dell'applicazione e delle indicazioni sul prodotto. Anche Littelfuse separa le curve tempo-corrente dalle curve di picco di limitazione: queste ultime riguardano l'effettiva corrente di picco lasciata passare durante l'interruzione con limitazione di corrente.

Una TCC da sola non è sufficiente quando la decisione dipende da:

• tenuta di semiconduttori o elettronica di potenza;
• elevata corrente di cortocircuito presunta nella regione di limitazione di corrente;
• sollecitazione elettromeccanica di picco;
• coordinamento in cascata, protezione di backup o una combinazione selettiva testata;
• un sistema misto fusibile-interruttore automatico che entra nella regione istantanea dell'interruttore automatico;
• conformità a un requisito di selettività specifico del progetto.

In quei casi, ottenere le tabelle I²t del produttore, i grafici di picco di corrente passante, le tabelle di selettività, le curve esatte del dispositivo e qualsiasi dato di studio richiesto.

Errori di lettura comuni e azioni correttive

Errore	Perché fallisce	Azione correttiva
Leggere la taglia di fusibile più vicina invece di quella esatta	Taglie adiacenti possono avere curve sostanzialmente diverse	Ottenere la curva di taglia esatta
Trattare una linea media come un limite garantito	La fusione media esclude la tolleranza e può escludere il tempo di arco	Utilizzare i limiti di fusione minima e di interruzione totale
Leggere un asse logaritmico come lineare	Il punto stimato può essere lontano dal valore pubblicato	Seguire le suddivisioni logaritmiche etichettate
Ignorare gli ampere rispetto ai multipli di In	Il punto sull'asse x diventa errato prima che la curva venga letta	Convertire le unità esplicitamente
Assumere che “apre” significhi sempre interruzione totale	La terminologia del produttore e le etichette delle curve differiscono	Registrare il termine esatto del documento
Confronto di curve provenienti da basi di test non correlate	La separazione apparente potrebbe non rappresentare le stesse condizioni	Utilizzare dati compatibili del produttore/progetto
Utilizzo della TCC da sola nella regione di limitazione di corrente	La corrente di picco e l'energia possono determinare il risultato	Verificare i dati di I²t, corrente di picco passante e selettività
Scegliere solo in base alla corrente nominale	Tensione, potere di interruzione, classe, supporto e applicazione rimangono irrisolti	Completare la specifica completa del fusibile

Foglio di lavoro per la lettura della curva TCC del fusibile

Copiare questa tabella nel registro di progettazione o nella revisione degli acquisti.

Campo	Voce di progetto
Produttore
Famiglia / serie del fusibile
Numero di catalogo
Corrente nominale
Tensione nominale e base AC/DC
Potere di interruzione
Documento e revisione della curva
Tipo di curva
Unità asse orizzontale
Unità asse verticale
Corrente applicata o tempo richiesto
Leggere il valore o l'intervallo del tempo di fusione
Leggere il valore o l'intervallo del tempo totale di interruzione
Profilo di carico/corrente di spunto verificato	Sì / No
Limite dell'apparecchiatura protetta o del conduttore verificato	Sì / No
Coordinamento a monte/a valle verificato	Sì / No
Dati I²t richiesti e verificati	Sì / No / Non applicabile
Dati di picco di energia passante richiesti e verificati	Sì / No / Non applicabile
Tabella di selettività o studio del produttore richiesti	Sì / No / Non applicabile
Ipotesi ed elementi irrisolti

Una specifica completa del fusibile richiede anche la corretta categoria di utilizzazione o classe del fusibile, il formato fisico, la compatibilità del portafusibile e le condizioni di applicazione. Inizia con la guida ai fusibili elettrici VIOX per il contesto più ampio del dispositivo e della selezione; utilizza la guida alla selezione dei fusibili IEC 60269 per la classe IEC e il limite del sistema; quindi utilizza la Pagina del prodotto fusibili VIOX come percorso commerciale per la valutazione della famiglia di prodotti.

Verifica finale prima di approvare il fusibile

Un risultato TCC difendibile dovrebbe rispondere a tutte e cinque le domande:

1. Si tratta dell'esatta famiglia del produttore e della corrente nominale in ampere?
2. Il risultato indica la fusione minima, la fusione media o l'interruzione totale?
3. La scala logaritmica è stata letta nelle unità corrette?
4. Il fusibile è in grado di sopportare il profilo di carico previsto e di intervenire prima del limite di danno applicabile?
5. I²t, corrente di picco lasciata passare, tabelle di selettività e altri valori nominali sono stati verificati laddove la sola TCC non è sufficiente?

Se una qualsiasi risposta è incerta, mantenere la selezione provvisoria. Per una richiesta di informazioni verificabile sul prodotto, inviare la tensione del sistema, il servizio AC/DC, la corrente normale, il profilo di spunto, la corrente di guasto presunta, la classe del fusibile, il tempo di intervento richiesto, il formato del portafusibile e i requisiti di coordinamento a [email protected].

Fonti

• IEC 60269-1:2024 — Fusibili a bassa tensione, Parte 1: Requisiti generali
• Mersen — Come leggere una curva tempo-corrente
• Mersen — Valutazione del coordinamento selettivo tra fusibili limitatori di corrente e interruttori automatici non limitatori di corrente
• Eaton — Tecnologia dei fusibili: terminologia, specifiche e selezione dei dispositivi
• Littelfuse — Guida alla selezione Fuseology
• Littelfuse — Fondamenti sui fusibili