Fusíveis (para iniciantes), fusível CA em circuitos CC

Fusíveis CC são usados em aplicações de corrente contínua. Eles servem para separar a carga da fonte em casos anormais. Eles não são utilizáveis após a conclusão da sua função, mas também são mais baratos que o disjuntor.

Fusíveis com tensão nominal CA podem ser usados em aplicações CC?

Os fusíveis devem ser classificados para a tensão CA ou CC em que serão utilizados. Geralmente, os fusíveis têm uma tensão CC nominal que é metade da tensão CA máxima. (Exemplo: LLSRK_ID - 600 VCA, 300 VCC) Consulte a fábrica para obter as tensões CC específicas.

Fusíveis (para iniciantes), fusível CA em circuitos CC

Nunca use fusível CA em circuitos CC

Na vida prática, como engenheiros elétricos e eletricistas, às vezes inspecionamos circuitos de controle e painéis de distribuição e percebemos que fusíveis CA são usados em circuitos CC!

O que é um fusível?

Podemos definir um fusível como um equipamento de segurança elétrica que protege circuitos elétricos contra sobrecorrente ou curto-circuitos. O fusível é um componente de proteção simples, mas importante. Nenhum dispositivo funciona sem um fusível.

Corrente CA vs. Corrente CC

Antes de mergulharmos no motivo pelo qual você nunca deve usar fusível CA em circuitos CC! Vamos discutir um pouco sobre a principal diferença entre corrente CA e CC.

CA ou corrente alternada é aquele tipo de corrente que muda sua direção e magnitude 50 ou 60 vezes por segundo, por isso é chamada de alternada, a corrente CA cruza o valor zero 50/60 vezes por segundo.
Por outro lado, a corrente CC é uma constante em ambas as direções e magnitude, e não vai a zero até que a fonte de energia seja perdida.

Cruzar para Zero Ajuda Bem

Como mencionado acima, a corrente CA cruza o potencial zero 50/60 vezes por segundo e, portanto, esse valor zero auxilia bastante no projeto de fusíveis CA. Como isso acontece? Para entender melhor, vamos nos basear no princípio do fusível para proteção de circuitos elétricos.

Princípio de proteção do fusível

Um fusível consiste em um filamento metálico. Em condições normais, uma quantidade pequena ou limitada de corrente passa pelo filamento.

• Quando ocorre uma sobrecarga ou curto-circuito, uma grande quantidade de corrente flui através do filamento.
• Devido a uma grande quantidade de fluxo de corrente, o filamento aquece e derrete.
• Devido ao derretimento do filamento, cria-se uma lacuna entre os elementos do fusível e o fluxo de corrente é interrompido.

A espessura e o comprimento do filamento determinam a corrente nominal do fusível. Uma vez interrompido o fluxo de corrente, o dispositivo protegido interrompe a operação. E ocorre a proteção contra sobrecorrente.

Falando sobre o material usado no filamento, normalmente ele é feito de cobre, zinco, prata, alumínio ou qualquer outra liga com corrente de disparo previsível.

Em outras palavras, os fusíveis são dispositivos disjuntores simples, de uso único, usados para proteger circuitos CA e CC contra condições de sobrecorrente e curto-circuito.

Quando uma corrente CC ou CA passa por um condutor elétrico de qualquer tamanho, ela produz um aumento de temperatura dependendo do tamanho do condutor e do valor da corrente.

Caso a corrente que passa pelo fusível CA ou CC exceda o valor nominal do fusível, a temperatura aumenta cada vez mais, e o elemento do fusível não consegue mais suportar e então queima.

No momento da queima do fusível, a corrente continua passando pelo ar entre as partes queimadas do elemento fusível, produzindo um arco.

O que causará a extinção do arco?

No caso de fusível CA

Como a corrente CA cai para zero várias vezes por segundo, esse valor zero ajuda a extinguir o arco.

Em caixa de fusível DC

A corrente nunca chega a zero, então é mais difícil extinguir um arco CC do que um CA. Por esse motivo, os fusíveis CC são projetados para serem mais longos do que os CA. Esse comprimento extra ajuda na extinção do arco CC.

A questão principal é: fusíveis CA podem ser usados em circuitos CC? A resposta é clara: nunca faça isso. Fusíveis CA em circuitos CC são perigosos! Usar fusíveis CA em circuitos CC fará com que o arco não seja extinto com segurança e pode causar incêndio.

Diferentes tipos de fusíveis

Como discutido acima, o fusível é um importante dispositivo de proteção. Dois tipos principais de sistemas são utilizados atualmente: CA e CC. Portanto, também existem dois tipos de fusíveis: fusível CA e fusível CC.

Fusíveis CA

Os fusíveis CA consistem em fusíveis de baixa e alta tensão. Estes são subdivididos da seguinte maneira.

Fusíveis de baixa tensão

Este tipo de fusível é utilizado em redes de distribuição de baixa tensão. Os diferentes tipos de fusíveis de baixa tensão são:

• Interruptor Fusível
• Fusível de cartucho
• Fusível reutilizável
• Fusível de queda.
• Fusível de adesivo.

Fusíveis de alta tensão

Este tipo de fusível é utilizado em linhas de transmissão CA de alta tensão. É composto por:

• Fusível de expulsão.
• FUSÍVEL de alta corrente de arrebatamento (HRC).

Fusíveis DC

Fusíveis CC são fabricados para equipamentos de corrente contínua. Os diferentes tipos de fusíveis CC são:

• Fusível de cartucho.
• Fusível automotivo.
• Fusível rearmável.
• Fusíveis semicondutores e de supressão de sobretensão.

Os fusíveis têm uma extremidade positiva e uma negativa?

Fusíveis não têm polaridade nem lados positivos ou negativos; podem ser colocados em porta-fusíveis de qualquer polaridade. Em um circuito típico, um fusível é um condutor. Como resultado, ele não possui nenhum senso de direção, polaridade ou orientação. Devido ao alto ponto de fusão do fusível, independentemente da direção da corrente, ele bloqueará a rota da corrente.

Um fusível semicondutor difere de um fusível de retardo de tempo porque é feito de prata pura e, no caso de curto-circuito, tem propriedades de fusão rápida, razão pela qual também é conhecido como fusível de ação rápida.

Todos os fusíveis fazem as mesmas coisas?

Embora nem todos os fusíveis funcionem da mesma maneira, todos são afetados pela sobrecarga de corrente e pelo tempo de operação. Não existe fusível indestrutível. Mesmo o sistema elétrico mais perfeito, que nunca sobrecarrega, queimará um fusível em algum momento.

Um fusível serve como um dispositivo de sacrifício, de acordo com a "Fuseologia" de Little Fuse. Uma tira condutora de material dentro de um fusível, comumente conhecida como sua "capacidade de interrupção", derrete se o fusível estiver sobrecarregado. Quando um sistema sobrecarrega ou entra em curto, o fusível protege o sistema mais amplo, interrompendo o circuito ou "abrindo".

A grande maioria dos fusíveis utilizados em aplicações elétricas automotivas são fusíveis "lâmina", que possuem dois pinos que se encaixam em um soquete minúsculo. No entanto, à medida que mais carros são equipados com acessórios que exigem maior capacidade de condução de corrente, o uso de fusíveis de fixação expandiu-se, e os fusíveis de cartucho tornaram-se populares em casos de uso otimizado de espaço, exigindo dimensões menores.

O fusível pode proteger contra alta tensão?

Sim, o fusível pode proteger contra alta tensão, mas para isso, você precisará de um fusível com a classificação adequada para proteger um circuito contra alta tensão. Quando uma alta tensão percorre um fio metálico fino, o metal aquece e derrete, causando a ruptura do circuito.

Um fusível depende da temperatura devido à demanda por metal fundido. Um fusível em um forno ou fornalha queimará com menos corrente, mas um fusível em um ambiente frio pode exigir muitas vezes, senão décadas, mais corrente para queimar do que um fusível em temperatura média.

Outro cenário é a maneira como o fusível queima. Se houver uma pequena sobrecorrente, o fusível pode levar vários minutos para derreter e abrir o circuito. Se o fusível queimar devido a um curto-circuito de 1.000 A, o metal derreterá, explodindo dentro da capa isolante.

Um fusível de alta tensão deve ter distâncias de fuga e folga entre seus terminais que excedam os requisitos de segurança, além de garantir que o fusível interromperá um circuito de alta tensão, independentemente de quão rápida ou lentamente ele explodir.

A voltagem afeta um fusível?

Sim, claro, a voltagem afeta um fusível, e a voltagem nominal do fusível especificado deve ser maior ou igual à voltagem do circuito. Devido à baixa resistência dos fusíveis, a voltagem nominal só é relevante enquanto o fusível está tentando abrir.

Os elementos fusíveis devem ter a capacidade de abrir rapidamente e extinguir o arco uma vez derretido, bem como evitar que a tensão de circuito aberto no sistema atinja o elemento fusível aberto.

Os fusíveis são dispositivos sensíveis à voltagem, e é fundamental lembrar que a capacidade de um fusível de funcionar adequadamente durante situações de falha é determinada pela voltagem do sistema.

Por isso, não devem ser utilizados em circuitos com tensões superiores à sua tensão nominal. No entanto, podem ser empregados com sucesso em circuitos com níveis de tensão mais baixos.

Por que os fusíveis têm classificações de voltagem?

Os fusíveis têm uma classificação de tensão porque esta é definida pela sua capacidade de abrir um circuito em caso de sobrecorrente. A classificação de tensão, em particular, afeta a capacidade do fusível de inibir a formação de arco interno, que ocorre quando um elo fusível derrete e um arco é formado.

A supressão do arco elétrico será comprometida se for utilizado um fusível com tensão nominal inferior à do circuito. O fusível pode não eliminar a sobrecorrente com segurança em algumas situações de sobrecorrente.

Quando fornecido por circuitos trifásicos de 480/277 V, aterrados com segurança, com uma tensão de linha-neutro monofásica de 277 V, fusíveis com classificação de 300 V podem ser usados para proteger cargas de linha-neutro monofásicas.

Isso é legal, pois um fusível de 300 V não precisa interromper uma tensão maior que sua classificação de 300 V nesta aplicação. Cuidado especial é necessário ao usar um fusível semicondutor em um circuito com uma classificação de tensão inferior.

Leia também meu artigo, Como o aumento da temperatura afeta os equipamentos elétricos.

É normal que o fusível do carro esquente?

Não, não é normal que um fusível esquente. Não ignore isso se os fusíveis do seu carro estiverem esquentando. A corrente que passa por uma resistência causa o aquecimento do fusível no circuito elétrico do carro.

Uma corrente muito abaixo da classificação do fusível pode criar calor suficiente para derreter um porta-fusível em linha se houver resistência substancial no contato entre o fusível e o porta-fusível.

Vale ressaltar que o aquecimento do fusível elétrico do carro nem sempre é rápido. Embora a resistência inicial possa ser mínima e o primeiro aquecimento possa não ser suficiente para atingir o ponto de fusão do fusível, o calor pode causar oxidação das conexões metálicas, aumentando a resistência de contato.

Faz com que um fusível esquente

• Muitos dispositivos de reposição (carregador de celular, equipamento GPS, amplificador estéreo, etc.) conectados ao circuito podem criar um fluxo de corrente excessivo que faz com que o fusível do carro esquente.
• O dispositivo instalado de fábrica que está começando a apresentar mau funcionamento porque está sugando muita corrente pode fazer com que o fusível fique quente.
• Conexões corroídas, fiação ou um dispositivo que está começando a funcionar mal e impedindo o fluxo normal de corrente são causas de alta resistência que podem causar aquecimento dos fusíveis do carro.

Você terá que isolar os circuitos individuais, deixando o painel de fusíveis intacto, e testá-los para verificar o fluxo/consumo de corrente. Você pode encontrar algo como um motor de ventilador de aquecedor consumindo o dobro da corrente necessária.

Para verificar se há alta resistência, eu isolaria cada circuito mais uma vez e executaria um teste de queda de tensão em cada um deles, incluindo a linha de energia do painel de fusíveis.

É possível que tenha ocorrido corrosão dentro de uma conexão que você não consegue ver. O teste de queda de tensão, por outro lado, deve permitir que você identifique exatamente qual parte do fio, dispositivo ou conexão está com defeito.

Quais são os tamanhos padrão dos fusíveis?

Conforme 240.6, os disjuntores de disparo fixo e fusível estão disponíveis nos seguintes tamanhos: 15, 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, 1000, 1200, 1600, 2000, 2500, 3000, 4000, 5000 e 6000 amps, em vez destes. Os tamanhos de fusíveis padrão adicionais são 601 e 10, 6, 3, 1 amp.

O fusível deve estar no positivo ou no negativo?

A proteção necessária seria fornecida por um fusível isolado no terminal positivo, suficiente para proteger o seu circuito elétrico. Um fusível deve ser instalado o mais próximo possível da fonte.

Um dos motivos é que os isoladores de fusível são amplamente utilizados em aplicações de CA, onde tanto a fase quanto o neutro precisam ser desconectados. Mesmo assim, um fusível na fase e um fusível de ligação no neutro podem ser usados.

O que faz um fusível queimar?

Um curto-circuito sempre desarma um disjuntor ou queima um fusível, e também pode gerar faíscas, estalos e, potencialmente, fumaça. Se você está se perguntando o que deu errado e como um curto-circuito "queima um fusível", confira a lista abaixo.

O tipo errado de fusível foi instalado

Os fusíveis estão disponíveis em uma variedade de formatos, tamanhos e combinações. Muitos parecem idênticos, mas têm finalidades extremamente diversas. Se você ou outra pessoa inserir um fusível com a classificação incorreta em um porta-fusível, isso pode ser a causa de um fusível abaixo do valor nominal quando o dispositivo estiver em operação, pois o dispositivo consumiu uma corrente maior do que o valor nominal do fusível.

Tomadas elétricas danificadas ou desatualizadas

Qualquer fiação ou elemento conectado defeituoso corre o risco de causar uma falha de energia (surto) que queima um fusível. Portanto, mais uma vez, o problema não é que o fusível não funcionou corretamente, mas sim que havia um mau funcionamento do equipamento.

Um circuito sobrecarregado

Você deve conseguir identificar o culpado neste cenário verificando se há uma tomada sobrecarregada ou um eletrodoméstico específico. Considere um filtro de linha com um plugue em cada tomada, especialmente se os dispositivos conectados consumirem muita energia.

Um curto-circuito

Um tipo de defeito elétrico é o curto-circuito. As falhas surgem quando uma corrente elétrica se desvia do seu curso pretendido (circuito) devido à falta de resistência (por exemplo, do isolamento ou de um disjuntor).

Como resultado, a conexão entre os dois condutores que fornecem energia elétrica ao circuito fica comprometida, e o impacto do "curto" ou "falha" faz com que uma corrente excessiva flua para a fonte de alimentação. Fios sobrecarregados transbordam e causam danos. Um curto-circuito pode potencialmente destruir o componente elétrico que o causou.

Uma falha de aterramento

Uma falha de aterramento é uma forma de curto-circuito em que a corrente elétrica parasita passa diretamente para a Terra (aterramento) ou entra em contato com um elemento aterrado do sistema.

Quando uma pessoa toca o caminho mais fraco para o solo, o risco de choque aumenta. Como resultado, tomadas GFCI (interruptor de circuito de falha de aterramento) são comumente vistas em cozinhas e banheiros.

Uma falha de arco

Falhas de arco são causadas por problemas na fiação e na conexão dos terminais, como um parafuso de terminal solto. Se sua casa tiver interruptores de circuito de falha de arco (AFCIs) e eles estiverem em boas condições, eles desarmarão o circuito se ocorrer uma faísca junto com a fiação defeituosa.