fusible

fusible

Fusible

Fusible bat segurtasun elektrikoko gailu bat da zirkuitu elektriko bat gainintentsitateen aurka babesten duena. Bere funtsezko osagaia alanbre edo zati metaliko bat da. Korronte izendatua baino korronte altuago bat fusibletik igarotzean, fusiblearen alanbre metalikoa urtu egiten da eta, ondorioz, korrontea guztiz eteten da. Fusibleak ezin dira berrerabili, hau da, behin eragin dutenean (alanbrea urtu egin denean), zirkuitu ireki bat sortzen dute, eta fusiblea aldatu edo birkonektatu egin behar da, fusible motaren arabera.
Fusibleak funtsezko segurtasun-gailu gisa erabili dira ingeniaritza elektrikoaren lehen garaietatik. Gaur egun milaka fusible diseinu ezberdin daude korronte eta tentsio espezifikoak dituztenak, ebaketa-ahalmen eta erantzun-denbora ezberdinak, aplikazioaren arabera. Fusibleen ezaugarriak zirkuituari babes nahikoa emateko aukeratzen dira, beti ere beharrezkoak ez diren eteteak eragin gabe. Kable-araudiek zirkuitu partikularretarako fusibleen gehieneko korronte izendatuak zehazten dituzte. Fusibleak zirkuitulaburrak, gainkargak, desorekatutako kargak edo gailuen huts egiteak arintzeko erabil daitezke. Apurtuta dagoen eta korrontea duen kable batek lurrera konektatuta dagoen metalezko zerbaitekin kontaktua egiten duenean, zirkuitulabur bat gertatuko da, eta fusiblea urtu egingo da.
Fusible bat sistema akastun batetik potentzia kentzeko gai den babes-elementu automatiko bat da, ADS —Automatic Disconnection of Supply— bezala laburtuta ikusi dezakegu sarri instalazio elektriko ugaritan. Disjuntoreek fusibleak ordezkatu dituzte kasu gehienetan, baina ezaugarri ezberdintasunak direla eta, erresilientzia eta kostua kontuan hartu beharreko faktoreak direnean, fusibleak oraindik erabiltzen dira.
Erabiliko den esparruaren arabera, fusibleen ezaugarri izendatuek balio oso ezberdinak har ditzakete. Tentsioa volt gutxi batzuetatik 132 kV-tara; korronte izendatuak berriz miliampere gutxi batzuetatik 6 kA-tara. Azkenik, ebaketa-ahalmena, kasu batzuetan 200 kA-koa izatera heltzen da. Tamaina aldetik ere nahiko ezberdinak izan daitezke: fusiblerik txikienak pospolo baten buruaren tamainakoak izan daitezke. Beste muturrean, aldiz, goi-tentsioko aplikazioetan erabiltzen diren fusibleak dauzkagu; mota horretako fusibleen pisua 20 kg-tara hel daiteke.
Gaur egun, fusibleak ia leku guztietan ikus ditzakegu; urteko fusible produkzioa 30 milioitik gorakoa da. Tamaina ertaineko industria batek ehunka fusible izan ahal ditu haren instalazioetan; ibilgailu moderno batean, berriz, 40 eta 60 artean. Esan daiteke ia gailu elektroniko guztiek gutxienez fusible bat daukatela.
Louis Clément François Breguetek gomendatu zuen sekzio txikiko eroaleen erabilera telegrafo estazioak tximistetatik babesteko; eroale txikiagoak urtuz, eraikin barruko gailu eta zirkuituak babesten zituen.^[1] 1864az geroztik, telegrafoetako kableak eta argiztapen instalazioak babesteko, hainbat alanbre eta xafla urgarri erabiltzen ziren.^[2]
1885ean Thomas Alva Edisonek fusible antzerako baten diseinua argitaratu zuen.^[3] Diseinu honek ez zuen fusibleen funtzionamendua azaltzen, tentsioarekiko erresistentea zen fusible baten diseinua baizik. Robert Friedel eta Paul Israelen Edison's Electrical Light - Biography of an Invention ^[4] liburuan, idazleek baieztatzen dute Edisonen jatorrizko ideia bere argiztapen sistemarentzako etengailu automatiko bat egitea zela, 1879an hain zuzen ere. Baina praktikan, alanbrezko fusible sinple batzuk erabili zituen egurrez egindako fusible-euskarri batean. Etengailu magnetiko hori 1879ko Erresuma Batuko patente batean dokumentatuta dago.^[5]
Fusibleak zirkuitua eten gabe modu jarraian eroan dezakeen korronte maximoa.
Fusible baten urtze abiadura, igarotzen duen eta fusiblearen materialaren araberakoa da. Fabrikatzaileek korrontea eta denbora alderatzen dituen grafiko bat ematen dute, sarri eskala logaritmikoak erabiliz. Honen helburua fusiblea gorako bidean eta beherako bidean dauden babesgailuen ezaugarriekin alderatzea eta fusiblea karakterizatzea da.
Operazio denbora ez da finkoa; korrontea handitzen doan heinean, operazio denbora txikitu egiten da. Fusibleak denborarekin alderatuta antzeko operazio denbora ezaugarriak izateko diseinatzen dira. Fusible estandarrek baliteke segundo batean eragiteko jasan behar duten korrontea izendatuaren bikoitza izatea. Eragite azkarreko fusible batek, berriz, korronte berdinarekin 0,1 segundotan eragingo du.
Fusibleen aukeraketa kargaren ezaugarrien araberakoa da. Erdieroale batek fusible azkar edo ultraazkarrak erabiliko ditu; izan ere, erdieroaleak azkar berotzen dira gehiegizko korronteekin. Eragite azkarrena duten fusibleak gailu elektriko sentikorrenak babesteko diseinatuta daude; izan ere, gainkarga batekiko esposizio txikienak ere kalte esanguratsuak eragin dizkio gailuari. Eragite azkarreko fusible normalak dira eguneroko erabileretarako erabiltzen direnak. Eragite geldoko fusibleak, denbora labur batez eta eragin gabe, korronte izendatua baino altuagoa den korronte bat onartzeko diseinatuta daude. Mota honetako fusibleak motorretan erabili ohi dira, zeinak segundo labur batzuez korronte izendatua baino handiagoak diren korronteak jasaten dituzten abiadura handitzen dutenean.
I²t balioa zirkuitua etetean fusibleak igarotzen lagatzen duen energia kopurua adierazten du. Normalean termino hau zirkuitulabur egoeretan erabiltzen da, eta bere balioak zirkuitu elektrikoetan koordinazio-azterketak egiteko erabiltzen dira. I²t balioak fabrikatzaileek argitaratzen dituzte haien datu-tauletan fusible mota bakoitzarentzako. Fusiblearen operazioa ur gorako edo ur beherako elementuekin koordinatzeko, bai urtze I²t-a eta baita etete I²t balioa ere espezifikatzen dira. Urtze I²t balioa fusiblea urtzen hasteko igaro behar den energiarekiko proportzionala da. Etete I²t balioa, berriz, zirkuitua eten aurretik igarotzen laga den energiarekiko proportzionala da. Energia hori gehienbat korrontearen eta eragite denboraren eta sistemaren tentsioaren menpe dago. Fusiblearen I²t balioa, igarotzen uzten duen energiarekiko proportzionala da, eta kalte termikoak eta indar magnetikoen kalteak neurtzen ditu.
Ebaketa-ahalmena fusibleak modu seguru batean eten dezakeen korronte maximoa da. Balio hau zirkuitulabur intentsitatea baino handiagoa izan behar da. Tamaina txikiko fusibleek izendatutako korrontea baino 10 aldiz ebaketa-ahalmen handiagoa izan ohi dute. Ipar Amerikako tentsio baxuko eta erabilera erresidentzialeko zirkuitu elektriko txikietan, orokorrean, 10.000 A-ko ebaketa ahalmena izan ohi dute. Erabilera industrialeko fusibleen kasuan, berriz, ebaketa-ahalmenaren balioa askoz handiagoa izan behar da, 300.000 A-koa. Tentsio altuko ekipamenduan erabiltzen diren fusibleak 115.000 V-rainokoak; hain zuzen, ebaketa-ahalmenaren balioa zirkuituaren potentziak ezartzen du.
Fusible batzuk HRC —High Rupture Capacity— edo HBC —High Braking Capacity— ^[6] izena hartzen dute eta normalean hareaz edo antzerako material batez beteta egoten dira.^[7]
Fusible gehienek ikur batzuk izan ohi dituzte haien balioak erakusteko. Itxuraz antzerakoak diren fusibleek oso propietate ezberdinak izan ditzakete. Horiek ezberdintzeko, ikur sorta hauek erabiltzen dira. Ikurrek ezaugarri hauek ematen dituzte orokorrean, esplizituki testu bezala edo inplizituko erakunde ofizialek onartutako ikurrekin:^[8]
Fusibleak metalezko xafla edo kable urgarri batez osatuta daude, hauen sekzioa zirkuituaren eroaleena baino txikiagoa izan behar da eta bi terminal elektrikoren artean kokatzen dira, eta orokorrean kaxa ez eroankor baten barruan egoten dira. Fusiblea seriean kokatu ohi da zirkuituan zehar pasatzen den karga guztia babesteko. Fusibleak eragiten duen erresistentziak beroa sortzen du, fusiblearen eraikuntza espezifikoki diseinatuta dago korronte normal batek eragiten duen beroak zirkuitua gehiegi ez berotzeko. Korrontea handiegia bada, fusiblea bere osotasunean edo barruko xafla urtu egiten dira, eta zirkuitua irekitzen da.
Xafla zinkez, kobrez, zilarrez, aluminioz edo metal hauen edo beste metal batzuen aleazioez osatua egon ohi da. Material horiek ezaugarri egonkor eta aurreikusteko errazak dituzte.^[9] Egoera perfektuetan, fusibleak izendatutako korrontea etengabe eroan dezake, eta balio hori apur bategatik gainditu ezkero urtu egin beharko litzakete. Fusibleek korronte igoera txiki batengatik ez lukete eragin beharko, ezta hainbat urte igaro ondoren herdoildu edo bere funtzionamendua aldatu ere.
Fusiblearen elementuak bero-efektua handitzeko diseinatu ahal dira modu berezian kolokatuz. Fusible handietan, korrontea hainbat metalezko xaflatan sakabanatu dezakegu. Xafla bikoitzeko fusibleetan, xafletako bat berehala urtzeko diseinatua egon daiteke, eta bestea, berriz, urtze baxuko materialekin eraiki daiteke, iraupen handiko gainkargak eragin gabe jasan ahal izateko.
Xafla airez isolatua egon ohi da, baina batzuetan xafla hozteko materialez inguratuta egon ohi da, hozteko eta fusiblearen eragitea ekiditeko.
IEC 60269
Artikulu nagusia: IEC 60269
Nazioarteko Batzorde Elektroteknikoak (IEC) —International Electrotechnichal Comission— tentsio baxuko fusibleentzako argitaratutako araudia da IEC 60269. Araudi hau lau ataletan banatua dago, bertan baldintza orokorrak, aplikazio industrial zein komertzialetarako fusibleak, etxebizitzetarako fusibleak eta erdieroaleak babesteko fusibleak. Estandar honek hainbat naziotako araudiak batzen ditu, eta nazioarteko merkataritzan fusibleen trukagarritasuna hobetzen du. IEC araudiak betetzen dituzten teknologia ezberdinetako fusible guztiek denbora-korronte ezaugarri antzerakoak izango dituzte, eta horrek diseinua eta mantentze lanak errazten ditu.
UL 248 (Ipar Amerika)
Kanada eta Ameriketako Estatu Batuetan 1kV KA-rainoko tentsio baxuko fusibleak Underwriters Laboratories-en UL 248 , edota Canadian Standards Association-en C22.2 No.248 araudiaren arabera egiten dira. Estandar horrek bai KAn bai KZean 1kV baino izendatutako tentsio txikiagoa eta 200kA-rainoko ebaketa-ahalmena daukaten fusibleengan eragiten du. Fusible horiek Canadian Electrical Code, Part I (CEC) eta National Electrical Code, NFPA 70 (NEC) araudiak jarraitzen dituzten instalazioetan erabiltzeko pentsatuta daude.
Fusibleen anpere balio estandarrak AEB-n eta Kanadan hurrengoak dira: 5, 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 eta 6000 anpere.
UL 248-ak egun 19 atal ditu. UL 248-1-ek baldintza orokorrak ezartzen ditu, eta ondorengo atalek, berriz, fusible-tamaina zehatzak edo ezaugarri bereziak dituzten fusible-kategoriak jorratzen dituzte. Baldintza orokorren atalak (UL 248-1) agintzen dute, atal gehigarriak (UL 240-x) kontrakoa ez badio. Adibidez, UL 248-19 atalak esaten du fusible fotoboltaikoetan gehienezko tentsioa 1500 V KZ dela; baldintza orokorrek, berriz, balio hau 1000 V-etan ezartzen du, kasu honetan UL 248-19-k agintzen du eta gehienezko tentsioa 1500 V-ekoa izango litzake.
Automobilgintzarako fusibleak autoen eroale eta gailu elektrikoak babesteko erabiltzen dira. Mota ezberdinetako Automobilgintzarako fusibleak daude, eta horien erabilera babesten duten zirkuitu elektrikoaren tentsioa eta korronte eskaeren araberakoa da. Fusible mota horiek fusible bloketan edo fusible euskarri linealetan montatu daitezke esaterako. Kasu berezi batzuetan Automobilgintzarako Fusibleak automobilgintzarekin zerikusirik ez duten testuinguruetan ere erabili izan dira. Automobilgintzarako Fusibleentzako araudiak SAE International erakundeak argitaratzen ditu.
Automobilgintzarako fusibleak hainbat kategoriatan sailkatu daitezke:
32 V-ko tentsio izendatua daukaten automobilgintzarako fusible gehienak 24 V-ko edo baxuagoko zirkuitu elektrikoetan erabiltzen dira.

Wikipediarekin konexio arazoren bat gertatu da: