¿Qué son los fusibles de bayoneta? Dimensionamiento, reemplazo y protección de transformadores.

Una sola falla de transformador puede costar decenas de miles de dólares.mecha de bayonetaEs un dispositivo de protección crítico, reemplazable en campo, que se utiliza dentro de los transformadores de distribución llenos de aceite para prevenir este tipo de incidentes costosos. Detiene las fallas antes de que destruyan los equipos.

Este artículo explica qué son estos fusibles, cómo funcionan, cómo dimensionarlos correctamente, cómo reemplazarlos de forma segura y cómo se integran en una estrategia completa de protección con fusibles para transformadores.

Comprender las espoletas de bayoneta

El mecanismo de giro y bloqueo

El conjunto del fusible consta de dos partes principales: un soporte y un fusible. El fusible se inserta directamente en el tanque del transformador.

Su nombre proviene deel mecanismo de bayoneta, un sistema de giro y bloqueo que permite una instalación y extracción rápidas y seguras.

Esto agiliza considerablemente el trabajo de campo. El diseño permite el uso de pértigas aislantes y emplea una construcción frontal infranqueable para garantizar la seguridad de los linieros.

Funcionamiento del fusible de expulsión

En esencia, un fusible de bayoneta es un fusible de expulsión. Cuando circula demasiada corriente por el circuito, el elemento fusible interno se funde y se convierte en vapor. Esto crea un arco eléctrico.

El calor del arco eléctrico descompone el aceite circundante y un material de revestimiento especial dentro del fusible, lo que produce un gas a alta presión. Esta burbuja de gas extingue el arco con fuerza e interrumpe el flujo de corriente.

Aplicaciones comunes

Si bien la mayoría de las personas conectan los fusibles de bayoneta con transformadores montados sobre almohadilla, también se utilizan en muchos entornos de media tensión.

• Transformadores de distribución montados sobre pedestal
• transformadores subterráneos
• Aparamenta de media tensión (hasta 38 kV)
• transformadores elevadores de tensión para turbinas eólicas

Estrategia de protección coordinada

Un fusible de bayoneta rara vez es el único dispositivo de protección en un transformador. Lo ideal es utilizar un sistema de dos fusibles para una protección completa del transformador.

Este sistema conecta dos fusibles en serie. El fusible de bayoneta elimina fallas de bajo nivel, como cortocircuitos en el lado secundario y sobrecargas prolongadas. Un fusible de respaldo, generalmente un fusible limitador de corriente de alta capacidad de interrupción, se encarga de fallas mayores, como una falla en el bobinado interno.

Esta configuración garantiza que el fusible adecuado funcione para cada tipo de falla, lo cual es una idea clave para el correcto uso de fusibles en transformadores.

CNC ELÉCTRICO

Fusibles limitadores de corriente XRNT para la protección de transformadores

• Amplio rango de voltaje compatible, desde 12 kV hasta 40,5 kV.
• Capacidad de corriente nominal de hasta 200 A
• Interrupción de limitación de corriente de acción rápida
• Perfecto para la protección de transformadores de alta tensión.

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Tamaño correcto de la espoleta de bayoneta

Elegir un tamaño incorrecto es un grave error. Un fusible con un amperaje demasiado bajo se disparará durante las corrientes de arranque normales, mientras que uno con un amperaje demasiado alto no protegerá el transformador de sobrecargas dañinas. Siga este sencillo proceso de tres pasos para un dimensionamiento preciso.

1. Determinar la corriente a plena carga (FLA) del transformador.Para un transformador trifásico, la fórmula es:FLA = kVA / (Tensión_kV * 1,732).
2. Aplique el factor de dimensionamiento.Las espoletas de bayoneta debenmanejar la corriente de irrupción temporal que fluye cuando un transformador primerose enciende. Ajuste su tamaño entre un 150% y un 200% (1,5x a 2,0x) de la FLA del transformador.
3. Seleccione el siguiente tamaño de fusible estándar.Una vez que calcule el amperaje necesario, seleccione el siguiente fusible estándar disponible comercialmente que tenga un valor igual o superior al calculado.

Un ejemplo práctico

Vamos a dimensionar un fusible para un transformador de 750 kVA con una tensión primaria de 12,47 kV.

Primero, calcule el FLA:750 / (12,47 * 1,732) = 34,7 amperios.

A continuación, aplique un factor de escala de 1,5x:34,7 A * 1,5 = 52,05 AEl siguiente tamaño de fusible estándar por encima de 52,05 A suele ser un fusible de 65 A, por lo que esa sería la elección correcta.

Este proceso funciona en todos los ámbitos.clases de voltaje comunescomo 15 kV, 25 kV y 38 kV para transformadores en el rango de 75 kVA a 2500 kVA.

Procedimiento de reemplazo seguro

Este procedimiento refleja las mejores prácticas de personal experimentado en el campo. Siga cada paso con extrema precaución.

La seguridad crítica es lo primero.

ADVERTENCIA: ESTE PROCEDIMIENTO SOLO DEBE SER REALIZADO POR PROFESIONALES ELÉCTRICOS CALIFICADOS CON LA CAPACITACIÓN ADECUADA Y EL EQUIPO DE PROTECCIÓN PERSONAL (EPP).

1. Verificar la desenergización.Los fusibles de bayoneta suelen tener capacidad de interrupción bajo carga, lo que significa que pueden abrirse mientras el transformador está energizado. Sin embargo, muchas normativas de las compañías eléctricas y de las instalaciones exigen que el transformador se desconecte previamente. Siga siempre los protocolos de seguridad locales.
2. Utilice una barra caliente.Enganche firmemente el ojal del portafusibles de bayoneta con la varilla calefactora derecha.
3. Realice la acción de “girar y tirar”.Gire el soporte en sentido contrario a las agujas del reloj aproximadamente un cuarto de vuelta para soltarlo y, a continuación, extráigalo de la carcasa. Una válvula de aleta situada en el interior de la carcasa se cerrará para reducir el derrame de aceite.
4. Inspeccione y reemplace el fusible.Traslade el conjunto a un lugar seguro. Abra el portafusibles y sustituya el fusible fundido por uno nuevo del mismo tipo y amperaje. Utilizar un fusible de amperaje incorrecto anula todo el sistema de protección.
5. Vuelva a insertar el conjunto.Introduzca el soporte en su alojamiento con un empujón suave pero firme. Empuje y gire en el sentido de las agujas del reloj hasta que encaje en su lugar. Debería notar un bloqueo claro y seguro.

Fusibles y fiabilidad de los transformadores

Un fusible está diseñado para fallar intencionadamente, de modo que el transformador no tenga que hacerlo. Dicho esto, la verdadera fiabilidad de su sistema comienza con la calidad del transformador en sí.

Una construcción robusta de bobinado, un aislamiento de alta calidad y un tanque sólido son la primera línea de defensa contra las tensiones que causan fallas. Los transformadores de alta calidad están construidos para cumplir o superar los estándares de la industria comoNormas NEMA, para que puedan hacer frente a las exigencias del funcionamiento diario y a las condiciones de fallo.

Conclusión

El fusible bay-o-net es una pieza vital, que se puede reparar en campo, para la protección contra sobrecargas y fallas secundarias en transformadores llenos de aceite.

El dimensionamiento correcto no es opcional; es indispensable para que el sistema de protección funcione. Los procedimientos de reemplazo seguro son igualmente importantes para quienes realizan el trabajo. Dominar ambos aspectos garantiza la protección de su equipo y el funcionamiento fiable de su sistema.