1. Conceituação 2. Princípio de atuação de um fusível.

Curso Técnico de Eletrotécnica
Disciplina: Prática de acionamentos elétricos I
Prof. Epaminondas de Souza Lage
Fusíveis
Prof. Epaminondas Lage
1. Conceituação
Os fusíveis são dispositivos de proteção que, pelas suas características,
apresentam destaque na proteção contra correntes de curto-circuito, podendo
também atuar em circuitos sob condições de sobrecarga. Uma das principais
vantagens é que são limitadores de corrente. Sua atuação vem baseada na
fusão de um elemento fusível (elo), segundo o aquecimento resultante devido
as perdas joule (energia) que ocorrem durante a circulação dessa corrente.
Como dispositivo de proteção contra sobrecorrente em circuitos. Consiste de
um filamento ou lâmina de um metal ou liga metálica de baixo ponto de fusão
que se intercala em um ponto determinado de uma instalação elétrica para que
se funda, por efeito Joule, quando a intensidade de corrente elétrica superar,
devido a um curto-circuito ou sobrecarga, um determinado valor que poderia
danificar a integridade dos condutores com o risco de incêndio ou destruição de
outros elementos do circuito.
A corrente de curto circuito é provocada por danos ocasionados à rede
elétrica ou pela falha de montagem do sistema. Tais anomalias levam a
impedância em determinado ponto a um valor quase nulo, causando assim um
acréscimo significativo no valor da corrente (Lei de Ohm). As correntes de curto
circuito (Icc) são de curtíssima duração, muito elevadas e muito danosas.
Provoca uma considerada elevação de temperatura, que os dispositivos e
sistemas elétricos não podem suportar daí seu efeito destrutivo e oneroso. Por
esta razão, as correntes de curto circuito devem sem imediatamente
interrompidas, tão logo apareçam.
2. Princípio de atuação de um fusível.
Sua atuação deve-se a fusão (rompimento), pelo efeito Joule, de um elemento,
chamado elo fusível. Esta ruptura é provocada pela súbita elevação da corrente
no circuito, superior àquela da sua especificação e dimensionamento.
O elo fusível tem propriedades físicas tais que o seu ponto de fusão é inferior
ao ponto de fusão do cobre, material mais utilizado em condutores de aplicação
geral. Com esta fusão, o circuito é interrompido e a corrente de curto circuito
desaparece.
O fusível não pode, em nenhuma hipótese, ser recauchutado ou reparado. Tal
situação descaracteriza totalmente o fusível, colocando em risco toda a
instalação elétrica. Portanto, o fusível é uma peça descartável, isto é, uma vez
que tenha atuado deve ser substituído por um novo nas mesmas condições de
especificação. Os fusíveis geralmente são dimensionados entre 20% a 25% (no
máximo) acima da corrente nominal do circuito.
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3. Teste de um fusível
Partindo do comportamento elétrico do fusível, podemos dizer que se ele
estiver bom, deve apresentar uma baixa resistência, uma resistência
praticamente nula, com continuidade para a corrente, enquanto que um fusível
queimado ou aberto não deixa passar a corrente, ou seja, tem uma resistência
infinita. Conhecendo este comportamento elétrico, o teste básico de um fusível
consiste em se verificar se ele deixa ou não passar a corrente. Se ele deixar
passar a corrente, com uma resistência muito baixa então ele está bom. Se não
deixar, isso indica que o seu elemento está interrompido ou queimado e ele
deve ser substituído, pois está "aberto" ou queimado.
Figura 1. Teste de um fusível com um multímetro.
Interpretação do teste:
a) Se houver continuidade ou resistência muito baixa (inferior a 1 ohm) o fusível
está em bom estado.
b) Se não houver continuidade ou resistência infinita, então o fusível está
aberto (queimado). Substitua por um de mesma corrente.
c) Estados intermediários, ou seja, resistências altas podem indicar a presença
de umidade, mas de qualquer forma o fusível estará aberto, devendo ser
substituído.
4. Classificação dos fusíveis segundo a sua atuação.
Em curto-circuito ou sobrecarga, o elemento fusível funde-se, abrindo o circuito
elétrico, interrompendo a passagem de corrente. Durante o curto-circuito,
haverá uma limitação da corrente de curto circuito presumida conforme figura
abaixo:
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Figura 2. Limitação de corrente pelo fusível.
Quanto ao tempo de ruptura são classificados:
a. Fusíveis Ultra-Rápidos.
Os fusíveis de ação ultra rápida são uma excelente proteção contra curtoscircuitos, porém são inadequados para a proteção contra sobrecargas.
Projetados para a proteção de dispositivos semicondutores de potência.
b. Fusíveis rápidos.
Os fusíveis de ação rápida são adequados para a utilização onde não há
variações de corrente. São destinados à atuação instantânea, sob correntes
elevadas ou anormais. Sua fusão ocorre imediatamente, ao ato da circulação
de correntes para valores acima das quais foi dimensionado. Os fusíveis de
ação rápida são utilizados em cargas onde não ocorre a IP, como as cargas
resistivas e em circuitos eletrônicos, na proteção de componentes
semicondutores, como o diodo e o tiristor em conversores estáticos de
potência. Esta categoria de fusíveis não possui a gota de estanho em seu elo
fusível.
c. Fusíveis retardados.
São utilizados em circuitos onde a corrente de partida IP atinge valores
superiores à nominal IN. Os fusíveis de ação retardada possuem uma gota de
estanho no elo fusível. Esta gota absorve parte do calor provocado pela
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corrente de partida dos motores elétricos (cargas indutivas). A corrente de
partida dos motores, apesar de elevada, não alcança os parâmetros das
correntes de curto circuito. A corrente de partida IP desaparece logo após o
motor se aproximar de sua velocidade nominal, estabilizando o circuito aos
valores nominais de corrente. Caso a corrente de partida do motor não regrida,
nos tempos determinado pelo fabricante do fusível, ocorre a queima do fusível,
sinalizando um problema na instalação.
5. Classificação dos fusíveis segundo faixa de interrupção e
categoria de utilização.
Esta classificação é composta de 2 letras. A primeira letra, minúscula, indica a
Faixa de Interrupção, isto é, para qual tipo de corrente excessiva, o fusível irá
atuar.


"g" - Atuação para correntes de sobrecarga e de curto circuito.
"a" - Atuação apenas para correntes de curto circuito.
A segunda letra, maiúscula, designa a categoria de Utilização, ou seja, que tipo
de equipamento elétrico o fusível irá proteger.




"L/G" - Proteção de linhas, cabos e uso geral.
"M" - Proteção de circuitos de motores.
"R" - Proteção de circuitos com semicondutores.
“Tr” - Proteção de transformadores.
6. Tipos de fusíveis
a. ROLHA
Tipo de fusível, atualmente pouco usado, mas que já foi muito utilizado,
geralmente em conjunto com um tipo de chave faca, também pouco usada hoje
em dia. Abaixo temos a figura e a descrição de um fusível tipo ROLHA
Figura 2. Fusível tipo Rolha e base de chave faca.
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b. Fusível CARTUCHO.
São montados em cartucho de papelão, cerâmica, vidro, etc. Maior uso em
instalações industriais de pequeno porte e mais antigas, domiciliares mais
antigas. Eletrodomésticos eletrônicos, automóveis, etc.
a) Cartucho de papelão
b) cartucho de Vidro
c) Partes do fusível cartucho.
Figura 3. Fusíveis tipo cartucho.
c. Fusível NH.
As letras N e H são as iniciais de Niederspannungs Hochleistungs, que em
língua alemã significa "Baixa Tensão e Alta Capacidade de Interrupção". É
fabricado para correntes normalizadas de 4 a 1250 A. Possuem tensão nominal
de 500 VCA ou 250 V CC. Sua capacidade de interrupção chega a 120 KA para
500 VCA e 100 KA para 250 VCC. Oferecem categorias de utilização gL ou gG,
em quatro tamanhos. O conjunto é formado por fusível e base. A colocação
e/ou retirada do fusível é feita com o punho saca-fusível, porém devem ser
manuseados por pessoas qualificadas.
Figura 4. Fusível NH Corte esquemático.
Possui um indicador de seu estado queimado/não queimado, de rápida e fácil
identificação. Possui fina areia de quartzo em seu interior, com a finalidade de
abafar o arco elétrico formado no momento da sua ruptura. Excelente para uso
na proteção de curto-circuito em instalações elétricas industriais de maior porte,
subestações, em grandes painéis com muitos circuitos e em chaves
seccionadoras.
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a) Fusível NH.
b) Bases para fusíveis NH.
c) Punho saca-fusível.
d) Fusível NH montado
na base.
Figura 5. Fusíveis NH e acessórios.
d. Fusível Diazed-D
É o modelo de fusível utilizado na proteção de curto-circuito em instalações
elétricas comerciais e industriais, e que, quando corretamente instalados,
permitem o seu manuseio sem riscos de toque acidental.
Destina-se a proteção de motores, painéis de comando entre outros.
Oferecem categoria de utilização gL/gG, em três tamanhos, com ações
retardada, rápida e ultra rápida. Seu elemento fusível é fabricado em liga
de cobre ou de prata. As áreas de contato ou bases, em liga latão com
tratamento da superfície em níquel. Já seu corpo em material cerâmico
(esteatita).
Oferece faixa de atuação 2A a 100A em 500V CA. Possui como indicador de
atuação uma espoleta de aviso, que é expelida no momento da ruptura do
elo fusível. A espoleta de aviso segue o mesmo código de cores do
parafuso de ajuste, que define a corrente nominal da peça. Também possui
fina areia de quartzo em seu interior, com a finalidade de abafar o arco
elétrico formado no momento da sua ruptura.
a) Montagem Diazed.
b)Fusível Diazed.
c)Tampa, fusível Diazed e parafuso
de ajuste.
Figura 6. Partes do fusível Diazed
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O conjunto de proteção Diazed é formado por: tampa com visor transparente,
anel de proteção, fusível, parafuso de ajuste e base unipolar ou tripolar (com
fixação rápida ou por parafusos).
Figura 7. Montagem do fusível Diazed.
Na base, as conexões dos fios são executadas evitando que a parte roscada
fique energizada quando sem fusível. A necessidade do uso de parafusos de
ajuste, padronizados por tamanhos e cores, impede a troca impensada de
fusíveis por outros de valores superiores, preservando assim as especificações
do projeto. Os fusíveis Diazed possuem na sua extremidade inferior, um
indicador de queima ou espoleta de aviso. Esta possui a cor correspondente à
sua corrente nominal e que é a mesma cor do parafuso do ajuste. Os fusíveis
Diazed podem ser fixados por engate rápido sobre trilho ou através de
parafusos.
Tabela de cores para a especificação da corrente nominal dos fusíveis
DIAZED.
Corrente (A)
2
4
6
10
Cor
rosa
marrom
verde
vermelho
Corrente (A)
16
20
25
Cor
cinza
azul
amarelo
Corrente (A)
35
50
63
Cor
preto
branco
laranja
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7. Outros tipos de fusíveis
a. Fusíveis Neozed - D0 –
Os fusíveis NEOZED possuem tamanho reduzido e são aplicados na proteção
de curto-circuito em instalações típicas residenciais, comerciais e industriais.
Possui categoria de utilização gL/gG, em dois tamanhos (D01 e D02)
atendendo as correntes nominais de 2 a 63A.Limitadores de corrente, são
aplicados para até 50kA em 400VCA.
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A sua forma construtiva garante total proteção de toque acidental quando da
montagem ou substituição dos fusíveis. Possui anéis de ajuste que evitam a
alteração dos fusíveis para valores superiores de corrente, mantendo a
adequada qualidade de proteção da instalação.A fixação pode ser rápida por
engate sobre trilho ou por parafusos e atendem a norma IEC 269.
b. Fusível Sitor
São fusíveis que oferecem dupla proteção: proteção de circuitos (gL/gG) e
semicondutores (gR/aR), em uma mesma peça, atendendo as correntes
nominais de 32 a 710 A. São ideais para proteção em instalações industriais de
aparelhos equipados com semicondutores (tiristores e diodos) em retificadores
e conversores. É um fusível de ação rápida ou ultra rápida. Construtivamente,
seu aspecto físico é semelhante aos fusíveis NH.
c. Fusível Silized
São utilizados na proteção de curto-circuito de semicondutores, carga dos
tiristores e diodos de potência,. em três tamanhos, atendendo as correntes
nominais de 16 a 100A. Construtivamente, seu aspecto físico é semelhante aos
fusíveis Diazed
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8. Simbologia dos fusíveis.
a) Fusível para os circuitos de
potência.
b) Fusível para os circuitos de
comando.
c) Fusível para os circuitos de
comando.
Figura 7. Simbologia de fusíveis
Os fusíveis assim como todos os demais elementos de PROTEÇÃO são
identificados pela letra maiúscula F e numerados em sequência a partir do
número 1 (um).
Ex: F1, F2, F3, etc.
A numeração também pode ser feita utilizando-se dois algarismos. Neste caso
o primeiro algarismo se refere ao circuito e o segundo algarismo ao fusível
propriamente dito. Usa-se o algarismo 1 (um) para os circuitos de carga
(principal) e o algarismo 2 (dois) para os circuitos auxiliares (de comando).
Os fusíveis são numerados em sequência. A letra F não se altera.
Ex: F11, F12 = fusíveis 1 e 2 do circuito de carga.
F21, F22 = fusíveis 1 e 2 do circuito de comando.
Bibliografia:
1.HENRIQUE, Jorge. Comandos Elétricos. CETEB-CA Disponível em:
http://pt.scribd.com/doc/88729548/8/Fusiveis-SILIZED acesso em 18 Set 2012.
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2.WEG Catálago Automação Fusíveis aR e gL/gG Disponível em:
http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-fusiveis-ar-e-gl-gg-50009817-catalogo-portuguesbr.pdf acesso em 19 Set 2012.
3.SIEMENS. Catálogo técnico de fusíveis. Disponível em:
http://www.industry.siemens.com.br/buildingtechnologies/br/pt/produtos-baixatensao/protecao-eletrica/Fusiveis/Pages/fusiveis.aspx acesso em 19 Set 2012.
4. Almeida, Hilda Mara. Comandos Elétricos, Colégio Pe Eustáquio, 2012.