Si un determinado fusible de sección uniforme opera en una condición de sobrecarga, la distribución de la temperatura disipada a lo largo del elemento, se puede considerar como parabólica, debido a que la concentración del calor desarrollado es mayor en el centro de fusible, lo que originará la aparición de un arco simple.
Considerando el mismo elemento fusible anterior, pero ahora trabajando en una condición de corto circuito, donde la corriente de falla es mucho mayor que la corriente nominal del fusible, ocurrirá que la distribución de la temperatura es uniforme en todo el elemento, debido a que el tiempo es insuficiente para que se originen pérdidas de calor por conducción hacia los extremos, y la fusión tendrá lugar en toda la longitud, produciendo arcos múltiples.
Cuando la totalidad del elemento fusible se encuentra en estado líquido, la combinación de las fuerzas electromotrices y la tensión superficial que existe en el líquido, produce una serie de ensanchamiento, y angostamientos periódicos en toda la longitud del elemento fusible los que actúan como estricciones. Este efecto acelera la disrupción en los sectores más angostos.
La brusca apertura o interrupción se origina por la sobre presión interna del vapor que se produce en el núcleo del elemento, la cual supera la tensión elástica de la periferia que a su vez se encuentra en estado líquido. Esta sobre presión, es conocida como “componente explosiva de la presión”, y puede llegar hasta los 1000 kg/cm3, con una duración de 10 a 100 µs. Durante la operación del fusible, el voltaje del arco incrementa su valor de 2 a 2.5 veces el voltaje nominal, mientras que la corriente toma una pendiente decreciente. Una corriente de cortocircuito elevada, de alrededor de 10 veces In, produce notables deformaciones del elemento, sobre todo en el uso de alambres conductores. A lo largo del material, en las zonas más angostas aparecen arcos en una serie, en la que rápidamente se van uniendo unos a otros, hasta formar un arco total que magnifica la tensión total del arco.
El uso de laminas permite que en cada estricción se produzca un arco, controlando el peack inicial de la tensión de arco, debido a la longitud de la estricción y la acción de la sílice.
Un fusible de alta capacidad de ruptura debe ser capaz de interrumpir un circuito reactivo, sin producir una tensión de arco peligrosa . La limitación de la corriente, solamente es valida si la etapa de pre-arco es menor que el primer peack de corriente, es decir con cortocircuito grandes, y esto se consigue con el empleo de laminas con estricciones y rodeada con sílice compactada (arena de cuarzo).
La longitud de cada arco que aparece en las estricciones de la lámina fusibles, crece debido a la erosión del elemento y la rápida evaporación producida por el intenso calor del inicio del arco (raíz del arco). Además, el enfriamiento por la transferencia radial del calor desde la zona del arco hacia el cuarzo, contribuyen a la permanencia de la tensión del arco. Debido a la liberación de energía durante el proceso, se genera una onda de presión (componente de presión de arco), de magnitud inferior a la componente explosiva, pero su energía provoca movimientos en los granos de cuarzo circundante y someten al cuerpo del fusible a un esfuerzo considerable que podría destruirlo.
El metal del elemento fusible, fluye en forma de líquido y vapor desde la zona de erosión y junto con el cuarzo fundido generan un canal en el cual se desarrolla arco. Al solidificarse esta mezcla, se produce un compuesto vítreo conocido como “fulgurita” el cual es un buen aislante eléctrico.
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