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Una vez recibí una llamada desesperada de un director de proyecto de un parque solar de 5 megavatios recién puesto en marcha. Su flamante sistema, valorado en varios millones de dólares, estaba experimentando apagones aleatorios en cascada. El culpable no era un inversor defectuoso o un panel dañado, sino un fusible $10 mal especificado, que provocaba molestos disparos que dejaban fuera de servicio una parte importante de la planta durante semanas. Ese pequeño componente costó al cliente decenas de miles de euros en pérdidas de ingresos y llamadas al servicio de emergencias.
Como ingeniero superior de aplicaciones que ha pasado décadas en las trincheras del diseño de protección contra sobrecorriente, he visto de primera mano cómo un descuido aparentemente menor en la selección de fusibles puede provocar fallos catastróficos. En el mundo de los sistemas de corriente continua (CC) de alto voltaje, especialmente en proyectos de energía solar y renovable, los fusibles no son simples productos básicos; son los guardianes silenciosos de la seguridad, fiabilidad y viabilidad financiera de su sistema.
Especificarlas correctamente es una disciplina de ingeniería innegociable. Por desgracia, siempre se cometen los mismos errores. Este artículo no trata de teoría, sino de compartir las lecciones aprendidas en la práctica. Estos son los 10 principales errores que veo cometer a ingenieros e instaladores al especificar fusibles de CC, y cómo usted, el profesional, puede hacerlo bien.
El error: Este es el pecado capital de la protección de CC. Un instalador, quizá por comodidad o por malentendido, coge un fusible estándar de CA (como los que se utilizan en los cuadros de distribución de los edificios) y lo instala en una caja combinadora de CC.
Por qué es un problema crítico: Se trata del arco. Cuando un fusible se funde, crea un arco eléctrico interno que debe extinguirse para interrumpir la corriente. La corriente alterna cruza naturalmente los cero voltios 100 ó 120 veces por segundo, lo que ayuda al fusible a extinguir el arco. La corriente continua, sin embargo, es un flujo incesante y continuo. No tiene cruce por cero. Un arco de CC, una vez establecido, se mantendrá como un soplete de plasma, extrayendo energía continua de la fuente. Un fusible de CA en un circuito de CC carece del diseño interno específico (trayectorias de arco más largas, relleno especializado) para apagar este arco de CC sostenido. ¿Cuál es el resultado? El portafusibles puede fundirse, la carcasa puede incendiarse y un simple fallo puede convertirse en una avería catastrófica.
La solución del profesional: No utilice nunca un fusible de corriente alterna en un circuito de corriente continua. Utilice siempre fusibles específicamente marcados y clasificados para aplicaciones de CC. El cuerpo del fusible indicará claramente su clasificación VDC (Voltios DC). En el caso de la energía solar, debe ir un paso más allá y utilizar fusibles con clasificación “gPV”, que están diseñados específicamente para las demandas únicas de los sistemas fotovoltaicos.
| Característica | Fusible CA | Fusible CC (gPV) |
|---|---|---|
| Extinción de arcos | Se basa en el paso por cero de CA | Temple por arco interno (arena, cuerpo más largo) |
| Tensión nominal | Indicado en VAC (por ejemplo, 600VAC) | Indicado en VDC (por ejemplo, 1000VDC) |
| Riesgo de arco sostenido | Bajo | Alta (si no está bien diseñada) |
| Aplicación típica | Paneles de edificios, controles de motores | Combinadores solares, sistemas de baterías |
Lo más importante: La tensión nominal de CC de un fusible no es una sugerencia; es un requisito fundamental para extinguir con seguridad un arco de CC y evitar incendios.
El error: Un ingeniero o instalador selecciona un fusible basándose únicamente en su capacidad de corriente y tensión continuas, ignorando por completo la capacidad de interrupción, también conocida como capacidad de interrupción en amperios (AIC) o capacidad de corte.
Por qué es un problema crítico: La clasificación AIC es la máxima corriente de fallo que un fusible puede interrumpir con seguridad sin romperse o explotar. Piénselo así: detener una bicicleta que circula a 15 km/h es fácil (una corriente de defecto baja). Detener un tren de mercancías que circula a la misma velocidad (una corriente de defecto alta) requiere mucha más fuerza. Si la corriente de defecto disponible en un lugar es de 15.000 amperios (15kA) y se instala un fusible con un valor AIC de 5kA, se le ha pedido a un freno de bicicleta que detenga un tren de mercancías. Durante un cortocircuito importante, el fusible fallará catastróficamente, pudiendo explotar y provocar un arco eléctrico que puede destruir el equipo y poner en peligro al personal.
La solución del profesional: Calcule siempre la corriente de cortocircuito disponible en el punto de instalación y seleccione un fusible con una capacidad AIC igual o superior a ese valor. En las instalaciones solares, las corrientes de fallo proceden de los propios paneles y, lo que es más importante, de la retroalimentación de otras cadenas en paralelo o del inversor. Aunque la corriente de fallo de una cadena individual es baja, una caja combinadora en la que se conectan 20 cadenas puede tener una corriente de fallo disponible significativa. Los fusibles para aplicaciones fotovoltaicas suelen comenzar en 10 kA AIC y pueden llegar hasta 50 kA o más.
Conclusión clave: La capacidad de interrupción del fusible (AIC) debe ser superior a la corriente de defecto disponible del sistema para evitar una explosión catastrófica durante un cortocircuito.
El error: Utilizar un fusible de CC de uso general (a menudo de clase gG/gL) en lugar de un fusible diseñado específicamente para sistemas fotovoltaicos (clase gPV). Aunque ambos están homologados para CC, no son intercambiables.
Por qué es un problema crítico: Los sistemas fotovoltaicos tienen una personalidad eléctrica única. A diferencia de una batería o una fuente de alimentación, un panel solar es una fuente de corriente limitada. Experimenta sobrecargas sostenidas de bajo nivel (por ejemplo, por corrientes inversas en una cadena sombreada) con mucha más frecuencia que cortocircuitos masivos. Un fusible gG/gL está diseñado para cargas industriales generales y puede que no se dispare de forma fiable en estas condiciones específicas de baja sobrecorriente habituales en los generadores fotovoltaicos. Por el contrario, podría ser demasiado lento para proteger el panel de ciertos tipos de fallos. La clase “gPV” (definida por normas como IEC 60269-6 y UL 2579) significa que el fusible se ha probado y diseñado específicamente para proteger contra toda la gama de sobrecorrientes específicas de la energía fotovoltaica, incluida la corriente inversa.
La solución del profesional: Para cualquier protección a nivel de string o array en una instalación solar, insista en utilizar fusibles marcados explícitamente con “gPV”. Esta marca confirma que el fusible ha sido fabricado y probado para satisfacer las exigencias específicas de la energía solar, incluida su capacidad de protección contra corrientes inversas de baja sobrecarga. La ficha técnica del fusible confirmará su conformidad con las normas IEC 60269-6 o UL 2579.

| Característica | gG/gL Fusible | Fusible gPV |
|---|---|---|
| Diseño primario | Cargas generales de CC (motores, fuentes de alimentación) | Cadenas y matrices fotovoltaicas |
| Protección contra sobrecargas | Curva de sobrecarga estándar | Optimizado para corrientes inversas bajas |
| Capacidad ciclista | No especificado para ciclos FV | Probado para ciclos térmicos/de corriente de la energía solar |
| Estándar | IEC 60269-2 | IEC 60269-6, UL 2579 |
Lo más importante: Sólo los fusibles de clase gPV están diseñados y certificados para proteger de forma fiable los paneles solares contra los fallos específicos de baja sobrecorriente y corriente inversa que experimentan.
El error: Dimensionar un fusible en función de su corriente nominal sin tener en cuenta la temperatura ambiente de su entorno de funcionamiento. Un fusible de 20 A no siempre es un fusible de 20 A.
Por qué es un problema crítico: Los fusibles son dispositivos térmicos que funcionan por fusión. Su rendimiento se calcula a una temperatura ambiente estándar, normalmente 25°C (77°F). Una caja combinadora solar en un tejado negro de Arizona puede alcanzar fácilmente temperaturas ambiente internas de 60-70°C (140-158°F). A estas elevadas temperaturas, el fusible necesita menos corriente para alcanzar su punto de fusión. Esto da lugar a “disparos molestos”, en los que el fusible se funde incluso con corrientes de funcionamiento normales, provocando un frustrante tiempo de inactividad del sistema. El material Sobrecalentamiento de la caja del combinador solar: Causas y soluciones de diseño (019ba2a0-4d90-7571-aaeb-19cc388192db) señala que esta reducción de potencia es un factor crítico para evitar la apertura prematura.
La solución del profesional: Consulte siempre la hoja de datos del fabricante del fusible para conocer su curva de reducción de temperatura. Esta curva le indicará cuánto debe reducir la capacidad efectiva de transporte de corriente del fusible a temperaturas más elevadas.
Ejemplo de cálculo:
Una hoja de datos de fusibles muestra un factor de reducción de potencia de 0,88 a 60°C.
Necesita proteger un circuito con una corriente continua de 12A.
No puedes utilizar un fusible de 15A, porque su capacidad efectiva a 60°C sería: 15A * 0,88 = 13,2A, que está demasiado cerca de la corriente de funcionamiento.
Deberías seleccionar el siguiente tamaño, un fusible de 20A. Su capacidad efectiva sería: 20A * 0,88 = 17,6A, proporcionando un margen seguro por encima de la carga de 12A.
Lo más importante: Los fusibles deben reducirse para las altas temperaturas ambiente que se dan en las aplicaciones solares para evitar disparos molestos y garantizar la disponibilidad del sistema.
El error: Suponiendo que todos los fusibles del mismo amperaje se comportan de forma idéntica. El diseñador ignora la Curva Tiempo-Corriente (TCC) del fusible, que define la rapidez con la que se funde a diferentes niveles de sobrecorriente.
Por qué es un problema crítico: El TCC es la personalidad del fusible. Un fusible de “acción rápida” puede fundirse en milisegundos con una pequeña sobretensión, mientras que un fusible de “retardo” tolerará esa misma sobretensión durante varios segundos. En los sistemas solares, esto es importante por dos razones:
La solución del profesional: Examine las curvas TCC de la ficha técnica del fusible. Para proteger las cadenas fotovoltaicas, necesita un fusible gPV con una curva que pueda soportar las fluctuaciones normales, pero que actúe rápidamente ante corrientes inversas perjudiciales. Cuando coordine fusibles en serie, superponga sus curvas TCC para garantizar una “coordinación selectiva” adecuada, es decir, que el fusible más cercano al fallo se abra primero.
Lo más importante: La curva tiempo-corriente (TCC) es una herramienta fundamental para garantizar que un fusible es lo suficientemente rápido para proteger los equipos, pero lo suficientemente lento para evitar disparos molestos.
El error: El especificador asume que todos los circuitos de CC son iguales e ignora la constante de tiempo (L/R), que describe la relación entre la inductancia (L) y la resistencia (R) del circuito.
Por qué es un problema crítico: La constante de tiempo es como el momento eléctrico. Un circuito con una inductancia elevada (cables largos, grandes inductores en inversores) tiene un momento elevado. Cuando se produce un fallo en un circuito de este tipo, la corriente no se reduce a cero instantáneamente, sino que la inductancia mantiene el flujo. Esto hace que el arco de CC sea aún más difícil de extinguir. El valor nominal de interrupción de CC de un fusible se prueba y certifica para una constante de tiempo específica, como se indica en el material Tecnología de fusibles gPV(019ba2a0-0281-75f3-bbcd-26c1a0acf148). Si utiliza un fusible en un circuito con una relación L/R superior a aquella para la que ha sido probado, puede que no interrumpa el fallo de forma segura. Esto es especialmente crítico en circuitos de baterías, que pueden tener relaciones L/R muy altas.
La solución del profesional: Tenga en cuenta la inductancia del sistema. Para los circuitos de cadenas fotovoltaicas, la constante de tiempo suele ser baja (1-3 ms), y los fusibles gPV estándar están diseñados para ello. Sin embargo, para los circuitos conectados a grandes inversores, convertidores CC-CC o bancos de baterías, debe comprobar la capacidad L/R probada del fusible en la hoja de datos y asegurarse de que es adecuada para la aplicación. En caso de duda, elija un fusible específico para circuitos de CC de alta inductancia.
Conclusión clave: La capacidad de un fusible para interrumpir un fallo de CC depende de la constante de tiempo del circuito (L/R); unos valores nominales desajustados pueden provocar fallos de interrupción.
El error: Utilizar una regla empírica o simplemente hacer coincidir el valor nominal del fusible con el valor nominal máximo del fusible en serie del panel sin realizar el cálculo necesario basado en la corriente de cortocircuito (Isc) del panel.
Por qué es un problema crítico: El artículo 690 de NEC y las normas IEC tienen reglas muy específicas para dimensionar los fusibles de cadenas fotovoltaicas. Estas normas están diseñadas para tener en cuenta los periodos de mayor irradiancia (por ejemplo, el efecto “borde de la nube”), en los que los paneles pueden producir temporalmente más corriente que su corriente nominal. Un fusible demasiado pequeño provoca disparos molestos. Sobredimensionarlo significa que el fusible puede no proteger el módulo fotovoltaico de las corrientes inversas perjudiciales, ya que podría superarse la capacidad máxima del fusible del propio módulo. En Fusibles para paneles solares: Guía completa de selección y dimensionamiento(019ba2a0-0280-7962-9d75-130a784ec25c) detalla explícitamente este cálculo.
La solución del profesional: Sigue el código. En Norteamérica, el NEC exige dimensionar el fusible a un mínimo de 1,56 veces la corriente de cortocircuito (Isc) del panel. Esto se deriva de dos factores de 1,25: uno para carga continua y otro para condiciones de sobreirradiancia (1,25 x 1,25 = 1,56).
Cálculo:
Panel Isc = 9,8A
Capacidad mínima del fusible = 9,8 A * 1,56 = 15,288 A
A continuación, debe seleccionar el siguiente talla estándar, que sería un fusible gPV de 20A. Por último, compruebe que este valor nominal de 20 A no supere el valor nominal del “fusible serie máximo” impreso en la parte posterior del panel solar (que suele ser de 20 A o 25 A).
Conclusión clave: Dimensione siempre los fusibles de las cadenas fotovoltaicas según la fórmula 1,56 x Isc (según NEC) y, a continuación, seleccione el siguiente tamaño de fusible estándar, asegurándose de que no supere la capacidad máxima del fusible del módulo.
El error: Aplicación de las reglas de fusibles de cadenas fotovoltaicas a un sistema de almacenamiento de energía en batería (BESS). Un ingeniero podría utilizar un fusible gPV estándar y dimensionarlo en función de la corriente de descarga continua de la batería.
Por qué es un problema crítico: Las baterías no son paneles solares. Un panel solar es una fuente de corriente limitada. Una batería es una fuente casi ilimitada de corriente de corta duración. La corriente de fallo disponible de un gran banco de baterías puede ser inmensa -50 kA o incluso 100 kA- y suministrarse casi instantáneamente. Además, los circuitos BESS suelen tener constantes de tiempo elevadas (L/R). Un fusible gPV no suele estar diseñado para manejar ni la corriente de fallo extrema ni la elevada relación L/R de un fallo importante de la batería. Puede fallar al interrumpir la corriente, provocando un incendio catastrófico o una explosión.
La solución del profesional: Utilice fusibles diseñados específicamente para la protección de baterías. Suelen denominarse fusibles de clase “aR” o “gR” y tienen valores AIC muy elevados (de 50 kA a 200 kA) y una curva tiempo-corriente optimizada para proteger los componentes electrónicos de potencia (como los inversores de batería) de la enorme energía de paso que se produce en un cortocircuito de la batería. Consulte siempre al fabricante de la batería y al fabricante del inversor para conocer los requisitos específicos de sus fusibles.
Lo más importante: La protección de las baterías requiere fusibles especiales de alta velocidad con valores de interrupción extremadamente altos (AIC) diseñados para circuitos de CC de alta inductancia y alta corriente de fallo.
El error: Se selecciona el fusible adecuado, pero se instala incorrectamente. Esto incluye utilizar el portafusibles incorrecto, no apretar las conexiones de los terminales con el par de apriete especificado o no proteger el conjunto del entorno.
Por qué es un problema crítico: Una conexión floja es un punto de alta resistencia. Al circular corriente a través de él, esta resistencia genera calor (P = I²R). Este calor puede dañar el fusible, el soporte y el cableado circundante, provocando finalmente una avería o incluso un incendio. Se trata de un modo de avería habitual en guías de solución de problemas como Resolución de problemas de las cajas combinadoras solares (019ba2a0-4aa8-7529-a894-c685d19b76e2). El uso de un portafusibles que no esté clasificado para la misma tensión o corriente que el propio fusible también crea un peligroso eslabón débil en el sistema.
La solución del profesional: Trate el fusible y el soporte como un único sistema de ingeniería.
Lo más importante: Un fusible de alta calidad no sirve de nada sin una instalación de alta calidad; un par de apriete adecuado y un soporte con la capacidad correcta son esenciales para la seguridad y la fiabilidad.
El error: Un diseñador de un proyecto norteamericano especifica un fusible que sólo lleva una certificación IEC, o viceversa para un proyecto en Europa, suponiendo que las normas sean equivalentes.
Por qué es un problema crítico: Aunque tanto UL (Underwriters Laboratories, para Norteamérica) como IEC (International Electrotechnical Commission, para Europa y otras regiones) tienen normas rigurosas para los fusibles gPV (UL 2579 e IEC 60269-6, respectivamente), difieren en sus filosofías y requisitos de ensayo. Un inspector eléctrico de EE.UU. o Canadá buscará la marca UL. Un fusible que sólo cumpla la norma IEC, aunque sea técnicamente excelente, puede no ser aceptado por la autoridad local competente (AHJ), lo que puede dar lugar a inspecciones fallidas, retrasos en el proyecto y costosas reparaciones. Como la Tecnología de fusibles gPV material (019ba2a0-0281-75f3-bbcd-26c1a0acf148), las normas UL suelen integrar las pruebas de los portafusibles, mientras que la CEI puede tratarlos por separado.
La solución del profesional: Conozca la jurisdicción de su proyecto. Para proyectos en Estados Unidos y Canadá, debe especificar fusibles “UL Listed”. Para proyectos en Europa u otras regiones que sigan las normas IEC, se requiere un fusible con certificación IEC. Muchos fabricantes internacionales ofrecen fusibles con doble certificación, UL e IEC, que es la solución ideal para las empresas internacionales. Consulte siempre la ficha técnica para conocer las certificaciones específicas que posee el producto.
Lo más importante: Asegúrese de que su fusible lleva la certificación correcta (UL para Norteamérica, IEC para Europa/Internacional) exigida por el código eléctrico local y los inspectores para evitar retrasos en el proyecto.
Para sintetizar estas lecciones, he desarrollado un sencillo marco de 5 pasos que todo ingeniero debería seguir a la hora de especificar un fusible de CC. Este proceso disciplinado ayuda a garantizar que se tienen en cuenta todos los parámetros críticos, evitando los errores comunes descritos anteriormente.
¿Puedo utilizar un disyuntor en lugar de un fusible?
Sí, pero con advertencias críticas. Se pueden utilizar disyuntores de CC, que tienen la ventaja de ser rearmables. Sin embargo, como dice el artículo Disyuntor de CC frente a fusible de CC (019ba2a0-4dcc-7b76-8752-9f79b2036b4a), suelen tener una capacidad de interrupción (AIC) mucho menor por el mismo coste. Para una ubicación con una corriente de fallo disponible muy alta (como cerca de un banco de baterías), un fusible suele ser la opción más segura y económica. Para la protección a nivel de ramal, donde las corrientes de fallo son menores, los disyuntores son una opción viable. Utilice siempre un disyuntor específicamente diseñado para CC y para la tensión del sistema.
¿Qué significa ‘aR’ en un fusible?
“aR” es una designación de clase de fusible IEC que significa protección de “alcance parcial” de semiconductores. Se trata de fusibles de acción extremadamente rápida diseñados específicamente para proteger de cortocircuitos a componentes electrónicos de potencia como inversores, relés de estado sólido y variadores de frecuencia. No son fusibles de rango completo, lo que significa que no están diseñados para proteger contra sobrecargas y deben utilizarse en combinación con otro dispositivo (como un disyuntor) para la protección contra sobrecargas.
¿Con qué frecuencia debo sustituir los fusibles solares?
Los fusibles no tienen un intervalo de sustitución programado. Son dispositivos que “se instalan y se olvidan”. Un fusible sólo debe sustituirse cuando se ha fundido. Si los fusibles se funden repetidamente en el mismo lugar, es señal de un problema subyacente en el sistema (como un fallo a tierra intermitente, una conexión suelta o un defecto de diseño) que debe investigarse y corregirse. Sustituir simplemente el fusible no es la solución.
¿Es correcto utilizar un fusible de 1000 V en un sistema de 600 V?
Sí, es perfectamente seguro y se recomienda a menudo. La tensión nominal de un fusible es máximo tensión. Utilizar un fusible con una tensión nominal superior a la tensión del sistema proporciona un margen de seguridad adicional para la extinción del arco. Sin embargo, puede nunca ir en sentido contrario: utilizar un fusible de 600 V en un sistema de 1.000 V es extremadamente peligroso y probablemente hará que no se interrumpa una avería.
En un proyecto solar complejo, es fácil centrarse en los elementos más costosos: los paneles, los inversores y los bastidores. Pero, como descubrió aquel frenético director de proyecto, la fiabilidad del sistema depende a menudo de los componentes más pequeños y olvidados. Un fusible no es sólo un trozo de cable en un tubo; es un dispositivo de seguridad de alta ingeniería diseñado para hacer el último sacrificio para proteger sus activos y su personal.
La diferencia entre una instalación solar fiable y rentable y otra peligrosa y que hace perder dinero puede reducirse a la comprensión de los matices de los valores nominales de tensión, la capacidad de interrupción, la reducción de temperatura y la instalación adecuada. La diligencia en la especificación de los fusibles no es negociable. Si evita estos diez errores comunes y sigue un proceso de selección disciplinado, no se limitará a elegir una pieza, sino que podrá diseñar un sistema seguro y resistente.
Consulte siempre las hojas de datos más recientes y no dude en ponerse en contacto con un ingeniero de aplicaciones cualificado en caso de duda. Esa conversación de diez minutos puede ahorrarle diez mil dólares en el futuro.