Como Especificar Fusível HH para Média Tensão
O que é o fusível HH e quando utilizá-lo?
O fusível HH (High-breaking capacity, alta capacidade de ruptura) é um dispositivo limitador de corrente projetado especificamente para interromper correntes de curto-circuito em circuitos de média tensão de forma ultrarrápida — atuando em milissegundos. Diferentemente de fusíveis de baixa tensão, o HH contém areia de sílica de alta pureza ao redor do elemento fusível, que absorve a energia do arco elétrico e extingue a falta sem liberar gases ou provocar explosão. Esse mecanismo reduz tanto o valor de pico da corrente quanto a energia passante (I²t) que chega ao equipamento protegido.
Os fusíveis HH são regidos pela norma IEC 60282-1, que define requisitos de construção, ensaios de tipo e rotina, além das características de interrupção. No Brasil, a ABNT adota a NBR IEC 60282-1 como equivalente nacional. A Sarel fornece fusíveis HH para tensões de 5kV a 36kV com curvas tempo-corrente certificadas por ensaios de laboratório, compatíveis com as bases BT, BTE e BU da própria linha. O fusível HH é a proteção de eleição para transformadores de distribuição, alimentadores de motores e bancos de capacitores de média tensão, onde velocidade de atuação e limitação de energia são críticos.
Classes de tensão e correntes nominais: o que especificar?
O primeiro parâmetro de especificação é a classe de tensão nominal do fusível, que deve ser igual ou superior à tensão máxima do sistema. As classes padronizadas pela IEC 60282-1 para média tensão são: 7,2kV (sistemas até 6,9kV), 12kV (sistemas até 11,5kV), 17,5kV (sistemas até 15kV — abrange o 13,8kV do sistema brasileiro), 24kV (sistemas até 22kV) e 36kV (sistemas até 34,5kV). Nunca especifique um fusível com tensão nominal inferior à tensão máxima do sistema: em caso de falta, o arco interno pode não ser extinto, causando falha catastrófica.
A corrente nominal (In) do fusível deve ser selecionada para suportar a corrente de carga máxima contínua sem fundir, respeitando a curva tempo-corrente de pré-arco. Para proteção de transformadores, a corrente nominal deve ser igual ou superior à corrente nominal do transformador no lado de média tensão, com margem de 25% a 40% para absorver a corrente de inrush na energização. Para motores, recomenda-se corrente nominal do fusível de 1,5 a 2 vezes a corrente nominal do motor no lado de média tensão, garantindo que o fusível suporte a corrente de partida (tipicamente 6 a 8 In do motor) sem atuar.
Como calcular e verificar o I²t na coordenação de proteção
O I²t (integral de Joule) é a grandeza que quantifica a energia térmica liberada durante a falta, expressa em A²·s. Ele é dividido em dois componentes: o I²t de pré-arco (energia até o elemento fusível iniciar a fusão) e o I²t total (pré-arco mais extinção do arco). Para garantir que o fusível não atue inadvertidamente durante transitórios normais de operação — como a corrente de inrush de um transformador ou a corrente de partida de um motor — o I²t mínimo de pré-arco do fusível selecionado deve ser maior que o I²t gerado pelo transitório.
Na prática, o fabricante do transformador informa o I²t de inrush no datasheet. O engenheiro projeta o fusível HH com I²t de pré-arco superior a esse valor. O segundo critério de coordenação é a coordenação com o dispositivo de proteção a montante: se houver um disjuntor ou fusível principal, o fusível do transformador deve atuar antes dele em qualquer falta interna, garantindo seletividade. As curvas tempo-corrente dos dois dispositivos não devem se cruzar na faixa de correntes de falta interna do transformador. A Sarel disponibiliza as curvas tempo-corrente em formato digital para inserção em softwares de coordenação de proteção.
Coordenação com chave seccionadora: o papel do percussor
Em conjuntos SCF (chave seccionadora com fusível HH integrado), a coordenação mecânica entre o fusível e a chave é tão importante quanto a coordenação elétrica. Quando o elemento fusível atua em uma das fases, um percussor metálico é projetado para fora da extremidade do cartucho do fusível. Esse percussor aciona um mecanismo de disparo que força a abertura tripolar simultânea da chave seccionadora, garantindo que as três fases sejam abertas mesmo que apenas uma tenha atuado. Sem esse mecanismo, a instalação ficaria em condição monofásica, danificando cargas trifásicas e criando risco de choque em superfícies aparentemente desenergizadas.
A coordenação mecânica exige que o curso do percussor seja compatível com o mecanismo de disparo da chave. As bases BT, BTE e BU da Sarel são projetadas para fusíveis com dimensões e força de percussão conforme IEC 60282-1 Classe I ou II. Ao especificar fusíveis de outros fabricantes para uso em conjuntos SCF, o engenheiro deve verificar a compatibilidade dimensional e a força de percussão mínima especificada pela Sarel no manual técnico do modelo.
Casos práticos: proteção de transformadores, motores e capacitores
Para proteção de transformadores de distribuição, o critério de seleção mais comum é o método da curva de dano do transformador: o fusível deve atuar antes que a corrente de falta cause dano térmico permanente ao enrolamento. O ponto de interseção entre a curva de dano mínimo do transformador (fornecida pelo fabricante) e a curva de pré-arco do fusível define a janela de proteção. Um transformador de 1000kVA em 13,8kV (In = 41,8A no primário) tipicamente requer um fusível HH de 63A a 80A classe 17,5kV, dependendo do nível de curto-circuito da rede.
Para proteção de motores de média tensão, a especificação é mais crítica porque o motor gera tensão residual durante o coast-down após a falta, podendo retardar a extinção do arco no fusível. Recomenda-se selecionar fusíveis com capacidade de interrupção nominal superior à corrente de curto-circuito assimétrica do ponto de instalação, e verificar que a curva tempo-corrente do fusível não intercepte a curva de partida do motor. Para bancos de capacitores, a corrente de inrush pode chegar a 100 vezes In na energização — neste caso, fusíveis HH com alto I²t de pré-arco ou fusíveis específicos para capacitores devem ser usados.
Perguntas Frequentes
Posso usar fusível HH de outro fabricante nas bases Sarel?
Sim, desde que as dimensões físicas (comprimento, diâmetro, contatos) e a força de percussão do percussor sejam compatíveis com as especificadas no manual técnico da base. As bases BT, BTE e BU seguem dimensões padronizadas conforme IEC 60282-1. Para uso em conjunto SCF com disparo automático, verificar adicionalmente a compatibilidade do percussor com o mecanismo de disparo da chave.
Como interpretar a curva tempo-corrente do fusível?
A curva tempo-corrente é composta por duas bandas: a curva de pré-arco mínimo (tempo mínimo para o elemento fusível iniciar a fusão) e a curva de fusão total máxima (tempo máximo até extinção completa do arco). Para garantir que o fusível não atue durante transitórios, o I²t do transitório deve ser inferior ao I²t de pré-arco mínimo. Para garantir seletividade, a curva de pré-arco do fusível deve estar abaixo da curva de atuação do dispositivo a montante em toda a faixa de correntes de falta.
Qual a diferença entre fusível de expulsão e fusível HH?
O fusível de expulsão (tipo K ou T) interrompe a corrente por ejeção dos gases gerados pela queima do tubo fibroso, produzindo ruído, fumaça e risco de incêndio próximo. Não é limitador de corrente. O fusível HH extingue o arco internamente com areia de sílica, sem ejeção de material, sem ruído e limitando ativamente o valor de pico da corrente de falta. O HH é a única opção segura para instalações internas (painéis e cubículos de média tensão).
Fusível HH precisa ser substituído após cada atuação?
Sim. O fusível HH é um dispositivo de uso único — após a atuação, o elemento fusível é destruído e o cartucho deve ser substituído. Em conjuntos SCF, após a atuação do fusível e a abertura da chave, a manutenção deve inspecionar os contatos da chave, substituir o fusível atuado e verificar o mecanismo de percussão antes de reenergizar.