Brucia un fusibile: procedure di diagnosi e riparazione

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Uno dei lavori più difficile e incerto che ci può capitare è quando brucia un fusibile, specialmente se il cortocircuito è sporadico e non riproducibile in officina. Un valido aiuto ci può venire dall'analisi del fusibile bruciato.

Un po' di teoria.
Uno degli effetti della corrente elettrica è la produzione di calore e questo è sfruttato per proteggere i circuiti.
I fusibili, posti in serie sul circuito da proteggere, sono costruiti in modo, sezione, lunghezza e materiale, da produrre un riscaldamento maggiore e più veloce rispetto al filo di rame e fondere quando la corrente supera quella di taratura. I materiali usati per la costruzione sono leghe di stagno e piombo o di zinco, con punti di fusione in genere tra i 250° e i 300°.
La temperatura del fusibile sarà tanto più alta, e raggiunta più velocemente, quanto più elevata sarà la corrente che percorre il circuito. Di conseguenza la fusione avverrà in modo diverso e dall'analisi del fusibile possiamo ottenere utili informazioni sull'intensità di corrente che l'ha provocata e ne possiamo dedurre le possibili cause.
Se la corrente è di poco superiore a quella di taratura del fusibile il riscaldamento e la fusione avverranno in un tempo più o meno lungo, mentre in caso di correnti di cortocircuito molto elevate la fusione sarà quasi istantanea.

L'intensità di corrente che percorre un circuito è direttamente proporzionale alla tensione e inversamente alla resistenza.
Tralasciamo in questo caso la tensione, che supponiamo costante, e prendiamo invece in considerazione la resistenza: questa è data, oltre che dall'utilizzatore (lampadina, motore, etc.), anche dal conduttore, il filo per intenderci. Normalmente la resistenza del conduttore è trascurabile (viene presa in considerazione solo in fase di progettazione dell'impianto, per approfondimenti guardare questa discussione: guide-tutorial-f168/miniguida-il-cablaggio-e-i-suoi-segreti-t331.html ) ma diventa rilevante in caso di corto circuito in quanto le correnti in gioco sono molto elevate.
La lunghezza del conduttore diventa perciò importante nel determinare la corrente che percorre il fusibile in caso di cortocircuito.

Cosa ci dice il fusibile?
Vediamo adesso in pratica cosa possiamo dedurre dall'analisi del fusibile bruciato, ha preparato alcuni esempi.

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In questo caso la zona di fusione è piuttosto netta, il fusibile brucia nel giro di pochi secondi e lasciando poche tracce del materiale fuso. Confrontiamolo con un fusibile bruciato con lo stesso utilizzatore ma dove ho inserito in serie 2 o 3 metri di filo da 0,75 mm quadri.

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Qui vediamo che la parte interrotta è più corta e parte del materiale fuso è rimasta a formare una pallina sulle due lamelle, la bruciatura del fusibile è avvenuta dopo un tempo abbastanza lungo, qualche decina di secondi.
Dall'osservazione possiamo dedurre, come ipotesi, che la lunghezza del circuito è stata più lunga rispetto al primo caso.

Vediamo adesso cosa avviene in caso di cortocircuito vero e proprio.

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La fusione è stata istantanea e ha fuso completamente la lamella bruciando e annerendo anche la plastica di protezione. In questo caso sarà inutile andare a cercare la causa del cortocircuito in un punto lontano dell'impianto, ad esempio sui fanalini posteriori se dovesse trattarsi dell'impianto luci.

Vediamo adesso un cortocircuito avvenuto però inserendo qualche metro di filo:

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A prima vista potrebbe sembrare simile al primo esempio, ma l'interruzione è più ampia e osservando bene nel primo si può notare una certa porosità della lamella rimasta dovuta al riscaldamento più prolungato. Anche in questo caso il fusibile è ovviamente bruciato subito.

Ancora tre esempi fatti questa volta con fusibile maxi che forse si vede meglio ma ha anche un comportamento un po' diverso.

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Nel primo caso, che non si tratta di cortocircuito ma di sovraccarico, l'interruzione, avvenuta dopo un tempo piuttosto lungo, è netta e senza lasciare residui e bruciature sull'involucro, le lamelle, non so se si vede bene dalla foto, sono vistosamente piegate, segno di un prolungato, anche se non intenso, riscaldamento.
Nel secondo, cortocircuito diretto, la fusione rapida e l'alta temperatura hanno bruciato anche l'involucro di plastica tanto da rendere difficoltosa la visione della lamella che comunque è fusa su un lungo tratto.
Nel terzo, fusione avvenuta con una corrente più bassa per la resistenza del filo, l'interruzione è comunque ampia e con residui sulle lamelle e sull'involucro.

Vi è poi un'altra possibilità, molto importante, che al momento non sono riuscito a riprodurre in "laboratorio", si tratta del caso in cui troviamo il fusibile con una piccola interruzione, un taglio quasi invisibile, le lamelle con piccole deformazioni e porosità dalle quali si può dedurre un prolungato, anche se non intenso, riscaldamento.
In questo caso in linea di massima non si tratta di un cortocircuito ma un sovraccarico, o il fusibile non è appropriato oppure abbiamo un piccolo difetto su un utilizzatore che ne provoca un assorbimento di corrente maggiore del dovuto. La fusione può avvenire anche a distanza di parecchio tempo, mesi, o anche anni, per ripresentarsi poi magari più frequentemente, dipende anche dalle condizioni ambientali e dalla tensione generale dell'impianto. Può trattarsi, ad esempio di una ventola riscaldamento leggermente indurita, di una pompa benzina con assorbimento elevato.
In questo caso è necessario controllare la corrente con pinza amperometrica, confrontare il valore trovato con quello calcolato, se corrisponde ed è più elevato di quello di taratura del fusibile questo va sostituito con uno di maggior potenza. Se invece la corrente rilevata è maggiore di quella calcolata occorre ricercare la causa del sovraccarico.

In conclusione l'analisi del fusibile bruciato è la prima cosa da fare, eventualmente dire al cliente di conservarli quando li cambia, non ci dirà quale è e dove si trova esattamente la causa ma ci fornisce utili indicazioni per escludere tutta una serie di possibilità, e delimitare il campo di ricerca, soprattutto quando il difetto è sporadico, è di grandissimo aiuto.

Un'ultima cosa, ma molto importante, è frequente l'abitudine di mettere fusibili di maggior potenza, soprattutto quando il cortocircuito è sporadico, si tratta di una cosa sbagliatissima, non solo per le possibili e gravi conseguenze (pensiamo ad esempio ad un impianto molto lungo come nel caso di un rimorchio, e un corto su un fanalino, prima di fondere il fusibile, se non correttamente dimensionato, brucerà tutto impianto), ma anche a fini diagnostici. Se invece mettiamo provvisoriamente un fusibile con potenza minore, nei limiti della corrente calcolata, avremo maggiori possibilità che bruci mentre stiamo facendo prove e controlli portandoci più rapidamente alla soluzione del problema.


Un grazie anche a Fabio che mi ha aiutato a bruciare i fusibili per gli esempi.

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