Un fusibile è solo un fusibile. Giusto? Sappiamo che un fusibile è fatto per aprirsi quando viene superato un certo livello di corrente. Questo ci protegge dalle scosse elettriche e dagli incendi causati da cavi surriscaldati. Tuttavia, alcuni fusibili ci proteggono da un pericolo ancora più grave. Questo articolo spiega i pericoli nascosti di fare misure di tensione e corrente con un tester che non ha la protezione del fusibile che è stato progettato nel tester – pericoli che possono causare gravi ustioni, e forse anche la morte.
Perché un tester ha bisogno di fusibili?
Ci sono una varietà di tester sul mercato, da semplici rilevatori di tensione a multimetri digitali (DMM) altamente sofisticati. I tester che effettuano misure di tensione hanno un’alta impedenza d’ingresso che rende improbabile una condizione di sovracorrente. Di conseguenza, gli ingressi di misurazione della tensione non sono generalmente progettati con una protezione da fusibile, ma con una protezione da sovratensione. Ma se lo stesso tester è progettato per misurare anche la corrente, il fusibile è necessario. Gli ingressi di misurazione della corrente impiegano di solito un semplice shunt attraverso il quale scorre la corrente misurata. La resistenza di questo shunt è dell’ordine di 0,01 ohm. Aggiungete a questo la resistenza dei puntali (circa 0,04 ohm), e avrete un corto circuito di meno di 0,1 ohm. Questa resistenza è adeguata quando si mette questo corto in serie con un altro carico per misurare la corrente del circuito. Ma è tutta un’altra storia quando mettete questo circuito attraverso una fonte di tensione, diciamo la presa di corrente del vostro salotto. Questo è un errore fin troppo comune fatto da persone che misurano sia la tensione che la corrente. Dopo aver fatto una misura di corrente con i puntali nelle prese di ingresso della corrente, l’utente cerca di fare una misura di tensione dimenticando che i puntali sono nelle prese degli amplificatori. Questo effettivamente mette in cortocircuito la sorgente di tensione. Anni fa, quando i misuratori analogici erano l’unico strumento per fare queste misure, questo errore distruggeva abbastanza bene il movimento del misuratore (l’ago si avvolgeva intorno al piolo superiore), per non parlare del circuito interno. Per proteggersi da questo evento comune, i produttori di misuratori iniziarono a mettere un fusibile in serie con le prese dei puntali del misuratore, per una soluzione economica ed efficace per un errore molto semplice. Oggi, la maggior parte dei produttori progetta ancora i loro tester con una protezione a fusibile nei circuiti di misurazione della corrente. Con l’avanzare della tecnologia, anche la scienza della progettazione dei fusibili è progredita. Sebbene sia compreso dalle persone che costruiscono i tester, l’impatto completo dei fusibili è poco compreso dalla maggior parte degli utenti dei tester. Quando fai quel semplice errore di mettere la tensione attraverso i jack di corrente e fai saltare il fusibile, all’inizio sei grato di non aver cancellato il misuratore. Ma poi si può diventare infastiditi dal fatto che si deve cercare un nuovo fusibile e sostituirlo prima di fare la prossima misura di corrente. Ancora più frustrante è quando si condividono i misuratori con altre persone nel vostro negozio e qualcun altro fa saltare un fusibile e mette via il misuratore per far scoprire il problema a un utente ignaro.
Quando un tester diventa una granata?
I produttori specificano nei manuali e spesso sul misuratore i valori richiesti di ameraggio, interruzione e tensione per i fusibili di ricambio. Se scegliete un fusibile senza questi valori, o peggio ancora, mettete un filo intorno ai collegamenti del fusibile, che ci crediate o no, avete appena creato una bomba a mano termica. Avete solo bisogno delle giuste condizioni per farla esplodere. Probabilmente non avrete un’esplosione mentre lavorate su una stampante, un computer, una fotocopiatrice o un’attrezzatura che ha la sua propria alimentazione (CAT I). Potresti anche cavartela lavorando su circuiti derivati (CAT II) senza farla esplodere. Questi due ambienti hanno un’energia abbastanza bassa e spesso hanno fusibili di protezione, interruttori e circuiti di protezione da sovracorrente incorporati. Tuttavia, non è una buona idea né un modo sicuro di lavorare. Quando si passa a un quadro di distribuzione elettrica (CAT III) o alle linee di alimentazione primaria (CAT IV), i circuiti di protezione cambiano in modo significativo. Nel pannello di distribuzione hai degli interruttori tra te e la compagnia elettrica valutati a centinaia di ampere invece dell’interruttore da 15, 20 o 30 ampere su un circuito derivato. Quando si misura la tensione sul lato d’ingresso di un pannello di interruttori in una residenza, la protezione è ora di nuovo al palo o alla sottostazione. Questi interruttori possono trasportare migliaia di ampere prima di aprirsi e impiegano molto più tempo per aprirsi che un interruttore di circuito derivato. Quindi, quando si lasciano accidentalmente i cavi nelle prese amperometriche e si mettono i cavi del contatore attraverso una di queste fonti di tensione senza un tester con fusibile appropriato, si è messa la propria vita in grave pericolo.
La palla di fuoco al plasma
In questa situazione, il corto rappresentato dal fusibile sbagliato (o il filo avvolto intorno alle connessioni del fusibile) e i cavi di prova sono alimentati da una quantità quasi illimitata di energia. L’elemento metallico nel fusibile (o nel filo) si riscalda molto rapidamente e comincia a vaporizzarsi creando una piccola esplosione. Nel caso del fusibile sbagliato, l’involucro del fusibile può scoppiare per la forza dell’esplosione e trovare una quantità illimitata di ossigeno per alimentare una palla di fuoco al plasma. Anche i cavi di prova possono iniziare a fondere, e molto rapidamente il fuoco e il metallo caldo ti finiscono su mani, braccia, viso e vestiti. Quanto tempo l’energia rimane applicata al tester, l’ossigeno disponibile e la presenza di attrezzature di sicurezza come schermi per il viso e guanti pesanti determinerà quanto gravi saranno le tue ferite. Tutto questo avviene in millisecondi e lascia pochissimo tempo per reagire all’errore. Se siete fortunati, potreste essere sbalzati via dai cavi o dal tester e quindi rompere il circuito. Ma la fortuna non è molto su cui contare, specialmente quando si potrebbe evitare del tutto il problema usando il fusibile appropriato.
Utilizzare il fusibile appropriato
Fusibili appositamente progettati “ad alta energia” sono progettati per mantenere l’energia generata da un tale corto circuito elettrico all’interno dell’involucro del fusibile, proteggendo così l’utente da scosse elettriche e ustioni. Questi fusibili ad alta energia sono progettati per limitare la durata di applicazione dell’energia e la quantità di ossigeno disponibile per la combustione. I fusibili possono essere progettati non solo per aprirsi a una corrente costante specificata, ma anche a un’alta corrente istantanea. Questa corrente elevata è specificata come “corrente minima di interruzione”. Fluke utilizza nei suoi tester fusibili con una corrente di interruzione minima di 10.000 e 17.000 ampere. Se prendete un misuratore CAT III 1000 V con i puntali nei jack degli ampere, avrete una resistenza in serie di circa 0,1 ohm (0,01 per lo shunt, 0,04 per i puntali e 0,05 per il fusibile e i conduttori del circuito) tra i puntali. Ora, quando mettete accidentalmente i cavi su una sorgente di 1.000 volt, per la legge di Ohm genererete una corrente di 10.000 ampere (E/R=I, 1.000/0,1 = 10.000). Volete un fusibile che interrompa quella corrente e che lo faccia rapidamente. Oltre all’elemento fusibile appositamente progettato, il fusibile ad alta energia è riempito di sabbia. La sabbia non solo aiuterà ad assorbire l’energia d’urto creata dall’elemento che esplode, ma le alte temperature (fino a 10.000 °F) generate dall’energia fonderanno la sabbia e la trasformeranno in vetro. Il vetro ricopre l’elemento e attenua la palla di fuoco tagliando l’ossigeno disponibile, mantenendo voi e il tester al sicuro da danni. Come potete vedere, non tutti i fusibili dello stesso amperaggio e tensione sono uguali. Per la vostra sicurezza dovete essere sicuri che i fusibili che usate siano quelli che l’ingegnere ha progettato nel tester. Fate sempre riferimento al manuale del tester, o controllate con il produttore del tester per assicurarvi di avere il fusibile corretto. È sempre possibile ottenere fusibili di ricambio per i tester Fluke ordinando il numero di parte elencato nel manuale del tester. La vostra sicurezza vale molto di più del denaro necessario per acquistare il fusibile corretto per il quale il tester è stato progettato.