elementos y equipos eléctricos · para limitar esos daños se han adoptado como sistemas de...

Elementos y Equipos Eléctricos

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4.- Conductores Eléctricos

4.1.1.- Comportamiento de los Cables Eléctricos frente a la Acción del Fuego

Introducción Hacia fines de la década del sesenta se habían producido graves incendios en los cuales los cables eléctricos se constituyeron en el principal elemento de propagación del fuego, aunque el mismo se haya originado por causas ajenas a su funcionamiento. Los constructores de cables eléctricos, se propusieron que éstos no se convirtieran en un factor desencadenante ni propagante de los incendios, los que ya habían ocasionado perdidas humanas y materiales. Las razones expuestas y la mayor complejidad en las instalaciones y equipos, requerían una nueva tipificación de productos, que en definitiva podemos sintetizar en tres generaciones de cables frente a la acción del fuego y sus efectos sobre los cables. Se ha podido verificar que durante un incendio, la actuación de los cables eléctricos –tradicionales- ha merecido las siguientes objeciones:

a) Los cables colocados en manojos sobre bandejas, son capaces de transmitir el

fuego, tanto en sentido horizontal como en el vertical. b) Los cables al quemarse generan gases tóxicos, que afectan a las personas,

impiden la visión, y entorpecen el combate al fuego. c) El desprendimiento de gases corrosivos ataca tanto a los materiales de

construcción, como a los equipos eléctricos, etc. De las diversas investigaciones tendientes a mejorar el comportamiento de los cables frente a la acción del fuego, han surgido tres generaciones de cables. Estas generaciones se diferencian según sus características durante el sometimiento del cable a la acción del fuego. La primera, tiene como propiedad la no propagación del incendio; la segunda agrega a esto la reducida emisión de gases corrosivos y la tercera, adiciona a la no propagación de los incendios la propiedad de no emisión de gases corrosivos, muy bajo desprendimiento de gases tóxicos y despreciable opacidad de los humos desarrollados. Puesto que las dimensiones de las instalaciones no crecieron en forma proporcional con los incrementos de potencia utilizada, se necesitan grandes conjuntos de cables dispuestos sobre soportes metálicos o columnas. Estas canalizaciones próximas a una fuente de calor, que se puede desarrollar por ejemplo por un desperfecto eléctrico, pueden constituirse en un principio de incendio. El incendio en cables normales tiene la característica de ser rápidamente propagado con velocidades de hasta decenas de metros por minuto y generar humos densos y sofocantes, la extinción directa con agua puede provocar, a su vez , graves daños sobre equipos. Para limitar esos daños se han adoptado como sistemas de prevención separar


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los cables, con barreras contra las llamas, instalar equipos de alarmas, y por otra parte utilizar cables con mejores características físicas de no propagación del incendio. La propagación del incendio no es el único peligro que pueden producir los cables cuando son afectados por el fuego, en lugares cerrados y de gran concurrencia de personas, los gases tóxicos y la opacidad de los humos tiene una particular importancia. Además de la propagación del fuego y de la reducida emisión de gases tóxicos y humos, en algunos casos es necesario el empleo de cables que resistan al fuego o se mantengan en servicio a pesar del incendio.

Qué hace que el material resista o no la acción del fuego

En un material orgánico expuesto a una fuente de calor, con o sin llama de suficiente intensidad se verifican distintas reaccione

Descomposición del material, con absorción de calor Q Combustión de los productos de la descomposición, con generación de calor Q2

Suponiendo fijas las condiciones ambientales (que también influyen), la descomposición del material será función del umbral del material Q1 luego cuanto más alta sea la cantidad de calor necesaria para producir la descomposición (valor de Q1 ) y menor la emisión de calor en el momento de la combustión( Valor Q2 ) mejores son las condiciones de no propagantes del material. Para que un material no sea propagante de la llama es necesario que posea un elevado Q1 y un bajo Q2, además de una pequeña área de transferencia del calor entre los productos de combustión y de descomposición. La descomposición se mantendrá en forma independiente solamente si parte del calor Q1 que se transmite por intermedio del área de transferencia resulta mayor que Q1 calor necesario para la descomposición. Para reducir la inflamabilidad de los materiales plásticos se introduce en los mismos retardantes de la llama, que si bien no eliminan la combustión dificultan la propagación. Los retardantes impiden la propagación de la llama, emitiendo gases incombustibles que eliminan parcialmente el oxigeno, o reducen las superficies de transferencia formando depósitos de carbones que actúan como una barrera térmica disminuyendo la realimentación calórica.

DESCOMPOSICIÓN COMBUSTIÓN

Productos de la Descomposición

Térmica

Q1 Q2

REALIMENTACIÓN CALORICA


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4.1.2.- Clasificación Según su actuación frente a la acción del fuego:

Cables no propagantes de la llama. Son todos aquellos que tomándolos en forma individual (un cable), no propagan el fuego y se extinguen a breve distancia del punto de incendio. Pero que agrupados en forma de haces, pueden transformarse en un peligroso medio de propagación de la llama.

Cables no propagantes del incendio. Son todos aquellos que en forma individual o que agrupados en forma de haces, no propagan el fuego y se extinguen a una reducida distancia del lugar del incendio.

Cables resistentes al incendio. Aquellos que aseguran su funcionamiento por un tiempo determinado tiempo durante y después del incendio. Los cables resistentes al incendio pueden al mismo tiempo, ser no propagantes de la llama o no propagantes del incendio. La mayoría de las normas que describen los métodos de prueba de los cables, se efectúan sobre muestras, a las que se les aplica una llama de características definidas durante un tiempo prefijado, que normalmente se considera el tiempo en el cual se extingue la eventual combustión. Estas pruebas pueden dar una idea comparativa del comportamiento de los distintos tipos de materiales que constituyen los cables. 4.1.3.- ENSAYOS 4.1.3.1- Ensayo no Propagante de Incendio Norma IEEE 383/74 La prueba se realiza en un local con ventilación natural en el cual se coloca una bandeja metálica, vertical del tipo escalera de 75 mm de profundidad, 305 mm de ancho y 2.40 m de longitud. Se colocan las probetas de cable en una sola capa de forma que ocupen al menos 150 mm de la parte central de la bandeja con una separación entre cable y cable de la mitad del diámetro del mismo. El ensayo se realiza tres veces, con probetas distintas de cable para probar su reproducibilidad. A 600 mm de la base de la bandeja y a 75 mm de las probetas se coloca un quemador a gas en forma horizontal, alimentado con gas propano, de tal manera que incida sobre los cables. La temperatura de la llama debe alcanzar los 816 º C medidos con una termocupla, situado directamente sobre la llama sin tocar la superficie de las probetas. El tiempo de encendido del quemador es 20 min. registrándose la temperatura, durante el tiempo que persiste la llama encendida después de apagar el quemador, la longitud del recubrimiento carbonizada y la del aislamiento deteriorada. Los cables que queman a una altura superior a 2,4 metros fallan el ensayo.


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4.1.3.2.- Ensayo no Propagante de Incendio Norma CEI 20.22 Para este ensayo se utiliza una construcción de hormigón con dos cuartos superpuestos y separados entre si por un piso de hormigón de dimensiones de 2.50 m por lado, y tiene una altura total de 5.40 metros. Una bandeja vertical, de tipo escalera para sostener los cables, atraviesan la parte inferior y superior de la instalación. La construcción tiene un conducto vertical para el ingreso del aire comburente con un equipo para tratamiento de los humos, un horno móvil para el calentamiento de los cables y un dispositivo para iniciar el incendio. Las temperaturas se miden por medio de una termocupla. Las muestras de cable de aproximadamente 5,4 metros de longitud se fijan las des caras de la bandeja. El número de muestras es tal que el peso de los materiales no metálicos de los cables sea aproximadamente de 10 Kg/m o de 5 Kg/m. Un horno eléctrico con dimensiones de 600 mm x 700 mm constituido de dos placas calientes contrapuestas, cada una con una superficie de calentamiento de 500 mm x 500 mm. Desplazándose sobre guías se coloca a una distancia de 70 mm. de los cabes en la base de la bandeja vertical. Las placas del horno, se calientan a una temperatura de 500 ºC y después se desplazan hacia los cables. Los gases desarrollados por los materiales no metálicos se incendian con dos mecheros alimentados por una mezcla de oxigeno propano por un período de 15 minutos, mientras que el horno queda prendido por el tiempo de una hora,

2

4

0

0

75 mm.

300 mm. 75 mm.

600 mm.

Conductores

Bandeja


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En el caso de que se instalen 10 Kg/m de elementos no metálicos la prueba se considera positiva si los rastros de quemadura no superan los 3.5 metros. En el caso de que se instalen 5 Kg/m de elementos no metálicos la prueba se considera positiva si los rastros de quemadura no superan los 1.5 metros. Las medidas se toman desde el borde superior del horno. 4.1.3.3.- Ensayado de Cables Resistentes al Incendio Norma IEC 331

El equipo de prueba esta formado por un quemador horizontal de 610 mm. de largo que emite un grupo de pequeñas llamas verticales muy cercas entre si. A una distancia de 75 mm sobre el quemador se mide con una termocupla de platino-iridio la temperatura que tendrá que ser de 750 grados centígrados. Paralelamente al quemador, y exactamente sobre la vertical de la llama se pone una muestra de cable de 1200 mm. de largo, sostenida en posición fija con grampas y conectada a un transformador trifásico con tensión igual a la nominal del cable. Para cables tripolares se conecta cada conductor con una fase del transformador y cuando en número de conductores es superior, se dividen en tres grupos. Se colocan entre cada conductor y la relativa fase dl transformador un fusible para 3 Amper. Una vez conectado el cable el transformador, se enciende el mechero por un tiempo de tres horas registrando la temperatura con la termocupla. Después de doce horas que las llamas están apagadas, se vuelve a dar tensión de misma forma, la prueba es positiva cando se verifica que no hay corto circuito entre los conductores del cable, evidencia que se pone con los fusibles

Quemador

Horno

5,40

5,40


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4.1.3.4.- Ensayo del Cable Resistente al Incendio Norma CEI 331 modificado por STK 30-004 (Belga) Se sujetan en una bandeja tipo escalera cuatro trozos de conductores, como mínimo formando dos grupos uno solo y el otro con tres conductores, en caso de haber un cable de fibra óptica se lo agrupa al grupo de menor cantidad de cables. Se los sujeta con una cinta de acero inoxidable con el motivo que queden rígidos a la bandeja. Los cables, se los calienta a una temperatura entre los 950 ºC y 1000 ºC durante 15 minutos aplicando el valor de tensión nominal de los cables. En los primeros 10 minutos del ensayo se los golpea al grupo de cables con una varilla metálica, cada treinta segundos, los últimos 5 minutos del ensayo se los moja con una lluvia artificial 15 litros de agua por minuto 15 litros/min. El cable pasa la prueba si no sobreviene perforación y la resistencia de aislamiento

permanece como mínimo 1M . 4.1.3.5.- Determinación del Nivel de Humo ASTM 2843 Para determinar la cantidad de humos emitidos en la combustión y descomposición pirolitica de las materias orgánicas, el método mas usado es el de la densidad de los humos. Este método determina la atenuación de un rayo de .luz por efecto del humo, constituido por partículas sólidas y liquidas, que se acumulan en el interior de la cámara por descomposición producida por el efecto de la temperatura. Este ensayo se puede realizar aplicando una fuente de calor sin que exista llama o directamente producir la descomposición por medio de fuego. Los resultados se miden en Densidad Óptica Especifica o en Densidad Óptica Especifica Máxima, que representa la densidad óptica (log.100/T) referida a las dimensiones de la

610 mm.

QUEMADOR CONDUCTOR TRNASFORMADOR

FUSIBLE

1200

75


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cámara y de la probeta, llamado T a la transmitancia de la luz. Cuando menor es la densidad óptica especifica, menor es la cantidad de humo emitida. La prueba se realiza en una cámara de 0,51 metros cúbicos de volumen. Un sistema fotométrico mide en forma continua la disminución del rayo de luz transmitido en el interior, por lo tanto, la acumulación de humos en la cámara. En el centro de la cámara se ubica la muestra del material a ensayar y se la expone a la fuente de calor. Cuando el sistema de ensayo se realiza con llama además de la fuente de calor se utilizan seis quemadores alimentados con una mezcla de aire y gas propano

2.5 mm

Una vez realizada la medición tenemos:

I

Id 0

10log

0I = intensidad luminosa con la cámara sin humo.

I = es el valor final de I .

4.1.3.6.- Grado de Inflamación ASTM 2863

Para medir el grado de inflamabilidad de los materiales orgánicos el método frecuentemente mas usado es medir la mínima cantidad de O2 necesario para que entre en combustión la aislación. Este método define la mínima concentración de oxigeno en una mezcla gaseosa de oxigeno con nitrógeno que permita la combustión de la muestra en condiciones de equilibrio. El equipo esta formado por un tubo de vidrio 450 mm de alto y 75 mm. de diámetro interior . En la base de la columna penetra una mezcla de Oxigeno Nitrógeno proveniente de un sistema de regulación de alta precisión y reproductividad. Al centro de la columna y en forma vertical, se pone la muestra prevista para el ensayo, que tiene las siguientes dimensiones 6,5 mm de ancho, 3 mm. de espesor y entre 70 y 150 mm. de alto. Para la ejecución de la prueba se fija un valor arbitrario de la relación O2/N2, basado en experiencias anteriores con materiales similares. Con un quemador se incendia la probeta y según se queme totalmente o se apague se varía la relación O2/N2.

Probeta

Emisor de luz

Receptor de luz

2,5 mm.

65 mm

1.5 mm


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Se sigue modificando el porcentaje de O2 sustituyendo todas las veces la probeta, hasta que se llega a aun punto de equilibrio, en el cual el tiempo de apagado de la llama o el tramo quemado responden a los requisitos especificados por el fabricante. Este método sirve para determinar el grado de inflamabilidad de los materiales pero no permite explorar los resultados de los productos formados por los distintos componentes de la aislación.

75mm 3 mm.

450 75 N2 /O2 mm a

150mm mechero 6,5 mm.

4.1.3.7.- Determinación de Gases Emitidos

Para determinar el índice de toxicidad de los gases emitidos por el cable, cuando es quemado aún no existen normas específicas. En estos casos se utilizan métodos de absorción de los gases con ampollas reveladoras especificas para cada tipo de gas. Uno de los equipos mas conocidos es el Polymeter, que es un instrumento portátil, constituido por una bomba de aspira 15 cm3 de aire por minuto, un medidor de r.p.m. de la bomba y una ampolla de medición especifica para cada gas, que automáticamente de el valor en microlitos. Para laboratorios las características de los gases emitidos durante la combustión de los materiales no metálicos de los cables, se emplea un horno en el cual se quema una cantidad definida de material. Los gases desarrollados se hacen burbujear en una solución de nitrato de plata y el resultado se expresa en miligramos de ácido clorhídrico por gramo de material en prueba


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4.2.- Conductores Eléctricos de Cobre Desnudos para Líneas de Energía

4.2.1.- Norma IRAM 2004

1- OBJETO: Establecer los requisitos que deben cumplir los conductores eléctricos de cobre, desnudos, destinados a líneas aéreas de transmisión y de distribución de energía y los métodos de ensayo correspondiente para su verificación. Esta norma no incluye los conductores para telecomunicaciones ni los conductores especiales utilizados en instalaciones para tracción. 3- CONDICIONES GENERALES 3.1.-Designación: Los conductores de cobre, desnudos, para líneas aéreas, se designaran por su sección nominal y formación. Ej. IRAM 2004/73 25 mm2 (7 x 2,15 mm). 3.2.-Alambres 3.2.1.- Aspecto: Presentarán diámetro uniforme, superficie lisa, cilíndrica, exenta de surcos, rebarbas, grietas, adherencias u otros defectos incompartibles con un buen producto. 3.2.2.- Variación de la resistividad con la temperatura: El coeficiente de la variación de la resistividad del cobre duro, en función e la temperatura, para valores comprendidos entre 10º C y 40º C, será 0,00393 / º C. 3.2.3.- Densidad: la densidad del cobre duro será de 8,89 g / cm3 . 3.3.- Cableado: la relación del cableado estará comprendida entre 10 y 17 para la ultima capa y la inmediata inferior. Salvo indicaciones en contrario, el sentido la ultima a la será izquierda. Las capas sucesivas de un conductor presentarán sentidos de cableados alternados entre sí. 3.4.- Uniones: Las uniones de los alambres se obtendrán por soldadura hecha antes del trefilado final, de acuerdo con la mejor práctica industrial. 3.4.1.- En Conductores: En los de siete alambres, no se admitirán soldaduras realizadas durante el cableado. En los de más de 7 alambres se les admitirán siempre que, en cada alambre, disten más de 500 mm. entre sí y que las soldaduras de distintos alambres disten una de otra de acuerdo con 10 establecido en la tabla I Distancias mínimas entre uniones

Cantidad de Alambres Distancia Mínima (m)

19 15

37 7,5

61 4,0


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3.5.- Largos de Fabricación: 3.5.1.- Salvo convenio previo, los conductores se entregaban en los largos normales de producción del fabricante. Sobre estos largos se admitirá una discrepancia de +/- 5%. 3.5.2.- Adicionalmente se aceptara que hasta un 5% de los tramos tengan una longitud menor de a la establecida en 3.5.1, siempre que dicho largo no resulte menor a la tercera parte de la longitud normal de fabricación.

4 - REQUISITOS 4.1.- Alambres Antes de Cablear: 4.1.1.- Resistividad: los alambres serán de cobre duro cuya resistividad no sea mayor de

17,87 x mm2 / Km. a 20º C, al ensayarlos 4.1.2.- Diámetro: los diámetros de los alambres serán establecidos en la próxima tabla II, con las discrepancias admisibles establecidas en dicha tabla. 4.1.3.- Resistencia a la tracción: la resistencia a la tracción específica de los alambres no será menor de lo establecido en la tabla II,

TABLA II

Alambres

DIÁMETRO (mm) Resistencia a la tracción

(mínima)

NORMAL MÍNIMO MÁXIMO Específica (da.N / mm2 )

1,35 1,34 1,36 43,1

1,70 1,68 1,72 42,9

1,85 1,83 1,87 42,8

2,15 2,13 2,17 42,6

2,25 2,23 2,27 42,5

2,52 2,49 2,55 42,2

2,85 2,82 2,88 41,7

3,02 2,99 3,05 41,4

3,20 3,17 3,23 41,2

3,57 3,53 3,61 40,6

4.2.- CONDUCTORES 4.2.1.- Sección transversal: la sección del conductor, determinada, no será menor del 98% de la sección transversal indicada en la próxima tabla III. La formación será establecida en dicha tabla.


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4.2.2.- Resistencia óhmica: la resistencia óhmica del conductor referida a 20º C, no será mayor valor establecido en la tabla III. 4.3.- ALAMBRES DESPUÉS DE CABLEAR: 4.3.1 Resistividad: la resistividad de los alambres, después de cablear, no será mayor de

17,87 x mm2 / Km. a 20º C: 4.3.2 Resistencia a la tracción: la resistencia a la tracción específica de los alambres, después de cablear, no será menor de 92% de la específica establecida en la tabla II

TABLA III

Características de los conductores

Sección Nominal

mm2

Formación Sección

Transversal (mm

2)

Resistencia Óhmica. Máx.

A 20º C

/ Km.

Masa aproximada

De 1000m

(kg.)

Resistencia a la tracción Calculada

(daN)

Diámetro exterior

Aproximado (mm)

Número de alambres

Diámetro Nominal (mm)

10 7 1,35 10,02 1,81 90 389 4,05

16 7 1,70 15,89 1,14 143 614 5,1

25 7 2,15 25,41 0,712 229 975 6,5

35 7 2,52 34,91 0,518 314 1326 7,6

50 7

19 3,57 1,85

50,14 51,07

0,361 0,356

451 462

1869 1967

9,1 9,3

70 7

19 3,57 2,15

70,07 68,98

0,258 0,264

631 624

2560 2645

10,7 10,7

95 19 2,52 94,76 0,192 857 3600 12,6

120 19 2,85 121,21 0,150 1097 4549 14,3

150 19 37

3,20 2,25

152, 80 147,11

0,119 0,124

1383 1334

5667 5628

16 15,8

185 37 2,52 184,54 0,0988 1673 7010 17,6

240 37 61

2,85 2,25

236,04 242,54

0,0772 0,0753

2118 2204

8858 9278

20 20

300 37 61

3,20 2,52

287,57 304,24

0,0612 0,0600

2670 2765

11040 11560

22,4 22,7

Inspección y Recepción 5.1.- Muestreo de los Alambres antes de cablear:


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5.1.1.- La extracción de las muestras de alambres para cablear, y su ensayo se realizara en presencia del representante del comprador, si este así lo solicitara. En caso contrario, se aceptaran los resultados de los ensayos realizados por el fabricante. 5.1.2.- El número de muestras del alambre a ensayar estará en relación con la magnitud del lote a inspeccionar, entendiéndose por lote una cantidad especificada del producto de iguales características, que se somete a inspección como conjunto unitario. 5.1.3.- Para cada fracción del lote, la cantidad de muestras que se ensayan proveniente de cada muestra de un rollo, carrete o bobina diferente, será la indicada en la tabla siguiente:

Tabla IV

Número de Rollos, carretes o bobinas que forman el lote

Numero de muestras a ensayar

Número máximo de muestras defectuosas

totales

Menor de 25 5 0

25 a 49 5 0

50 a 99 10 0

100 a 199 15 1

200 a 299 20 1

300 a 499 30 2

500 a 799 40 3

800 a 1299 55 3

1300 a 3199 75 4

3200 a 7999 115 6

5.1.4.- Las muestras de alambres destinados a los ensayos serán extraídas del extremo final de los rollos, carretes o bobinas, descartando el primer metro. 5.1.5.- La longitud de las muestras será la suficiente para la realización de cada uno de ls ensayos especificados en la presente Norma. 5.1.6.- Salvo indicación en contrario, todos los ensayos se efectuaran en el establecimiento del productor, quien suministrará al comprador todos los medios que permitan comprobar que el material que se suministra cumple con los requisitos de la presente Norma. 5.1.7.- Se considera como defectuosa una muestra, si no cumple con uno cualquiera de los ensayos correspondientes establecidos en esta Norma. 5.2.- Muestreo sobre el conductor Terminado 5.2.1.- El número de muestras (N1) de conductor a extraer estará en relación con la magnitud del lote a inspeccionar, según lo establece en la siguiente tabla.


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Tabla V

Número de carretes o bobinas que forman el lote

Número de muestras de conductor a extraer (N1)

Número de alambres que constituyen el conductor

Número de alambres a ensayar por muestra de

conductor

Menor de 25 5

25 a 49 5

50 a 99 10

100 a 199 15

200 a 299 20

300 a 499 30

500 a 799 40

5.2.2.- Sobre la totalidad de las muestras de conductor extraídas (N1) se comprobaran los requisitos establecidos en 4.2. 5.2.3.- En cada muestra de conductor (N1) extraídas según 5.2.1 se ensayaran el número de alambres (N2) que resulte de aplicar, para el número de alambres del conductor de la misma tabla, obteniéndose un número total de alambres a ensayar N3 = N1 x N2 5.2.4.- El lote será aceptado cuando: a) El total de las muestras de conductor defectuosas de las N1 que se ensayan sea menor o igual que el N4 dado en la tabla VI. b) El total de alambres defectuosas de los N3 que se ensayan sea menor al N4 dado en la tabla VI. En caso contrario será rechazado.

Tabla VI

Número total de alambres a ensayar

N3 = N1 x N2

Número máximo de alambres defectuosos

tolerados

5 0

10 1

20 2

30 3

55 4

75 6

115 8

150 10

225 14

300 18

En caso que el número de alambres N3 a ensayar no figure en la tabla Vise considerará para el número de alambres defectuosas toleradas N4 el que corresponde al N3 inmediato menor que aparezca en la tabla.


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5.2.5.- Simultáneamente, la bobina que presenta alambres defectuosos se aceptará siempre que cumpla con las exigencias complementarias de la tabla siguiente:

Tabla VII

Número de alambres del conductor

Número de alambres a ensayar

Número de alambres Defectuosas tolerados

N5

Menos de 12 Todos 1

12 a 24 10 1

25 a 34 15 1

35 a 99 20 2

5.2.6.- Los ensayos efectuados según las tablas VI y VII son acumulativos 5.2.7.- En un lote rechazado asiste al fabricante el derecho de ensayar cada uno de los

carretes o bobina que lo componen, y suprimiendo los defectuosos recomponer un nuevo

lote que será ensayado de acuerdo a esta norma.

Ensayos 6-1 Resistividad

6.1.1 La resistividad del alambre de cobre a una temperatura de tº C. Se determina por la

resistencia eléctrica (Rt), expresada en ohms, a dicha temperatura, por su longitud (l) en metros y su sección (S) en milímetros cuadrados

Ρ= Rt x S

l

La resistividad a 20º C. Se obtiene:

Ρ20= Rt x S (1+ 0,00393 x (20 –t))

La resistencia Rt del alambre se determina con un puente de Thompson sobre una

muestra de un metro de longitud.

El puente de Thompson es un dispositivo que se utiliza para conocer el valor de

resistencias muy chicas, por medio de comparación con resistencias de valores

conocidos.

La resistencia incógnita se conecta a una resistencia patrón a través de una alambre de

cobre de sección mucho mayor, lo que hace que su resistencia pueda considerarse nula,

con respecto al valor de la resistencia que se esta midiendo, tiene además dos pares de

resistencias, que cada uno de ellos esta montada sobre un mismo eje, que se pueden ir

girando hasta lograr el equilibrio del puente.

Una vez conectada la resistencia a medir, lo que se hace es equilibrar el puente de

manera que por el instrumento no circule corriente y en función de los valores de

resistencia necesarios para equilibrarlo se determina la resistencia del alambre.

Cuando el puente queda en equilibrio se tiene:


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E

It =

Rx + Rp

Cuando por el galvanómetro no circula corriente se tiene que: Vm = Vn e Ig = 0

I = Va – Vb = Vc – Vd

Rx Rp

Rx = Va - Vb

Rp Vc – Vd

Va – Vm = i1 x R1

Vb – Vn = i2 x R2 = Vb - Vm Restando miembro a miembro

Va –Vb = i1 x R1 – i1 x R2

Vm – Vd = i4 x R4

Vn – Vc = i3 x R3 = Vm – Vc Restando miembro a miembro

Vc – Vd = i4 X R4 – I3 x R3

I1 = i4 i2 = I3

Por estar montadas en un mismo eje se tiene que

R1 = C R2 y R4 = C R3

Rx = Va – Vb = i1 x R1 – I2 x R2 = i1 x C R2 – i2 x R2

Rp Vc – Vd i4 x R4 -- I3 x R3 i4 x C R3 – i3 x R3

E

A

G

R = 0

Rx Rr

R2 R3

R1 R4

AB C

D

M

N

I1 I4

I2 I3

Ig

ItI I-I2


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Rx = R2 x Rp

R3

6.2 Diámetro

El diámetro del alambre se determina midiéndolo con un micrómetro, según dos

direcciones perpendiculares, en tres lugares distantes, como mínimo a 300 mm. entre si;

el valor promedio de las seis medidas se considera como el diámetro de la muestra

6.3 Tracción

La probeta tendrá una longitud aproximada de 300 mm. La carga se aplica en forma

gradual, con un desplazamiento comprendido entre 25 mm/ min. y 100 mm / min. Se

deberá legar al valor expresado en la tabla III sin que se produzca la rotura.

Sección Transversal del Conductor

Se enderezan adecuadamente las alambres de la muestra y se extraen las cantidades

siguiente:

Para conductores de hasta 19 alambres, la totalidad de ellas

En conductores de más de 19 alambres, seis alambres por capas con un mínimo

de veinte alambres.

Se miden al 0,005 con un calibrador micrométrico, cuatro diámetros por alambre, en

posiciones a 90 grados sobre una longitud de 20 mm.

La sección transversal (S), en milímetros cuadrados se obtiene aplicando la siguiente

formula:

Π x N x ( di )2 S = = 0,04909 x N x ( di )2 / n2 4 x ( 4 n ) 2 siendo : N la cantidad total de alambres del conductor n la cantidad de alambres medidos di suma de los diámetros obtenidos en la medición expresada en milímetros Resistencia Ohmica

Mediciones que se deben

realizar en tres puntos de la

muestra


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La resistencia óhmica del conductor se mide con un puente tipo Thompson, sobre una longitud de 1 metro, estando la probeta a una temperatura comprendida entre 10º y 30º grados centígrados y el valor obtenido se lo refiere a 20ºC Ejemplo del Método de Inspección y Recepción. Se supone que se somete a inspección un lote integrado por 50 carretes de conductores, compuestos por 37 alambres. Se comienza determinando la cantidad n1 de carretes de los cuales se deben extraer muestras. Según la tabla V resulta n1 = 10 La cantidad de alambres a ensayar, por carrete será n2 = 5 resultando esta cantidad de aplicar la tabla V, para el caso de 37 alambres que constituyen al conductor. El producto de n1 x n2 = n3 = 10 x 5 = 50 será la cantidad de alambres a ensayar. En el supuesto de que, luego de efectuados los ensayos, se comprobara la existencia de 3 alambres defectuosos aplicando la tabla VI, corresponde aprobar al lote. Si los tres alambres defectuosos pertenecen a dos carretes distintos, de tal modo que dos corresponden a uno y uno al restante, de ambos carretes se extraen muestras y se aceptaran solamente en el caso que cumplan con lo indicado en la tabla VII. Según esta tabla el número total de alambres a ensayar por bobina o carrete será de 10, computándose como ensayado los 5 alambres extraídos al azar, de acuerdo con el muestreo anterior, según tabla V. El número total de defectuosos en cada carrete o bobina será menor o igual al número n5 indicado en la tabla VII, para proceder a su aceptación. En caso contrario, los carretes o bobinas serán rechazados y separados del correspondiente lote. Según dicha tabla, por cada carrete de 37 alambres se ensayarán 20, admitiéndose solamente en el caso que solo 2 alambres resultaran defectuosos. Por lo tanto, el carrete al que pertenecen 2 alambres defectuosos será aprobado solo si al ensayarse los 15 nuevos alambres, tomados al azar, que sumados a los 5 ya ensayados den los 20 indicados en la tabla VII, ninguno resultara defectuoso, pues los tolerados son 2.


- 92 -

4.3 Conductores Eléctricos de Aleación de Aluminio Desnudos para Líneas Aéreas de Energía

IRAM 2212

1.-OBJETO Establecer los requisitos que deben cumplir los conductores eléctricos de aleación de aluminio, desnudos, destinados a líneas aéreas de transmisión de energía y los métodos de ensayo correspondiente para su verificación. 3 - CONDICIONES GENERALES 3.1.-Material: Los conductores estarán constituidos por alambres de aleación de aluminio que cumplan, antes del cableado con todo lo establecido en la Norma IRAM 2177. 3.2.- Designación: Los conductores de aleación de aluminio, se designaran por el número de esta norma, el año de su aprobación, su sección nominal en milímetros cuadrados y formación. Ej. IRAM 2212/77 –95-19. 3.3.- Secciones y Formaciones Normales: Las secciones y formaciones normales de los conductores y sus características respectivas serán las indicadas en la tabla I. 3.4.1.-Uniones del conductor: Las uniones necesarias de los alambres se efectuaran sin afectar el diámetro o la configuración del conductor y sin disminuir su flexibilidad. 3.4.2.- El número máximo de uniones admisibles en un largo de fabricación será la siguiente: Para conductores formados de 7, 19 y 37 alambres: Ninguna unión en el alma. En las capas interiores la cantidad d uniones no debe sobrepasar el número de alambres de la capa considerada. En la capa exterior no mas de dos alambres presentaran una unión. Para conductores formados de 61 alambres Ninguna unión en el alma. El número de alambres de cada capa que presenten uniones no será mayor de: 6 para capas de 6 alambres, 12 para capas de 12 alambres, 6 para la capa de 18 alambres y 3 para la capa exterior. La distancia entre uniones de dos alambres de una misma capa no será menor a 30 metros, para todos los casos considerados, además entre uniones de alambres de dos capas diferentes, la distancia será mayor a un metro. 3.5.- Cableado: Las capas sucesivas de un conductor presentaran sentidos de cableado alternados entre si. Salvo indicación en contrario, el sentido de la ultima capa será a la derecha. La relación de cableado estará comprendida entre 10 y 17 para la ultima capa y la inmediata anterior.


- 93 -

3.6.- Acondicionamiento 3.6.1.- Largos de Fabricación: Salvo convenio previo, los conductores se entregaban en los largos normales de producción del fabricante. Sobre estos largos se admitirá una discrepancia de +/- 5%. 3.6.2.- Adicionalmente: se aceptara que hasta un 5% de los tramos tengan una longitud menor de a la establecida en 3.6.1, siempre que dicho largo no resulte menor a la tercera parte de la longitud normal de fabricación. 3.6.3.- Embalaje: El material se entregará en carretes o bobinas y se embalará de manera que no sufra daño en el manipuleo y en el transporte. 3.6.4. Identificación del Fabricante: Se deberá identificar al fabricante o al responsable de la comercialización del producto con uno o dos filamentos de color.

4 - REQUISITOS 4.1 CONDUCTORES 4.1.1.- Sección transversal: la sección real del conductor, determinada según 6.1.1., no será menor del 98% de la sección transversal indicada en la tabla I. 4.1.2.- Resistencia óhmica: la resistencia óhmica del conductor medida según 6.1.2, no será mayor valor establecido en la tabla I. 4.2.- ALAMBRES EXTRAIDOS DEL CONDUCTOR 4.2.1.- Resistividad: la resistividad de los alambres determinada según Norma IRAM 2128,

no será mayor de 32,84 n x m. a 20º C: 4.2.2.- Resistencia a la tracción: la resistencia a la tracción específica de los alambres, determinada según Norma IRAM 2177 no será menor de 295 MPa 4.2.3.- Alargamiento de rotura: el alargamiento de rotura de los alambres, determinado según Norma IRAM 2177, no será menor al 4% 4.2.4.- Enrollado: los alambres resistirán el enrollado sobre su mismo diámetro según Norma IRAM 2177, sin que se produzcan roturas. La aparición de ligeras escamaduras superficiales no serán consideradas como defecto.


94

TABLA I Características de los conductores

Sección Nominal

mm2

Número de Alambres

Diámetro del Alambre

(mm)

Discrepancias en el diámetro del

alambre (mm

2)

Diámetro exterior nominal del conductor

(mm2)

Sección Transversal

(mm2)

Masa aproximad

a (Km/kg.)

Carga de rotura mínima

Resistencia óhmica máxima a

20º C Ω/Km. Da N Kgf

16 7 1,70 +/- 0,025 5,10 15,89 43,4 444 452,6 2,09

25 7 2,15 +/- 0,025 6,45 25,41 69,5 710 723,9 1,31

35 7 2,52 +/- 0,025 7,56 34,91 95,5 976 994,5 0,952

50 7 3,02 +/- 0,030 9,06 50,14 137,1 1401 1428 0,663

19 1,85 +/- 0,025 9,25 51,07 140,4 1427 1455 0,654

70 19 2.15 +/- 0,025 10,75 68,98 189,6 1928 1965 0,484

95 19 2,52 +/- 0,025 12,60 94,76 260,4 2648 2699 0,352

120 19 2,85 +/- 0,028 14,25 121,21 333,1 3387 3453 0,275

37 2,15 +/- 0,025 15,05 134,33 369,9 3755 3828 0,249

150 37 2,25 +/- 0,025 15,75 147,12 405.1 4111 4191 0,227

185 37 2,52 +/- 0,025 17,64 184,54 508,2 5157 5257 0,181

240 37 2,85 +/- 0,028 19,85 236,04 650 6596 6724 0,142

61 2,25 +/- 0,025 20,25 242,54 669,3 6778 6909 0,138

300 61 2,52 +/- 0,025 22,68 304,24 839,6 8501 8666 0,110

400 61 2,85 +/- 0,028 25,65 389,14 1074 10874 11085 0,0862


95


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5 -INSPECCION Y RECEPCION

5.1.- General 5.1.1.- La extracción de las muestras y su ensayo se realizara en presencia del representante del comprador 5.1.2.- Salvo indicación en contrario, todos los ensayos se efectuaran en el establecimiento del productor, quien suministrará al comprador todos los medios que permitan comprobar que el material que se suministra cumple con los requisitos de la presente Norma. 5.1.3.- Las muestras de conductor destinados a los ensayos serán extraídas del extremo final de los rollos, carretes o bobinas, descartando el primer metro. 5.1.4.- La longitud de las muestras será la suficiente para la realización de cada uno de los ensayos especificados en la presente Norma en los capítulos 4 y 6 5.2.- Muestreo del Conductor 5.2.1.- El número de muestras (N1) de conductor a extraer estará en relación con el tamaño del lote a inspeccionar, según lo establece en la siguiente tabla II

Tabla II

Número de carretes o bobinas que forman el lote

Número de carretes o bobinas de los que se extrae una muestra

Hasta 50 5

De 51 a 150 20

De 151 a 280 32

De 281 a 500 50

De 501 a 1200 80

5.2.2.- Sobre la totalidad de las muestras de conductor extraídas se comprobaran los requisitos establecidos en 4.1 5.3.- Muestreo sobre los alambres del Conductor 5.3.1.- El número de alambres a ensayar (N2) estará en relación con el número total de alambres del lote. Este número se obtiene de multiplicando el número de carretes o bobinas del lote por el número de alambres que constituyen el conductor. El número de alambres se indica en la tabla III

Tabla III

Número de alambres del lote Número de alambres a ensayar (N2)

Hasta 50 5

De 51 a 150 20

De 151 a 280 32

De 281 a 500 50

De 501 a 1200 80


- 97 -

De 1201 a 3200 125

De 3201 a 10000 200

5.3.2.- Los alambres a ensayar se tomarán al azar de las muestras de conductor extraídas según 5.2.1, teniéndose cuidado de tomar un número de alambres aproximadamente igual de cada muestra de conductor. 5.3.3.- Sobre la totalidad de las muestras de alambre extraídas (N2) se comprobarán los requisitos establecidos en 4.2. 5.4.- Aceptación o rechazo del Lote El lote será aceptado cuando se cumpla simultáneamente que:

a) El número de defectos para cada requisito en las N1 muestras de conductor que se ensayan, sea menor o igual al número de aceptación N3 establecido en tabla IV.

b) El número de defectos para cada requisito en los N2 alambres que se ensayan

sea menor o igual al número de aceptación N4, establecido en la tabla V para ese requisito y el total de defectos sea menor o igual al número de aceptación N5 establecido en la tabla V para el conjunto de los requisitos.

Tabla IV

Tamaño de la muestra

Para sección transversal Para Resistencia ohmica

Ac (N3)

Re Ac

(N3) Re

5 0 1 0 1

20 1 2 1 2

32 2 3 2 3

50 3 4 3 4

80 5 6 5 6

125 7 8 7 8

Tabla V

Aceptación o rechazo sobre muestras de alambre extraídas de conductores

Número de Alambres a

Ensayar

(N2)

Para la Resistividad

Para la Resistencia a la Tracción

Para alargamiento

de rotura

Para el arrollamiento

Global sobre alambres

Ac (N4)

Re Ac

(N4) Re

Ac (N4)

Re Ac

(N4) Re

Ac (N4)

Re

5 0 1 0 1 0 1 0 1 1 2

20 1 2 1 2 1 2 1 2 3 4

32 2 3 2 3 2 3 2 3 5 6

50 3 4 3 4 3 4 3 4 7 8

80 5 6 5 6 5 6 5 6 10 11


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125 7 8 7 8 7 8 7 8 14 15

200 10 11 10 11 10 11 10 11 21 22

Aceptación o Rechazo de Conductores con Defectos Los carretes o bobinas del lote sometidos a ensayos, cuyos alambres presentan defectos, serán aceptados cuando la suma de los defectos de dichos alambres, al ensayarse una muestra del tamaño indicado en la tabla VI, sea menor o igual al número de aceptación (N7) establecido en esa tabla

Tabla VI

Número de Alambres que constituyen al Conductor

Número de Alambres a ensayarse por conductor(N6)

Número de defectos

Ac (N7) Re

Hasta 25 8 1 2

De 26 a 50 13 2 3

De 51 a 90 20 3 4

Incluye los ensayos de ese conductor en el ensayo del lote. 6.- Métodos de Ensayos Sección Transversal del Conductor

Para determinar la sección transversal del conductor se enderezan adecuadamente las

alambres de la muestra y se extrayéndose el 30% de las alambres constitutivos del cable con

un mínimo de 3 alambres por corona.

Se miden al 0,05 mm. con un calibrador micrométrico cuatro diámetros por cada alambre, en

posiciones a 90º sobre una longitud de 20 cm.

La sección transversal (S), en milímetros cuadrados se obtiene aplicando la siguiente

formula:

Π x N x ( di )2 S = = 0,04909 x N x ( di )2 / n2 4 x ( 4 n ) 2 siendo : N la cantidad total de alambres del conductor n la cantidad de alambres medidos di suma de los diámetros obtenidos en la medición expresada en milímetros


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Resistividad La resistencia óhmica del conductor se mide con un puente tipo Thompson sobre una longitud fr 1 metro estando la probeta a una temperatura comprendida entre los 10º y 30º C. Y el valor determinado se lo refiere a los 20º C. Y no será mayor a 32,84 nano ohms.

6.2.- Diámetro

El diámetro del alambre se determina midiéndolo con un micrómetro, según dos direcciones

perpendiculares, en tres lugares distantes, como mínimo a 300 mm. entre si; el valor promedio

de las seis medidas se considera como el diámetro de la muestra

6.3.-Carga de Rotura

La probeta tendrá una longitud aproximada de 300 mm. La carga se aplica en forma gradual,

con un desplazamiento comprendido entre 25 mm/ min. y 100 mm / min. El valor de la carga

de rotura del conductor se lo calcula sumando los valores de carga mínima de los alambres

Mediciones que se deben

realizar en tres puntos de la

muestra

E

A

G

R = 0

Rx Rr

R2 R3

R1 R4

AB C

D

M

N

I1 I4

I2 I3

Ig

ItI I-I2


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individuales, afectados por el coeficiente 0,95 considerando para el calculo la sección

correspondiente al diámetro nominal.

6.4.-Enrollamiento

Se toma un trozo de alambre de la muestra y se lo enrolla sobre un elemento redondo cuyo

diámetro es igual al diámetro del alambre que se esta ensayando, y en el mismo no se deben

producir roturas. La aparición de pequeñas escamaduras superficiales no serán tenidas en

cuenta.

6.5.- Ejemplo del Método de Inspección y Recepción. Se supone que se somete a inspección un lote integrado por 80 carretes de conductores, compuestos por 61 alambres. Se comienza determinando la cantidad n1 de bobinas de las cuales se extrae las muestras de conductor a ensayar. De la tabla II resulta n1 = 20. Por lo tanto, se tomaran al azar 20 bobinas del lote y se extraen, de cada una muestra de conductor A cada muestra de conductor se le determina la sección transversal y la resistencia óhmica. Se determina la cantidad n2 de alambres a ensayar. Para ello se calcula el número total de alambres del lote que es igual al número de bobinas por el número de alambres del conductor. En este caso 80 x 61 = 4880. Con ese número se tiene n2 de la tabla III, que resulta igual a 200. Por lo tanto de cada una de las muestras se toman al azar 10 alambres. A cada alambre se le determina Resistividad, resistencia a la tracción, alargamiento de rotura y enrollamiento. Supongamos que una muestra de conductor resulta defectuosa en lo referente a la resistencia eléctrica y que 9 muestras de alambres resultan defectuosas en lo referente a la resistividad no encontrándose otro defecto. El lote resulta aceptado Sobre muestras de conductor el número de defectos para cada requisito no es mayor que el número de aceptación indicado en la tabla IV, que para el caso es 1 Sobre muestras de alambre, el número de defectos para cada requisito no es mayor que el número de aceptación indicado en tabla V , que para el caso es 10 y el número total de defectos no es mayor que el global indicado en la tabla, que para este caso es 21. Supongamos además que las 9 muestras de alambres con defectos son de tres bobinas y que están distribuidas así: Bobina A 1 alambre defectuoso, Bobina B 2 alambre defectuosos y Bobina C 6 alambre defectuosos. Se procede a aplicar la tabla VI, que para conductores de 61 alambres indica que deben ensayarse 20, como 10 ya fueron ensayados, se ensayan otros 10 tomados al azar de las bobinas A, B dado que la bobina C queda rechazada por presentar un número de alambres defectuosos mayor que el número de aceptación de la TABLA VI. Las bobinas entonces resultan: Bobina A si los 10 nuevos alambres ensayados hasta dos inclusive o ninguno resulta defectuoso, se aprueba. En caso contrario se rechaza


- 101 -

Bobina B si uno o ninguno de los 10 nuevos alambres ensayados resultan defectuosos, se aprueba.


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4.4 Conductores de Cobre Aislados con Dieléctrico Sólido Norma IRAM 2178

Esta Norma especifica la construcción, dimensiones y requisitos de ensayos de cables de energía aislados con dieléctricos sólidos extruidos, para tensiones nominales (U) de 1,1 a 33 Kv. inclusive. No están incluidos los cables para condiciones especiales de instalaciones y servicios tales como cables submarinos, subfluviales, cables para minas, para barcos, para trenes etc.

Los tipos de componentes aislantes considerados en esta norma y sus designaciones abreviadas se indican en la tabla siguiente:

Compuesto Aislante Designación Abreviada

Termoplásticos

Compuesto aislante a base de poli cloruro de vinilo o de copo limero de cloruro de vinilo y de acetato de vinilo para cables con

tensiones nominales Uo/U menor 2,3/3,3 KV PVC / A

Compuesto aislante a base de poli cloruro de vinilo o de copo limero de cloruro de vinilo y de acetato de vinilo para cables con tensiones nominales Uo/U mayor o igual 2,3/3,3 KV

PVC / B

Elastometricos Termoestables

Compuesto aislante a base de caucho de etileno propileno o similar (EPM o EPDM )

EPR

Compuesto aislante a base de polietileno reticulado XLPE

A los cables se los pueden dividir en dos categorías: Categoría I: Comprende a todos aquellos cables que en caso de una falla entre una fase y tierra, el cable es retirado en un tiempo no mayor de una hora. Cuando se utilizan cables apantallados, aislados individualmente se pueden tolerar tiempos de mayor duración, pero en ningún caso pueden ser superiores a las 8 horas Categoría II: Comprende todas aquellas redes que no están incluidas en la categoría uno. Temperatura máxima en el Conductor Compuesto Aislante Temperatura Máxima del Conductor º C

Operación Normal

Cortocircuito duración máxima 5 seg.

Sobrecarga de Emergencia

Poli cloruro de vinilo o copolimero de cloruro de vinilo

y acetato de vinilo 70 160

Polietileno Reticulado 90 250 130

Caucho de etileno-propileno (EPR)

90 250 130


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Las temperaturas indicadas en la tabla están basadas en las propiedades intrínsecas de los materiales aislantes. Es importante tomar precauciones al adoptar estos valores para el cálculo de las corrientes admisibles, a fin de elegir la sección de los conductores en función de las condiciones de instalación. 4.4.1.-Requisitos de Ensayos

Temperatura Ambiente: Salvo se establezca lo contrario en los detalles para un ensayo particular, los ensayos de tensión se efectúan a temperatura ambiente de 20º C. +/- 15º C.. Las otra pruebas se realizan a una temperatura de 20º C. +/- 5º C. Frecuencias y Formas de Ondas de Tensiones de Ensayo a Frecuencia Industrial: La frecuencia de las tensiones alternas estarán comprendidas entre los 49 y 61 Hz.. La forma de onda deberá ser prácticamente senoidal, los valores indicados son valores eficaces. Formas de Ondas de Tensiones de Ensayo de Impulso: La forma de onda será de 1,2-50 micro segundo con los siguientes limites; el tiempo del frente de onda estará comprendido entre 1 y 5 micro segundos y el tiempo nominal a la mitad del valor de cresta entre 40 y 60 micro segundos. En otros aspectos conformará la norma IRAM 2280. Los ensayos de rutina requeridos por esta norma son: 4.4.1.1.-Medición de la resistencia eléctrica de los conductores. Ensayos de descargas parciales, para cables aislados en XLPE de tensión igual o superior a 2,3 / 3,3 (3,6) KV. y para aislados con EPR de tensión igual o mayor que 5,2/ 6,6 (7,2) KV. y para cables aislados con PVC con tensiones ,2/ 6,6 (7,2) KV. La notación 2,3 / 3,3 (3,6) significas Uo / U (Um) Uo tensión nominal a frecuencia industrial entre el conductor y el conductor de protección a tierra o pantalla metálica para la cual esta diseñado el cable. U tensión nominal a frecuencia industrial entre los conductores para la cual esta diseñado el cable. Um Tensión máxima del equipamiento. Resistencia Eléctrica de los Conductores

En los cables multipolares, las mediciones se efectúan sobre todos los conductores de cada largo de cable seleccionados para los ensayos de rutina, incluyendo el conductor concéntrico si lo hubiera. El cable completo, o la muestra tomada, se coloca en el local de ensayo el que se mantiene a una temperatura razonablemente constante durante un tiempo como mínimo de 12 horas, si se dudara que la temperatura del conductor sea igual a la del local, la resistencia se mide después de 24 horas. Alternativamente la resistencia se puede medir sobre una muestra del conductor acondicionada durante un tiempo mínimo de una hora en un baño de aceite a temperatura controlada. El valor medido de la resistencia se corrige a una temperatura de 20º C. Y a un kilómetro de longitud. El valor de la resistencia de cada conductor a 20º C. No será mayor al indicado en la Norma IRAM 2022/88. Para conductores concéntricos la resistencia y la sección estarán de acuerdo a lo acordado entre comprador y fabricante, debiendo como mínimo cumplir con la Norma IRAM 2022/88.


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Ensayo de Descargas Parciales Este ensayo se le realiza a cables aislados con XLPE de tensión nominal igual o mayor que 2,3 / 3,3 (3,6) KV. a cables aislados en EPR de tensión nominal igual o mayor que ,52/ 6,6 (7,2) KV y para aislados en PVC con tensión 52/ 6,6 (7,2) KV. Para cables multipolares el ensayo se realiza sobre todos los conductores aislados, aplicando la tensión entre cada conductor y la pantalla metálica. El objeto es determinar la amplitud de las descargas parciales, a la tensión especificada en la siguiente tabla expresadas en kilovolt:

Tensiones Nominales Uo / U

2,3 / 3,3 3,8 / 6,6 5,2 / 6,6 7,6 / 13,2 15,5/ 13,2 19 / 33

Tensión de verificación para 2,4 Uo

5,5 9,1 12,5 18,2 25,2 45,6

Tensión de medición para 2 Uo

4,6 7,6 10,4 15,2 21,00 38,00

A través de una fuente de A.T. con potencia suficiente en Kva. Adecuada a la longitud del cable, se aplica una tensión entre el conductor y la pantalla subiéndola desde un valor de tensión nominal hasta 2,4 Uo y manteniéndola durante un tiempo de un minuto, pasado ese tiempo se la reduce a un valor de 2 Uo y se miden la amplitud de las descargas, debiendo ser menor o igual a los 20 pico Culombios para el PVC. Y de 5 pico Culombios para el XLPE y EPR. La cantidad de electricidad Q que es suministrada por la descarga es igual al producto de la amplitud de la tensión o del impulso U en volts por la capacitancia de acoplamiento C del aparato de medición, que es conectado a uno de los extremos del cable, que se compone de un equipo capas de medir descargas parciales. 4.4.1.2.-Ensayos de tensión. Los ensayos de rutina se efectúan normalmente sobre todo el largo del conductor de expedición, pero el número de los largos pueden ser reducidos si así se acuerda por convenio, haciendo referencia a resultados del control de calidad.

Para cables unipolares

Este ensayo se realiza a temperatura ambiente, utilizando tensión alterna de frecuencia industrial de (49 a 61) Hz. O tensión continua a elección del fabricante. Para cables unipolares con pantalla metálica, la tensión se aplica entre el conductor y la pantalla durante cinco minutos. Para cables unipolares sin pantalla metálica, deben ser sumergidos en agua durante una hora a temperatura ambiente, y la tensión se aplica entre el conductor y el agua durante cinco minutos. Para cables multipolares Para cables multipolares con pantallas individuales, en cada conductor la tensión se aplica

durante cinco minutos entre cada conductor y la pantalla o revestimiento metálico. Para cables multipolares sin pantalla individuas, la tensión se aplica durante cinco minutos sucesivamente entre cada conductor aislado y todos los otros conductores unidos entre si y el revestimiento metálico si hubiera. La tensión de ensayo a frecuencia industrial deberá ser 2,5 Uo + 2 Kv. para cables de tensión nominal menor o igual que 3,8 / 6,6 ( 7,2 ) y de 2,5 para cables de tensión nominal mayor


- 105 -

Cuando se aplica tensión continua será 2,4 veces mayor que el valor de tensión a frecuencia industrial.

En todos los casos la tensión de ensayo será aumentada en forma gradual.

Para que los conductores superen el ensayo no se deberá producir perforación dieléctrica en la aislamiento

4.4.2.- Ensayo de Muestreo. Los ensayos de muestreo establecidos por esta norma son los siguientes:

Examen del conductor.

a) Verificación de las dimensiones. b) Ensayo Eléctrico. c) Alargamiento en caliente. d) Resistencia al pelado. e) Estado de reticulación de las capas semiconductoras. f) Tangente Delta en función de la tensión. g) Resistencia de aislamiento a temperatura ambiente. h) Tracción y alargamiento antes y depuse del envejecimiento del aislamiento. i) Tracción y alargamiento antes y depuse del envejecimiento de la envoltura. j) Ensayo de presión a altas temperaturas. k) Choque térmico. l) Resistencia al ozono. m) Cavidades y contaminaciones.

4.4.3.- Examen del conductor y Verificación de las dimensiones Si el comprador lo solicita, el examen del conductor, la medición del espesor de la aislamiento y la envoltura y la medición del diámetro exterior serán efectuados sobre un largo del cable del mismo tipo y sección de cada serie de fabricación, se entiende por tal al conjunto de largos de cables obtenidos con la misma porción de compuesto y en las mismas condiciones de fabricación, pero se limitará a no mas del 10 % del número de largos estipulados en el contrato. De cada longitud de cable seleccionado para el ensayo, se debe extraer un tramo de un extremo, después de haber desechado cualquier parte dañada. Para cables que tienen mas de tres conductores de igual sección, el número de conductores sobre los cuales se realiza la medición se limita a un 10 % de los conductores con un mínimo de tres. La longitud de la muestra será la necesaria para realizar los ensayos correspondientes. De las muestras así obtenidas se someterán a ensayo el 10 % de los alambres que forman cada conductor con un mínimo de tres alambres. Si mas del 10 % de los alambres ensayados no satisfacen los requisitos especificados, se tomaran dos nuevas muestras, si algunas de ellas mas el 10 % de los alambres ensayados no cumple con los requisitos, se considera que el cable no cumple.

Espesor de la Aislación y Envoltura no Metálica De cada longitud de cable seleccionado para el ensayo, se debe extraer un tramo de un extremo, después de haber desechado cualquier parte dañada. Para cables que tienen mas de tres conductores de igual sección, el número de conductores sobre los cuales se realiza la medición se limita a un 10 % de los conductores con un mínimo de tres.


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Si el espesor promedio medido o el valor mínimo medido no satisface los requisitos, se miden dos nuevas nuestras. Si ambas muestras suplementarias responden a los requisitos, el cable se considera satisfactorio, pero si una de ellas no cumple, se considera que el cable no cumple con los requisitos. Aislación

Para cada tramo de conductor, el promedio de los valores medidos redondeados hasta 0,1 mm. no será menor que el espesor nominal especificado y el valor mínimo no será menor que el valor nominal en mas de 0,1 mm + 10 % del valor especificado o sea: Tm. mayor o igual a 0,9 tn – 0,1 en mm. Tm. Espesor mínimo en mm. tn espesor nominal en mm. La medición se realiza con un microscopio que permita apreciar lecturas con exactitudes de 0,01 mm. , para aislaciones cuyo espesor sea inferior a 0,5 mm. el instrumento debe poder determinar medidas con exactitud hasta 0,001 mm. Para la obtención de las muestras de aislación a medir, se la debe separar de las eventuales protecciones, y se le quita el conductor procurando no dañar la aislación. No hay que eliminar capas semiconductoras internas o externas que estén adheridas a la aislación. Cada probeta está constituida por una lámina circular delgada de la aislación que se obtiene de cortar con un elemento filoso del conductor siguiendo un plano perpendicular a su eje. Si la aislación está marcada dando lugar a una reducción local del espesor la probeta debe incluir ese sector. La probeta debe situarse sobre la platina del microscopio siendo el plano de corte normal al eje óptico. Si el perfil de la probeta es circular se realizan seis mediciones radiales repartidas igualmente sobre la circunferencia Si el perfil del conductor es sectorial las mediciones se efectúan tratando de tomar algunas de ellas donde cambia de dirección Si la aislación está tomada de un conductor cableado, las mediciones se toman en las partes que la aislación es, mas delgada, entre las crestas provocadas por los alambres. Si el perfil exterior es irregular las mediciones se toman en los sectores donde la aislación es mas delgada. Para cables flexibles planos las mediciones se efectúan en las partes externas de las aislaciones y en la junta de los dos conductores.


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Envoltura Después de haber retirado todos los materiales, si hubiera dentro y fuera de la envoltura, se prepara cada muestra cortándose con un elemento filoso una lámina delgada siguiendo un plano perpendicular al eje del conductor. Si la envoltura tiene estampada una marca que disminuya su espesor, la muestra debe contener por lo menos una de esa zona. La probeta debe situarse sobre la platina del microscopio siendo el plano de corte normal al eje óptico Para envolturas aplicadas sobre superficies cilíndricas lisas ( revestimiento interno, envoltura metálica, o la aislación de un cable unipolar), el promedio de los valores medidos, redondeados hasta 0,1 mm. no será menor que el espesor nominal especificado, y el valor mínimo leído no será menor que el espesor nominal especificado en mas de 0,1 mm. + 15 % del valor nominal especificado Tm. mayor o igual a 0,85 tn – 0,1 en mm. Tm. Espesor mínimo en mm. tn espesor nominal en mm


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Para envolturas aplicadas sobre superficie cilíndricas irregular ( envoltura penetrante, sobre cable multipolar no armado sin revestimiento interno, una envoltura aplicada directamente sobre la armadura o la pantalla metálico o conductor concéntrico), el valor mínimo medido no será menor que el espesor nominal especificado en mas de 0,2 + 20 % del espesor nominal especificado. Tm. mayor o igual a 0,8 tn – 0,2 en mm. Las mediciones se realizan en el sector donde la envoltura es mas fina, se realizan seis mediciones radiales en envolturas circulares, cuando las envolturas no son circulares las mediciones se toman en los cambios de sección o en los lugares que es mas fina.

4.4.4.- Medición de Alambres y Flejes de la Armadura

Medición de Alambres

El diámetro de los alambres redondos se mide por medio de un micrómetro que tenga dos superficies planas y una precisión de +/- 0,01. Para los alambres redondos las mediciones se harán en ángulos rectos sobre el mismo diámetro y el promedio de los dos valores se toma como diámetro del alambre.

D = D 1+ D 2

Medición sobre los flejes Para los flejes de hasta 40 mm de ancho, el espesor será medido en el centro del ancho. Para los flejes mas anchos, las mediciones se realizan a 20 mm. de cada borde y el promedio de los resultados será tomado como el espesor. La medición se efectúa con un micrómetro que tenga superficie plana y una precisión de +/- 0,01 mm.

espesor

espesor

D 1

D 2


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Las medidas de los alambres y flejes no serán memores a las descriptas en la siguiente tabla:

Tipo Materiales y Constricción

Diámetros ficticios, bajo Armaduras

Hasta 30 mm. Mayor de 30 mm. y Menor o igual a

70 mm.

Mayor de 70 mm.

Diámetro o espesor en mm.

Alambres

Una capa de alambres de acero cincado aplicada helicoidalmente, con eventual fleje de acero antidesenrollante de por lo menos 0,3 mm. de espesor

0,6 0,8 ------

Trenza Alambres de acero cincado

0,3 0,4 ------

Flejes

dos cintas de acero enrolladas helicoidalmente dos cintas de aluminio enrolladas helicoidalmente

2 x 0,2

2 x 0,5

2 x 0,5

2 x 0,5

2 x 0,8

2 x 0,8

4.4.5.- Ensayo de alargamiento en caliente aislación EPR y XLPE: Se toma una muestra de aislación a ensayar de tamaño suficiente para que pueden extraerse como mínimo cinco probetas para los ensayos de tracción. Las probetas se preparan a partir de muestra cortadas para separarlas del conductor, separando capas semiconductoras si las hubiera sin utilizar solventes. La probeta se corta en forma de Halterio.

Si el diámetro del conductor es demasiado pequeño se realiza una probeta de menor dimensión.

Las piezas de aislación deben cortarse o moldearse de manera de obtener superficies paralelas entre las marcas de referencias ( 20 mm.). Después de cortarlas o moldearlas el espesor de las probetas no debe ser menor de 0,8 mm. ni mayor de 2 mm. La sección de la

25

20

12,5

75

12,5

R 125

R 8


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probeta se calcula a partir del ancho y del espesor mas pequeño de tres mediciones en la parte comprendida entre las marcas de referencia. Si existe duda con el ancho se miden los tres mismos puntos donde se midió el espesor. Las mediciones se realizan con un micrómetro.

Se marca mediante dos trazos una longitud central de 20 mm. tal como se indica en la figura.

Las probetas se suspenden sobre una estufa y se colocan pesas suspendidas de la mordaza inferior de manera de ejercer una fuerza de tracción.

Des pues de quince minutos en la estufa a la temperatura especificada en la tabla para cada tipo de materia, se mide la distancia entre las marcas y se calcula el porcentaje del alargamiento. Si la estufa no tiene ventana y es preciso abrir la puerta, desde que se abrió se debe realizar la medición antes de los treinta segundos.

Se suprime seguidamente en menos de treinta segundos, la fuerza de tracción ejercida sobre las probetas cortando al ras la mordaza y se la deja reposar durante cinco minutos a la temperatura especificada.

Se retiran seguidamente de la estufa y se las enfría lentamente hasta la temperatura ambiente, midiéndose nuevamente la distancia entre las marcas.

Para cumplir con el ensayo, la media del alargamiento después de quince minutos a temperatura especificada con las pesas colocadas no será mayor al valor prescripto.

La media de la distancia entre las marcas después de retirar las probetas de la estufa y dejarlas enfriar no habrá aumentado mas del valor especificado.

EPR XLPE

Temperatura del aire +/- 3º ºC 250 200

Tiempo de carga mínimo Minutos 15 15

Esfuerzo Mecánico N/cn2 20 20

Alargamiento máximo bajo Cargo Porcentual 175 175

Alargamiento después del enfriamiento Porcentual 15 15

4.4.6.- Ensayo de doblado:

Este ensayo esta prescripto para conductores aislados de sección circular con un diámetro exterior menor o igual a 12,5 mm. y para conductores aislados sectoriales cuando no es posible preparar probetas de tipo halterio. Si no se especifica a que conductores realizar el ensayo se los realiza a los de mayor diámetro. Cada conductor aislado para el ensayo se extraen dos muestras de longitud apropiada. La muestra se enrola en un cilindro o mandril, a temperatura ambiente como mínimo una vuelta completa. Después se desenrolla y se repite la operación, pero el doblado se realiza en la dirección inversa, girando la muestra 180 grados alrededor de su eje. Este ciclo de operaciones debe repetirse tres veces. El diámetro del cilindro o mandril será:


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Para cables unipolares 20 ( d + D ) +/- 5 % Para cables multipolares 15 ( d + D ) +/- 5 %

Siendo: D el diámetro real de la muestra de cable en milímetros d el diámetro real del conductor en milímetros si el conductor no es circular se toma

d igual a 1,3 la raíz cuadrada de la sección nominal en milímetros Una vez finalizado este ensayo, a la muestra se la somete al ensayo de descargas parciales debiendo conformar los requisitos exigidos para ese ensayo. 4.4.7.- Ensayo de Resistencia al Pelado de la Capa de Homogeneización Externa Este ensayo se realiza sobre conductores con aislantes EPR y XLPE. La capa semiconductora externa deberá tener una resistencia mínima al pelado de 1,5 daN y una resistencia máxima al pelado de 7 daN. El pelado de la capa no dejará partículas semiconductoras adheridas a la aislación que no puedan ser removidas fácilmente. El ensayo se efectúa tomando de cada lote una nuestra de conductor aislado con la capa de homogeneización externa adherida de aproximadamente unos cuarenta centímetros de longitud. A lo largo de la muestra se efectúan dos cortes paralelos separados por una distancia de 10 mm. teniendo precaución de que los mismos atraviesen totalmente la capa. De la tira así formada se pelan los dos extremos en una longitud de cincuenta milímetros y se doblan a noventa grados con respecto al eje del cable. La muestra así preparada se la coloca en un dispositivo que permita ejercer una fuerza de valor conocido que se incrementa hasta lograr una velocidad de separación aproximada de 13

m/s, se ensayan en forma sucesiva los dos extremos de la muestra. La operación se repite sobre otra tira cortada a 180 grados de la anterior y se r4egistran los valores mínimos y máximos de la fuerza de pelado observados en la totalidad del ensayo. Se verifica que el pelado no deje residuos semiconductores que no puedan ser removidos fácilmente.

elementos y equipos eléctricos · para limitar esos daños se han adoptado como sistemas de...

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