COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD BOQUILLAS DE PORCELANA PARA EQUIPO DE DISTRIBUCIÓN CON TENSIONES DE OPERACIÓN DE 38 kV
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COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD
BOQUILLAS DE PORCELANA PARA EQUIPO DE DISTRIBUCIÓN CON TENSIONES DE OPERACIÓN DE 38 kV Y MENORES NRF-008-CFE-2000
BOQUILLAS DE PORCELANA PARA EQUIPO DE DISTRIBUCIÓN CON TENSIONES DE OPERACIÓN DE 38 kV Y MENORES
NORMA DE REFERENCIA NRF-008-CFE
PREFACIO Esta norma de referencia ha sido elaborada de acuerdo con las Reglas de Operación del Comité de Normalización de CFE (CONORCFE), habiendo participado en la aprobación de la misma las áreas de CFE y organismos miembros del CONORCFE, indicados a continuación: Cámara Nacional de la Industria de la Transformación Cámara Nacional de Manufacturas Eléctricas Centro Nacional de Control de Energía de CFE Colegio de Ingenieros Mecánicos y Electricistas Coordinación de Transmisión y Transformación de CFE Dirección General de Normas Gerencia de Abastecimientos de CFE Instituto de Investigaciones Eléctricas Luz y Fuerza del Centro Subdirección de Construcción de CFE Subdirección de Distribución de CFE Subdirección de Generación de CFE La presente norma de referencia será actualizada y revisada tomando como base las observaciones que se deriven de la aplicación de la misma, en el ámbito de CFE. Dichas observaciones deben enviarse a la Gerencia de LAPEM, quien por medio de su Departamento de Normalización y Metrología, coordinará la revisión. Esta norma de referencia revisa y sustituye a los documentos normalizados CFE, relacionados con boquillas de porcelana para equipo de distribución con tensiones de operación de 38 kV y menores, que se hayan publicado. La entrada en vigor de esta norma de referencia será 60 días después de la publicación de su declaratoria de vigencia en el Diario Oficial de la Federación.
Nota: Esta norma de referencia es vigente desde el 18 de julio del 2001.
BOQUILLAS DE PORCELANA PARA EQUIPO DE DISTRIBUCIÓN CON TENSIONES DE OPERACIÓN DE 38 kV Y MENORES
NORMA DE REFERENCIA NRF-008-CFE
CONTENIDO
1
OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN _______________________________________________ 1
2
REFERENCIAS ___________________________________________________________________ 1
3
DEFINICIONES ___________________________________________________________________ 1
3.1
Aguante a la Tensión de Impulso de Rayo de Onda Completa ____________________________ 1
3.2
Boquilla _________________________________________________________________________ 1
3.3
Corriente Nominal ________________________________________________________________ 1
3.4
Distancia de Fuga_________________________________________________________________ 1
3.5
Nivel Básico de Aislamiento al Impulso (NBAI) ________________________________________ 1
3.6
Tensión Crítica de Flameo (TCF) ____________________________________________________ 1
3.7
Aguante a la Tensión a 60 Hz en Húmedo _____________________________________________ 1
3.8
Zona Contaminada (C) _____________________________________________________________ 1
3.9
Zona Normal (N) __________________________________________________________________ 2
3.10
Carga Sostenida a la Flexión _______________________________________________________ 2
3.11
Corriente Térmica de Corta Duración ________________________________________________ 2
3.12
Corriente Dinámica _______________________________________________________________ 2
3.13
Elevación de Temperatura__________________________________________________________ 2
4
CLASIFICACIÓN __________________________________________________________________ 2
5
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS _____________________________________________________ 2
6
ALCANCE DEL SUMINISTRO _______________________________________________________ 2
7
CONDICIONES DE OPERACIÓN _____________________________________________________ 2
7.1
Condiciones Ambientales Normalizadas______________________________________________ 2
7.2
Condiciones Normales de Operación ________________________________________________ 2
7.3
Condiciones Particulares de Operación ______________________________________________ 3
8
CARACTERÍSTICAS GENERALES ___________________________________________________ 3
8.1
Dimensiones y Características Electromecánicas ______________________________________ 3
8.2
Material _________________________________________________________________________ 4
9
CONTROL DE CALIDAD ___________________________________________________________ 4
9.1
Pruebas Prototipo ________________________________________________________________ 4
9.2
Pruebas de Rutina ________________________________________________________________ 4
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NORMA DE REFERENCIA NRF-008-CFE
9.3
Pruebas de Aceptación ____________________________________________________________ 4
10
MARCADO Y EMPAQUE ___________________________________________________________ 4
10.1
Marcado en la Boquilla ____________________________________________________________ 4
10.2
Empaque ________________________________________________________________________ 4
11
GARANTÍA_______________________________________________________________________ 5
12
BIBLIOGRAFÍA ___________________________________________________________________ 5
11
CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES __________________________________ 5
TABLA 1
Condiciones de operación _______________________________________________________ 3
TABLA 2
Características eléctricas ________________________________________________________ 3
TABLA 3
Valores de corriente nominal_____________________________________________________ 3
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1 de 5 1
OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN
Establecer las características técnicas y de control de calidad que deben cumplir las boquillas de porcelana para equipos de distribución, para tensiones de operación del sistema ≤1; 13,8; 23 y 34,5 kV que se instalan en equipos utilizados en la CFE tales como:
3
DEFINICIONES
3.1
Aguante a la Tensión de Impulso de Rayo de Onda Completa
a)
Transformadores de distribución.
Es el valor de cresta de una onda de tensión normalizada de impulso de 1,2 x 50 µs el cual debe soportar la boquilla sin que ocurra perforación o flameo, en condiciones normalizadas de prueba.
b)
Interruptores de potencia de media tensión.
3.2
c)
Restauradores, tadores.
Dispositivo portador de un conductor, a través de una pared o tanque, que aisla al conductor de estas partes y cuenta con los medios de fijación a la parte en donde se instala.
d)
Reguladores de tensión.
e)
Capacitores.
f)
Equipos de medición en media tensión.
Corriente eficaz (rmc) que puede conducir continuamente el conductor de una boquilla, sin que su temperatura exceda los límites prefijados bajo condiciones normales de operación.
REFERENCIAS
3.4
seccionalizadores
y
desconec-
3.3
2
NOM-008-SCFI-1993; Sistema General de Unidades de Medida. NMX-H-004-1996-SCFI; Recubrimiento de Cinc por el Proceso de Inmersión en Caliente para Sujetadores y Herrajes de Hierro y Acero.
Boquilla
Corriente Nominal
Distancia de Fuga
Es la distancia más corta medida a lo largo del contorno de la superficie externa de la boquilla, entre las partes metálicas, entre las cuales se aplica la tensión. Una distancia medida sobre la superficie del cemento u otro material de unión conductora o herrajes, no debe ser considerada como parte de la distancia de fuga.
NMX-J-271/1-ANCE-2000; Técnicas de Prueba en Alta Tensión Parte 1: Definiciones Generales y Requerimientos de Prueba (Cancela a la NMX-J-271-1980).
3.5
NMX-Z-012-1987; Muestreo para la Inspección por Atributos (Parte 1, 2 y 3).
Es el valor de la cresta de una onda de impulso de rayo (1,2/50 µs), la cual debe soportar la boquilla, con una probabilidad mínima del 90 %, bajo condiciones normalizadas de prueba.
IEC 60137-1995; Insulated Bushings for Alternating Voltages Above 1000 V.
3.6
IEC 60507-1991; Artificial pollution Tests on High Voltage Insulators to be Used on A. C. Systems. IEC 60672-1-1995; Ceramic and Glass Insulating MaterialsPart 1; Definitions and Classification. IEC 60672-2-1980; Specification for Ceramic and Glass Insulating Materials Part 2; Methods of Test.
Nivel Básico de Aislamiento al Impulso (NBAI)
Tensión Crítica de Flameo (TCF)
Es el valor de la cresta de tensión de una onda de impulso de rayo para la cual se tiene una probabilidad del 50 % de flameo, bajo condiciones normalizadas de prueba. 3.7
Aguante a la Tensión a 60 Hz en Húmedo
Es la tensión de 60 Hz que se aplica en condiciones normalizadas de lluvia artificial a una boquilla durante 1 minuto, sin que ocurra perforación o flameo.
IEC 60672-3-1984; Specification for Ceramic and Glass Insulating Materials Part 3; Individual Materials.
3.8
NRF-001-CFE-2000; Empaque, Embalaje, Embarque, Transporte, Descarga, Recepción y Almacenamiento de Bienes Muebles Adquiridos por CFE.
Es la zona con niveles de contaminación mayores a 0,06 y 2 hasta 0,3 mg/cm , en términos de DESD o una salinidad de 3 40 kg/m . Esta zona se puede encontrar a cualquier altitud.
NOTA: En caso de que los documentos anteriores sean revisados o modificados, debe tomarse en cuenta la última edición en vigor o la última edición en la fecha de apertura de las propuestas de licitación, salvo que la CFE indique otra cosa.
Zona Contaminada (C)
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2 de 5 3.9
Zona Normal (N)
Es la zona con un nivel de contaminación de hasta 0,06 2 3 mg/cm , en términos de DESD o una salinidad de 14 kg/m . Generalmente la zona normal se localiza en altitudes mayores a 1000 msnm. 3.10
B
=
Boquilla
WW
=
Instalación
E
=
Exterior - interior . 1 (aire – aire) . 2 (aire – aceite) . 3 (aire - SF6)
I
=
interior - interior. . 1 (aire – aire) . 2 (aire – aceite) . 3 (aire - SF6)
X
=
Tipo de medio ambiente, zona: . N = Zona normal . C = Zona contaminada
YYY
=
NBAI en kV
Carga Sostenida a la Flexión
Es el valor mínimo de carga en flexión que debe soportar la boquilla sin daño, deformación o ruptura. 3.11
Corriente Térmica de Corta Duración
Valor (rmc) de una corriente simétrica la cual debe soportar térmicamente la boquilla durante el tiempo establecido. 3.12
Corriente Dinámica
Valor pico de una corriente la cual debe soportar la boquilla mecánicamente. 3.13
ZZZZ =
Corriente nominal en A.
5
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Elevación de Temperatura
Es la diferencia entre la temperatura medida en el punto más caliente de las partes metálicas conductoras de la boquilla (las cuales están en contacto con el material aislante) y la temperatura del medio ambiente, cuando se hace circular por el conductor de la boquilla su corriente nominal.
Son las indicadas en las tablas 2 y 3. 6
4
CLASIFICACIÓN
Las boquillas se clasifican de acuerdo a su nivel básico de aislamiento al impulso, tipo de instalación, material, zona de aplicación y corriente nominal de operación, de acuerdo a lo siguiente: -
nivel básico de aislamiento al impulso (véase tabla 1),
-
tipo de instalación:
Debe incluir los materiales, fabricación, pruebas de rutina y aceptación, empaque y embarque, planos del prototipo e información técnica en idioma español. 7
CONDICIONES DE OPERACIÓN
7.1
Condiciones Ambientales Normalizadas
Las corrientes y tensiones indicadas en las tablas 2 y 3 están referidas a valores ambientales normalizados, los cuales son:
. exterior - interior / aire-aire, aire-aceite, aire-SF6 . interior - interior / aire-aire, aire-aceite, aire-SF6 -
-
zona de aplicación - Normal (N) o Contaminación (C), corriente nominal de operación (véase tabla 2).
Basado en lo anterior la descripción corta de las boquillas debe tener el siguiente formato: BWWXYYY-ZZZZ En donde:
ALCANCE DEL SUMINISTRO
7.2
3
a)
Humedad absoluta = 11 g/m .
b)
Presión atmosférica = 101,3 kPa.
c)
Temperatura ambiente = 20°C. Condiciones Normales de Operación
Tomando en cuenta las características geográficas y climatológicas del país, las condiciones normales bajo las cuales deben operar las boquillas son las indicadas en la tabla 1.
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3 de 5 TABLA 1 - Condiciones de operación
Concepto
TABLA 2 - Características eléctricas
Valores -10 a + 50 ºC
Temperatura ambiente Altitud
0 a 2500 msnm
Tensión Máxima diseño (kV)
Temperatura del aceite, caso transformador (en el punto de contacto con la boquilla).
95 ºC
NBAI y Tensión de Aguante Impulso de Rayo (kV) Altitud recomendada de Instalación Más de 0 - 1000 1000 msnm msnm
< 1,0
30
Distancia de fuga mínima (mm) Zona
Normal
Contaminada
20
25
Tensión de Aguante 60 Hz, 1 min, en húmedo
45
Elevación de temperatura en terminales externas de conexión (sobre la temperatura ambiente sin influencia de otras fuentes de calor).
≤ 65 ºC
38 310
110
387
125
Ángulo de montaje respecto a la vertical
≤ 30 ºC
Nivel de contaminación
Véase inciso 3.8 y 3.9
50 540
150
675
170
Condiciones Particulares de Operación
38,0
70
200
950
700 250
Cuando las condiciones de operación sean diferentes a las indicadas en el inciso 7.2 se consideran como condiciones particulares de operación: -
temperaturas extremas,
-
altitudes mayores,
-
ambientes con vapores, gases, polvos abrasivos, mezclas explosivas, hielo,
-
inclinaciones mayores a 30° respecto a la vertical,
-
vibraciones excesivas,
-
condiciones diferentes a las especificadas de transporte y almacenamiento.
Para estas condiciones de operación los requerimientos de las boquillas son de común acuerdo entre las partes involucradas.
Tensión máxima de diseño (kV)
Conductor
Cable pasado o barra
Barra
27,5
(A) 100, 250, 500, 750, 1000. 400, 630, 800, 1250, 2000. 400, 630, 800, 1250.
38,0
400, 630, 800, 1250.
CARACTERÍSTICAS GENERALES
1,0
8.1
Dimensiones Electromecánicas
15,5
Las boquillas deben cumplir con los valores indicados en las tablas 2 y 3 de esta norma.
95
TABLA 3 - Valores de corriente nominal
8
Características
80
NOTA - La distancia de fuga mínima mencionada en la tabla no libera del cumplimiento con la prueba de contaminación, es un valor manejado generalmente como suficiente pero la geometría propia de la boquilla es determinante para poder cumplir con la prueba.
(A)
y
60 70
170
7.3
38 50
125 27,0
10 10
95 15,5
(kV)
< 400
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4 de 5 Los valores nominales de la corriente térmica de corta duración deben ser 25 veces la corriente nominal durante 1 s. En el caso de boquillas de transformadores el tiempo debe ser de 2 s.
g)
Carga sostenida a la flexión (en cantilever).
h)
De hermeticidad a la boquilla completa, incluyendo el herraje.
i)
Aguante a la contaminación, de acuerdo a lo establecido en las normas IEC 60137 e IEC 60507 3 con el método de niebla salina, con 14 kg/m para boquillas a instalarse en zonas normales y con 40 3 kg/m para boquillas a instalarse en zonas contaminadas.
Los valores nominales de corriente dinámica deben tener una amplitud, en el primer pico de 2,5 veces el valor de la corriente térmica de corta duración. 8.2
Material
8.2.1
Aislamiento
El aislamiento debe ser porcelana, de una sola pieza, con un acabado vidriado y liso en la superficie externa expuesta al ambiente exceptuando la superficie de apoyo en el horno. La porcelana debe cumplir con la norma IEC 60672. 8.2.2
9.2
Pruebas de Rutina
Las pruebas de rutina se realizan de acuerdo con la metodología establecida en la norma IEC 60672-2.
Conectador
a)
Prueba de tensión de aguante 60 Hz en seco.
b)
Prueba de hermeticidad.
c)
Inspección visual y verificación dimensional, deben efectuarse conforme a planos del tipo.
El conectador debe ser compatible para conductores de aluminio o cobre. 9.3 8.2.3
El cemento utilizado como elemento de unión entre la boquilla y el herraje de sujeción, debe estar libre de burbujas, y no debe presentar grietas o desprendimientos durante la vida útil de la boquilla. 9
CONTROL DE CALIDAD
Las boquillas deben cumplir con las pruebas prototipo, rutina y aceptación que se indican en esta norma. El control de calidad debe ser supervisado por CFE. 9.1
Pruebas Prototipo
Se realizan de acuerdo con lo establecido en las normas IEC 60137 e IEC 60507. En el caso de las boquillas para instalación interior o exterior (aire–aceite), el fabricante debe indicar cual es la distancia mínima en aceite en la cual debe estar sumergida la cola de la boquilla, en condiciones normales de operación. Se requiere este dato en pruebas y se debe proporcionar antes de iniciar las pruebas. a)
Verificación dimensional, conforme a planos del tipo.
b)
Tensión de aguante a 60 Hz, en húmedo.
c)
Tensión de aguante al impulso por rayo, en seco.
d)
Tensión crítica de flameo al impulso, de acuerdo a la norma NMX-J-271/1-ANCE (método "up and down").
e)
Elevación de temperatura (a la boquilla completa o al conectador con ésta, dependiendo del tipo, barra sólida o cable pasado).
f)
Pruebas de Aceptación
Cemento
Corriente de aguante térmico de corta duración.
Son para verificar la calidad del lote presentado a inspección y son las mismas que las de rutina, además de la verificación del marcado de la boquilla y del empaque. 10
MARCADO Y EMPAQUE
El marcado debe cumplir con lo establecido en NOM-008SCFI. 10.1
Marcado en la Boquilla
El marcado debe ser indeleble y fijo en el primer faldón del cuerpo de la boquilla y debe tener como mínimo lo siguiente: a)
Identificación del fabricante.
b)
Tensión máxima de diseño.
c)
Año y mes de fabricación.
d)
NBAI.
e)
Corriente (A) cuando la boquilla sea con conductor de barra sólida debe de indicarse el valor en el conectador, con excepción de las boquillas de 1,2 kV con corrientes menores a 500 A.
10.2
Empaque
Las boquillas deben empacarse en cajas de cartón corrugado y/o rejas de madera de acuerdo al tipo de boquilla de que se trate, con el objeto de que resistan las maniobras del transporte, embarque y almacenamiento. 10.2.1
Marcado en el empaque
El marcado en el empaque de las boquillas debe llevar la siguiente información en un lugar visible:
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NORMA DE REFERENCIA NRF-008-CFE
5 de 5
11
a)
Siglas de CFE.
12
b)
Identificación del fabricante.
No aplica.
c)
Descripción de la boquilla.
d)
Número de lote de fabricación.
e)
Cantidad de piezas por empaque.
f)
Destino.
g)
País de origen.
h)
Indicación de que es un producto frágil y en su caso condición de almacenamiento.
i)
Masa bruta y neta en kg.
j)
Volumen en m .
k)
Número de contrato.
3
GARANTÍA
Todas las boquillas deben garantizarse de cualquier problema de vicios ocultos ocurridos durante su vida útil, la cual no debe ser menor a 20 años. Esta garantía es independiente de la garantía comercial.
13
BIBLIOGRAFÍA
CONCORDANCIA INTERNACIONALES
CON
NORMAS
Esta norma de referencia coincide parcialmente con las normas IEC 60137, IEC 60507 y la IEC 60672 partes 1, 2 y 3.