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• Erick Mora

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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 2006-12-22

ENSAYOS DE DISEÑO PARA FUSIBLES DE ALTA TENSIÓN, INTERRUPTORES PARA DISTRIBUCIÓN MONOPOLARES EN AIRE, ENCAPSULADOS; INTERRUPTORES DESCONECTADORES CON FUSIBLES Y ACCESORIOS

E:

DESIGN TEST FOR HIGH-VOLTAGE FUSES, DISTRIBUTION ENCLOSED SINGLE-POLE AIR SWITCHES, FUSE DISCONNECTING SWITCHES, AND ACCESORIES

CORRESPONDENCIA:

esta norma es idéntica (IDT) por traducción de la norma IEEE C37.41: 2000.

DESCRIPTORES:

dispositivos de corte eléctrico; interruptor, fusible eléctrico, interruptor monopolar, cortacircuito; fusible ; fusible de alta tensión.

I.C.S.: 29.240.30; 29.120.50 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. (571) 6078888 - Fax (571) 2221435

Prohibida su reproducción

Segunda actualización Editada 2007-01-19

PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 2132 (Segunda actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo de 2006-12-22. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 132. Aparatos para subestaciones de media y alta tensión. AVE COLOMBIANA LTDA. CELSA S.A. CODENSA S.A. ESP DISICO LTDA EMPRESA DE ENERGÍA DE CUNDINAMARCA

MELEC S.A. QUEST INTERNATIONAL S.A. WHIPP & BOURNE

Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: AISLA LTDA. CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE CALDAS S.A. ESP DIMELCO LTDA. ELÉCTRICOS INTERNACIONAL ELECTRIFICADORA DEL CARIBE S.A. ESP EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN FUSSAND S.A. IMET -CISAINTERCONEXIÓN ELECTRICA S.A.

LUMINEX S.A. MEDIDORES TÉCNICA EQUIPOS S.A. C.I. MINISTERIO DE COMERCIO INDUSTRIA Y TURISMO MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA SCHNEIDER ELECTRIC TERCOL LTDA. TRANSFORMADORES C & CO ENERGY LTDA. UPS REDES

ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales y otros documentos relacionados. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización)

CONTENIDO

Página

1.

ALCANCE ....................................................................................................................1

1.1

FUSIBLES Y EQUIPOS FUSIBLES.............................................................................1

1.2

DESCRIPCIÓN DE LAS CAJAS DE FUSIBLES (FEP: FUSE-ENCLOSURE PACKAGE) CON FUSIBLES DE POTENCIA TIPO EXPULSIÓN PARA USO EN INTERIORES ......................................................................................2

1.3

DESCRIPCIÓN DE LA FEP CON FUSIBLES DE POTENCIA Y DE DISTRIBUCIÓN LIMITADORES DE CORRIENTE PARA USO EN INTERIORES .....2

2.

REFERENCIAS NORMATIVAS ...................................................................................3

2.1

NORMAS ESTADOUNIDENSES .................................................................................3

2.2

OTRAS NORMAS.........................................................................................................3

3.

ENSAYOS REQUERIDOS ...........................................................................................3

3.1

ENSAYOS DE LOS DISPOSITIVOS............................................................................4

3.2

ENSAYOS DE FEP.......................................................................................................4

3.3

VALORES DE LOS ENSAYOS....................................................................................4

3.4

RESPONSABILIDAD POR EL ENSAYO.....................................................................5

4.

REQUISITOS DE ENSAYO COMUNES ......................................................................5

4.1

CONDICIONES DEL SITIO DE ENSAYO ....................................................................5

4.2

FRECUENCIA Y FORMA DE ONDA DE LA TENSIÓN DE ENSAYO.........................5

4.3

DISPOSITIVOS QUE SE VAN A ENSAYAR ...............................................................5

4.4

CRITERIOS DE ACEPTACIÓN....................................................................................6

4.5

DIMENSIONES DEL CONDUCTOR PARA ENSAYO .................................................6

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización)

Página

4.6

MONTAJE Y PUESTA A TIERRA DE LOS DISPOSITIVOS PARA ENSAYO ...........7

5.

ENSAYOS DIELÉCTRICOS.........................................................................................8

5.1

MEDICIÓN DE LAS TENSIONES DE ENSAYO ..........................................................8

5.2

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE TENSIÓN SOSTENIDA EN SECO A FRECUENCIA INDUSTRIAL........................................................................................8

5.3

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE TENSIÓN SOSTENIDA EN HÚMEDO, A FRECUENCIA INDUSTRIAL, EN DISPOSITIVOS PARA USO EN EXTERIORES ....9

5.4

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE TENSIÓN SOSTENIDA EN SECO A FRECUENCIA INDUSTRIAL EN DISPOSITIVOS PARA USO EN INTERIORES ......9

5.5

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE TENSIÓN SOSTENIDA DE IMPULSO ......10

5.6

CONEXIONES Y VALORES DE ENSAYO DE FUSIBLES DE EXPULSIÓN, CORTACIRCUITOS E INTERRUPTORES DESCONECTADOTES CON FUSIBLES PARA DISTRIBUCIÓN ............................................................................10

5.7

CONEXIONES Y VALORES DE ENSAYO PARA CORTACIRCUITOS EN ACEITE PARA DISTRIBUCIÓN ...............................................................................................11

5.8

CONEXIONES Y VALORES DE ENSAYO PARA INTERRUPTORES MONOPOLARES EN AIRE ENCAPSULADOS PARA DISTRIBUCIÓN...................12

5.9

CONEXIONES Y VALORES DE ENSAYO PARA FUSIBLES DE EXPULSIÓN Y LIMITADORES DE CORRIENTE DE POTENCIA E INTERRUPTORES DESCONECTADORES CON FUSIBLES ..................................................................12

5.10

CONEXIONES Y VALORES DE ENSAYO PARA FUSIBLES LIMITADORES DE CORRIENTE E INTERRUPTORES DESCONECTADORES CON FUSIBLE PARA DISTRIBUCIÓN ...............................................................................................13

5.11

FUSIBLES LIMITADORES DE CORRIENTE Y DE EXPULSIÓN PARA DISTRIBUCIÓN Y DE POTENCIA E INTERRUPTORES DESCONECTADOTES CON FUSIBLE USADOS EN LAS FEP .....................................................................14

5.12

FUSIBLES EXTERNOS DE POTENCIA Y DE DISTRIBUCIÓN PARA CONDENSADORES EN DERIVACIÓN .....................................................................16

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización)

Página

6.

ENSAYOS DE INTERRUPCIÓN ................................................................................16

6.1

PROCEDIMIENTOS COMUNES PARA TODOS LOS ENSAYOS DE INTERRUPCIÓN...................................................................................................16

6.2

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE INTERRUPCIÓN EN CORTACIRCUITOS DE HILO ABIERTO PARA DISTRIBUCIÓN.............................18

6.3

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE INTERRUPCIÓN EN CORTACIRCUITOS EN ACEITE PARA DISTRIBUCIÓN .........................................18

6.4

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE INTERRUPCIÓN DE CORTACIRCUITOS FUSIBLES DE DISTRIBUCIÓN (ABIERTOS Y ENCAPSULADOS) (EXCEPTO FUSIBLES LIMITADORES DE CORRIENTE) .......................................19

6.5

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE INTERRUPCIÓN EN FUSIBLES E INTERRUPTORES DESCONECTADORES CON FUSIBLE DE POTENCIA (EXCEPTO LOS FUSIBLES LIMITADORES DE CORRIENTE Y LOS FUSIBLES DE POTENCIA SUMERGIDOS EN LÍQUIDO)................................20

6.6

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE INTERRUPCIÓN EN FUSIBLES DE POTENCIA Y DE DISTRIBUCIÓN LIMITADORES DE CORRIENTE ......................20

6.7

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE INTERRUPCIÓN PARA LAS FEP QUE USAN FUSIBLES LIMITADORES DE CORRIENTE DE POTENCIA Y DE DISTRIBUCIÓN PARA USO EN INTERIORES .........................................................27

6.8

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE INTERRUPCIÓN PARA FEP CON FUSIBLES DE EXPULSIÓN, SUMERGIDOS EN LÍQUIDO DE POTENCIA PARA USO EN INTERIORES...........................................................28

6.9

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE INTERRUPCIÓN PARA FEP AISLADAS CON AIRE CON FUSIBLES DE EXPULSIÓN DE POTENCIA PARA USO EN INTERIORES ....................................................................................29

6.10

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE INTERRUPCIÓN PARA FUSIBLES EXTERNOS PARA CONDENSADORES EN DERIVACIÓN .....................................31

7.

ENSAYOS DE RUPTURA BAJO CARGA.................................................................35

7.1

PROCEDIMIENTOS COMUNES PARA TODOS LOS ENSAYOS DE RUPTURA BAJO CARGA ...................................................................................35

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización)

Página

7.2

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE RUPTURA BAJO CARGA PARA TODOS LOS DISPOSITIVOS CON FUSIBLES EXCEPTO LOS CORTACIRCUITOS EN ACEITE PARA DISTRIBUCIÓN .........................................37

7.3

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE RUPTURA BAJO CARGA PARA CORTACIRCUITOS EN ACEITE PARA DISTRIBUCIÓN .........................................38

8.

ENSAYOS DE CORRIENTE DE CIERRE (CORTACIRCUITOS EN ACEITE PARA DISTRIBUCIÓN)..........................................................................38

8.1

PROCEDIMIENTOS COMUNES PARA TODOS LOS ENSAYOS DE CORRIENTE DE CIERRE PARA CORTACIRCUITOS EN ACEITE PARA DISTRIBUCIÓN..........38

8.2

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE CORRIENTE DE CIERRE PARA CORTACIRCUITOS EN ACEITE PARA DISTRIBUCIÓN .........................................39

9.

ENSAYOS DE RADIO INFLUENCIA .........................................................................39

9.1

PROCEDIMIENTOS COMUNES A TODOS LOS ENSAYOS DE RADIO INFLUENCIA............................................................................................39

9.2

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE RADIO INFLUENCIA EN UN SOLO DISPOSITIVO .............................................................................................................41

9.3

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE RADIO INFLUENCIA EN DISPOSITIVOS MÚLTIPLES .....................................................................................42

9.4

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE RADIO INFLUENCIA PARA APARATOS ENSAMBLADOS ........................................................................................................42

10.

ENSAYOS DE CORRIENTE DE CORTA DURACIÓN ..............................................42

10.1

MONTAJE Y PUESTA A TIERRA DEL DISPOSITIVO PARA EL ENSAYO ............42

10.2

CONEXIONES DE ENSAYO ......................................................................................42

10.3

RELACIÓN DEL CIRCUITO DE ENSAYO.................................................................42

10.4

DESCRIPCIÓN DE LAS CORRIENTES DE ENSAYO MOMENTÁNEAS.................44

10.5

DESCRIPCIÓN DE LAS CORRIENTES DE ENSAYO MOMENTÁNEAS.................44

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización)

Página

10.6

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE CORREINTE DE 3 A .................................44

10.7

CRITERIOS DE ACEPTACIÓN..................................................................................44

11.

ENSAYOS DE ELEVACIÓN DE LA TEMPERATURA ..............................................45

11.1

PROCEDIMIENTOS COMUNES PARA TODOS LOS ENSAYOS DE ELEVACIÓN DE TEMPERATURA.............................................................................45

11.2

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE ELEVACIÓN DE LA TEMPERATURA (EXCEPTO EN CORTACIRCUITOS EN ACEITE PARA DISTRIBUCIÓN)...............46

11.3

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE ELEVACIÓN DE LA TEMPERATURA PARA FEP CON FUSIBLES DE EXPULSIÓN, DE POTENCIA PARA USO EN INTERIORES ...............................................................................................46

12.

ENSAYOS DE TIEMPO - CORRIENTE .....................................................................46

12.1

PROCEDIMIENTOS COMUNES PARA TODOS LOS ENSAYOS TIEMPO CORRIENTE ...............................................................................................................46

12.2

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS TIEMPO - CORRIENTE DE FUSIÓN...............48

12.3

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS TIEMPO - CORRIENTE DE RESTABLECIMIENTO TOTAL ..................................................................................48

13.

ENSAYOS DE OPERACIÓN MANUAL, CICLO TÉRMICO Y TORSIÓN (CORTACIRCUITOS DE DISTRIBUCIÓN) ................................................................49

13.1

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE OPERACIÓN MANUAL .............................49

13.2

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE CICLO TÉRMICO ......................................49

13.3

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE TORSIÓN...................................................50

14.

ENSAYOS DE HERMETICIDAD AL LÍQUIDO ..........................................................50

14.1

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE HERMETICIDAD AL LÍQUIDO ..................50

14.2

SERIE DE ENSAYOS.................................................................................................51

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización)

Página

14.3

CRITERIOS DE ACEPTACIÓN..................................................................................51

15.

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE DISMINUCIÓN DE PRESIÓN ESTÁTICA CON TAPA DESECHABLE.....................................................................52

ANEXOS ANEXO A (Informativo) MÉTODOS RECOMENDADOS PARA DETERMINAR EL VALOR DE UNA ONDA DE CORRIENTE SINUSOIDAL Y DE LA TENSIÓN DE RECUPERACIÓN A FRECUENCIA INDUSTRIAL ..........................................................................................................................71 ANEXO B (Informativo) MÉTODO RECOMENDADO PARA DETERMINAR LA CORRIENTE EFICAZ DE ESTADO ESTACIONARIO EQUIVALENTE PARA TRAZAR CURVAS TIEMPO-CORRIENTE .........74 ANEXO C (Informativo) CÁLCULO SIMPLIFICADO DE LA CORRIENTE DE FALLA...............................................75 ANEXO D (Informativo) PARÁMETROS DE TENSIÓN DE RECUPERACIÓN TRANSITORIA (TRV) .......................77 TABLAS Tabla 1. Ensayos de diseño requeridos .............................................................................53 Tabla 2. Ensayos de funcionamiento de interrupción y parámetros del circuito de ensayo para cortocircuitos de hilo abierto para distribución.....................................54 Tabla 3. Ensayos de funcionamiento de interrupción y parámetros del circuito de ensayo para cortocircuitos de aceite para distribución ..............................................54 Tabla 4. Relaciones X/R mínimas para cortacircuitos en aceite para distribución........55 Tabla 5. Ensayos de funcionamiento de interrupción y parámetros del circuito de ensayo para cortocircuitos con fusible para distribución de una sola tensión nominal (excepto fusibles limitadores de corriente, cortacircuitos en aceite y cortacircuitos de hilo abierto ..................................................56 Tabla 6. Ensayos de funcionamiento de interrupción y parámetros del circuito de ensayo para cortacircuitos con fusible para distribución con tensión nominal de pendiente (tensión nominal múltiple)............................................................................57

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización)

Página

Tabla 7. Parámetros del circuito de ensayo de tensión de recuperación transitoria (TRV) inherente para cortacircuitos de fusible para distribución, fusibles de expulsión sumergidos en líquido y fusibles de línea de condensadores para distribución ......................................................................................58 Tabla 8. Relaciones X/R mínimas para ensayos de interrupción en cortacircuitos con fusible para distribución (excepto fusibles limitadores de corriente, cortacircuitos en aceite y cortacircuitos de hilo abierto) .................................................59 Tabla 9. Ensayos de funcionamiento de interrupción y parámetros de circuito de ensayo para fusibles de potencia (excepto fusibles limitadores de corriente ..........60 Tabla 10. Parámetro del circuito para ensayos de TRV para fusibles de expulsión de potencia, fusibles limitadores de corriente de potencia y para distribución y fusibles de líneas de condensadores de potencia .........................................................61 Tabla 11. Relaciones X/R mínimas para la serie de ensayo 5 en fusibles de potencia (excepto fusibles limitadores de corriente) .......................................................................61 Tabla 12. Ensayos de funcionamiento de interrupción y parámetros del circuito de ensayo para fusibles de distribución y de potencia limitadores de corriente................62 Tabla 13. Ensayos de funcionamiento de interrupción y parámetros del circuito de ensayo para fusibles de expulsión sumergidos en líquido usados en compartimientos...................................................................................................................63 Tabla 14. Tipo de ensayo de funcionamiento de interrupción requeridos para los fusibles de condensadores .................................................................................................64 Tabla 15. Ensayos de funcionamiento de interrupción de corriente capacitiva y parámetros del circuito de ensayo para todos los tipos de fusibles de condensadores ................................................................................................................65 Tabla 16. Corriente de cortocircuito de la fuente para fusibles de línea de condensadores .....................................................................................................................68 Tabla 17. Tamaño y longitud de los conductores desnudos para los ensayos especificados ........................................................................................................................69 Tabla 18. Primer y segundo pico de corriente mayor para una corriente momentánea y X/R del circuito especificadas...................................................................70

DOCUMENTO DE REFERENCIA..........................................................................................82

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización)

ENSAYOS DE DISEÑO PARA FUSIBLES DE ALTA TENSIÓN, INTERRUPTORES PARA DISTRIBUCIÓN MONOPOLARES EN AIRE, ENCAPSULADOS; INTERRUPTORES DESCONECTADORES CON FUSIBLES Y ACCESORIOS

1.

ALCANCE

1.1

FUSIBLES Y EQUIPOS FUSIBLES

Esta norma especifica los requisitos de ensayos de diseño para fusibles de alta tensión (por encima de 1 000 V), interruptores de distribución monopolares en aire encapsulados; interruptores desconectadores con fusibles y accesorios para uso en sistemas de distribución de corriente alterna. Los dispositivos a los cuales se aplica esta norma son los siguientes: a)

Fusibles de expulsión de potencia y de distribución.

b)

Fusibles limitadores de corriente de potencia y de distribución.

c)

Interruptores desconectadotes con fusibles de potencia y de distribución.

d)

Elementos a) hasta c) utilizados en paquetes de fusibles encapsulados (véanse los tipos enumerados en los numerales 1.2 y 1.3).

e)

Soportes, monturas y ganchos fusibles del tipo destinado para el uso con fusibles e interruptores desconectadores con fusibles de potencia y de distribución

f)

Cuchillas de interruptor removibles del tipo usado exclusivamente con cortacircuitos en aceite de distribución, fusibles de potencia e interruptores desconectadores con fusibles de distribución.

g)

Hilos fusibles cuando se usan exclusivamente con cortacircuitos en aceite para distribución, fusibles de potencia, e interruptores desconectadores con fusibles de distribución.

h)

Cortacircuitos en aceite para distribución.

i)

Interruptores para distribución monopolares en aire encapsulados de distribución.

j)

Fusibles de expulsión, limitadores de corriente y condensadores de combinación externa, de potencia y de distribución, usados con unidades de condensadores (capacitor unit fuse), grupos de unidades y baterías de condensadores. 1 de 82

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización)

Los fusibles tipo expulsión de potencia y de distribución indicados en los literales a) hasta j) son los mismos tratados en el documento IEC 60282-2 (1995-09). Los fusibles tipo expulsión para distribución son los mismos fusibles clase “A” de IEC 60282-2 y los fusibles de potencia son los mismos clase “B” de dicho documento. Actualmente las normas IEEE no comprenden los fusibles clase “C” enumerados en IEC 60282-2 (1995-09). Algunos de los fusibles limitadores de corriente indicados anteriormente son los mismos tratados en el documento IEC 60282-1 (199-12). La norma IEEE C37.41-2000 contiene requisitos específicos para más tipos de fusibles limitadores de corriente que los cubiertos en la norma IEC 60282-1 (199-12). Se debe tener precaución si los dispositivos especificados y ensayados según las normas ANSI/IEEE se comparan con los especificados y ensayados según las normas IEC ya que pueden o no ser los mismos. 1.2

DESCRIPCIÓN DE LAS CAJAS DE FUSIBLES (FEP: Fuse-Enclosure Package) CON FUSIBLES DE POTENCIA TIPO EXPULSIÓN PARA USO EN INTERIORES

Tipo 1E: un fusible montado en compartimiento con circulación de aire relativamente libre dentro de éste (por ejemplo un fusible de expulsión montado en un compartimiento o una bóveda). Tipo 2E: un fusible montado en un contenedor con flujo de aire restringido alrededor del fusible, pero con circulación de aire relativamente libre dentro del compartimiento por fuera del contenedor (por ejemplo un fusible de expulsión en un compartimiento con barreras aislantes que forman un contenedor que restringe el flujo de aire). Tipo 3E: un fusible sumergido directamente en líquido y montado en un compartimiento con circulación de aire relativamente libre alrededor del fusible (por ejemplo un fusible de expulsión en un compartimiento del equipo de conmutación). 1.3

DESCRIPCIÓN DE LA FEP CON FUSIBLES DE POTENCIA Y DE DISTRIBUCIÓN LIMITADORES DE CORRIENTE PARA USO EN INTERIORES

Tipo 1C: un fusible montado en un compartimiento con circulación de aire relativamente libre dentro del compartimiento (por ejemplo los fusibles montados en transformadores con base de concreto (o de pedestal, Pad - Mounted), de frente vivo y transformadores en bóveda). Tipo 2C: un fusible en un contenedor montado en un compartimiento con flujo de aire restringido alrededor del fusible, pero circulación de aire relativamente libre dentro del compartimiento en las superficies exteriores del contenedor (por ejemplo un fusible dentro de un cartucho en un compartimiento o bóveda). Tipo 3C: un fusible en un contenedor montado en un compartimiento con flujo de aire restringido alrededor del fusible, pero flujo de líquido relativamente libre dentro del compartimiento en las superficies externas del contenedor (por ejemplo un fusible dentro de un cartucho sumergido en aceite de transformador). Tipo 4C: una combinación de los Tipos 2C y 3C, donde el contenedor se encuentra parcialmente en aire y parcialmente en líquido (por ejemplo un fusible dentro de un buje de un transformador). Tipo 5C: un fusible sumergido directamente en líquido y montado en un compartimiento con circulación de líquido relativamente libre alrededor del fusible (por ejemplo un fusible sumergido en aceite en un compartimiento de transformador o de equipo de conmutación).

2

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 2.

REFERENCIAS NORMATIVAS

2.1

NORMAS ESTADOUNIDENSES

NTC 2132 (Segunda actualización)

Esta norma se debe usar en conjunto con las siguientes publicaciones. Aunque algunas de las siguientes normas pueden ser reemplazadas por una revisión aprobada por ANSI, puede ser que la revisión no se aplique. ANSI C37.42-1996, American National Standard for Switchgear - Distribution Cutouts and Fuse Links - Specifications. ANSI C37.44-1981, (Reaff 1987), American National Standard Specifications for Distribution Oil Cutouts and Fuse Links. ANSI C37.45-1981, (Reaff 1192), American National Standard Specifications for Distribution Enclosed Single Pole Air Switches. ANSI C37.46-2000, American National Standard Specifications for Power Fuses and Fuse Disconnecting Switches. ANSI C37.47-2000, American National Standard Specifications for Distribution Fuse and Fuse Disconnecting Switches, Fuse Supports, and Current-Limiting Fuses. ANSI C63.2-1987, American National Standard for Electromagnetic Noise and Field Strength Instrumentation, 10 kHz to 1 GHz - Specifications. IEEE Std 4-1978, IEEE Standard Techniques for High-Voltage Testing. IEEE Std 4-1995, IEEE Standard Techniques for High-Voltage Testing (ANSI). IEEE Std C37.20.3-1987 (Reaff 1992), IEEE Standard for Metal-Enclosed Interrupter Switchgear (ANSI). IEEE Std C37.40-1993, IEEE Standard Service Conditions and Definitions for High-Voltage Fuses, Distribution Enclosed Single-Pole Air Switches, Fuse Disconnecting Switches, and Accessories (ANSI). IEEE Std C37.48-1997 (Reaff 1992), IEEE Guide for Application, Operation, and Maintenance of High Voltage Fuses, Distribution Enclosed Single-Pole Air Switches, Fuse Disconnecting Switches, and Accessories (ANSI). 2.2

OTRAS NORMAS

IEC 60282-1 (1994-12), High-voltage Fuses. Part 1: Current-limiting Fuses. IEC 60282-2 (1995-09), High-voltage Fuses. Part 2: Expulsion Fuses.

3.

ENSAYOS REQUERIDOS

Los ensayos que se han de realizar al terminar un diseño o después de un cambio en el diseño que afecte el desempeño se resumen en la Tabla 1 y se especifican en su totalidad en las normas correspondientes que se enumeran a continuación: 3

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización)

ANSI C37.42-1996 ANSI C37.44-1981 ANSI C37.45-1981 ANSI C37.46-2000 ANSI C37.47-2000 3.1

ENSAYOS DE LOS DISPOSITIVOS

Para los dispositivos cubiertos por esta norma no es necesario realizar todos los ensayos que se apliquen en cada modificación del diseño de un diseño calificado previamente. Para garantizar que el desempeño general no se ha afectado adversamente como resultado de la modificación del diseño se deben conducir ensayos suficientes para asegurarse de que el diseño modificado tendrá un desempeño que satisfaga o exceda las capacidades nominales o los requisitos de desempeño que son diferentes de las normas especificadas en el numeral 3, el diseño modificado debe tener capacidades nominales o requisitos de desempeño que cumplan o excedan los valores asignados al dispositivo original. Los fusibles conectados en paralelo se deben considerar un diseño separado y se deben ensayar según eso. 3.2

ENSAYOS DE FEP

Los ensayos de diseño para las FEP se llevan a cabo para determinar la idoneidad de un tipo particular de diseño, estilo o modelo de equipo para satisfacer las capacidades nominales asignadas y operar satisfactoriamente. En general, no es necesario ensayar un fusible si éste ya ha sido ensayado en un compartimiento equivalente. 3.3

VALORES DE LOS ENSAYOS

3.3.1

Tolerancias permitidas

Los parámetros de ensayo en este documento y en las especificaciones para cada dispositivo se indican como un valor más una tolerancia permitida, un valor menos una tolerancia permitida, un valor mínimo o un rango. Cuando se especifica un rango, el ensayo se puede llevar a cabo en cualquier valor dentro de ese rango. Cuando se especifica un valor mínimo o un valor más una tolerancia, el fabricante puede realizar el ensayo en cualquier valor que iguale o exceda el valor mínimo. Cuando se especifica un valor menos una tolerancia, el fabricante puede realizar el ensayo en cualquier valor que sea igual o menor que el valor máximo permitido. Cuando se especifica un valor mínimo o una tolerancia, los ensayos realizados por personas diferentes del fabricante se deben conducir en el valor especificado o se debe obtener autorización del fabricante para conducir el ensayo en un valor diferente. 3.3.2

Valores preferentes

En esta norma y en las especificaciones a las que se hace referencia aquí, las capacidades nominales y los requisitos de desempeño representan valores y requisitos preferentes. Condiciones especiales del circuito o del ambiente pueden requerir dispositivos con capacidades y desempeños diferentes de los valores y requisitos preferentes especificados en estos documentos. Para estos dispositivos, el usuario y el fabricante deben acordar las capacidades nominales y los requisitos de desempeño. 4

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 3.4

NTC 2132 (Segunda actualización)

RESPONSABILIDAD POR EL ENSAYO

El fabricante de un fusible o un interruptor debe ensayar su dispositivo y suministrar los datos de aplicación adecuados. Un fabricante de FEP es responsable de garantizar que se han realizado los ensayos adecuados y de suministrar los datos de aplicación.

4.

REQUISITOS DE ENSAYO COMUNES

Los requisitos de el numeral 4 son comunes para todos los ensayos. Cuando las condiciones para un ensayo específico son diferentes de estos requisitos comunes, éstas se identifican en el numeral específico para el ensayo. 4.1

CONDICIONES DEL SITIO DE ENSAYO

4.1.1

Temperatura del ambiente durante el ensayo

La temperatura del ambiente imperante en el sitio de ensayo debe cumplir las condiciones comunes de servicio, según el numeral 2.1 de IEEE Std C37.40-1993. 4.1.2

Condiciones atmosféricas durante el ensayo

Los ensayos se deben realizar en las condiciones atmosféricas imperantes en el momento y el lugar del ensayo. Se recomienda que la presión barométrica y las lecturas de termómetro de bulbo húmedo y bulbo seco se registren de tal forma que se puedan aplicar los correspondientes factores de corrección a las mediciones. 4.2

FRECUENCIA Y FORMA DE ONDA DE LA TENSIÓN DE ENSAYO

4.2.1

Frecuencia de la tensión de ensayo

La frecuencia para todos los ensayos a frecuencia industrial debe ser de 50 Hz ± 2 Hz ó 60 Hz ± 2 Hz, excepto que se especifique algo diferente. 4.2.2

Forma de onda de la tensión de ensayo

Se debe aplicar al dispositivo una onda de forma sinusoidal aceptable dentro de las normas comerciales. Para la definición de forma de onda, véase la norma IEEE Std 4-1995. 4.3

DISPOSITIVOS QUE SE VAN A ENSAYAR

4.3.1

Condición del dispositivo que se va a ensayar

El dispositivo debe ser nuevo y estar en buenas condiciones y todos los ensayos se deben aplicar antes de que el dispositivo sea puesto en servicio comercial, a menos que se especifique algo diferente. 4.3.2

Compatibilidad de los componentes

A menos que se especifique algo diferente, los ensayos realizados según esta norma deben utilizar componentes producidos por el mismo fabricante o recomendados para el uso por el fabricante.

5

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 4.4

NTC 2132 (Segunda actualización)

CRITERIOS DE ACEPTACIÓN

Después de terminar con éxito los ensayos requeridos en esta norma y después de reemplazar las partes que normalmente se pueden reemplazar en el campo, excluyendo el portafusible, la condición del dispositivo debe ser la siguiente: a)

Mecánica: debe estar esencialmente en la misma condición que al principio del ensayo. Dependiendo de la corriente interrumpida durante los ensayos de interrupción, se acepta que el diámetro interior de los dispositivos de expulsión tengan un poco de erosión.

b)

Eléctrica: debe poder soportar continuamente la corriente nominal en la tensión máxima nominal. Si existe evidencia que sugiera que el dispositivo no puede soportar continuamente esta corriente debido al deterioro por contacto, se debe realizar un ensayo de elevación de temperatura en el dispositivo a la corriente nominal durante el tiempo que le tome a la temperatura alcanzar la estabilidad. La temperatura alcanzada por el dispositivo puede ser superior a la obtenida por un dispositivo nuevo. El criterio para la aceptación es la estabilización de la temperatura de larga duración.

c)

Dieléctrica: si hay evidencia de contaminación del aislador debido al ensayo, se debe conducir un ensayo de resistencia o soporte en seco a frecuencia industrial, en el 75 % del valor nominal para el dispositivo.

NOTA Los ejemplos de las partes que comúnmente se pueden reemplazar en campo incluyen conexiones de fusibles, unidad de recarga, tapa desechable y dispositivo de control de escape.

4.5

DIMENSIONES DEL CONDUCTOR PARA ENSAYO

4.5.1

Conductores para ensayo de interrupción, ruptura de carga, corriente de cierre y de corta duración

Las conexiones eléctricas se deben hacer mediante un conductor desnudo conectado a cada terminal del dispositivo que se somete a ensayo. Estos conductores deben tener calibre suficiente para soportar adecuadamente la corriente de ensayo durante el tiempo anticipado. El conductor del lado de la fuente se debe conectar al terminal superior del dispositivo y el conductor del lado de carga se debe conectar al terminal inferior, a menos que sea diferente en las condiciones de servicio normal o según lo especifiquen las recomendaciones del fabricante. 4.5.2

Conductores para ensayo dieléctrico y de radio influencia

Las conexiones eléctricas se deben hacer mediante un conductor desnudo conectado a cada terminal del dispositivo sometido a ensayo. Estos conductores deben tener el calibre más pequeño que, según el diseño, puede aceptar el terminal del dispositivo. Se acepta el uso de alambres de otros calibres, si se puede demostrar que este calibre no afecta los resultados de ensayo. 4.5.3

Conductores para ensayo de elevación de temperatura y de tiempo-corriente

Las conexiones eléctricas se deben hacer mediante un conductor desnudo conectado a cada terminal del dispositivo sometido a ensayo. Estos conductores deben tener el calibre y la longitud especificados en la Tabla 17.

6

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 4.6

NTC 2132 (Segunda actualización)

MONTAJE Y PUESTA A TIERRA DE LOS DISPOSITIVOS PARA ENSAYO

Los dispositivos se deben montar en la posición de servicio normal recomendada por el fabricante. Cuando existe más de una posición de servicio, se debe usar la orientación que produzca el funcionamiento más oneroso. Cuando se requiere la puesta a tierra de una parte particular del dispositivo durante el ensayo, los conductores a tierra deben tener el calibre suficiente para soportar adecuadamente cualquier corriente anticipada durante el tiempo esperado de flujo de corriente. Si se quiere detectar la corriente a tierra se pueden emplear dispositivos de medición de corriente o separaciones cortas derivados con un alambre fino. En los numerales 4.6.1 a 4.6.7 se describe la información específica sobre montaje y puesta a tierra para varios dispositivos que se han de ensayar. 4.6.1

Fusibles tipo expulsión, cortacircuitos e interruptores desconectadores con fusibles para distribución

Los fusibles tipo expulsión para distribución montados en cruceta, cortacircuitos e interruptores desconectadores con fusibles se deben montar en un travesaño de madera que mida en su sección transversal 9 cm x 11 cm (3,5 pulgadas x 4.5 pulgadas). El soporte del montaje del dispositivo se debe poner a tierra por medio de un conductor sujeto al soporte de montaje en el lado del travesaño opuesto al dispositivo. Los dispositivos diseñados para otros tipos de disposición del montaje se deben montar en su posición de servicio normal y las estructuras de montaje se deben poner a tierra. 4.6.2

Cortacircuitos en aceite para distribución

Los cortacircuitos en aceite para distribución se deben montar sobre una estructura rígida. La caja se debe poner a tierra. 4.6.3

Interruptores para distribución monopolares en aire, encapsulados

Los interruptores para distribución monopolares en aire, encapsulados se deben montar en un travesaño de madera que mida en su sección transversal 9 cm x 11 cm (3,5 pulgadas x 4.5 pulgadas). El soporte del montaje debe estar puesta a tierra por medio de un conductor sujeto a este soporte en el lado del travesaño opuesto al interruptor. 4.6.4

Fusibles de expulsión y limitadores de corriente e interruptores desconectares con fusibles de potencia

Los fusibles de expulsión y limitadores de corriente e interruptores desconectares con fusibles de potencia se deben montar sobre una estructura rígida. La base debe estar puesta a tierra. 4.6.5

Fusibles limitadores de corriente e interruptores desconectares con fusibles para distribución

Los fusibles limitadores de corriente e interruptores desconectadores con fusibles para distribución se deben montar sobre una estructura rígida. La base debe estar puesta a tierra. 4.6.6

Fusibles e interruptores desconectadores con fusibles de potencia y para distribución utilizados en las FEP

Los fusibles e interruptores desconectadores con fusibles de potencia y para distribución utilizados en las FEP se deben montar según las especificaciones del fabricante del fusible. El compartimiento y la base del dispositivo, según corresponda, deben estar puestos a tierra. 7

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 4.6.7

NTC 2132 (Segunda actualización)

Fusibles externos de potencia y para distribución para condensadores en derivación

4.6.7.1 Fusibles para línea de condensadores El equipo fusible se debe montar según se especifica en los numerales 4.6.1, 4.6.4, 4.6.5 o 4.6.6. 4.6.7.2 Fusibles para unidad de condensadores Para los ensayos de interrupción en fusibles de expulsión y limitadores de corriente para unidad de condensadores disponga de una distancia de aislamiento después de la operación, los fusibles se deben montar de la misma forma como se usarían en una batería de condensadores. Se debe colocar un fusible energizado en cada lado del fusible que se está ensayando, en la posición de servicio normal, para determinar que cualquier gas de expulsión o movimiento de las partes no reduzca las distancias de aislamiento ni las propiedades dieléctricas que puedan causar flameos y, como tal, originen la operación de estos fusibles adyacentes. Los fusibles limitadores de corriente que no tienen una característica de aislamiento o desconexión se pueden montar de cualquier forma conveniente. Para los ensayos de elevación de temperatura la configuración del montaje debe simular la configuración de la batería de condensadores en la que se va a utilizar el fusible y debe ser tal que no restrinja ni promueva la transferencia de calor de forma diferente de las condiciones de servicio.

5.

ENSAYOS DIELÉCTRICOS

En esta sección se usan como referencia las normas IEEE Std 4-1978 e IEEE Std 4-1995. Se prefiere la versión de 1978 debido a la larga experiencia en campo, pero el ensayo de acuerdo con la versión de 1995, según opción del fabricante, también se acepta totalmente para el propósito del cumplimiento de esta norma. Los procedimientos de ensayo dieléctrico deben ser como se especifican en el numeral 4 y como se describe en el numeral 5. 5.1

MEDICIÓN DE LAS TENSIONES DE ENSAYO

La tensión para los ensayos dieléctricos se debe medir y corregir para las condiciones normales según la norma IEEE Std 4. 5.2

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE TENSIÓN SOSTENIDA EN SECO A FRECUENCIA INDUSTRIAL

5.2.1

Aplicación de la tensión de ensayo

Se debe aplicar la tensión de ensayo especificada, con las correcciones atmosféricas apropiadas, durante 1 min. La aplicación del 75 % de la tensión nominal sostenida en seco se puede hacer en un solo paso y elevarla al valor requerido en 5 s mínimo y 30 s máximo.

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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 5.2.2

NTC 2132 (Segunda actualización)

Criterios de aceptación

No debe haber flameo ni daño del material aislante. NOTA Los valores terminal a terminal (separación abierta) de sostenimiento dieléctrico requeridos para algunos dispositivos son 10 % superiores a los de terminal a tierra. Sin embargo, la terminación exitosa de estos ensayos de separación no garantiza que un dispositivo, cuando está abierto, producirá flameo a tierra en lugar de a través de la separación abierta.

5.3

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE TENSIÓN SOSTENIDA EN HÚMEDO, A FRECUENCIA INDUSTRIAL, EN DISPOSITIVOS PARA USO EN EXTERIORES

5.3.1

Aplicación de la tensión de ensayo

La tensión de ensayo especificada para el dispositivo, con las correcciones atmosféricas apropiadas, se debe aplicar al dispositivo según la norma IEEE Std 4. No se deben hacer correcciones con respecto a la humedad relativa en los ensayos en húmedo. La aplicación del 75 % de la tensión nominal sostenida en húmedo se puede hacer en un solo paso y elevarla al valor requerido en 5 s mínimo y 30 s máximo. 5.3.2

Aplicación del ensayo de precipitación

La precipitación se debe aplicar según la norma IEEE Std 4. El agua se debe proyectar hacia abajo hacia el frente del dispositivo y con un ángulo de 45° con respecto a la vertical de manera que la aspersión golpee igualmente en el frente y una cara lateral del dispositivo. 5.3.3

Criterios de aceptación

No debe haber flameo ni daño del material aislante. 5.4

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE TENSIÓN SOSTENIDA EN SECO A FRECUENCIA INDUSTRIAL EN DISPOSITIVOS PARA USO EN INTERIORES

5.4.1

Procedimiento de ensayo con rocío

El aislamiento del dispositivo debe estar totalmente limpio. El dispositivo limpio de debe colocar en una cámara de enfriamiento (refrigerador) con una temperatura de -10 °C a -15 °C hasta que esté totalmente frío (puede tomar de 10 h a 12 h). El dispositivo se debe montar en una cámara de ensayo con una temperatura normal de 22 °C a 25 °C y una humedad de aproximadamente 100 %. Cuando el dispositivo está completamente cubierto con rocío, se aplica inmediatamente la tensión de ensayo como se especifica en el numeral 5.4.2. 5.4.2

Aplicación de la tensión de ensayo

Se debe aplicar la tensión de ensayo especificada para el dispositivo, con las correcciones atmosféricas apropiadas, durante 10 s. En los ensayos de resistencia o soporte con rocío no se deben hacer correcciones respecto de la humedad relativa. La aplicación del 75 % de la tensión nominal sostenida con rocío se puede hacer en un paso y aumentar gradualmente hasta el valor requerido en 5 s mínimo y 30 s máximo. 5.4.3

Criterios de aceptación

No debe haber flameo ni daño del material aislante.

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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización)

5.5

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE TENSIÓN SOSTENIDA DE IMPULSO

5.5.1

Forma de la onda de tensión del ensayo de impulso

La forma de onda y la aplicación de la tensión de ensayo de onda completa de 1,2/50 μs se describen en la norma IEEE Std 4 debe tener los límites siguientes para los ensayos de diseño. La onda del ensayo de impulso debe tener un tiempo de frente virtual igual o inferior a 1,2 μs, una tensión pico igual o superior a la tensión nominal de resistencia al impulso de onda completa, y un tiempo, desde el inicio, de al menos 50 μs para que la tensión caiga hasta el 50 % del valor de la tensión pico. NOTA En el caso de que haya limitación en el laboratorio debido a la capacitancia del dispositivo de ensayo, se puede usar la elevación máxima obtenible, previo acuerdo entre el usuario y el fabricante.

5.5.2

Polaridad de la tensión para los ensayos de tensión sostenida de impulso

El dispositivo sometido a ensayo debe poder aprobar este ensayo con tensiones de polaridad tanto positiva como negativa. Cuando se evidencia que una polaridad (usualmente la positiva) producirá consistentemente tensiones sostenidas más bajas en este equipo o uno similar se acepta el ensayo usando sólo esa polaridad. 5.5.3

Aplicación de la tensión de ensayo

Se deben aplicar al dispositivo tres impulsos sucesivos de la tensión de ensayo especificada, con las correcciones atmosféricas apropiadas. 5.5.4

Criterios de aceptación

Si durante cualquiera de los tres impulsos sucesivos no ocurre descarga disruptiva, el dispositivo ha pasado el ensayo. Si ocurre más de una descarga disruptiva, el dispositivo no ha pasado el ensayo. Si ocurre una descarga disruptiva, entonces se aplican nueve impulsos adicionales de la tensión de ensayo especificada, y, si no ocurre descarga disruptiva, el dispositivo ha pasado el ensayo. Si se observa alguna falla en una parte no auto-restauradora del aislamiento, el dispositivo no ha pasado el ensayo. NOTA Los valores dieléctricos sostenidos requeridos de terminal a terminal (separación abierta) para algunos dispositivos son 10 % superiores a los de terminal a tierra. Sin embargo, la terminación exitosa de estos ensayos de separación no garantiza que un dispositivo, cuando está abierta, tendrá flameo a tierra en lugar de a través de la separación abierta.

5.6

CONEXIONES Y VALORES DE ENSAYO DE FUSIBLES DE EXPULSIÓN, CORTACIRCUITOS E INTERRUPTORES DESCONECTADOTES CON FUSIBLES PARA DISTRIBUCIÓN

5.6.1

Disposición del conductor para el ensayo

Los alambres desnudos se deben proyectar horizontalmente desde los terminales un mínimo de 30 cm (12 pulgadas), en línea recta aproximadamente paralela con la superficie del travesaño o la estructura de acero y en forma tal que no disminuya el valor sostenido. Se puede hacer cualquier doblez que sea necesario en los terminales. Para cortacircuitos encapsulados, los alambres desnudos se deben ubicar aproximadamente en el centro de los orificios de entrada.

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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 5.6.2

NTC 2132 (Segunda actualización)

Ensayos de terminal a tierra

Para los ensayos de Terminal a tierra, el portafusible, incluyendo el elemento conductor (hilo fusible o equivalente), debe estar en posición cerrada. La conexión del conductor de ensayo se debe hacer a uno de los alambres que se proyectan desde los terminales. El soporte del montaje del fusible debe estar puesto a tierra. 5.6.3

Ensayos de terminal a terminal

Para los ensayos de terminal a terminal, el portafusible, incluyendo el elemento conductor (hilo fusible o equivalente), debe estar en posición abierta. La conexión del conductor de ensayo se debe hacer al alambre que se proyecta desde el terminal superior. La conexión del conductor de ensayo a tierra se debe hacer con el alambre que se proyecta desde el terminal inferior. El soporte del montaje del fusible no debe estar puesto a tierra. 5.6.4

Valores del ensayo dieléctrico

En la Tabla 2 de la norma ANSI C37.42-1996 se indican los valores de ensayo dieléctrico preferentes para fusibles y cortacircuitos abiertos, cerrados y de hilo abierto para distribución. 5.7

CONEXIONES Y VALORES DE ENSAYO PARA CORTACIRCUITOS EN ACEITE PARA DISTRIBUCIÓN

5.7.1

Disposición del conductor para el ensayo

El conductor se debe conectar a cada terminal, en el extremo del tramo completo de los cables aislados suministrados con el cortacircuito o en el extremo de un cable aislado conectado al terminal, de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Los terminales de entrada que requieran compuestos de relleno o encintado se deben ensamblar y encintar o rellenar de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Las conexiones que se proyectan desde el cortacircuito no deben aproximarse a sus partes metálicas más cerca que una proyección de la línea central del terminal de entrada. Los conductores aislados deben terminar a 30 cm (12 pulgadas) o más de cualquier parte metálica puesta a tierra del terminal o de la pantalla del cable conectada a la parte de metal puesta a tierra en el ensamble normal. 5.7.2

Ensayos de terminal a tierra

Para los ensayos de terminal a tierra, el portafusible, incluyendo el elemento conductor (hilo fusible o equivalente) o la cuchilla del interruptor desconectador deben estar en posición cerrada. La conexión del conductor de ensayo se debe hacer a uno de los alambres que se proyectan desde los terminales. Todas las partes metálicas conectables a tierra deben estar puestas a tierra. 5.7.3

Valores de ensayo dieléctrico

En la Tabla 3 de la norma ANSI C37.44-1981 se indican los valores de ensayo dieléctrico preferentes, en los ensayos de terminal a tierra, para cortacircuitos en aceite para distribución.

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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización)

5.8

CONEXIONES Y VALORES DE ENSAYO PARA INTERRUPTORES MONOPOLARES EN AIRE ENCAPSULADOS PARA DISTRIBUCIÓN

5.8.1

Disposición del conductor para el ensayo

Los alambres desnudos se deben proyectar horizontalmente desde los terminales un mínimo de 30 cm (12 pulgadas), en línea recta aproximadamente paralela con la superficie del travesaño o la estructura de acero y en forma tal que no disminuya el valor sostenido. Se puede hacer cualquier doblez que sea necesario en los terminales. 5.8.2

Ensayos de terminal a tierra

Para los ensayos de terminal a tierra, la cuchilla del interruptor debe estar en posición cerrada. La conexión del conductor de ensayo se debe hacer a uno de los alambres que se proyectan desde los terminales. La estructura del interruptor debe estar puesta a tierra. 5.8.3

Ensayos de terminal a terminal

Para los ensayos de terminal a terminal, la cuchilla del interruptor debe estar en posición abierta. La conexión del conductor de ensayo se debe hacer al alambre que se proyecta desde el terminal superior. La conexión del conductor de ensayo a tierra se debe hacer con el alambre que se proyecta desde el terminal inferior. La estructura del interruptor no debe estar puesta a tierra. 5.8.4

Valores del ensayo dieléctrico

En la Tabla 2 de la norma ANSI C37.45-1981 se indican los valores de ensayo dieléctrico preferentes para los interruptores monopolares en aire encapsulados para distribución. 5.9

CONEXIONES Y VALORES DE ENSAYO PARA FUSIBLES DE EXPULSIÓN Y LIMITADORES DE CORRIENTE DE POTENCIA E INTERRUPTORES DESCONECTADORES CON FUSIBLES

5.9.1

Disposición del conector para el ensayo

Los conductores se deben proyectar desde los terminales del fusible en una línea (esencialmente) recta paralela a la unidad fusible o al portafusible en una distancia sin soporte de al menos la distancia de interrupción del fusible. 5.9.2

Ensayos de terminal a tierra

Para los ensayos de terminal a tierra, la unidad fusible o el portafusible, incluyendo el elemento conductor (hilo fusible o equivalente), o la cuchilla del interruptor desconectador debe estar en posición cerrada. La conexión del conductor de ensayo se debe hacer a uno de los alambres que se proyectan desde los terminales. La base debe estar puesta a tierra. 5.9.3

Ensayos de terminal a terminal

Para los ensayos de terminal a Terminal, la unidad fusible, el portafusible o la cuchilla del interruptor debe estar en una de las siguientes posiciones: a)

Para interruptores desconectadores con fusible, la unidad fusible, el portafusible o la cuchilla del interruptor en posición completamente abierta. 12

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización)

b)

Para fusibles de potencia desprendibles, con el portafusible o unidad fusible en la posición de desprendimiento.

c)

Para fusibles de potencia no desprendibles, con el portafusible o unidad fusible removida del soporte.

El conductor de ensayo de alta tensión se debe conectar al alambre que se proyecta desde el terminal superior y el conductor a tierra se debe conectar a alambre que se proyecta desde el Terminal inferior. La base no debe estar puesta a tierra. Un fusible de potencia o interruptor desconectador con fusible, de 72,5 kV y superiores, debe estar equipado con unidades aisladoras de resistencia estándar, y una o más unidades aisladoras idénticas a las que sostienen las partes portadoras de corriente, se deben agregar a cada uno de los soportes o columnas aisladoras (solamente para el ensayo). Un fusible de potencia o interruptor desconectador con fusible, de 48,3 kV o inferior, se debe montar con su base aislada de una estructura de metal puesta a tierra por medio de unidades aisladoras idénticas a las ensambladas en el fusible. En el caso de una barra con fusibles de potencia para interiores conectados hacia atrás, se deben usar aisladores de soporte con características eléctricas equivalentes, para sostener la base (solamente para el ensayo). 5.9.4

Valores de ensayo dieléctrico

En la Tabla 3 de la norma ANSI C37.46-2000 se indican los valores de ensayo dieléctrico preferentes, para todos los tipos de fusibles de potencia para uso en exteriores; en la Tabla 4 de la norma ANSI C37.46-2000 se indican los valores de ensayo dieléctrico preferentes, para todos los tipos de fusibles de potencia para uso en interiores. 5.10

CONEXIONES Y VALORES DE ENSAYO PARA FUSIBLES LIMITADORES DE CORRIENTE E INTERRUPTORES DESCONECTADORES CON FUSIBLE PARA DISTRIBUCIÓN

5.10.1 Disposición del conductor para el ensayo Los conductores se deben proyectar desde los terminales del fusible en una línea (esencialmente) recta paralela a la unidad fusible o al portafusible en una distancia sin soporte de al menos la distancia de interrupción del fusible. 5.10.2 Ensayos de terminal a tierra Para los ensayos de terminal a tierra, la unidad fusible o el portafusible, incluyendo el elemento conductor (hilo fusible o equivalente), o la cuchilla del interruptor desconectador debe estar en posición cerrada. La conexión del conductor de ensayo se debe hacer a uno de los alambres que se proyectan desde los terminales. La base debe estar puesta a tierra. 5.10.3 Ensayos de terminal a terminal Para los ensayos de terminal a terminal, la unidad fusible, el portafusible o la cuchilla del interruptor debe estar en una de las siguientes posiciones: a)

Para interruptores desconectadores con fusible, la unidad fusible, el portafusible o la cuchilla del interruptor en posición completamente abierta.

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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización)

b)

Para fusibles de potencia desprendibles, con el portafusible o unidad fusible en la posición de desprendimiento.

c)

Para fusibles de potencia no desprendibles, con el portafusible o unidad fusible removida del soporte.

El conductor de ensayo de alta tensión se debe conectar al alambre que se proyecta desde el terminal superior y el conductor a tierra se debe conectar a alambre que se proyecta desde el Terminal inferior. La base no debe estar puesta a tierra. 5.10.4 Valores de ensayo dieléctrico En la Tabla 2 de la norma ANSI C37.47-2000 se indican los valores de ensayo dieléctrico preferentes para fusibles limitadores de corriente para distribución 5.11

FUSIBLES LIMITADORES DE CORRIENTE Y DE EXPULSIÓN PARA DISTRIBUCIÓN Y DE POTENCIA E INTERRUPTORES DESCONECTADOTES CON FUSIBLE USADOS EN LAS FEP

Cuando en las FEP se utilizan fusibles limitadores de corriente o de expulsión para distribución y potencia, se requiere someter a ensayo la FEP completa. 5.11.1 Disposición Todos los fusibles y otros aparatos en el compartimiento se deben montar en sus sitios normales, los conductores deben estar en sus posiciones normales y ser del tamaño normalmente usado en ese compartimiento. Si en el compartimiento se usa líquido o gas diferente del aire como medios de aislamiento, éste se debe llenar según las especificaciones del fabricante. 5.11.2 Ensayos de terminal a tierra a)

Para los ensayos de terminal a tierra, la unidad fusible, el portafusible o la cuchilla desconectadota debe estar en posición cerrada.

b)

Cuando se requiere un hilo fusible, unidad de fusible o unidad de recarga para completar el circuito eléctrico, éstos pueden ser de cualquier tamaño adecuado.

c)

La base y el compartimiento, si se aplica, deben estar puestos a tierra.

d)

Para dispositivos multipolares, se deben ensayar todos los polos. Se pueden energizar simultáneamente o por separado (uno a la vez).

e)

Para dispositivos que se pueden abrir dejando una parte insertada y suspendida en la posición abierta, se debe realizar un ensayo adicional. Para este ensayo, se energiza el terminal (o los terminales) apropiado que dará energía a la parte que está suspendida en la posición abierta. Las condiciones b), c) y d) se aplican a este ensayo.

5.11.3 Ensayos de terminal a terminal a)

Para los ensayos de terminal a terminal, la unidad fusible, el portafusible o la cuchilla desconectadora debe estar en una de las siguientes posiciones:

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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización)

1)

Para interruptores desconectadores con fusible, la unidad fusible, el portafusible o la cuchilla desconectadora en posición completamente abierta.

2)

Para fusibles desprendibles, con el portafusible o unidad fusible en la posición de desprendimiento.

3)

Para fusibles no desprendibles, con el portafusible o unidad fusible removida del soporte.

b)

Cuando se requiere un hilo fusible, unidad de fusible o unidad de recarga para completar el circuito eléctrico, éstos pueden ser de cualquier tamaño adecuado.

c)

La base o el compartimiento, si se aplica, no debe estar puesta a tierra. Puede ser necesario aislar el compartimiento de la tierra cuando los valores dieléctricos de la separación abierta exceden el valor de terminal a tierra.

d)

Para dispositivos multipolares, todos los polos se pueden energizar simultáneamente.

e)

El terminal (o terminales) que se ha de energizar son: 1)

Terminal de entrada con terminal de salida puesto a tierra.

2)

Terminal de salida con terminal de entrada puesto a tierra.

Si el dispositivo es completamente simétrico, sólo se requiere el ensayo 1). 5.11.4 ENSAYOS DE POLO A POLO (FASE A FASE) EN POSICIÓN CERRADA PARA DISPOSITIVOS MULTIPOLARES a)

Para los ensayos de polo a polo en posición cerrada, la unidad fusible, el portafusible o la cuchilla desconectadora debe estar en posición cerrada.

b)

Cuando se requiere un hilo fusible, unidad de fusible o unidad de recarga para completar el circuito eléctrico, éstos pueden ser de cualquier tamaño adecuado.

c)

La base o el compartimiento, si se aplica, no debe estar puesta a tierra. Puede ser necesario aislar el compartimiento de la tierra cuando los valores dieléctricos entre los polos exceden el valor de terminal a tierra.

d)

Se debe energizar un polo a la vez con los otros polos puestos a tierra. Para dispositivos tripolares, si los polos externos son simétricos con respecto al polo central, se requiere en ensayo sólo de un polo externo y del polo central.

5.11.5 Ensayos de polo a polo (fase a fase) en posición abierta para dispositivos multipolares a)

Para los ensayos de polo a polo, la unidad fusible, el portafusible o la cuchilla desconectadora debe estar en una de las siguientes posiciones: 1)

Para interruptores desconectadores con fusible, en posición completamente abierta.

2)

Para fusibles desprendibles, con el portafusible o unidad fusible en la posición de desprendimiento. 15

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 3)

NTC 2132 (Segunda actualización)

Para fusibles no desprendibles, con el portafusible o unidad fusible removida del soporte.

b)

Cuando se requiere un hilo fusible, unidad de fusible o unidad de recarga para completar el circuito eléctrico, éstos pueden ser de cualquier tamaño adecuado.

c)

La base o el compartimiento, si se aplica, no debe estar puesta a tierra. Puede ser necesario aislar el compartimiento de la tierra cuando los valores dieléctricos entre los polos exceden el valor de terminal a tierra.

d)

Tomando un polo a la vez, se debe energizar cada Terminal por separado con todos los otros polos de ese terminal puestos a tierra. Para dispositivos tripulares, si los polos externos son simétricos con respecto al polo central, se requiere en ensayo de cada terminal sólo de un polo externo y de cada terminal del polo central.

5.11.6 Valores de ensayo dieléctrico En la Tabla 4 de la norma ANSI C37.46-1981 se especifican los valores de ensayo de terminal a terminal, de terminal a tierra y de polo a polo, para todos los tipos de fusibles de potencia. En la Tabla 3 de la norma ANSI C37.47-1981 se especifican los valores de ensayo de terminal a terminal, de terminal a tierra y de polo a polo, para todos los tipos de fusibles limitadores de corriente para distribución. En la Tabla 2 de la norma ANSI C37.42-1996 se especifican los valores de ensayo para todos los tipos de fusibles de expulsión para distribución. 5.12

FUSIBLES EXTERNOS DE POTENCIA CONDENSADORES EN DERIVACIÓN

Y

DE

DISTRIBUCIÓN

PARA

5.12.1 Fusibles para línea de condensadores Los fusibles para línea de condensadores se deben ensayar según los requisitos para el equipo apropiado, como se especifica en los numerales 5.6, 5.9, 5.10 ó 5.11. 5.12.2 Fusibles para unidad de condensadores Los fusibles para unidad de condensadores normalmente se montan sobre la barra de la batería de condensadores o, algunas veces, sobre los bujes del condensador. La resistencia dieléctrica del sistema se determina mediante el grado de aislamiento de la barra de la batería de condensadores, el buje del condensador y/o por la forma en que el fusible se coloca en el sistema. La resistencia dieléctrica de un fusible para unidad de condensadores, sin considerar la disposición del montaje, no es definible.

6.

ENSAYOS DE INTERRUPCIÓN

6.1

PROCEDIMIENTOS COMUNES PARA TODOS LOS ENSAYOS DE INTERRUPCIÓN

Los procedimientos de los ensayos de interrupción deben ser tal como se especifican en numeral 4 y como se describen en el numeral 6.

16

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 6.1.1

NTC 2132 (Segunda actualización)

Circuito de ensayo

6.1.1.1 Configuración del circuito de ensayo Los ensayos de interrupción se deben hacer en un circuito monofásico de corriente alterna. Los elementos del circuito usados para controlar la corriente y la relación X/R deben estar en serie entre sí y con el fusible. La frecuencia del circuito de ensayo debe ser la frecuencia nominal ± 2 Hz. Si no se dispone de instalaciones para ensayo con 60 Hz, para verificar las clasificaciones de 60 Hz se aceptan los ensayos a 50 Hz ± 2 Hz. Obsérvese que los ensayos a 50 Hz pueden producir corrientes de interrupción menores, pero mayor l2t que los ensayos a 60 Hz. En las Tablas 2 a 16 se especifican los parámetros de los circuitos de ensayo. Los parámetros de corriente prevista (disponible) indicados en las Tablas 2, 3, 5, 6, 9, 12, 13 y 16 se expresan en amperios simétricos. El circuito de ensayo debe suministrar una corriente simétrica de cortocircuito según la tabla correspondiente. La corriente asimétrica debe ser igual o superior a la corriente asimétrica asociada con la corriente simétrica y la relación X/R especificadas en la tabla correspondiente (véase la Figura C.1). Si los ensayos se hacen en una relación X/R superior que la especificada en la tabla correspondiente, entonces en trabajo del ensayo puede ser más riguroso porque la corriente prevista asimétrica será igual o superior a la corriente asimétrica asociada con la corriente simétrica y la relación X/R. No se permite disminuir la corriente simétrica prevista para alcanzar el valor adecuado para la corriente simétrica. Los circuitos comunes de ensayo se ilustran en la Figura D.1. Los métodos para determinar los parámetros de tensión transitoria de recuperación (TRV) también se muestran en el Anexo D. El equipo de protección contra sobretensiones usado en el circuito de ensayo no debe afectar significativamente la corriente a través del fusible ni la tensión de recuperación del fusible. 6.1.1.2 Determinación de la relación X/R y de la corriente prevista (disponible) de cortocircuito del circuito de ensayo El dispositivo que se va a ensayar se debe volver a colocar en el circuito de ensayo con una conexión que tenga impedancia insignificante. Para los ensayos de interrupción que implican tiempos de fusión cortos del elemento fusible (es decir, menores o iguales a 1,5 ciclos), tanto la relación X/R como la corriente prevista de cortocircuito simétrica se deben determinar de la siguiente manera: Para determinar la corriente de cortocircuito simétrica, se debe aplicar potencia en el punto de la onda de tensión que minimice el desplazamiento en la primera onda (es decir, la potencia se debería aplicar en un ángulo aproximadamente igual al valor de arco tangente [X/R] con relación a la tensión cero, donde X/R es la relación X/R estimada del circuito de ensayo). La corriente simétrica se puede calcular según la Figura A.1. Durante el primer ciclo de corriente se debería medir la corriente cuadrática media (valor eficaz). Para determinar la corriente asimétrica de cortocircuito eficaz (rms), la potencia se debe aplicar en el punto de la onda de tensión (es decir, cerca de la tensión cero) que produce máximo desplazamiento en la primera onda de corriente. Se debería determinar la corriente asimétrica de cortocircuito eficaz total, incluyendo el componente de corriente directa medido en el momento del primer pico mayor. Esto se puede lograr con los métodos descritos en el Anexo A. La determinación de la corriente simétrica del circuito de ensayo se puede combinar con la determinación de la corriente asimétrica, siempre que la corriente del circuito tenga duración lo suficientemente larga para que el componente de corriente simétrica alcance el valor de estado estacionario (es decir, el valor de la corriente simétrica es constante entre los ciclos). Esto se puede lograr con los métodos descritos en el Anexo A. 17

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización)

Después de obtener los valores de corriente de cortocircuito simétrica y asimétrica, la relación X/R del circuito de ensayo se puede determinar calculando la relación de la corriente asimétrica eficaz con el componente de la corriente simétrica eficaz (véase la Figura C.1). Para los ensayos de interrupción que implican tiempos de fusión prolongados del elemento fusible (es decir, superior a 1,5 ciclos), puede ser conveniente usar métodos alternos para determinar la relación X/R del circuito. Para estos ensayos, el valor eficaz de la corriente se debe medir inmediatamente antes de iniciar el arco. 6.1.1.3 Aplicación de la potencia de ensayo El dispositivo se debe ensayar en el circuito descrito en los numerales 6.1.1.1 y 6.1.1.2 con la conexión de impedancia insignificante. La potencia se debe aplicar en el punto de la onda de tensión que produce la condición especificada en la tabla que corresponde al dispositivo particular que se está ensayando. 6.1.2

Criterios de aceptación

La condición del dispositivo después de los ensayos de interrupción debe ser la especificada en el numeral 4.4. 6.2

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE INTERRUPCIÓN EN CORTACIRCUITOS DE HILO ABIERTO PARA DISTRIBUCIÓN

Los ensayos se deben hacer en la tensión máxima nominal según la Tabla 2. A continuación se describe la serie de ensayos requeridos: -

Serie 1: Verificación de la operación del fusible con corrientes previstas iguales a su corriente nominal de interrupción.

-

Serie 2: En estudio.

-

Serie 3: Verificación de la operación del fusible con corrientes de sobrecarga pequeñas.

6.3

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE INTERRUPCIÓN EN CORTACIRCUITOS EN ACEITE PARA DISTRIBUCIÓN

Los ensayos se deben hacer en la tensión máxima nominal según la Tabla 3. A continuación se describe la serie de ensayos requeridos: -

Serie 1: Verificación de la operación del fusible con corrientes previstas iguales a su corriente nominal de interrupción.

-

Serie 2: En estudio.

-

Serie 3: En estudio.

-

Serie 4: Verificación de la operación del fusible con corrientes de sobrecarga pequeñas.

18

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización)

6.4

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE INTERRUPCIÓN DE CORTACIRCUITOS FUSIBLES DE DISTRIBUCIÓN (ABIERTOS Y ENCAPSULADOS) (EXCEPTO FUSIBLES LIMITADORES DE CORRIENTE)

6.4.1

Serie de ensayos para cortacircuitos fusibles con tensión nominal única

Los ensayos se deben hacer en la tensión máxima nominal según la Tabla 5. A continuación se describe la serie de ensayos requeridos: -

Serie 1: Verificación de la operación del fusible con corrientes previstas iguales a su corriente nominal de interrupción.

-

Serie 2: Verificación de la operación del fusible con corrientes previstas que van del 70 % al 80 % de su corriente nominal de interrupción.

-

Serie 3: Verificación de la operación del fusible con corrientes previstas que van del 20 % al 30 % de su corriente nominal de interrupción.

-

Serie 4: Verificación de la operación del fusible con corrientes previstas en el intervalo de 400 A a 500 A.

-

Serie 5: Verificación de la operación del fusible con corrientes de sobrecarga pequeñas.

6.4.2

Serie de ensayo para cortacircuitos fusibles a tensión de pendiente nominal (tensión múltiple) (ejemplo: 15/27 kV)

Los ensayos se deben hacer en la tensión máxima nominal especificada y según la Tabla 6. A continuación se describe la serie de ensayos requeridos: -

Serie 1: Verificación de la operación del fusible con corrientes previstas iguales a su corriente nominal de interrupción y a la tensión máxima a la izquierda de la pendiente.

-

Serie 2: Verificación de la operación del fusible con corrientes previstas que van del 70 % al 80 % de su corriente nominal de interrupción y a la tensión máxima a la izquierda de la pendiente.

-

Serie 3: Verificación de la operación del fusible con corrientes previstas que van del 20 % al 30 % de su corriente nominal de interrupción y a la tensión máxima a la derecha de la pendiente.

-

Serie 4: Verificación de la operación del fusible con corrientes previstas en el intervalo de 400 A a 500 A y a la tensión máxima a la derecha de la pendiente.

-

Serie 5: Verificación de la operación del fusible con corrientes de sobrecarga pequeñas y a la tensión máxima a la derecha de la pendiente.

-

Serie 6: Verificación de la operación del fusible de dos cortacircuitos con fusible en conexión eléctrica en serie con corrientes previstas iguales a la corriente nominal de interrupción para ambos dispositivos en serie y a la tensión máxima a la derecha de la pendiente.

19

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 6.5

NTC 2132 (Segunda actualización)

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE INTERRUPCIÓN EN FUSIBLES E INTERRUPTORES DESCONECTADORES CON FUSIBLE DE POTENCIA (EXCEPTO LOS FUSIBLES LIMITADORES DE CORRIENTE Y LOS FUSIBLES DE POTENCIA SUMERGIDOS EN LÍQUIDO)

Los ensayos se deben hacer en la tensión especificada y según la Tabla 9. A continuación se describe la serie de ensayos requeridos: -

Serie 1: Verificación de la operación del fusible con corrientes previstas iguales a su corriente nominal de interrupción y en el 87 % de la tensión máxima nominal.

-

Serie 2: Verificación de la operación del fusible con corrientes previstas que van del 87 % al 91 % de su corriente nominal de interrupción y a la tensión máxima nominal.

-

Serie 3: Verificación de la operación del fusible con corrientes previstas que van del 60 % al 70 % de su corriente nominal de interrupción y a la tensión máxima nominal.

-

Serie 4: Verificación de la operación del fusible con corrientes previstas que van del 20 % al 30 % de su corriente nominal de interrupción y a la tensión máxima nominal.

-

Serie 5: Verificación de la operación del fusible con corrientes previstas en el intervalo de 400 A a 500 A y a la tensión máxima nominal.

-

Serie 6: Verificación de la operación del fusible con corrientes de sobrecarga pequeñas y a la tensión máxima nominal.

6.6

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE INTERRUPCIÓN EN FUSIBLES DE POTENCIA Y DE DISTRIBUCIÓN LIMITADORES DE CORRIENTE

6.6.1

Serie de ensayos

Los ensayos se deben hacer en la tensión especificada y según la Tabla 12. A continuación se describe la serie de ensayos requeridos: No es necesario hacer ensayos de interrupción en unidades fusibles de todas las corrientes nominales de una serie homogénea; véase el numeral 6.6.4 para los requisitos que se deben cumplir y los ensayos que se han de hacer. -

-

Serie 1: a)

Fusibles de potencia limitadores de corriente: Verificación de la operación del fusible con corrientes previstas iguales a su corriente nominal de interrupción I1, y al 87 % de la tensión nominal máxima, y con corrientes previstas iguales al 87 % de su corriente nominal de interrupción I1, y a la tensión nominal máxima.

b)

Fusibles de distribución limitadores de corriente: Verificación de la operación del fusible con corrientes previstas iguales a su corriente nominal de interrupción I1, y a la tensión nominal máxima.

Serie 2: Verificación de la operación del fusible con corriente prevista, I2, en la cual ocurre iniciación de corriente cuando se almacena un nivel alto de energía en la inductancia del circuito. 20

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA -

NTC 2132 (Segunda actualización)

Serie 3: Verificación de la operación del fusible a corriente baja, I3. a)

Para fusibles de reserva, I3 es la corriente nominal mínima de interrupción asignada por el fabricante.

b)

Para fusibles de propósito general, I3 es la corriente que hace que se funda el fusible en 1 h mínimo.

c)

Para fusibles de gama completa, I3 es la corriente de ensayo mínima, que es una corriente menor que la corriente continua mínima que causa la fusión del elemento fusible, cuando el fusible se aplica a la temperatura ambiente máxima especificada por el fabricante. Véase el numeral 6.6.3.1 en cuanto al método de determinación de esta corriente.

Se pueden aplicar los siguientes requisitos adicionales: -

En el caso de fusibles que incorporan diferentes mecanismos de interrupción de la corriente dentro de la misma cubierta física (por ejemplo, elementos limitadores de corriente y elementos de expulsión en serie), la serie de ensayos 1, 2 y 3 se deben aumentar con ensayos adicionales para la operación correcta en la región (es) de la corriente en donde se transfiere el trabajo de interrupción desde un mecanismo de interrupción a otro. Debido a que los diseños de los fusibles difieren ampliamente no es posible especificar los requisitos de ensayo que se apliquen a todos los diseños. Sin embargo el criterio general a seguir es ensayar en la región donde el interruptor de corriente baja percibe una corriente de interrupción máxima y el interruptor de corriente alta percibe una corriente de interrupción mínima. Se debería demostrar que los mecanismos de interrupción operan correctamente para efectuar la interrupción adecuada dentro de esta región de corriente de transición.

-

Si, cuando se llevan a cabo los ensayos según la serie 2, los requisitos de la serie 1 se cumplen completamente para uno o más ensayos (excepto los parámetros TRV), entonces no es necesario repetir estos ensayos como parte de la serie 1.

-

Tradicionalmente la condición de ensayo I2 se ha aproximado a una condición de energía de arco máxima en el fusible ensayado. Si un diseño particular presenta energía de arco máxima en una corriente significativamente diferente de aquella que cumple el criterio I2, se recomienda realizar ensayos adicionales en una corriente que se aproxime a la energía de arco máxima.

-

En casos muy excepcionales, la corriente I2 puede ser superior a la corriente nominal de interrupción I1. Entonces las series 1 y 2 se deben reemplazar por seis ensayos con corriente nominal de interrupción, con ángulos de cierre distribuidos lo más homogéneamente posible con una separación aproximada de 30° entre ellos. (Los parámetros usados serán los de la serie 2 (véase la Tabla 12) excepto el ángulo de cierre y el valor de la corriente instantánea al iniciarse el arco).

NOTA 1

Los valores de I1, I2, e I3 son los valores eficaces del componente de corriente alterna de la corriente.

NOTA 2 A manera de guía, el valor de la corriente I2 para cumplir con este requisito se puede determinar mediante alguno de los siguientes métodos: a)

De la siguiente ecuación, si se ha llevado a cabo un ensayo a una corriente de 150 veces la capacidad nominal de corriente o superior bajo iniciación de falla simétrica en la serie 1:

21

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en donde

I2

es la corriente prevista para la serie 2;

i1

es la corriente instantánea en el momento de fusión en la serie 1;

I1

es la corriente prevista en la serie 1.

b)

Tomando entre tres y cuatro veces la corriente que corresponde a un tiempo de fusión de 0,01 s en la característica tiempo-corriente.

6.6.2

Método de ensayo alternativo para los ensayos de la serie 3 en fusibles limitadores de corriente

La serie de ensayos 3 se puede desarrollar utilizando una fuente única de alta tensión durante todo el ensayo (como en la serie 1 o la serie 2). Cuando los tiempos de fusión son prolongados y/o cuando existen limitaciones en la capacidad de la estación de ensayo, la serie 3 se puede llevar a cabo como un ensayo de dos partes. Para la primera parte del ensayo, una fuente de baja tensión suministra la corriente. Para la segunda parte, que incluye la interrupción de la corriente por parte del fusible, la corriente debe ser suministrada por una fuente de alta tensión. El circuito para el ensayo de dos partes se ilustra en la Figura 1.

R

Fuente de alta tensión

R1

Interruptor de transferencia

X L1 Fusible

Fuente de baja tensión

Figura 1. Circuito de ensayo alternativo para el ensayo de la serie 3 de los fusibles limitadores de corriente

También se permite realizar un ensayo de dos partes usando una sola fuente de alta tensión en donde el factor de potencia para una parte del periodo de fusión es un valor inferior. En este caso, el cambio al factor de potencia de la corriente debe ocurrir antes de que empiece el arco. 6.6.2.1 Requisitos del circuito y procedimientos de ensayo para el ensayo de dos partes a)

El circuito requiere una fuente de potencia de baja tensión suficiente para hacer que la corriente deseada fluya a través del fusible que se ensaya, y que suministre un medio para mantener la corriente constante durante el ensayo. El valor de la corriente de baja tensión puede ser superior a I3 para algunos o todos los periodos de ensayo de fusión, tal como se explica en el numeral 6.6.2.2, literales b) y c).

b)

El circuito también requiere una fuente de alta tensión, como la descrita en el numeral 6.1.1. El valor de la corriente de alta tensión es la corriente I3, como se define en el numeral 6.6.1.

c)

Se debe disponer de algún medio para hacer la transferencia manual o automáticamente de la fuente de baja tensión a la fuente de alta tensión en el instante deseado durante el ensayo. El intervalo de tiempo durante el cual se interrumpe la 22

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corriente no debe exceder 0,2 s. Conviene observar que, en los valores X/R especificados para este ensayo, la corriente debería tener muy poca asimetría cuando el circuito se transfiere aleatoriamente a la fuente de alta tensión. Por lo tanto no es necesario un interruptor de cierre sincrónico para cerrar el circuito de alta tensión. Si el fabricante del fusible permite una relación X/R mayor que la especificada para el ensayo, puede ser necesario un interruptor de cierre sincrónico para controlar la simetría de la corriente. d)

En general, la transferencia debe tener lugar mientras al menos uno de los elementos fusibles aún lleva corriente. Para un fusible con múltiples elementos esto sería en el periodo en donde los elementos se funden sucesivamente, como lo demuestran los incrementos escalonados en la tensión desarrollada a través del fusible.

e)

Con el consentimiento del fabricante se permite que la transferencia se retrase hasta que los elementos fusibles (pero no un elemento indicador, cuando se incluye en el diseño del fusible) se hayan fundido. Este procedimiento tiene valor en los casos en que es difícil detectar el inicio de la fusión del elemento o cuando el valor de la corriente de fusión debe ser significativamente superior al valor escogido en la corriente de la serie 3, como se explicó en el numeral 6.6.2.2, literales b) y c). El método de ensayo e) se considera más oneroso para el fusible que el método de ensayo d). El ensayo con el método d) se aproxima más a las condiciones de servicio real; por lo tanto si se presenta una falla cuando se usa el método e), los ensayos de la serie 3 se pueden repetir usando el método d).

6.6.2.2 Valor de la corriente de fusión para los ensayos de la serie 3 a)

Para ensayos en fusibles de reserva, donde el tiempo de fusión es inferior a 1 h, la fuente de baja tensión se debe ajustar en el valor I3 y mantenerse en este valor durante todo el ensayo.

b)

Para fusibles de propósito general, donde se requiere un tiempo mínimo de fusión de 1 h, la corriente de la fuente de baja tensión se debe ajustar en I3, pero se puede incrementar después de 1 h hasta 1,15 veces I3 para inducir la fusión.

c)

Para fusibles de gama completa, I3 se debe determinar usando el numeral 6.6.3.1. La fuente de baja tensión se puede ajustar en un valor superior a I3 durante todo el ensayo para evitar el tiempo de ensayo innecesariamente prolongado, siempre que el tiempo de fusión resultante no sea inferior a 1 h. Después de 1h, la corriente de baja tensión se puede incrementar hasta 1,15 veces su valor original para inducir la fusión.

6.6.3

Método para los ensayos de la serie 3 en fusibles limitadores de corriente de gama completa

6.6.3.1 Método de determinación de la corriente de ensayo mínima I3 del fusible Este procedimiento debe ser desarrollado por el fabricante. Se deben ensayar tres muestras para determinar el valor de I3. Cada muestra se coloca en un ambiente térmico estable, como por ejemplo un horno de temperatura controlada, ajustado en la temperatura máxima para la capacidad nominal del fusible asignada por el fabricante para tener capacidad de interrupción (temperatura de aplicación máxima nominal). 23

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Una vez que la temperatura del cuerpo del fusible se ha estabilizado se deben apagar todos los ventiladores de aire circulante durante el tiempo de ensayo restante. Cuando la temperatura del cuerpo del fusible se haya estabilizado nuevamente, el valor de la corriente se incrementa. Este proceso se repite hasta que el fusible se funde y se abre el circuito. Para propósitos de este ensayo la temperatura se define como estable cuando su elevación por encima del ambiente no excede 2 % por hora. Los incrementos con los cuales se aumenta la corriente no se especifican, pero comúnmente podrían estar entre 5 % y 10 %. Es conveniente reconocer que incrementos mayores reducirán el número de pasos, pero puede resultar en una corriente de ensayo más onerosa, mientras que incrementos más pequeños producirán una corriente de ensayo más exacta, pero se requieren más pasos para el ensayo. Para cada uno de los tres fusibles se considera la corriente más alta que soportó el fusible sin derretirse. El valor de I3 se define como 0,9 veces la corriente más baja de estos tres valores. Se usa la cifra de 0,9 para permitir las tolerancias de fabricación, así el ensayo de I3 se realiza con una corriente levemente inferior a la corriente más baja que podría fundir un fusible cuando opera rodeado por la temperatura máxima para la cual está designado por el fabricante. 6.6.3.2 Método para realizar los ensayos de la serie 3 Los fusibles de gama completa de todos los tipos deben tener la capacidad para interrumpir la corriente más baja que puede producir la fusión cuando el fusible está sometido a su temperatura de aplicación máxima nominal. Esta temperatura debe ser de 40 °C mínimo. Es necesario asegurarse de que el ensayo de la serie 3 simula esta condición con el fin de verificar la capacidad del fusible para soportar las temperaturas altas generadas durante la operación. Por lo tanto la serie 3 de ensayos se debe llevar a cabo usando el método que se describe a continuación. Cada muestra se coloca en un ambiente térmico estable, como por ejemplo un horno de temperatura controlada, ajustado en la temperatura de aplicación máxima nominal del fusible. Una vez que la temperatura del cuerpo del fusible se ha estabilizado se deben apagar todos los ventiladores de aire circulante durante el tiempo de ensayo restante. La estabilidad se define como la temperatura del fusible en el rango de 2 % de la temperatura del horno en grados Celsius. El ensayo de interrupción de dos partes se lleva a cabo como se describe en el numeral 6.6.2. La corriente de alta tensión, I3, se determina a partir del ensayo térmico descrito en el numeral 6.6.3.1. Se pueden usar temperaturas superiores a la temperatura de aplicación máxima nominal para acelerar la fusión, si el fabricante está de acuerdo. En todos los casos, el tiempo de fusión debe ser de 1 h mínimo. Los cambios físicos en los componentes del fusible que resultan de la aplicación a largo plazo y que pueden afectar la interrupción se deberían tener en cuenta al realizar el ensayo. 6.6.4 Ensayos de interrupción en una serie de fusibles homogénea En una serie homogénea de unidades fusibles limitadoras de corriente, es necesario realizar los ensayos de interrupción únicamente según la siguiente tabla: 24

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Serie homogénea obtenida por Cambio monotónico progresivo en n o s o ambos, con respecto a la corriente nominal n(A) ≤ n(B) ≤ n(C) s(A) ≤ s(B) ≤ s(C) Constante n, incremento, s

Serie de ensayo 1 2a 3 1 2a 3 1 2 c 3

s(A) 10 000 ≤ 7 100 > 7 100

23,0 - 27,0

15,0 / 27,015.5/27 27,0 / 38,0

≤ 2 500 > 2 500 ≤ 10 000

38,0

--

59

Tabla 5 y Tabla 6 Serie 4

X/R mínima

X/R mínima

5 5 8 12 8 12

1,5 1,5 1,8

8 12 15

2,4 3,7 5,1

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Tabla 9. Ensayos de funcionamiento de interrupción y parámetros del circuito de ensayo para fusibles de potencia (excepto fusibles limitadores de corriente) Parámetros Tensión de recuperación a frecuencia industrial

1 87 % de tensión nominal máxima a +5 %. -0 %

Tensión transitoria de recuperación (TRV) Corriente prevista (disponible) - valor eficaz simétrico

2

a

3

Serie de ensayo 4 5 Tensión nominal máxima +5 %, -0 %

Véase la Tabla 10, columna 1 Corriente de interrupción nominal +5 %, -0 %

De 87 % al 91 % de la corriente de interrupción nominal

Del 60 % al 70 % de la corriente de interrupción nominal

Del 20 % al 30 % de la corriente de interrupción nominal

Véase Tabla 10, columna 3 De 400 A c,d a 500 A

6

Véase Nota

b

De 2,7 a 3,3 veces la capacidad nominal del hilo o la unidad d fusible

Relación X/R (factor de Mínimo 15 (máximo 0,067) Véase De 1,3 a 0,75 (de potencia) Tabla 11 0,6 a 0,8) Ángulo de cierre 1er ensayo: de -5 a +15 De 85 a 105 Tiempo relacionado con tensión 2do ensayo: de 85 a 105 aleatorio cero - grados 3er ensayo: de 130 a 150 Capacidad de corriente Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Mín. nominal de un hilo fusible Número de ensayos 3 3 3 3 3 3 1 1 2 2 Número de ensayos en 3 3 3 3 3 3 2 4 cada fusible empleando unidades de recarga o e hilos fusibles Número de ensayos en 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 cada fusible no renovable Duración de Fusibles No menor que el tiempo de desprendimiento o 0,5 s, el que sea mayor la tensión de despren recuperación a dibles f,g frecuencia Mínimo 1 min Fusibles no Mínimo 10 min nominal despren después de dibles la interrupción a Si la serie de ensayo 1 se lleva a cabo al 100 % de la tensión máxima nominal, no es necesario hacer la serie de ensayos 2. b La TRV para este circuito de ensayo se debe amortiguar en forma crítica. El derivar la reactancia de carga con una resistencia cuyo valor es igual a aproximadamente 40 veces el valor de la reactancia, es adecuado normalmente para amortiguar el circuito en forma crítica. Sin embargo, si este valor no da como resultado la amortiguación crítica, se puede reducir la resistencia para obtener amortiguación crítica. Para conveniencia del ensayo, se puede aceptar una TRV oscilatoria, con la aprobación del fabricante. Se obtiene amortiguación crítica cuando:

R=

c d

e

f

g

f0 X 2 fn

en donde fo = es la frecuencia natural del circuito de ensayo sin amortiguación fn = es la frecuencia industrial X = es la reactancia del circuito de ensayo a frecuencia industrial Si los valores son inferiores a aquellos de la serie 6, no es necesario hacer la serie de ensayo 5. Si el ensayo comprende un tiempo de fusión considerablemente mayor de 2 s, la corriente se puede aumentar para obtener un tiempo de fusión de aproximadamente 2 s. Después de cada ensayo, se deben reemplazar la unidad de recarga o el hilo fusible y la tapa desechable (si se usa). Cualquier dispositivo de control de escape que normalmente se reemplace en campo se debe reemplazar de la siguiente forma: Serie de ensayo 1, 2 y 3: reemplace después de cada ensayo. Series de ensayo 4, 5 y 6: reemplace después de cada serie de ensayos. Si la corriente de fuga a través del fusible se monitores después de la interrupción, la tensión de recuperación se puede retirar después que la corriente de fuga sea menor que 1 mA durante 2 min de duración. Cuando las limitaciones de la estación de ensayo hacen difícil mantener el valor total de la tensión de recuperación durante el tiempo especificado, el circuito de ensayo de puede transferir a una fuente auxiliar. Esta transferencia no se debe hacer antes de que hayan transcurrido 10 s mínimo desde la interrupción de la corriente. Toda interrupción del circuito necesaria para efectuar la transferencia no debe exceder 0,2 s de duración. La fuente auxiliar debe tener capacidad para suministrar una corriente mínima de 1 amperio, mientras mantiene la tensión de recuperación especificada durante el resto del tiempo especificado. Cualquier ruptura del fusible durante este periodo de sostenimiento de la tensión (es decir, un aumento en la corriente de fuga a través del fusible hasta 1 amperio o más) se debe considerar una interrupción fallida del fusible. El monitoreo de la corriente se puede hacer con cualquier método adecuado. Un método aceptable es disparar un disyuntor de circuito usado para proteger la fuente auxiliar.

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Tabla 10. Parámetros del circuito para ensayos de TRV para fusibles de expulsión de potencia, fusibles limitadores de corriente de potencia y para distribución y fusibles de líneas de condensadores de potencia

Tensión máxima nominal (kV)

2,8

a

Columna 1 Columna 2 Columna 3 Tablas de ensayo y series de ensayo aplicables Tabla 9, series 1, 2,3 y 4 Tabla 12, serie 1 Tabla 12, series 2 Tabla 9, serie 5 Tabla 15, series 3 y 4 Frecuencia Factor Frecuencia Factor Frecuencia (f) Factor pico b pico b (f) pico (f) b (kHz) (kHz) +10 %, -0 +10 %, (kHz) +10 %, +10 %, -0 % % +10 %, -0 % -0 % +10 %, -0 % -0 % 8,5 1,4 3,3 1,5 38.,0 1,45

5,1 - 5,5 8,3 15,0 - 15,5

6,0 4,7 3,2

1,4 1,4 1,4

2,7 2,3 1,8

1,5 1,5 1,5

29,0 19,0 18,0

1,55 1,65 1,65

22,0 - 27,0 38,0

2,1 1,6

1,4 1,4

1,3 1,1

1,5 1,5

12,0 8,0

1,65 1,65

Para tensiones máximas nominales superiores a 38 kV, no se especifican los parámetros de TRV del circuito de ensayo. Los valores adecuados se pueden seleccionar mediante acuerdo entre el usuario y el fabricante. pico TRV en kV Factor pico = 2 x tensión de recuperación a frecuencia industrial en kV x Sen arctan x / R

b

) [ (

(

)]

X/R es el valor de la Tabla 9 para las series de ensayo 1, 2, 3 y 4 y de la Tabla 11 para la serie de ensayos 5 para fusibles de expulsión de potencia, la Tabla 12 para fusibles limitadores de corriente, y la Tabla 15 para los fusibles de condensadores de potencia. El factor pico se debería determinar con base en una corriente simétrica. La envolvente de la TRV es una forma (1 -cos) con tiempo- al-pico (en microsegundos) =

1 000 (f en kHz) 2f

RRRV = tasa de elevación promedio de la tensión de recuperación (transitoria) (en voltios/microsegundo) = =

primerPicoTRV tiempo − al − pico

2 2 x (tensión de recuperación a frecuencia industrial en kV) x [sen (arctan X/R)] x (factor pico) x (f en kHz) Tabla 11. Relaciones X/R mínimas para la serie de ensayo 5 en fusibles de potencia (excepto fusibles limitadores de corriente) Tensión máxima nominal (kV) 2,8 5,1 – 5,5 8,3 15,0 – 15,5 23,0 – 27,0 38,0 48,3 72,5 121,0 145,0 169,0

Relación X/R mínima 1,5 1,5 1,8 8,0 8,0 12,0 12,0 15,0 15,0 15,0 15,0

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Tabla 12. Ensayos de funcionamiento de interrupción y parámetros del circuito de ensayo para fusibles de distribución y de potencia limitadores de corriente Parámetros Tensión de recuperación a frecuencia nominal

Tipo de fusible Potencia

Distribución Tensión transitoria de recuperación (TRV) Corriente prevista (disponible) - valor eficaz simétrico

Potencia y distribución Potencia

1 87 % de tensión nominal máxima +5 %, 0 %

Tensión nominal máxima +5 %, -0 % Véase Tabla 10, columna 1 I1 + 5 %, -0 %

Ángulo de cierre después de tensión cero - grados Corriente instantánea al comienzo del arco Iniciación del arco después de tensión cero - grados Duración de la Fusible tensión de desprendible recuperación Fusible no frecuencia industrial desprendible después de interrupción Corriente nominal del fusible o unidad fusible Número de ensayos

a

b

Potencia Distribución Potencia y distribución Potencia y distribución Potencia y distribución Potencia y distribución

Véase Tabla 10, columna 2 I2

87 % de I1 +5 %, c 0% I1 + 5 %, -0 % no se requiere Mínimo 15 (máximo 0,067) Mínimo 10 (máximo 0,100) No es aplicable 0 a 20

Distribución Relación X/R (factor de potencia)

Series de ensayo a 2 3 Tensión Tensión nominal máxima +5 %, -0 % nominal máxima +5, -0 % No se requiere Véase la b nota d I3 +0 %, -10 %

De 2.3 a 1.3 (de 0,4 a 0,6) Tiempo aleatorio No es aplicable 0,85 I2 a 1,06 No es I2 aplicable Para un ensayo: de 40 a 65 No es No es d aplicable aplicable Para dos ensayos: de 65 a 90 Mínimo el tiempo de desactivación ó 1 s, el que sea mayor Mínimo 1 min

Potencia y distribución Potencia Distribución

e,f

Mínimo 1 min

c

Véase numeral 6.6.4 3 3

3 3 2 No se 3 2 requiere La serie de ensayo 3 verifica el funcionamiento del fusible en corrientes bajas. Para el valor de estas corrientes véase numeral 6.6.1. Cuando las limitaciones de la estación de ensayo evitan el mantenimiento de la corriente constante, la tolerancia de la corriente se puede exceder durante máximo el 20 % del tiempo de fusión, siempre y cuando la corriente en el inicio del arco esté dentro de la tolerancia especificada y se mantenga el tiempo mínimo para la fusión de fusibles para propósito general y de gama completa. Para evitar el ensayo en la tensión específica durante todo el periodo de ensayo, en el numeral 6.6.2 se especifica una variante del método para los ensayos de la serie 3. En el numeral 6.6.3 se especifícale método de ensayo para la serie 3 en fusibles de gama completa. La TRV para este circuito de ensayo se debe amortiguar en forma crítica. El derivar la reactancia de carga con una resistencia cuyo valor es igual a aproximadamente 40 veces el valor de la reactancia, es adecuado normalmente para amortiguar el circuito en forma crítica. Sin embargo, si este valor no da como resultado la amortiguación crítica, se puede reducir la resistencia para obtener amortiguación crítica. Para conveniencia del ensayo, se puede aceptar una TRV oscilatoria, con la aprobación del fabricante. Se obtiene amortiguación crítica cuando:

R=

f0 X 2 fn

en donde fo fn X c d

e

f

= = =

es la frecuencia natural del circuito de ensayo sin amortiguación es la frecuencia industrial es la reactancia del circuito de ensayo a frecuencia industrial

No es necesario realizar el ensayo si los ensayos en el nivel de I1 se hacen al 100 % de la tensión máxima nominal. Puesto que las condiciones de operación pueden producir una amplia variedad de esfuerzos en el fusible y como el ensayo de interrupción está destinado (en principio) a producir las condiciones más rigurosas (principalmente con respecto a la energía de arco y a los esfuerzos mecánicos y térmicos para este valor de corriente) se reconoce que estas condiciones prácticamente se obtendrán al menos una vez cuando se hacen los tres ensayos indicados. Cuando las limitaciones de la estación de ensayo hacen difícil mantener el valor total de la tensión de recuperación durante el tiempo especificado, el circuito de ensayo de puede transferir a una fuente auxiliar. Esta transferencia no se debe hacer antes de que hayan transcurrido 10 s mínimo desde la interrupción de la corriente. Toda interrupción del circuito necesaria para efectuar la transferencia no debe exceder 0,2 s de duración. La fuente auxiliar debe tener capacidad para suministrar una corriente mínima de 1 amperio, mientras mantiene la tensión de recuperación especificada durante el resto del tiempo especificado. Cualquier ruptura del fusible durante este periodo de sostenimiento de la tensión (es decir, un aumento en la corriente de fuga a través del fusible hasta 1 amperio o más) se debe considerar una interrupción fallida del fusible. El monitoreo de la corriente se puede hacer con cualquier método adecuado. Un método aceptable es disparar un disyuntor de circuito usado para proteger la fuente auxiliar. Si los ensayos de la serie 2 no se llevan a cabo, la duración no debe ser inferior a 10 min.

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Tabla 13. Ensayos de funcionamiento de interrupción y parámetros del circuito de ensayo para fusibles de expulsión a sumergidos en líquido usados en compartimientos Parámetros

Serie de ensayo 1

Tensión a frecuencia industrial

2 Tensión nominal máxima +5 %, -0 %

Véase Tabla 7, columna 1

Véase nota b

Corriente de interrupción nominal: +5 %, -0 %

De 2,7 a 3,3 veces la capacidad nominal del hilo o c la unidad fusible

Relación X/R (factor de potencia)

Mínimo 8 (máximo 0,124)

De 1,3 a 0,75 (de 0,6 a 0,8)

Ángulo de cierre relacionado con tensión cero - grados

1er ensayo: de -5 a +15 2do ensayo: de 85 a 105 3er ensayo: de 130 a 150

Tensión transitoria de recuperación (TRV) Corriente prevista (disponible) - valor eficaz simétrico

Capacidad de corriente nominal del hilo fusible o unidad fusible Número de ensayos

d

Mín.

Máx.

Mín.

Máx.

3

3

2

2

Duración de la tensión de recuperación a frecuencia industrial después de interrupción a

b

Mínimo 1 min

En algunos casos, los dispositivos se diseñan para usar en serie con un fusible limitador de corriente. Para los dispositivos en los cuales el fusible limitador de corriente es una parte integral del dispositivo el ensayo se debería realizar sin el fusible limitador de corriente, pero con un dispositivo que simule la forma y el tamaño del fusible limitador de corriente, excepto su elemento fusible. La TRV para este circuito de ensayo se debe amortiguar en forma crítica. El derivar la reactancia de carga con una resistencia cuyo valor es igual a aproximadamente 40 veces el valor de la reactancia, es adecuado normalmente para amortiguar el circuito en forma crítica. Sin embargo, si este valor no da como resultado la amortiguación crítica, se puede reducir la resistencia para obtener amortiguación crítica. Para conveniencia del ensayo, se puede aceptar una TRV oscilatoria, con la aprobación del fabricante. Se obtiene amortiguación crítica cuando: R= en donde fo fn X

c d

= = =

f0 X 2 fn

es la frecuencia natural del circuito de ensayo sin amortiguación es la frecuencia industrial es la reactancia del circuito de ensayo a frecuencia industrial

Si el ensayo incluye un tiempo de fusión apreciablemente superior a 2 s, la corriente se puede aumentar para obtener un tiempo de fusión de aproximadamente 2 s. El número de ensayos sobre cualquier soporte para los dispositivos con los elementos reemplazables se debería limitar al número recomendado por el fabricante del equipo.

63

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NTC 2132 (Segunda actualización)

Tabla 14. Tipos de ensayo de funcionamiento de interrupción requeridos para los fusibles de condensadores Tipo de fusible

Ensayos

Corrientes inductivas a frecuencia industrial (véase numeral 6.10.2) Corrientes capacitivas a frecuencia industrial (véase numeral 6.10.3) Corrientes de descarga capacitiva (véase numeral 6.10.4) a

b

Fusible de línea de condensadores

Fusibles de unidad de condensadores usados cuando se pueden presentar fallas inductivas

Fusibles de unidad de condensadores usados cuando no es probable que se presenten fallas inductivas (véase a nota )

X

X

_

X

X

X

Véase nota b

X

X

Ejemplos de estas aplicaciones son las siguientes: 1) Fusibles individuales en baterías conectadas en estrella con neutral y estructura sin conectar a tierra. 2) Baterías con condensadores en serie. Las aplicaciones inusuales como las baterías en oposición en el mismo polo, teniendo cada batería su propio fusible de línea, podrían requerir que el fusible pueda interrumpir las corrientes de descarga capacitiva. Puesto que el tamaño de estas baterías generalmente es pequeño, las corrientes de descarga se podrían manejar satisfactoriamente con la mayoría de fusibles de línea. Consulte al fabricante sobre estos tipos de aplicaciones.

64

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NTC 2132 (Segunda actualización)

Tabla 15. Ensayos de funcionamiento de interrupción de corriente capacitiva y parámetros del circuito de ensayo para todos los tipos de fusibles de condensadores Parámetros

Tensión de recuperación a frecuencia industrial (excluyendo el componente de c.d. de la tensión) Corriente prevista (disponible) - valor eficaz simétrico

Fuente

Fusibles de unidad de condensadores

Fusibles de línea de condensadores

Serie de ensayo 1

Serie de ensayo 3

2

Valor de la corriente capacitiva resultante en un tiempo de fusión de 10 s mínimo

Corriente de interrupción capacitiva nominal +5 %, -0 %

Relación X/R

Corriente de cortocircuito

No se requiere control de la TRV

Fusibles de distribución- véase Tabla 7, columna 1 Fusibles de potencia- véase Tabla 10, columna 1

12,5 a 25 veces la corriente de interrupción capacitiva nominal

Véase Tabla 16

Véase numeral 6.10.3 y las figuras que se indican a continuación (cuando se indican dos figuras para una serie de ensayo, el circuito usado es opcional) Figura 3a

Ángulo de interrupción relacionado con tensión cerote la fuente - grados Capacidad de corriente nominal del hilo fusible o unidad fusible a ensayar (véase nota b y nota c) Número de ensayos (véase nota d) Número de ensayos en cada portafusible para fusibles de expulsión (véase nota d) Duración Fusibles de la desprendibles tensión de y de recuperaseparación de ción a aislamiento frecuencia Fusibles no nominal desprendibles después y de de la separación de interrup aislamiento ción a

b

c

d

Corriente de interrupción capacitiva nominal +5 %, -0 %

Valor de la corriente capacitiva resultante en un tiempo de fusión de 10 s mínimo

≥8

Parámetros TRV

Circuito de ensayo

4

Tensión nominal máxima +5 %, -0 % (véase numeral 6.10.5 para los requisitos de la tensión de recuperación de cresta) (véase nota a)

De -10º a +10º

Mín.

Máx.

3

3

3

3

Figura 3b

Figura 3c

Figura 3d

Figura 3e

Figura 3e

De +85º a +105º

Tiempo aleatorio

De -10º a +10º

De +85º a +105º

Tiempo aleatorio

Mín.

Máx.

Mín.

Máx.

Mín.

Máx .

Mín.

Máx.

Mín.

Má x.

3

3

2

2

3

3

3

3

2

2

3

3

3

3

3

3

4

4

No menor que el tiempo de desprendimiento o 0,5 s, el que sea mayor

Mínimo 1 min f

Para cortacircuitos con tensión nominal de pendiente, las series de ensayo 3 y 4 se deben llevar a cabo con la tensión de ensayo en el valor a la derecha de la pendiente. Por ejemplo la tensión de ensayo para cortacircuitos con capacidad nominal de 15/27 kV debe ser de 27 kV. Para todos los fusibles de expulsión que utilizan hilos reemplazables, los hilos fusibles mínimo y máximo a usar en los ensayos se relaciona con la capacidad nominal en amperios del fusible y la construcción básica del hilo fusible. Para todos los fusibles con capacidad nominal de 50 A máximo, el tamaño mínimo del hilo para el ensayo es 6 A Tipo K y el máximo es 50 A Tipo T; para los fusibles con capacidad nominal de 100 A máximo, el tamaño mínimo del hilo para el ensayo es 6 A Tipo K y el máximo es 100 A Tipo T; para los fusibles con capacidad nominal de más de 50 A hasta 100 A máximo, el tamaño mínimo del hilo para el ensayo es 65 A Tipo K y el máximo es 100 A Tipo T; para los fusibles con capacidad nominal de más de 100 A hasta 200 A máximo, el tamaño mínimo del hilo para el ensayo es 140 A Tipo K y el máximo es 200 A Tipo T. Si la construcción de hilos fusibles intermedios difiere de la de los hilos fusibles can capacidad nominal mínima y máxima y es probable que esta diferencia afecte adversamente el funcionamiento de interrupción, se requieren ensayos adicionales de tales capacidades nominales. Para todos los tipos de fusibles limitadores de corriente y los fusibles de expulsión que no utilizan hilos reemplazables, el tamaño mínimo del fusible para el ensayo es la capacidad de corriente nominal más pequeña en la serie homogénea de fusibles y el tamaño máximo del fusible es la capacidad nominal más grande de dicha serie en particular. Véase numeral 6.6.4 para los parámetros de las series homogéneas de fusibles limitadores de corriente. Se considera que los fusibles de expulsión que no utilizan hilos reemplazables forman una serie homogénea cuando sus características cumplen con lo siguiente: 1) La tensión nominal, la corriente de interrupción nominal y la frecuencia nominal son las mismas. 2) Todos los materiales deben ser iguales, excepto que los metales usados para el elemento fusible y el conductor que completan el circuito eléctrico entre los terminales de un portafusible de un fusible pueden variar. 3) Todas las dimensiones de la unidad fusible deben ser las mismas, excepto para la sección transversal y la longitud del elemento fusible y la sección transversal y la longitud del conductor que completa el circuito eléctrico entre los terminales de un portafusible de un fusible. Después de cada ensayo, sólo se deben reemplazar las partes que normalmente se reemplazan en campo.

65

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NTC 2132 (Segunda actualización)

NOTA 1 Las definiciones para la Figura 3 son las siguientes: C1

es el control de frecuencia de la TRV para la fuente

CB

es el disyuntor de circuito

Cp

son los condensadores correspondientes a los condensadores en paralelo con la unidad fallida

CS

es el cierre del laboratorio o interruptor de aislamiento

Ct

son los condensadores para producir la corriente capacitiva de ensayo requerida

F

es el fusible sometido a ensayo

G

es la fuente de potencia

If

es la corriente del fusible If= Vs x 2π x (frecuencia industrial en Hz) x Ct

R1

es la resistencia para controlar la X/R de la fuente

R2

es la resistencia de amortiguación para controlar el factor pico de la fuente

S

es el interruptor para iniciar la operación del fusible

Vf

es la tensión máxima nominal del fusible (esto es, el componente de frecuencia industrial de esta tensión, después de que el fusible interrumpe la corriente, debe ser igual o mayor que el de la tensión máxima nominal del fusible) Para las partes a) y b) de la Figura 3: ⎛ ct V f = ( Vs ) × ⎜ ⎜ C p + Ct ⎝

⎞ ⎟ ⎟ ⎠

Para las Figuras 3a) y 3b) ⎛ c t V f = ( Vs ) × ⎜ ⎜ C p + Ct ⎝

⎞ ⎟ ⎟ ⎠

Para las partes c), d) y e) de la Figura 3: Vs

es la tensión de la fuente

XL1

es la reactancia inductiva de la fuente

NOTA 2 Para las partes d) y e) de la Figura 3 se pueden usar circuitos de amortiguación diferentes de aquellos presentados para controlar los parámetros TRV inherentes del circuito de ensayo, previo acuerdo mutuo entre el fabricante y el laboratorio de ensayo. Este uso se debe registrar y explicar en el informe. NOTA 3 En los circuitos a), b) y c) de la Figura 3, el valor Cp toma en consideración el efecto de la capacitancia en la tensión de recuperación que aparece a través del fusible. Este valor representa entre 300 kVAR y 400 kVAR. La experiencia ha demostrado que el valor de Cp no es crítico en el funcionamiento de interrupción capacitiva de los fusibles. Cp debe ser C p (uf ) ≥

1 000

(V f )2 (kV )

NOTA 4 Para las partes a) y d) de la Figura 3, el cierre del interruptor S inicia la operación del fusible y para las partes b), c) y e) de la Figura 3 la apertura del interruptor de derivación S inicia la operación del fusible. Observe que el cierre del interruptor CS también se puede usar para iniciar la operación del fusible para el circuito de ensayo presentado en la Figura 3d).

66

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NTC 2132 (Segunda actualización)

La impedancia del interruptor de derivación S, incluyendo el cable de contacto, usado para los circuitos de ensayo que se presentan en las partes b), c) y e) de la Figura 3, se debería minimizar para garantizar que con el interruptor cerrado la corriente a través del fusible no exceda 1,5 veces la corriente nominal del fusible presentada en el rótulo de identificación. Cono variante, se puede conectar una impedancia pequeña en serie con el fusible, reduciendo así la corriente a través del fusible y aumentando la corriente a través del interruptor de derivación conectado en paralelo.

X L1

R1

CB

Ct

CS

G

Vs

S Cp

F Vf

If

a)

X L1

R1

CB

CS

G

Ct Vs S

F Vf

If

Cp

b)

X L1

R1

CB

CS

Ct

Cp

Vs

G

S

F Vf

If

c)

X L1

R1 G

CB

C1

CS

Ct S (opcional)

Vs

R2

Vf I f

F

d)

R1 G

X L1 C1

CB

CS

R2

Ct Vs If

F Vf

S

e) Figura 3. Diagramas de circuitos comunes para los ensayos de interrupción de corriente capacitiva. Tabla 16. Corriente de cortocircuito de la fuente para fusibles de línea de condensadores

67

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a

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Corriente continua nominal de la unidad fusible o el hilo fusible como se indica en el rótulo de identificación (A)

Nivel de cortocircuito de la fuente en valor eficaz simétrico en amperios a,b,c

>1 y 50

1 250 – 2 500

>50 y 100

2 500 – 5 000

> 100 y 200

5 000 – 10 000

>200 y 300

7 500 – 15 000

>300

10 000 – 20 000

Los valores para el nivel de cortocircuito se ha seleccionado con base en 2 % a 4 % e. El e seleccionado es representativo del porcentaje de regulación de tensión atribuido a las instalaciones de batería de condensadores en el campo y se estima de la siguiente manera: %Δe ≈

XL I × 100 ≈ C × 100 XC I SC

en donde XL

es la reactancia inductiva de la fuente

XC

es la reactancia capacitiva de la carga

IC

es la corriente continua nominal de la unidad fusible o hilo fusible indicada en el rótulo de identificación (A)

ISC

es la corriente de cortocircuito simétrica eficaz de la fuente

b

Los fusibles limitadores de corriente conformes con una serie homogénea deberían usar los valores de corriente de cortocircuito indicados anteriormente, con base en la corriente continua máxima en la serie homogénea.

c

Si la corriente de interrupción inductiva nominal del fusible es inferior a los valores presentados, se utiliza el valor más bajo.

68

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NTC 2132 (Segunda actualización)

Tabla 17. Tamaño y longitud de los conductores desnudos para los ensayos especificados Corriente continua nominal de cortacircuito, interruptor o portafusible. (A) Cortacircuitos para distribución encapsulados, abiertos y de hilo abierto, cuando se ensayan como: Cortacircuito de fusible

Cortacircuito de desconexión

50

--

Tamaño y longitud de conductores de cobre desnudos

Fusible en aceite para distribución y cortacircuitos de desconexión

Interruptor en aire encapsulado para distribución

Fusible de potencia y fusibles limitadores de corriente para distribución

Tamaño de los conductores

--

--

Hasta 50

No. 6 AWG

Longitud mínima

Pulgada

mm

48

(1,2)

48

(1,2)

48

(1,2)

48

(1,2)

48

(1,2)

48

(1,2)

sólido --

100

--

--

--

No. 2 AWG trenzado

100

--

--

--

100

No. 1 AWG trenzado

--

200

--

--

--

No. 2/0 AWG trenzado

--

--

100

--

--

No. 1/0 AWG trenzado

200

--

200

200

200

No. 4/0 AWG trenzado

--

a

300

300

300

300

250 KC mil a

48

(1,2)

a

48

(1,2)

600 KC mil a

48

(1,2)

--

--

--

400

400

--

--

--

600

--

Mil milipulgadas circulares

69

400 KC mil

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización)

Tabla 18. Primer y segundo picos de corriente mayor para una corriente momentánea y X/R del circuito especificadas Corriente momentánea (asimétrica

X/R a

eficaz kA) a

a

Primer pico de corriente mayor

Segundo pico de corriente mayor

(kA)

(kA)

6

6,5

10,3

7,8

6

8

10,3

8,0

6

12

10,2

8,4

8

5

13,8

10,3

8

8

13,7

10,7

8

15

13,5

11,4

10

8

17,1

13,3

10

25

16,7

14,9

11

4,2

19,1

14,2

12

8

20,6

16,0

12

12

20,4

16,7

14

5

24,2

18,0

14

8

24,0

18,7

16

12

27,1

22,3

20

5

34,5

25,7

20

12

33,9

27,9

20

25

33,3

29,8

22,5

12

38,2

31,4

Para corrientes momentáneas y valores X/R que no se presentan en esta tabla, se recomienda que el fabricante y el usuario acuerden el primero y el segundo picos de corriente mayor.

70

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización) ANEXO A (Informativo)

MÉTODOS RECOMENDADOS PARA DETERMINAR EL VALOR DE UNA ONDA DE CORRIENTE SINUSOIDAL Y DE LA TENSIÓN DE RECUPERACIÓN A FRECUENCIA INDUSTRIAL

A.1

ONDAS DE CORRIENTE

A.1.1 Clasificación de las ondas de corriente La determinación de la corriente interrumpida por un dispositivo interruptor de circuito implica la medición de los valores efectivos de las ondas sinusoidales. Estas ondas se pueden dividir en dos grupos, las que son simétricas en relación con el eje cero y las que son asimétricas en relación con el eje cero. A.1.2 Onda sinusoidal simétrica La onda sinusoidal simétrica tiene un valor eficaz igual al valor pico a pico dividido por 2,828. Para determinar el valor eficaz en un instante dado, se traza la envolvente de la onda de corriente, de ésta se determina el valor pico a pico en un instante dado y se divide por 2,828. Véase la Figura A.1 para un ejemplo. ENVOLVENTE

VALOR EFICAZ

B LÍNEA CERO Y EJE DE LA ONDA A

t

ENVOLVENTE

t

=

tiempo para el cual se hizo la medición

A

=

valor pico a pico

B

=

valor eficaz

A 2,828 Figura A.1. Onda de corriente sinusoidal simétrica

A.1.3 Onda sinusoidal asimétrica Se puede considerar que la onda sinusoidal asimétrica está formada por dos componentes uno alterno y uno directo.

71

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización)

A.1.3.1 Medición del valor eficaz La medición del valor eficaz se simplifica por esta concepción de una onda asimétrica, ya que el valor eficaz de la onda está en función de estos dos componentes. A.1.3.2 Componente alterno El componente alterno tiene un valor pico a pico igual a la distancia entre las envolventes y tiene un eje entre ellas. A.1.3.3 Componente directo El componente directo tiene una amplitud igual al desplazamiento del eje del componente alterno. Véase la Figura A.2 para un ejemplo.

ENVOLVEN

TE

VALOR EFICAZ EJE DE LA ONDA

A' A B

D

LÍNEA CERO B'

t

=

tiempo para el cual se hizo la medición

A

=

valor pico a pico del componente alterno = A’ + B’

D

=

componente directo = A’ - (A/2)

A’

=

ordenada principal

B’

=

ordenada secundaria

B

=

valor eficaz =

(valor

ENVOLVEN

TE

rms de la corriente alterna ) 2 + (componente directo )2 2

⎛ A ⎞ 2 = ⎜⎜ ⎟⎟ + D ⎝ 2,828 ⎠ Figura A.2. Onda de corriente sinusoidal asimétrica.

El uso directo de la fórmula en la Figura A.2 implica muchos cálculos para determinar los componentes y combinarlos, pero se puede usar para desarrollar tablas, gráficas y escalas mediante las cuales se obtienen rápida y fácilmente los valores efectivos.

72

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA A.2

NTC 2132 (Segunda actualización)

TENSIÓN DE RECUPERACIÓN A FRECUENCIA INDUSTRIAL

La tensión de recuperación a frecuencia industrial se debe determinar a partir de la envolvente de cada onda de tensión en un punto en el tiempo coincidente con el pico que ocurre a más de 0,5 ciclos pero a menos de 1 ciclo, después de la extinción del arco final en la última fase por despejar. La tensión de recuperación a frecuencia industrial para un cortocircuito trifásico se debe considerar el promedio de los tres valores obtenidos de esta manera para las tres ondas de tensión (véase la Figura A.3). O 1/f G1

1/2f

G2 1/f E1 FASE A

E2 FASE B

E3 FASE C O

G1 G2

Fase A OO

= =

primero en abrir el circuito instante de extinción del arco final 1 intervalo desde OO 2f

G1G1

=

G2G2

=

intervalo

1 f

=

1 período a la frecuencia del sistema

E1 2,828 E2 2,828 E3 2,828

=

tensión de recuperación a frecuencia normal, fase A

=

tensión de recuperación a frecuencia normal, fase B

=

tensión de recuperación a frecuencia normal, fase C

1 desde 00 f

Tensión de recuperación a frecuencia normal promedio E2 E3 ⎞ ⎛ E = ⎜⎜ 1 + + ⎟⎟ ÷ 3 ⎝ 2 ,828 2 ,828 2 ,828 ⎠ NOTA En la fase B, un pico de tensión ocurre exactamente en el intervalo G1G1. En este caso la medición se hace en el intervalo G2G2. Figura A.6. Determinación de la tensión de recuperación a frecuencia industrial.

73

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización) ANEXO B (Informativo)

MÉTODO RECOMENDADO PARA DETERMINAR LA CORRIENTE EFICAZ DE ESTADO ESTACIONARIO EQUIVALENTE PARA TRAZAR CURVAS TIEMPO-CORRIENTE La corriente que funde un fusible en menos de 1 s puede contener varias oscilaciones transitorias en la onda. La magnitud de estas oscilaciones transitorias varía en cada operación del fusible, y el valor eficaz de estado estacionario equivalente de la onda de corriente se puede obtener solamente evaluando cada caso individualmente. Los siguientes métodos se recomiendan para ensayos de fusibles que se están en esta clase: Cuando el fusible se funde durante condiciones transitorias, el área bajo la parte que se funde de la onda de corriente se integra para determinar el valor eficaz de la onda. Este valor se multiplica por la escala del oscilograma para obtener la corriente eficaz. Cuando el fusible se derrite después de que las condiciones transitorias ceden, la parte transitoria de la onda se integra como se describe en a) valor eficaz de la onda de corriente para el punto de fusión, y se mide la altura entre crestas de la onda de estado estacionario. Los dos valores obtenidos se combinan así:

⎞ ⎛ Valor eficaz de ⎟ ⎜ ⎜ la onda de corriente ⎟ = ⎜ para el punto de fusión ⎟ ⎠ ⎝

⎛ ⎡ Altura entre crestas de la ⎤ 2 ⎞ ⎜ ⎟ ⎥ ⎟ ⎜ ⎢ porción de estado ⎥ ⎟ ⎜⎢ 2 ⎥ ⎟ ⎡valor eficaz de ⎤ ⎡Tiempo de la ⎤ ⎜ ⎢ estacionario ⎥ ⎟ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ + ⎜⎢ 2 2 ⎣ la parte transitori a ⎦ ⎣ parte transitori a ⎦ ⎜ ⎢ ⎥ ⎟ ⎥ ⎟ ⎜⎢ ⎥ ⎟ ⎜⎜ ⎢ ⎢ ⎦⎥ ⎟⎠ ⎝⎣ Tiempo total para la fusión

74

⎡Tiempo de la ⎤ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ parte de ⎥ ⎢ estado ⎥ ⎢ ⎢⎣ estacionario ⎥⎦

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización) ANEXO C (Informativo)

CÁLCULO SIMPLIFICADO DE LA CORRIENTE DE FALLA

C.1

SERVICIO O RÉGIMEN EN INTERRUPCIÓN

Para seleccionar la capacidad de interrupción apropiada es necesario calcular la corriente de falla simétrica máxima en el lado de carga del fusible y comparar este valor con la capacidad de interrupción del fusible. La mayoría de fusibles de potencia, fusibles para distribución limitadores de corriente y cortacircuitos de distribución son clasificados en función de la corriente simétrica. Se puede hacer una comparación directa entre los valores calculados de la corriente de falla y la capacidad nominal del fusible. Muchos fusibles de potencia y cortacircuitos de distribución fabricados anteriormente (antes de 1970) se clasificaban con base en la corriente asimétrica. Para estos fusibles, los factores multiplicadores se deben aplicar a la corriente de falla calculada antes de que se pueda establecer una comparación con la capacidad nominal del fusible. Los factores multiplicadores que se deben aplicar dependen de las relaciones X/R del sistema en el lado de alimentación del fusible. En las Tablas 2, 3, 5, 6, 9, 12 y 15 se presentan algunas relaciones X/R representativas para la aplicación de fusibles en los sistemas. Para aplicaciones específicas en las que se conocen los valores X/R, los factores multiplicadores se pueden obtener a partir de la Figura C.1. Normalmente se usa la curva denominada “factor de multiplicación de valor eficaz”. Ocasionalmente, la curva denominada “factor de multiplicación de pico” es de interés durante el ensayo de diseño.

Asimétrica máxima de pico Simétrica eficaz

2,1

DC² + Sim RMS² con valor C.D tomado en la corriente pico

Basado en asimétrico eficaz

2,6 2,5

PI C

O

2,4

Ó N

DE

2,3

UL TI

1,7

DE

M

2,0 FA CT O

R

1,9 1,8 1,7 1,6

FA

1,5 1,4

1,8

PL IC AC I

2,2

1

1,5

2

OR CT

DE

2,5 3

IP LT MU

AC L IC

IÓ

A EV D N

LO

A FIC RE

1,6

Z

1,5 1,4 1,3 1,2 1,1

4

5

6

7 8 9 10

15

20

25 30

40

50 60 70 80 90100

Relación X/R del circuito

Figura C.1. Relación de X/R con el factor de multiplicación

75

Factor de multiplicación de valor eficaz =

Asimétrica máxima de pico Simétrica eficaz

2,7

Factor de multiplicación de pico =

2,8

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA C.2

NTC 2132 (Segunda actualización)

SERVICIO MECÁNICO Y MOMENTÁNEO

Para muchos propósitos es necesario conocer la corriente eficaz máxima posible (incluyendo las componentes de c.a. y c.d.) que puede fluir en un circuito. Teniendo en cuenta la sobreexcitación de los generadores el valor eficaz de la corriente asimétrica, calculado para fallas iniciadas a tensión cero es de aproximadamente 1,8 veces la corriente de falla simétrica. Puesto que siempre habrá alguna reducción, incluso en la primera mitad del ciclo, es aceptable un factor multiplicador de 1,55.

76

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización) ANEXO D (Informativo)

PARÁMETROS DE TENSIÓN DE RECUPERACIÓN TRANSITORIA (TRV) La Figura D.1 muestra los circuitos de ensayo

R1

CB G CVD

A F

T2

T1

X L1

CS C1

VS

R2 CVD

VF

I CT

DIAGRAMA DE CIRCUITO TÍPICO PARA: TABLA 5 - SERIE DE ENSAYO 1, 2 Y 3 TABLA 6 - SERIE DE ENSAYO 1, 2, 3 Y 6 TABLA 9 - SERIE DE ENSAYO 1, 2, 3 Y 6 TABLA 12 - SERIE DE ENSAYO 1 Y 2 TABLA 13 - SERIE DE ENSAYO 1 R1

T1

X L1 CB

A F

T2

TD R4

CS C2

G CVD

C1

VS

R2

R3 X L2

VF CVD

CVD

I CT

DIAGRAMA DE CIRCUITO TÍPICO PARA: TABLA 5 - SERIE DE ENSAYO 4 Y 5ª TABLA 6 - SERIE DE ENSAYO 4 Y 5ª TABLA 9 - SERIE DE ENSAYO 5 Y 6ª TABLA 12 - SERIE DE ENSAYO 3ª TABLA 13 - SERIE DE ENSAYO 2ª

Figura D.1. Circuitos de ensayo típicos. a

Para estas series de ensayo se puede requerir C2 y su valor está en estudio; R3 no se requiere a través de XL2. Igualmente, TD también se puede usar como alternativa a XL2 y R4 y puede tener la impedancia conectada entre terminales secundarios.

A

= puente de conexión removible usado para el ensayo de calibración

CB

= disyuntor de circuito que protege la fuente

CS

= interruptor de cierre

CT

= transformador de corriente o derivación de corriente no inductiva

CVD

= divisor de tensión capacitiva

C1

= control de frecuencia de la tensión de recuperación transitoria para la fuente

C2

= control de frecuencia de la tensión de recuperación transitoria para la carga

77

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2132 (Segunda actualización)

F

= fusible que se ensaya

G

= generador

I

= medición de corriente

XL1

= reactancia para la fuente

XL2

= reactancia para la carga (véase TD)

R1

= resistencia para controlar la relación X/R de la fuente

R2

= resistencia de amortiguación para controlar el factor de pico de la fuente

R3

= resistencia de amortiguación para controlar el factor de pico de la carga

R4

= resistencia pata controlar la relación X/R de la carga

TD

= transformador de distribución con terminales secundarios en cortocircuito (alternativo para XL2 y R4)

T1, T2

= posible ubicación de los transformadores para ensayos a tensiones superiores a la tensión del generador.

VF

= medición de la tensión de recuperación

Vs

= medición de la tensión de referencia

NOTA Los circuitos de amortiguación diferentes de los que se ilustran, para el control de los parámetros de la TRV inherente del circuito de ensayo, se pueden usar mediante acuerdo mutuo entre el fabricante y el laboratorio de ensayo. Este uso se debe registrar y explicar en el informe de ensayo. Figura D.1. (Final) Circuitos de ensayo típicos

D.1

MEDICIÓN DEL FACTOR PICO

El factor pico es la relación del primer pico de la tensión de recuperación transitoria (TRV) con el valor instantáneo de la tensión de la fuente en el momento de corriente cero, y se define por: Factor pico =

Pr imer pico de& TRV

2 x (Tensión de recuperación a frecuencia industrial ) x [Sen(arctan X / R )]

Este parámetro se usa en vez del factor de amplitud (la relación del primer pico de la TRV con el valor pico de la tensión de recuperación a frecuencia industrial) y se considera superior especialmente cuando se ensayan circuitos con relaciones X/R bajas. El factor pico se puede medir mediante inyección de corriente en el circuito de ensayo o alternativamente, llevando a cabo un ensayo real de interrupción de falla con un dispositivo de interrupción de arco-tensión bajo que no distorsiona la TRV. Incidentalmente se puede usar cualquier método para determinar la frecuencia de la TRV del circuito de ensayo. Las características y uso del equipo de inyección de corriente no deben alterar las características de la TRV inherentes del circuito durante la medición. Para mayor información sobre este equipo, véase la bibliografía en el literal D.2.

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D.1.1 Medición del factor pico por inyección de corriente El factor pico se determina gráficamente a partir de la TRV que aparece a través del dispositivo de interrupción abierto cuando el circuito recibe inyección de corriente en ese momento (véase la Figura D.2).

Tensión de recuperación transitoria

35,9 10

57,5

Tensión cero de refrencia

200 μs

Factor pico =

57,5 = 1,6 35,9

Figura D.2. Determinación del factor pico a partir del registro de ensayo de inyección de corriente

D.1.2 Medición del factor pico por interrupción de falla El factor pico se determina a partir del registro de la TRV de un ensayo real de interrupción de falla en un circuito que emplea un dispositivo de arco-tensión bajo que no distorsione la TRV. (El factor pico no se puede determinar a partir del registro de TRV de un ensayo que emplea un cortacircuito de fusible como dispositivo de interrupción, ya que comúnmente los cortacircuitos distorsionan la TRV). (Véase la Figura D.3.)

B+A Factor pico = -------------------------------C sen (tan-1 X/R) + A 64,2 + 11,5 = ------------------------------------------------ = 1,6 38,2 sen (tan-1 2,8) + 11,5

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Tensión de la fuente 1 (60 Hz)

Tensión de recuperación

Tensión cero de referencia

Corriente C

200 μs

Factor pico = =

20 kV

B+A Sen C(tan -1 X/R) + A 64,2 + 11,5 = 1,6 Sen 38,2(tan-1 2,8) + 11,5

Figura D.3. Determinación del factor pico a partir del registro del ensayo de interrupción de falla

Para este caso, el primer pico de TRV se mide a partir del pico de extinción como su punto inicial, ya que es la medición de la tensión de recuperación a frecuencia industrial instantánea en el momento de corriente cero. La siguiente ecuación presenta el cálculo:

Factor pico =

(Pr imer pico de TRV ) + (Pico de extinción )

{ 2 x Tensión de recuperación a frecuencia industrial x [Sen(arctan X / R )]}+ (Pico de extinción )

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D.2

BIBLIOGRAFÍA

[B1]

Hammarlund, P. "Transient Recovery Voltage Subsequent to Short Circuit Interruption with Special Reference to Swedish Power Systems", Proceedings, No. 189, Royal Swedish Academy of Engineering Sciences, 1946.

[B2]

Jackson, R.L., "Low Voltage Injection Equipment for Determining the Transient Response of Power System Plant", Internal Laboratory Report, No. RD/L/R 1782, Central Electricity Research Laboratory, Leatherhead, England, February 1972.

[B3]

Kotheimer, W.C., "A Method for Studying Circuit Transient Recovery Voltage Characteristics of Electric Power Systems", AIEEE Transactions, vol 74, pp- 1083-1086, 1955.

[B4]

Sing-Yui-King "Determination of Restriking Transients on Power Networks by a HalfWave Injection Method", JIEE, Part II, p. 700, 1949.

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DOCUMENTO DE REFERENCIA INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERS. IEEE Standard Design Tests for High-Voltage Fuses, Distribution Enclosed Single-Pole Air Switches, Fuse Disconnecting Switches, and Accessories. USA. 2000, 75 p. IEEE Std. C37.41-2000.

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