especificación técnica para alambres de cobre aislado de

Especificación técnica para alambres de cobre
aislado de baja tensión
Versión 1.0
ET-XXX-0001
ESPECIFICACIÓN TÉCNICA
PARA ALAMBRES DE
COBRE AISLADO DE BAJA
TENSIÓN
GRUPO EPM
VERSIÓN
NO.
1.0
FECHA
Febrero
2015
FECHA
DESCRIPCIÓN
DEL CAMBIO
MOTIVO
CAP. Y
PÁG.
AFECTADA
09/03/2015 Versión inicial
ELABORÓ/MODIFICÓ
LUIS E. MARTINEZ C.
REVISÓ
APROBÓ
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baja tensión
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ET-XXX-0001
TABLA DE CONTENIDO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
OBJETO .......................................................................................................................................... 1
ALCANCE ...................................................................................................................................... 1
NORMAS........................................................................................................................................ 1
CARACTERÍSTICAS .................................................................................................................... 2
4.1
Material ................................................................................................................................... 3
4.2
Diámetro del conductor, geometría, área y masa .................................................................... 3
4.3
Resistencia DC ........................................................................................................................ 3
4.4
Aislamiento y tensiones de ensayo .......................................................................................... 5
4.5
Resistencia de aislamiento ....................................................................................................... 6
4.6
Alargamiento ........................................................................................................................... 6
4.7
Tensión aplicada ...................................................................................................................... 6
4.8
Juntas y empalmes ................................................................................................................... 7
4.9
Marcación del conductor ......................................................................................................... 7
ENSAYOS ...................................................................................................................................... 7
5.1
Ensayos de Recepción ............................................................................................................. 8
5.2
Pruebas de Rutina .................................................................................................................... 9
5.3
Exigencias sobre ensayos ...................................................................................................... 10
EMPAQUE ................................................................................................................................... 11
CRITERIOS DE ACEPTACIÓN O RECHAZO .......................................................................... 12
DOCUMENTOS TÉCNICOS SOLICITADOS ............................................................................ 13
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS GARANTIZADAS .............................................................. 13
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ÍNDICE DE TABLAS
Tabla No. 1 – Lista de normas aplicables ..................................................................................... 2
Tabla No. 2 – Diámetro y área de los alambres .......................................................................... 3
Tabla No. 3 – Resistencia DC........................................................................................................... 3
Tabla No. 4 – Factores de conversión para la resistencia DC ................................................ 4
Tabla No. 5 – Espesores de aislamiento para polietileno reticulado .................................... 5
Tabla No. 6 – Resistencia de aislamiento ..................................................................................... 6
Tabla No. 7 – Elongación acorde con el diámetro y área ......................................................... 6
Tabla No. 8 – Tensión aplicada ....................................................................................................... 7
Tabla No. 9 – Normas soporte para pruebas de rutina ............................................................. 9
Tabla No. 10 – Plan de muestreo para ensayos de recepción .............................................. 12
Tabla No. 11 – Características técnicas garantizadas ............................................................ 13
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1. OBJETO
Especificar alambres de cobre aislado de temple suave a ser empleados en
redes de distribución de baja tensión del GRUPO EPM.
2. ALCANCE
Establecer las características técnicas, pruebas y empaque correspondientes
a los alambres de cobre aislado que se usan para construcción de redes de
baja tensión en el sistema de distribución de energía del Grupo EPM.
Los conductores a ser especificados son los siguientes:
ALAMBRE COBRE 10 AWG AISLADO XLPE 600 V 90 °C NEGRO
ALAMBRE COBRE 6 AWG AISLADO XLPE 600V 90 °C NEGRO
ALAMBRE COBRE 8 AWG AISLADO XLPE 600V 90 °C NEGRO
ALAMBRE COBRE 12 AWG AISLADO XLPE 600V 90 °C NEGRO
3. NORMAS
De acuerdo con los diseños de los fabricantes pueden emplearse otras normas
internacionalmente reconocidas equivalentes o superiores a las aquí
señaladas, siempre y cuando se ajusten a lo solicitado en la presente
especificación técnica, siendo potestativo de las empresas del Grupo EPM
aceptar o rechazar la norma que el oferente pone a su consideración.
Las normas citadas o cualquier otra que llegase a ser aceptada por el Grupo
EPM son referidas a su última versión.
En caso de discrepancia entre las normas y esta especificación, prevalecerá
lo aquí establecido.
Para efectos de esta especificación aplican las siguientes normas:
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NORMA
NTC 307
NTC 359
NTC 1332
NTC 1781
NTC 1818
NTC 2187
NTC 3203
NTC 3277
ASTM B3
ASTM B5
ASTM B8
ASTM B193
ASTM B784
ASTM B785
ASTM B787
ANSI NEMA
70
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Tabla No. 1 – Lista de normas aplicables
DESCRIPCIÓN
Conductores concéntricos de cobre duro, semiduro y
blando para usos eléctricos.
Alambres de cobre blando o recocido desnudo de
sección circular para usos eléctricos.
Alambres y cables aislamiento termoplástico
Alambre de cobre blando o recocido, estañado (ASTM
B33).
Alambrón de cobre laminado en caliente para usos
(ASTM B49) eléctricos.
Conductores de cobre redondos cableados compactos
(ASTM B496).
Alambres, cables y cordones flexibles eléctricos.
Cables y alambres con aislamiento termofijo.
Standard Specification for Soft or Annealed Copper
Wire
Standard Specification for High Conductivity ToughPitch Copper Refinery Shapes.
Standard Specification for Concentric-Lay-Stranded
Copper Conductors, Hard, Medium-Hard, or Soft
Standard Test Method for Resistivity of Electrical
Conductor Materials
Standard Specification for Modified Concentric-LayStranded Copper Conductors for Use in Insulated
Electrical Cables
Conductores de cobre trenzado, concéntrico de paso
modificado.
Standard Specification for 19 Wire Combination UnilayStranded Copper Conductors for Subsequent Insulation.
WC ICEA S-95-658 Standard for Nonshielded Power Cables
Rated 2000 Volts or Less for the Distribution of Electrical
Energy.
4. CARACTERÍSTICAS
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Material
La materia prima utilizada en el alambrón de cobre debe tener una pureza del
99.9% y debe cumplir con los requisitos de la norma NTC 1818 (ASTM B2).
Los alambres deben ser de cobre blando, con una conductividad mínima del
100% IACS, según la norma NTC 359 (ASTM B3).
El alambre de cobre aislado debe cumplir con los requisitos técnicos de las
normas ASTM B49, ASTM B3, UL 83 (NTC1332).
Con respecto al compuesto para el aislamiento, se prueba la flamabilidad para
XLPE FR de acuerdo con lo establecido en la norma NTC 3203, con la finalidad
de garantizar la resistencia a la llama.
4.2
Diámetro del conductor, geometría, área y masa
La norma NTC 3203 establece:
Tabla No. 2 – Diámetro y área de los alambres
Calibre del
conductor
AWG
12
10
8
6
4.3
Área de la sección
transversal del
Diámetro conductor
conductor
Mínimo
Nominal
Nominal Mínimo Máximo
0.98 x Nominal
mm
mm
mm
mm²
mm²
2.05
2.01
2.07
3.31
3.24
2.59
2.54
2.61
5.26
5.16
3.26
3.20
3.30
8.37
8.20
4.12
4.03
4.16
1.33
13.03
Resistencia DC
Con base en la norma NTC 3203, la resistencia DC se presenta en la Tabla 2:
Tabla No. 3 – Resistencia DC
Calibre AWG del conductor
Cobre sin revestimiento
20ºC
25ºC
ohmios/km
12
10
8
5.31
3.34
2.10
5.42
3.41
2.14
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Calibre AWG del conductor
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Cobre sin revestimiento
20ºC
25ºC
ohmios/km
6
1.32
1.35
El factor de corrección para las medidas de resistencia eléctrica con base en la
temperatura al momento de la medición, la norma NTC 3203 establece:
Tabla No. 4 – Factores de conversión para la resistencia DC
Temperatura del conductor
[ºC]
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
Factor de multiplicación para ajustar la
resistencia
25º C
20ºC
1.107
1.085
1.102
1.081
1.098
1.076
1.093
1.072
1.089
1.067
1.084
1.063
1.079
1.059
1.075
1.054
1.070
1. 050
1.066
1.045
1.061
1.041
1.057
1.037
1.053
1.033
1.048
1.028
1.044
1.024
1.040
1.020
1.036
1.016
1.032
1.012
1.028
1.008
1.024
1.004
1.020
1.000
1.016
0.996
1.012
0.992
1.008
0.989
1.004
0.985
1.000
0.981
0.996
0.977
0.992
0.973
0.989
0.970
0.985
0.966
0.981
0.962
0.977
0.958
0.974
0.955
0.970
0.951
0.967
0.948
0.963
0.944
0.959
0.941
0.956
0.937
0.952
0.934
0.949
0.930
0.945
0.927
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Temperatura del conductor
[ºC]
41
42
43
44
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Factor de multiplicación para ajustar la
resistencia
25º C
20ºC
0.942
0.924
0.938
0.921
0.935
0.917
0.931
0.914
La máxima resistencia eléctrica por unidad de longitud de un conductor
cableado no debe exceder el valor nominal de la resistencia DC indicado en la
tabla 2 en más de 2 %. Cuando la resistencia DC es medida a una temperatura
diferente a 20 °C, esta debe ser corregida usando los factores multiplicadores
dados en la tabla anterior.
4.4
Aislamiento y tensiones de ensayo
El conductor debe aislarse con polietileno reticulado XLPE para 90ºC. El
compuesto de polietileno reticulado debe ser con relleno. El polietileno
reticulado o XLPE, se diferencia del PVC en que es un material termoestable,
frente al PVC que es termoplástico. Los cambios de temperatura no modifican
sus propiedades mecánicas, gracias al proceso de reticulación.
Poseerá relleno con una fracción de masa de negro de humo y/o rellenos
minerales del 10 % o superior. El aislamiento se debe aplicar directamente a
la superficie del conductor o con separador opcional.
El espesor mínimo no debe ser inferior al 90% de los valores dados en la tabla
siguiente para los tipos de aislamiento y valores de tensión nominales
aplicables para el Grupo EPM, con aislamiento XLPE:
La norma NTC 3277 establece los espesores mínimos de aislamiento para
polietileno reticulado como se muestra a continuación:
Tabla No. 5 – Espesores de aislamiento para polietileno reticulado
Calibre del conductor
AWG
14 – 10
8–2
Espesor promedio
mínimo
Espesor mínimo en un
punto
mm
0.76
1.14
0.69
1.02
En el Grupo EPM los conductores de cobre aislados con XLPE no llevarán
chaqueta adicional.
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4.5
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Resistencia de aislamiento
Cada alambre terminado debe tener una resistencia de aislamiento no inferior
a la que se presenta a continuación, procedente de la norma NTC 3277:
Tabla No. 6 – Resistencia de aislamiento
Calibre del conductor
[AWG]
12
10
8
6
4.6
Tipo
XHHW-2, XHHW y XHH
[GΩ·m]
680
560
650
540
Alargamiento
Los ensayos para verificar las propiedades físicas de alambres de cobre
blando se harán sobre el conductor terminado. Debe evitarse maltrato
mecánico al alambre para propósitos de ensayo.
La medida del alargamiento de los alambres se realizará considerando
probetas de 250 mm y deberá estar de acuerdo con la siguiente tabla de la
norma NTC 359:
Tabla No. 7 – Elongación acorde con el diámetro y área
Calibre
AWG
6
8
10
12
4.7
Diámetro Área a 20 ºC (68 ºF)
mm
4,115
3,264
2,588
2,052
mm2
13,3
8,37
5,26
3,31
Elongación en
254 mm
(10 pulgadas)
% mm
30
30
25
25
Tensión aplicada
Los alambres terminados, cuando se ensayan de acuerdo con lo indicado en
la norma NTC 3277, deben soportar, sin ruptura del aislamiento, la aplicación
de la tensión de ensayo adecuada después de sumergirse en agua por no
menos de 6 horas antes de aplicar el potencial de ensayo.
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Los alambres deben someterse a la tensión de ensayo en corriente alterna,
indicada en la norma NTC 3277, por 60 segundos:
Tabla No. 8 – Tensión aplicada
Calibre del conductor
[AWG]
1 min de tensión de ensayo
[kV]
14 – 10
8–2
3.0
3.5
El alambre debe soportar, sin presentar falla, las tensiones de ensayo de la
tabla anterior. Las tensiones de ensayo se deben basar en la tensión nominal
del cable y el calibre del conductor y no en el espesor aparente del aislamiento.
4.8
Juntas y empalmes
Pueden hacerse soldaduras en los alambrones o alambres antes del paso final
de trefilación.
4.9
Marcación del conductor
Sobre el conductor se marcará la siguiente leyenda, cada metro:








Nombre del fabricante
Designación del conductor
Calibre del conductor
Tipo de aislamiento
Marcación de tensión según norma ANSI (600 V)
Temperatura de operación
Marca “GRUPO EPM – “filial” – “XXXX” donde en el espacio “filial” se
anotará el nombre de la filial del grupo EPM responsable de la compra
y en el espacio “XXXX” el número del contrato.
Marcación secuencial metro a metro para calibres iguales o superiores
a 8 AWG.
5. ENSAYOS
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Las pruebas de recepción especificadas en el presente documento, serán
efectuadas en laboratorios propios del fabricante o de terceros, y estarán
debidamente acreditadas por el ONAC o reconocidos por la IAF o el ILAC,
dicho laboratorio entregará los protocolos respectivos. Aplica para
proveedores nacionales y extranjeros.
La conformidad de producto se verificará mediante el certificado con norma y
RETIE y con pruebas de rutina e inspección en laboratorios con equipos
calibrados que garanticen el cumplimiento de los parámetros aquí
establecidos.
El oferente debe indicar en su oferta en cuál laboratorio se harán las pruebas
de recepción para cada lote en las entregas parciales.
5.1
Ensayos de Recepción
Los ensayos se efectuarán sobre la totalidad de los conductores presentados
a recepción y están destinados a validar la calidad de los mismos y rechazar
los que presenten defectos de fabricación.
Los siguientes ensayos aplican como de recepción:
1. Medida del diámetro del alambre: deberá medirse con calibre de
cuchillas en dos diámetros perpendiculares, por lo menos en tres puntos
distintos de cada unidad seleccionada para este fin. Se tomará en
cuenta los valores inferiores en cada punto y se hará el promedio para
la verificación. La tolerancia será de ± 1%.
2. Medida del alargamiento del alambre: se realizará como se detalló en
el numeral 4.6 de la presente especificación.
3. Medida de la resistividad volumétrica del alambre: se aplicará la Norma
ASTM B 193 en vigencia, con una probeta de 300 mm de longitud que
no deberá presentar nudos, empalmes, grietas ni suciedad. Las
medidas de la resistencia se harán con una precisión de ± 0.15 %. La
resistividad no resultará mayor a 0.017241 ohm mm2/m (a 20 °C)
4. Ensayo de llama para el aislamiento VW-1 (Espécimen vertical),
conforme con la norma NTC 3203.
5. Ensayo de tensión aplicada.
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6. Medida del espesor de aislamiento.
7. Medición de marcación secuencial sobre aislamiento:
Se efectuará la medida de calibración de la máquina de repaso con el empleo
de guaya de calibración. El fabricante deberá calibrar su máquina
preferiblemente con un error aproximado del +0.2% como se relaciona en la
siguiente tabla:
Medida máquina
49.9
Real mediante guaya de
calibración
50
Este valor será la referencia para obtención de los valores finales corregidos.
Se hará revisión de la marcación secuencial en las bobinas seleccionadas de
la muestra inicial, haciéndose medición para paradas de máquina a 50, 100,
250 m y para el final de cada bobina de 500 m y se reportarán en la tabla
siguiente, en la cual se ha corregido la lectura de máquina con el error
anteriormente calculado (como ejemplo):
ALAMBRE ____ AWG - BOBINA NO. _____
Lectura
Máquin
a
0
50
100
250
FINAL
Lectura
Corregida en
Máquina
0
50.10
100.20
250.50
FINAL
CORREGIDO
Secuencial
Adicional
Tramo
Diferencia
Error
No se admitirán bobinas con error en su marcación superior a ± 0.3%.
Los valores de estas características deberán cumplir con lo declarado por el
fabricante en el cuadro de características técnicas garantizadas.
5.2 Pruebas de Rutina
A continuación se presentan las normas sobre las cuales se basarán los
demás ensayos para los cables terminados:
Tabla No. 9 – Normas soporte para pruebas de rutina
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Ensayo
Resistencia DC del conductor
Medición del diámetro del conductor
Espesor
Tracción, elongación y deformación remanente
Deformación permanente
Cedencia gradual por calor
Extracción con solvente
Deformación (distorsión) por calor
Coeficiente de absorción (para PE)
Doblado en frío
Flexibilidad del cable armado
EM-60
Tensión no disruptiva AC o DC.
Resistencia de aislamiento
Agrietamiento por esfuerzo ambiental
Inmersión en aceite
Ensayo de resistencia a la luz solar
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Norma de referencia
Frecuencia
sugerida en
ICEA/NEMA
T-26-465/WC54
100 %
Plan F*
Plan J
Plan A
Plan A
Plan D
ASTM D 2765
Plan A
Plan E
Plan C
Plan B
Plan E
100%
Plan E
Plan E
Plan A
Plan E
T-27-581
T-27-581
T-27-581
ASTM D 412
ASTM D 470
T-28-562
ASTM D 2765
T-27-581
ASTM D 3349
T-27-581
T-27-581
T-27-581
T-27-581
T-27-581
ASTM D 1693
ASTM D 471
ASTM G23 o G26
T-30-520
Ensayo de llama en bandeja vertical
Plan E
NTC 3203
* Plan F: es suficiente una muestra de cada extremo de una longitud maestra del fabricante, o una
muestra del extremo exterior de cada longitud, si se toma al menos una muestra cada 3 000 m (10
000 pies).
5.3
Exigencias sobre ensayos
El fabricante presentará protocolos de ensayos a los conductores y deberán
ser entregados con el lote.
Como ensayos de recepción se efectuarán sobre el lote seleccionado, como
mínimo los ensayos descritos en el numeral 5.1 de esta especificación,
verificándose el cumplimiento de los valores presentados en los
correspondientes protocolos.
Para concluir las labores de recepción, los materiales se someterán a las
pruebas de laboratorio antes de emitir la comunicación de aceptación final,
siempre y cuando los resultados obtenidos, estén acordes con los fines para
los cuales fueron adquiridos los materiales y cumplan con las especificaciones;
si no fuere así lo indicará al contratista y en caso de tener que realizar pruebas
continuas sobre el material, para verificar su calidad, éstas serán facturadas
por el GRUPO EPM al contratista.
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Si durante la vigencia de la garantía de calidad y correcto funcionamiento el
GRUPO EPM detecta problemas tales como, mala calidad de los materiales
usados en la fabricación de los bienes o el no-cumplimiento de las
características garantizadas, el contratista se obliga a extender la vigencia de
dicha garantía hasta que el problema sea solucionado, además de hacer el
reemplazo total del material con deficiencias.
La aceptación de un lote, el prescindir de la asistencia del interventor, la no
ejecución de un ensayo de rutina o de aceptación:
a) No exime al fabricante de la responsabilidad de entregar el material de
acuerdo a los requisitos de esta especificación.
b) No invalida cualquier reclamación posterior del GRUPO EPM al
respecto de la calidad del material y/o de la fabricación.
En tales casos, incluso después de haber salido de fábrica, el lote puede ser
inspeccionado y sometido a ensayos, con previa notificación al fabricante y
eventualmente, en su presencia.
En caso de cualquier discrepancia con lo requerido, el lote puede ser
rechazado y su reposición será por cuenta del fabricante.
Todas las unidades rechazadas deberán ser reemplazadas por unidades
nuevas y perfectas, por cuenta del fabricante sin ningún costo para la GRUPO
EPM.
Ninguna modificación a la especificación del material, puede ser realizada sin
la aprobación del GRUPO EPM.
El costo de los ensayos será a cargo del contratista/fabricante, en todos los
casos.
6. EMPAQUE
El alambre se debe entregar en rollos de 100 m.
Los rollos deberán estar sujetados con amarras o fleje plástico y cubiertos con
plástico termo retráctil de tal manera que conserve la estabilidad del enrollado.
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Los rollos deben tener un adhesivo de identificación, con marcación en tinta
indeleble con la siguiente información:
1. La leyenda “FILIAL - GRUPO EPM” + número del contrato (“número”“año”)
2. Nombre del fabricante y dirección
3. Número del rollo
4. Clase y calibre del conductor
5. Peso bruto en kg.
6. Longitud en metros (m)
Los rollos serán embalados para su transporte en cajas de cartón con un peso
no mayor a 25 kg.
Cada bobina podrá contener una variación de ±2%, sin que la entrega
sobrepase la cantidad total solicitada por ítem.
7. CRITERIOS DE ACEPTACIÓN O RECHAZO
Los criterios de aceptación y el tipo de muestreo para todos los diferentes
ensayos serán de acuerdo con lo indicado en la norma NTC-ISO 2859-1.
Se procederá la extracción de la muestra aleatoriamente, de tal manera que
se asegure la representatividad del lote de acuerdo a lo indicado en la siguiente
tabla:
Tabla No. 10 – Plan de muestreo para ensayos de recepción
(Nivel de Inspección I, NCA= 4%)
TAMAÑO DEL LOTE
2 a 15
16 a 25
26 a 90
91 a 150
151 a 280
281 a 500
501 a 1200
1201 a 3200
3201 a 10000
10001 y mas
TAMAÑO DE LA
MUESTRA
2
3
5
8
13
20
32
50
80
125
CRITERIO DE
ACEPTACIÓN
0
0
0
1
1
2
3
5
7
10
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ET-XXX-0001
Se considera que un (1) lote cumple con los requisitos dimensionales,
mecánicos y eléctricos, cuando al probar todos los elementos de la muestra
se encuentra el número de elementos defectuosos permitidos o menos.
En el lote rechazado el fabricante deberá ensayar cada uno de los elementos
que lo componen, remitir los resultados de las pruebas a la empresa y solicitar
nuevamente la inspección de los mismos.
Los elementos rechazados de los lotes aprobados y las unidades
componentes de los lotes definitivamente rechazados no podrán formar parte
del suministro en cumplimiento del pedido de la empresa.
8. DOCUMENTOS TÉCNICOS SOLICITADOS
Se debe entregar la siguiente documentación con la oferta:



Certificado de conformidad de producto con norma técnica
Certificado de conformidad de producto con RETIE
Catálogos o fichas técnicas del material ofertado.
9. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS GARANTIZADAS
El oferente deberá diligenciar la siguiente tabla de características técnicas
garantizadas con su oferta:
Tabla No. 11 – Características técnicas garantizadas
No.
Exigido por el Grupo EPM
1
2
3
4
5
6
7
Fabricante
País
Alambre con temple suave
Pureza del cobre mínima 99.9%
Cumple con la norma NTC 3203 para el alambre de cobre
Aislamiento en XLPE FR para 90°C
Ensayos de rutina basados en las normas ASTM B3, B8 y B193
Resistencia y espesor de aislamiento conforme con norma NTC
3277
Medición de alargamiento según Norma ASTM B3 y NTC 359
Medición de tensión aplicada según NTC 3277
Medición de resistencia DC según NTC 3277
8
9
10
11
Garantizado
por el
Oferente
SI [ ] NO [ ]
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SI [ ] NO [ ]
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SI [ ] NO [ ]
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FOLIO
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Especificación técnica alambres de cobre aislado
baja tensión
Versión 1.0
No.
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Exigido por el Grupo EPM
Medida de la resistividad volumétrica del alambre según ASTM
B193
Medición de marcación secuencial según esta especificación.
Prueba de llama para aislamiento XLPE-FR según NTC 3203
Unidad de empaque - rollos de 100 m
Los rollos serán embalados para su transporte en cajas de cartón
con un peso no mayor a 25 kg.
Nombre del laboratorio
Las pruebas de recepción se realizan de acuerdo al Plan de
muestreo descrito en esta especificación y se realizarán a cargo
del proveedor.
Cumple con la marcación y empaque establecidos en esta
especificación.
Certificado de conformidad de producto con norma y RETIE
vigente.
ET-XXX-0001
Garantizado
por el
Oferente
SI [ ] NO [ ]
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SI [ ] NO [ ]
SI [ ] NO [ ]
SI [ ] NO [ ]
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SI [ ] NO [ ]
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