Conectores para electrodos de puesta a tierra.

NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS
RA7-018
CONECTORES PARA ELECTRODOS DE PUESTA A TIERRA
1.
ALCANCE
La norma hace parte del grupo de materiales normalizados y tiene como propósito fundamental
determinar todas las características que deberán tener los herrajes y accesorios que se usen e
instalen en el sistema de distribución de energía de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P.
Esta norma incluye las exigencias y características que deben cumplir los conectores para los
electrodos de puesta a tierra.
2.
FUNCIÓN
El conector utilizado para sistemas de puesta a tierra es un elemento que tiene como función unir o
conectar el conductor de puesta a tierra con los electrodos u otros conductores tal como lo establece
la norma (RA7-017) para aterramiento de redes de distribución, instalaciones eléctricas, mallas de
aterramiento de subestaciones y acometidas de servicio de energía en el sistema de distribución de
energía de las Empresas Públicas de Medellín.
En general el conector es un dispositivo metálico de conductancia eléctrica y resistencia mecánica
adecuadas, usado para conectar los conductores y electrodos de aterramiento. Los conectores
podrán estar enterrados o instalados arriba de la superficie.
3.
CARACTERÍSTICAS
El conector podrá ser de los siguientes tipos:
-
De compresión (en forma de “C” o “6”).
De conexión elástica (cuerpo en “C” más cuña).
De tipo grapa de uno o más tornillos.
De tipo grapa de un tornillo con arandela de presión.
Conector de conexión elástica tipo cilindro.
Los conectores o grapas deben tener el diseño eléctrico y geométrico adecuado para diferentes
electrodos tales como la varilla redonda, láminas, placas, tiras, perfiles y en general, estructuras de
diferentes formas. En las figuras que componen esta norma se muestran los diseños geométricos
sugeridos para los conectores. Existirán casos en los cuales las conexiones no serán mecánicas (con
conectores) sino con soldadura.
3.1
Material
Los conectores o grapas para electrodos de puesta a tierra, que estén enterrados, serán de cobre o
de bronce con un mínimo de 80% de cobre o un material no ferroso, con una alta resistencia
mecánica a la corrosión. No se aceptará conector de aluminio o aleación de aluminio cuando se
instale bajo tierra. En las demás situaciones se aceptarán estos conectores.
PRIMERA EDICIÓN:
MAYO - 2002
ÚLTIMA PUBLICACIÓN:
MAYO - 2002
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APROBÓ:
CENTRO DE INFORMACIÓN REDES ENERGÍA
SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN
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Para otros conectores de electrodos de materiales diferentes al cobre, aquellos deberán ser de
material que no presente corrosión o par galvánico con el electrodo.
El perno deberá ser de acero inoxidable austenítico o aleación de cobre de alta resistencia mecánica.
3.2
Mecánicas y eléctricas
El conector debe ser de conexión permanente de tal manera que debe mantener su integridad
eléctrica y mecánica para la vida útil de la conexión dentro de los límites establecidos por las normas.
El conector deberá estar diseñado para los alambres o conductores que se especifiquen o diseñen
en los diferentes sistemas de puesta a tierra.
Cuando el conector es de tipo grapa o abrazadera, los diámetros de los tornillos serán de acuerdo
con lo indicado en la norma NTC-2206. (Ver tablas 1 y 2).
TABLA 1 - Calibre de los tornillos para terminales
Calibre del conductor, AWG (mm2)
14 - 8
(2,1 - 8,4) *
6
(13,3)
4
(21,1)
Calibre mínimo del tornillo, en pulgadas (mm)
No. 10
¼ pulgada
5/16 pulgada
(4,8)
(6,4)
(7,9)
* La forma común del tornillo para sujeción del conductor no es aceptable para asegurar un conductor sólido de más de No. 8
2
2
AWG (8,4 mm ) ó No. 10 AWG (5,3 mm ) trenzado.
TABLA 2 - Abrazaderas para grapas de tipo protector
Calibre comercial del conduit de metal
rígido. Pulgadas
Número mínimo de abrazaderas
½
¾
1
1
2
3
El conector o grapa, para los sistemas de puesta a tierra, debe ser resistente a las descargas
atmosféricas, fallas a tierra y corrientes a frecuencia industrial que se presentan en las redes de
distribución, adicionalmente, ser resistente a la carga estática del suelo o concreto cuando esté
enterrado.
El conector debe garantizar que al estar enterrado en suelo o concreto, a una profundidad mínima de
0.30 metros, no sufrirá ningún tipo de deterioro o deformación.
El perno, cuando se utilice grapa, podrá ser de una cabeza que permita aplicar la torsión de apriete
con una llave tipo copa o de cabeza hexagonal hueca. Deberá tener un torque de retención de tal
manera que no se afloje cuando esté sometido a los efectos de una descarga atmosférica o del
enterramiento. Para el caso en que se instale una grapa sencilla de un solo perno o tornillo sin
arandela de presión, deberán utilizarse dos de estas grapas para la conexión del electrodo.
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La torsión de apriete deberá ser de acuerdo con el tipo de perno, diámetros del electrodo y del
alambre o cable a conectar, tal como lo indican las normas NTC, UL, CSA y ANSI/IEEE.
4.
ENSAYOS
Los ensayos deben asegurar la confiabilidad de los sistemas de puesta a tierra contra abuso
mecánico, fuerzas electromagnéticas y la corrosión. Adicionalmente, se debe garantizar un
desempeño satisfactorio durante el tiempo de vida de la instalación. Los ensayos deben ser
realizados con el sistema de puesta a tierra completo, es decir, el conector, el cable y el electrodo. El
no cumplir con los requisitos de estas pruebas se considerará que el material no es apto para su uso
cuando sea sometido a los efectos de las descargas atmosféricas que pueden ocurrir en el sistema
de distribución de las Empresas Públicas de Medellín.
Se aceptarán ensayos equivalentes de otras normas de reconocido prestigio internacional, siempre y
cuando el interesado lo demuestre a satisfacción de las Empresas.
En la tabla 3 se indican las pruebas y las normas que sirven de base para realizarlas. Las cuatro
primeras pruebas se pueden realizar por cualquiera de las normas citadas o sus equivalentes.
TABLA 3 - Pruebas
PRUEBA
Torsión de apriete (1), (2)
Fijación o seguridad (1), (2)
Halado (1), (2)
Falla de corriente corta duración (1), (2)
Fuerza electromagnética (1), (3)
Falla de corriente (1), (3)
Corrosión (1)
Ciclaje corriente – temperatura (1), (2)
(1) Pruebas tipo o de diseño
ANSI/IEEE NTC – 2206
837
NTC - 2215
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
CSA
C22.2
X
X
X
X
(2) Pruebas de aceptación o rutina
(3) Se realiza esta prueba cuando se utilicen conectores en la construcción de mallas de aterramiento.
5.
MARCACIÓN
El conector de puesta a tierra se debe estampar, fundir o rotular de otra forma aceptable, de manera
que sea fácilmente visible. Se deberá incluir:
-
El nombre del fabricante, la marca registrada o ambos, o cualquier otro rotulado aceptable por
medio del cual se pueda identificar fácilmente la organización responsable del producto.
Un número de catálogo distintivo o identificación equivalente.
El tamaño del electrodo y el calibre del conductor para puesta a tierra con el cual se va a usar el
conector.
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-
6.
Un conector que es aceptable para uso con conductor tanto de aluminio como de cobre se debe
rotular como “AL-CU”.
Un conector que es aceptable para uso con tubería de cobre para agua se debe rotular
indicando el tamaño del electrodo y el calibre del conductor precedido o seguido por las palabras
“Tubería de cobre para agua”, o uno equivalente.
Un conector que es aceptable para enterramiento en el suelo o concreto se debe rotular para
indicar que es aceptable para este uso.
Alguno o todos los rótulos descritos arriba se pueden omitir del producto si toda la información
exigida en este numeral se encuentra en una etiqueta de material durable colocada en forma
segura al dispositivo. Se acepta una etiqueta de cartón y un alambre a través del ojete de metal
de la etiqueta. Se pueden encontrar aceptables otros métodos de rotulado, una vez se hayan
investigado.
NORMAS DE REFERENCIA
- NTC-4628 Calificación de conexiones permanentes usadas en puestas a tierra en subestaciones
(homologada de la ANSI (IEEE-837).
-
UL 486A (NTC-2215), Wire connectors and soldering lugs for use with copper conductors.
-
UL-486B, Wire connectors for use with aluminum conductors.
-
NTC-2206 (UL-467), Equipo de conexión y puesta a tierra.
-
NTC-2050 (ANSI/NFPA 70: NEC), Código de instalaciones eléctricas.
-
ANSI/IEEE C.2, National electrical safety code “NESC”
-
ANSI/IEEE 837, Standard for Qualifying Permanent Connections Used in Substation Grounding.
-
CSA C22.2 No. 41-M1987, “Grounding and bonding equipment.
-
ASTM B117, Method of Salt Spray.
Las normas anteriormente descritas corresponderán a la última versión.
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