comisión federal de electricidad - lapem

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