Grapa Línea Viva

3
NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS
GRAPA LÍNEA VIVA
1.
RA7-079
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 las grapas que se utilicen para
los trabajos de línea viva.
2.
FUNCIÓN
Elemento utilizado para derivaciones de circuitos 13.2 y 44 kV, para conexión de transformadores,
cortacircuitos, pararrayos, puesta a tierra temporal, etc.
Las grapas de línea viva por uso son de dos clases, de conexión temporal y de conexión permanente
(en estribos). La grapa de conexión temporal es de dos formas: temporal a tierra y para trabajos de
línea viva.
3.
CARACTERÍSTICAS
3.1
Material
- Grapas de conexión permanente
Cuerpo principal del conector: Son las partes entre las cuales se conecta el conductor principal. El
material del cuerpo será aleación de aluminio 356 T6 o equivalente.
Tornillo de ojo principal: Parte que permite la sujeción del conector al conductor principal. Este
tornillo será fabricado en bronce plateado o estañado según norma ASTM-B148, aleación 9B.
Tornillo de ojo derivación: Parte con la cual se hace la sujeción del conductor en derivación. Este
tornillo debe ser fabricado en bronce al aluminio según norma ASTM-B148, aleación 9B.
Arandelas o resortes: Deberán ser de acero galvanizado o inoxidable respectivamente.
- Grapas de conexión temporal (aterradas)
Las partes que transportan corriente deberán ser a partir de cobre o aleación de aluminio. Cuando
el material es basado en cobre deberá tener una resistencia a la tensión de mínimo 207 Mpa. El
esfuerzo a la deformación de 90 Mpa y una elongación de 6% mínimo. Para aleación de aluminio
deberá tener una resistencia a la tensión de 207 Mpa, de deformación 138 Mpa y de un 6%
elongación mínimos, tal como lo estipula la norma ASTM F-855.
PRIMERA EDICIÓN:
NOVIEMBRE - 1982
ÚLTIMA PUBLICACIÓN:
MAYO - 2003
DIBUJÓ:
APROBÓ:
CENTRO DE INFORMACIÓN REDES ENERGÍA
SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN
REVISÓ:
ÁREA INGENIERÍA Y GESTIÓN
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- Grapas de conexión permanente elásticas con derivación
Pueden ser construidas de alambre preformado de aleación de cobre y con ojo superior e inferior.
3.2
Mecánicas y eléctricas
Los componentes de las grapas deben ser libres de porosidades en su estructura, puntas filosas,
agrietamientos, roturas, rayas y otros defectos que afectan la manipulación y el comportamiento.
Todas las partes deben ser moldeadas, maquinadas y ensambladas con suficiente precisión para ser
operados suavemente por la mano y debe ser libre de apretadas excesivas que afecten las
aplicaciones repetitivas y el torque recomendado para su instalación.
- Grapa para conexión permanente
La grapa debe estar diseñada para aplicaciones en servicio pesado, donde el perno de ojo debe
tener un apriete en sentido positivo para toda clase de pértigas de línea viva. El perno de ojo debe
estar permanentemente lubricado para facilitar múltiples operaciones y protegido contra la corrosión.
La grapa debe estar capacitada para ser operada más de 1500 veces durante su vida útil.
La grapa no debe presentar aflojamiento en funcionamiento debido a la vibración, a los ciclos
térmicos y cambios bruscos de temperatura, para ello, su diseño mecánico debe tener un torque de
retención después del apretado.
El cuerpo de la grapa debe ser resistente y proteger el roscado de los daños ocasionados por el arco
producido por las corrientes al momento de apretar y desapretar la grapa.
La superficie de contacto entre el conector y el conductor debe ser de manera que permita una unión
segura entre el conector y el conductor, evitando deslizamientos de la grapa sobre el cable mientras
ésta se aprieta y de la concentración de esfuerzos mecánicos en los extremos de la mandíbula
previniendo la deformación o doblado del alambre. Las superficies de contacto deben ser fabricadas
con la misma fundición y aleación para asegurar la misma resistencia al paso de la corriente
eléctrica.
La superficie de contacto entre el conductor principal y el conector debe estar cubierta de un
compuesto inhibidor.
La grapa de línea viva deberá ser clase A, 500 ciclos a 125°C y clase 3 de resistencia mecánica
según la norma ANSI C119.4.
Deberá ser resistente a la corrosión según la norma ASTM B-117.
Calibres de conductores.
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La grapa deberá estar en condición de trabajar con los siguientes calibres de conductores:
Principal: No. 4 AWG ACSR – 4/0 AWG ACSR, 266.8 Kcmil (18/1)
Derivación: No. 6 AWG Cu sólido – 1/0 AWG Cu sólido.
El ojo para operar la pértiga debe tener un diámetro interior de 19 mm (3/4”).
- Grapas para conexión temporal (aterradas)
Las grapas serán de tres tipos:
Tipo I: Grapas para ser instaladas en conductores desenergizados, con perno de ojo que permita su
manipulación con pértigas de línea viva.
Tipo II: Grapas para instalación de conductores desenergizados que estén permanentemente
conectados a pértigas en caliente.
Tipo III: Grapas para instalación permanente de cables de puesta a tierra o con estructuras metálicas
diversas.
Las propiedades eléctricas y mecánicas deberán ser de acuerdo con lo indicado en la tabla 1.
Las grapas tipo I y II deben diseñarse de tal manera que si ocurre una falla ésta no debe incrementar
el riesgo de peligro al liniero, o en caso contrario debe diseñarse con resistencias mecánicas altas
que prevengan fallas de la siguiente manera:
- Si la grapa es sobreapretada durante la instalación, la fractura normal deberá ser de tal manera que
el cable permanezca conectado bajo control por la pértiga.
- Si la grapa excede un torque de 45 N.m. (400 lbf. pulgadas) estará exenta de lo indicado en el
párrafo anterior.
- La resistencia de contacto principal para la conexión del cable debe ser menor a la de la resistencia
que existe en una longitud igual a la del cable de calibre mayor.
- Los contactos principales de la grapa deben estar diseñados para todos los calibres de conductores
especificados.
- La grapa deberá estar diseñada para conectores terminales tipo pin (férulas).
- Las grapas tipo I deben ser operadas con pértigas tipo grapa, en caliente, y debe estar asegurada a
una ranura de 13 mm (1/2”) de ancho en la cabeza de la pértiga.
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En cuanto a las mandíbulas de contacto principales las grapas tienen la siguiente clasificación:
Clase A: mandíbulas con superficie de contacto lisas libre de asperezas, rayas u otras protuberancias
que la hagan inoperantes.
Clase B: mandíbulas con superficies de contactos dentadas o aserradas a otros medios, no lisas, de
tal manera que el nivel de superficie longitudinal cuando la grapa está en movimiento pueda realizar
un efecto de limpieza sobre la superficie del conductor.
Tabla 1: Grapas de línea viva para aterramiento temporal
Torsión de apriete
Grado
Propiedades de cortocircuito a)
b)
Deformación
Normal
Deformación
Última
Ibf-in
Lbf-in
n.m.
n.m.
Capacidad Última de I
Simétrica c), d)
Corriente Simétrica
kA, rms, 60 Hz.
15
ciclos
30
ciclos
(250 ms)
(500 ms)
Corriente
Perma
-nente
Cobre
6
ciclos
15
ciclos
30
ciclos
(100 ms)
(250 ms)
(500 ms)
Calibre
Mínimo
con
Conector
Terminal
Tipo pin
60
Calibre
ciclos Máximo
(1 s)
1
280
32
330
37
14
10
2
29
18
13
9
2/0
200
2
2
280
32
330
37
21
15
1/0
47
29
21
14
4/0
250
1/0
3
280
32
330
37
27
20
2/0
58
37
26
18
4/0
300
2/0
350
3/0
4
330
37
400
45
34
25
5
330
37
400
45
43
30
6
330
37
400
45
54
39
7
330
37
400
45
74
54
3/0
74
47
33
23
4/0
94
59
42
29
250
kcmil
o
2x2/0
350
kcmil
o
2x4/0
250
kcmil
250
kcmil
400
4/0
111
70
49
35
350
kcmil
450
250
kcmil
o
2x2/0
155
98
69
48
550
kcmil
550
350 kcmil
o
2x4/0
a.) Las propiedades de cortocircuito de capacidad normal y últimas son basadas en el
comportamiento ante las ondas de corriente que no exceden el 20% del factor simétrico.
b.) Deformación normal. Es la torsión promedio en la cual no existe deformación permanente,
permitiendo que la grapa sea reutilizable en todo el rango de su aplicación.
c.) La corriente simétrica última en que la grapa transporta la corriente simétrica en el tiempo
especificado.
d.) Los valores últimos son calculados de acuerdo con la ecuación Onderdonk’s para una área en
circular mil del 98%, tal como lo permiten las normas ASTM B 172 y 173, de cables multi-hilos.
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Capacidad última: Representa una corriente que es calculada para ser conducida o transportada
para un tiempo especificado. Es de esperarse que con esta corriente pueden resultar daños, que en
tal caso la grapa no debe ser usada.
Capacidad normal: Representa la corriente simétrica la cual debe ser conducida por la grapa sin
ocasionar daño que no permita su reutilización.
Los tornillos deben garantizar durante la operación el torque de apriete suficiente para que la unión
conector-conductor no falle por efectos térmicos ni vibraciones.
3.3
Geométricas
Las grapas tendrán las características geométricas que se muestran en las gráficas de esta norma.
Las grapas de conexión temporal para puesta a tierra podrán ser de cualquiera de los diseños
especificados en la norma ASTM F 855.
4.
ENSAYOS
- Para grapas de instalación permanente
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Dimensional. De acuerdo a lo especificado en esta norma.
Resistencia a la tracción. Según norma NTC 2244.
Resistencia a la torsión. Según norma NTC 2244.
Daño en el conductor. Según norma NTC 2244.
Análisis químico cuantitativo. Según norma NTC 2244.
Calentamiento cíclico. Según norma NTC 2244.
Fijación. Según norma UL 486B ó 486A.
- Grapas de instalación temporal
1.
2.
3.
4.
5.
5.
Dimensional. De acuerdo a las especificaciones de esta norma.
Torsión. De acuerdo a la norma UL-486A
Capacidad de corto. De acuerdo con la norma ASTM F-855
Rango de calibres.
Composición química: Norma ASTM de acuerdo con la aleación utilizada.
MARCACIÓN
El conector debe llevar grabado sobre el cuerpo, en alto o bajo relieve, el distintivo del fabricante, el
rango de calibres del conductor en correspondencia con la ubicación del principal o la derivación.
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EMPAQUE
Cada conector se empacará individualmente en bolsa plástica, además los lotes se empacarán en
caja de madera de contenido máximo 200 unidades. La caja deberá marcarse con el nombre del
fabricante, nombre y cantidad del conector.
7.
NORMAS DE REFERENCIA
- UL 486B
Wire connectors for use with aluminum conductors.
- ANSI C119.4 Standard practice for Operating Salt Spray (Folg) Testing Apparatus.
- UL -486A
Wire connectors and soldering lugs for use with copper conductors.
- ASTM B-117 STANDARD FOR ELECTRIC CONNECTORS – CONNECTORS for use between aluminum - to
aluminum or aluminum to copper bare overhead conductors.
- ASTM F-855 Standard specifications for temporary protective grounds to be used on de energized electric
power lines equipment.
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