Cable de Cobre y Aluminio

NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS CABLE DE COBRE Y ALUMINIO COBRE AISLADO BAJA TENSION RA7­228 1. ALCANCE La norma hace parte del grupo de materiales normalizados y tiene como propósito fundamental determinar todas las características que deben tener los materiales, cables, accesorios y elementos que se compren, se suministren, se usen y se instalen en el sistema de distribución de energía de las Empresas Públicas de Medellín E. S .P. Esta norma incluye las especificaciones y características técnicas de los cables en cobre y aluminio aislados de baja tensión desde 600 Voltios y hasta 2000 Voltios. También cubre aspectos técnicos del cable, diseño, constructivos, de inspección, recepción y ensayos para el suministro, contratación e instalación del cable. Como anexos se tienen las especificaciones de compra reducidas y los códigos ONE WORD de los cables solicitados por la Gerencia Distribución de Energía. 2. CONDICIONES DEL SERVICIO El cable de baja tensión se utilizará para acometidas, derivaciones, barrajes secundarios de los transformadores, instalaciones y montajes eléctricos específicos de las redes distribución, incluyendo alumbrado público, de acuerdo con lo establecido en las normas de redes aéreas y subterráneas de las Empresas Publicas de Medellín. Se instalará en sistemas subterráneos, en ductos, aéreos, en canales o bandejas y en tubos. El cable podrá estar expuesto al medio ambiente, rayos solares, ambientes húmedos, instalaciones internas, mojadas y/o secas. Condiciones ambientales: ­ Altura sobre el nivel del mar ­ Humedad relativa máxima ­ Temperatura ambiente mínima ­ Temperatura ambiente máxima ­ Temperatura ambiente promedio 0 ­ 3000 m. De hasta el 95% 10º C 40º C 25º C Características eléctricas del sistema Tensión nominal 13.2/7.62 kV, Estrella multiaterrizado; 44 kV sistema delta o Y. Tensiones de servicio 15 kV; 35 y 44 kV, Delta Conexión Se instalarán en sistemas trifásicos como monofásicos respectivamente para 15 kV; trifásicos para 35 y 44 kV. Frecuencia nominal 60 Hz
PRIMERA EDICIÓN: DIBUJÓ: AGOSTO ­ 2012 ÚLTIMA PUBLICACIÓN: AGOSTO ­ 2012 APROBÓ: SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN REVISÓ: ÁREA INGENIERÍA DISTRIBUCIÓN Página 1 de 19 1 NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS CABLE DE COBRE Y ALUMINIO COBRE AISLADO BAJA TENSION RA7­228 Máxima corriente de cortocircuito simétrica de hasta 25 kA en 15 kV 12 kA en 44 kV. Sistema en Y con neutro sólidamente aterrizado para 15 kV. 3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL CABLE Esta especificación está diseñada para los siguientes calibres de cables: desde los calibres No.14 AWG, hasta 600 Kcmil en cobre o aluminio recubierto de cobre para clases de cableados B, C y D. Para cables extraflexibles en cobre es desde el calibre 20 AWG. El cable de conductor de capa concéntrica será aislado en polietileno para 75 °C, termoplástico ó 90 °C reticulados. Para cables de conductor extraflexible además de los aislamientos anteriores están lo termoplásticos elastómeros tipo T­5 ó T­6, cauchos de silicona. La selección del tipo de aislamiento debe ser determinada de acuerdo con la instalación y uso. El calibre a seleccionar será de acuerdo con la capacidad de transporte de corriente y lo estipulado en las normas RA8­002. El cable puede ser monopolar, monoconductor, multiconductor o paralelos planos con o sin relleno y con chaqueta común. Los cables monopolares podrán o no llevar chaqueta. Los cables generalmente para E.P.M., van desde hasta 600 Voltios según NTC­1099­1, pero si las Empresas Públicas de Medellín, solicitan cables desde hasta 2000 Voltios, el aislamiento de estos deberán ser en polietileno termoplástico T­4, polietileno reticulado X­1 ó X­2, o caucho etileno propileno E­1 ó E­2. 3.1 Características del conductor El conductor podrá ser de cobre o aluminio de acuerdo con lo especificado en las condiciones de instalación y uso. Para sistemas subterráneos no se utilizará cable con conductor de aluminio. El conductor de aluminio podrá ser de la aleación 1350 ó de la serie 8000 de acuerdo con la instalación y requisitos de la NTC­2050. El conductor podrá ser de alambre sólido o conductor de hilos de capa concéntrica o extraflexible. Igualmente cuando se instale el cable de aluminio se debe tener en cuenta los conectores y conexiones terminales de los dispositivos y aparatos ya que la mayoría es en cobre o aleación de cobre por lo que se puede presentar desgastes termomecánicos y arcos eléctricos. 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 B­49). El cable aislado de baja tensión podrá ser en alambres o conductor de capa concéntrica. El cableado del conductor podrá ser redondo, comprimido o tipo B, C o D dependiendo de la flexibilidad que se necesita en la instalación.
PRIMERA EDICIÓN: DIBUJÓ: AGOSTO ­ 2012 ÚLTIMA PUBLICACIÓN: AGOSTO ­ 2012 APROBÓ: SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN REVISÓ: ÁREA INGENIERÍA DISTRIBUCIÓN Página 2 de 19 2 NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS CABLE DE COBRE Y ALUMINIO COBRE AISLADO BAJA TENSION RA7­228 En las especificaciones de compra se debe indicar claramente el tipo de cableado. Los cableados tipos C y D son más flexibles que el B por tener más hilos. Para cuando se necesita un cable o cuerda extraflexible, el conductor debe ser de cobre y se seleccionará el conductor de acuerdo con los cableados tipos G, H, I, K, L, M, O, P y Q. El diámetro, número de hilos y masa aproximada serán de acuerdo con las normas NTC­1099­1, ASTM B172, 173 y 174. Descripción de los tipos de cableados extraflexibles Clase G: Conductor cobre de conformación concéntrica desde 7 hasta 61 conductores, llamados cuerdas o torones, pero cada una de ellas consta de 7 a 19 hilos de capa concéntrica. El rango va desde 14 AWG hasta 5000 Kcmil. Se aplica a cables con chaqueta de caucho, para cables de aparatos, cable portable y aplicaciones similares. Norma ASTM B173. Clase H: Conductor de cobre de conformación concéntrica desde 19 hasta 91 conductores, llamados cuerdas o torones, donde cada cuerda consta de 7 a 19 hilos de capa concéntrica. El rango va desde 14 AWG hasta 5000 Kcmil. El uso típico de este cable es para cordones aislados con chaqueta de caucho y aplicaciones donde la flexibilidad es requerida cuando se usa con carretes o tambores y manejo de poleas, también se aplican donde los cables de aparatos requiera extra­ flexibilidad. Norma ASTM B173. Clase I: Cable de cobre que consta de conductores de hilos de diámetro 24 AWG, que conforman cuerdas de capa concéntrica hasta 2000 Kcmil. La aplicación es para cables de aparatos especiales, tales como cables de motores. Norma ASTM B172. Clase K: Cable de conductor de cobre de mayor flexibilidad que el G. El conductor consta de hilos de calibre 30 AWG, que conforma la cuerda de conductores cableados hasta calibres 1000 Kcmil. El uso típico es para conductores y cuerdas portables especiales de servicio estacionario. Norma ASTM B172 y 173. Clase M: Cable de cobre que consta de conductores de hilos de diámetro 34 AWG, que conforman cuerdas de capa concéntrica hasta 1000 Kcmil. La aplicación es para cables de aparatos soldadores de servicio constante. Norma ASTM B172. Para cable conformados, conductores de cuerda entorchados entre si llamados bunchados tales como la clase O, P y Q deberán ser de acuerdo con la ASTM B174. Para cuando el conductor es de aluminio este debe cumplir con las siguientes normas: ASTM B230, B231 y B400, si es clase B, redondo compacto, normas para aluminio grado 1350. Para cuando las condiciones de instalación y conexión son de trabajo pesado el aluminio deberá ser de la serie 8000 de acuerdo con los requisitos establecidos en las normas ASTM B800 y 801. Los hilos de cobre y aluminio serán de temple blando no recubiertos. Para cableados de conductor de cobre extraflexibles estos podrán ser recubiertos de estaño.
PRIMERA EDICIÓN: DIBUJÓ: AGOSTO ­ 2012 ÚLTIMA PUBLICACIÓN: AGOSTO ­ 2012 APROBÓ: SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN REVISÓ: ÁREA INGENIERÍA DISTRIBUCIÓN Página 3 de 19 3 NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS RA7­228 CABLE DE COBRE Y ALUMINIO COBRE AISLADO BAJA TENSION En la siguiente tabla se especifican las características de los conductores: Tabla 1. Diámetros nominales de los conductores de cobre y aluminio en milímetros Calibre del conductor Sólido Compacto AWG o Kcmil 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1/0 2/0 3/0 4/0 250 300 350 400 450 500 550 600 mm 2 mm mm 2.08 2.63 3.31 4.17 5.26 6.63 8.37 10.6 13.3 16.8 21.1 26.7 33.6 42.4 53.5 37.4 85.0 107 127 152 177 203 228 253 279 304 1.63 1.83 2.05 2.30 2.59 2.91 3.26 3.67 4.11 4.62 5.19 5.83 6.54 7.35 8.25 9.27 10.4 11.7 12.7 13.9 15.0 16.1 17.0 18 … … …. ….. ….. ….. …. …. 3.40 ….. 4.29 ….. 5.41 6.05 6.81 7.59 8.53 9.55 10.7 12.1 13.2 14.5 15.6 16.7 17.8 18.7 19.7 20.7 PRIMERA EDICIÓN: Cableado Clase B Clase B comprimido mm mm 1.79 2.02 2.26 2.53 2.87 3.20 3.58 4.01 4.52 5.08 5.72 6.40 7.19 8.18 9.17 10.3 11.6 13.0 14.2 15.5 16.8 17.9 19.0 20.0 21.1 22.0 DIBUJÓ: AGOSTO ­ 2012 ÚLTIMA PUBLICACIÓN: AGOSTO ­ 2012 Clase C Clase D mm mm 1.87 2.10 2.35 2.64 2.97 3.33 3.76 4.22 4.72 5.28 5.94 6.68 7.52 8.46 9.50 10.7 12.0 13.4 14.6 16.0 17.3 18.5 19.6 20.7 21.7 22.7 1.87 2.10 2.36 2.64 2.97 3.35 3.76 4.22 4.72 5.31 5.97 6.71 7.54 8.46 9.50 10.7 12.0 13.45 14.6 16.0 17.3 18.5 19.6 20.7 21.7 22.7
1.84 2.07 2.32 2.62 2.95 3.30 3.71 4.17 4.67 5.23 5.89 6.60 7.42 8.43 9.45 10.6 11.9 13.4 14.6 16.0 17.3 18.5 19.6 20.7 21.7 22.7 APROBÓ: SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN REVISÓ: ÁREA INGENIERÍA DISTRIBUCIÓN Página 4 de 19 4 NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS CABLE DE COBRE Y ALUMINIO COBRE AISLADO BAJA TENSION RA7­228 Tabla 2. Resistencia en CD a 25 °C momh/m Calibre conductor Sólido Aluminio AWG o kcmil 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1/0 2/0 3/0 4/0 250 300 350 400 450 500 550 600 Cableado* Cobre No Revestido revestido* …. …. 8.73 …. 5.48 4.33 3.44 2.73 2.17 1.36 1.08 0.856 0.679 0.538 0.426 0.338 0.269 0.228 0.190 0.162 0.142 0.123 0.114 ….. …. …. PRIMERA EDICIÓN: 8.43 6.69 5.32 4.23 3.35 2.65 2.10 1.67 1.32 1.05 0.830 0.659 0.522 0.413 0.328 0.260 0.207 0.164 …. …. …. …. …. …. …. …. 8.76 6.96 5.51 4.40 3.48 2.73 2.16 1.71 1.36 1.08 0.856 0.679 0.538 0.426 0.335 0.267 0.212 0.168 …. …. …. …. …. …. …. … Aluminio o aluminio recubierto de cobre No Revestido de estaño revestido Clase B, Clase B, Clase B Clase C Clase D C, D C, D …. 2.63 2.63 2.79 … …. 2.08 2.08 2.21 … 8.86 1.66 1.66 1.75 … …. 1.31 1.31 1.36 … 5.58 1.04 1.04 1.08 … 4.43 0.825 0.825 0.856 … 3.51 0.652 0.652 0.678 0.68 2.79 0.519 0.519 0.536 0.553 2.21 0.411 0.411 0.427 0.427 1.75 0.325 0.325 0.339 0.339 1.39 0.258 0.258 0.269 0.269 1.10 0.205 0.205 0.213 0.213 0.872 0.162 0.162 0.169 0.169 0.692 0.129 0.129 0.134 0.134 0.551 0.102 0.102 0.106 0.106 0.436 0.0810 0.0810 0.0842 0.0842 0.344 0.0642 0.0642 0.0669 0.0669 0.274 0.0510 0.0510 0.0530 0.0530 0.232 0.0431 0.0431 0.0448 0.0448 0.194 0.0360 0.0360 0.0374 0.0374 0.166 0.0308 0.0308 0.0320 0.0320 0.145 0.0269 0.0269 0.0280 0.0280 0.129 0.0240 0.0240 0.0249 0.0249 0.116 0.0216 0.0216 0.0224 0.0224 0.105 0.0196 0.0196 0.0204 0.0204 0.0968 0.0180 0.0180 0.0187 0.0187
DIBUJÓ: AGOSTO ­ 2012 ÚLTIMA PUBLICACIÓN: AGOSTO ­ 2012 Cobre APROBÓ: SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN REVISÓ: ÁREA INGENIERÍA DISTRIBUCIÓN Página 5 de 19 5 NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS CABLE DE COBRE Y ALUMINIO COBRE AISLADO BAJA TENSION RA7­228 Tabla 3. Número de hilos por conductor para los diferentes cableados del conductor de cobre, aluminio y aluminio recubierto de cobre de capa concéntrica Calibre Redondo compacto Clase B Clase C Clase D 600 Kcmil 550 Kcmil 500 Kcmil 450 Kcmil 400 Kcmil 350 Kcmil 300 Kcmil 250 Kcmil 4/0 AWG 3/0 AWG 2/0 AWG 1/0 AWG 1 AWG 2 AWG 3 AWG 4 AWG 5 AWG 6 AWG 7 AWG 8 AWG 9 AWG 10 AWG 12 AWG 14 AWG 61 a 61 a 37 37 b 37 b 37 b 37 b 37 b 19 c 19 c 19 c 19 c 19 c 7 7 7 7 7 7 7 ­­­­ ­­­­ ­­­­ ­­­­ 61 61 37 37 37 37 37 37 19 19 19 19 19 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 91 91 61 61 61 61 61 61 37 37 37 37 37 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 127 127 91 91 91 91 91 91 61 61 61 61 61 37 37 37 37 37 37 37 37 37 37 37 A. 58 alambres mínimo B. 35 alambres mínimo C. 18 alambres mínimo El conductor de cobre debe ser recocido o temple blando.
PRIMERA EDICIÓN: DIBUJÓ: AGOSTO ­ 2012 ÚLTIMA PUBLICACIÓN: AGOSTO ­ 2012 APROBÓ: SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN REVISÓ: ÁREA INGENIERÍA DISTRIBUCIÓN Página 6 de 19 6 NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS CABLE DE COBRE Y ALUMINIO COBRE AISLADO BAJA TENSION RA7­228 1 Tabla 4. Construcciones sugeridas del conductor de cobre y aluminio de cableados extraflexibles Calibre AWG o Kcmil 20 18 16 14 12 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1/0 2/0 3/0 4/0 250 300 350 400 450 500 550 600 Clase G Clase H …. …. ……. ….. …… ….. 7 x 7 ….. 7 x 7 ….. 7 x 7 …… 7 x 7 …. 7 x 7 19 x 7 7 x 7 19 x 7 7 x 7 19 x 7 7 x 7 19 x 7 7 x 7 19 x 7 7 x 7 19 x 7 7 x 7 19 x 7 ó 37 x 7 19 x 7 37 x 7 19 x 7 37 x 7 19 x 7 37 x 7 19 x 7 37 x 7 19 x 7 ó 61 x 7 61 x 7 37 x 7 37 x 7 37 x 7 61 x 7 37 x 7 61 x 7 37 x 7 61 x 7 37 x 7 61 x 7 37 x 7 61 x 7 61 x 7 37 x 19 61 x 7 37 x 19 Clase I Clase K Clase M …… ….. ….. ….. ….. 1 x 26 1 x 33 1 x 41 1 x 52 7 x 19 7 x 12 7 x 15 7 x 19 7 x 23 7 x 30 19 x 14 19 x 18 19 x 22 19 x 28 7 x 7 x 13 7 x 7 x 15 7 x 7 x 18 7 x 7 x 20 7 x 7 x 23 7 x 7 x 25 7 x 7 x 28 7 x 7 x 30 1 x 10 1 x 16 1 x 26 1 x 41 1 x 65 1 x 104 7 x 19 7 x 24 7 x 30 7 x 38 7 x 48 7 x 60 19 x 28 19 x 35 19 x 44 19 x 56 7 x 7 x 27 7 x 7 x 34 7 x 7 x 43 7 x 7 x 51 7 x 7 x 61 19 x 7 x 26 19 x 7 x 30 19 x 7 x 34 19 x 7 x 38 19 x 7 x 41 19 x 7 x 45 1 x 26 1 x 41 1 x 65 1 x 104 7 x 24 7 x 37 7 x 48 7 x 60 19 x 28 19 x 35 19 x 44 19 x 56 7 x 7 x 27 7 x 7 x 34 7 x 7 x 43 7 x 7 x 54 19 x 7 x 25 19 x 7 x 32 19 x 7 x 40 19 x 7 x 48 19 x 7 x 57 37 x 7 x 34 37 x 7 x 39 37 x 7 x 44 37 x 7 x 49 61 x 7 x 32 61 x 7 x 35 Nota 1. Los cableados clase K y M, no son para el aluminio. 3.2 Características del aislamiento El aislamiento para conductores de capa concéntrica, clases: B, C y D, deberá ser adecuado para temperaturas de funcionamiento de 75 °C, en PVC o polietileno termoplástico de 75 °C y de 90 °C, para polietileno reticulado. Deberán estar diseñados para uso en medios húmedos, mojados y secos, ser resistente a los rayos ultravioleta, agrietamiento, ozono, tracking, esfuerzos mecánicos durante la instalación y operación del cable. El color del aislamiento para uso intemperie debe ser negro, para otras instalaciones internas donde se requiere colores para su identificación se debe especificar, según la contratación y la selección del color será de acuerdo con lo estipulado en la NTC­ 2050 y el RETIE. El PCV como aislamiento para 75 °C, tipo T­ 2 según ANSI/ICEA S­95­658 ­ NTC­1099­1, debe ser libre de elementos tóxicos que afecten el sistema ambiental, la salud y seguridad de las personas al
PRIMERA EDICIÓN: DIBUJÓ: AGOSTO ­ 2012 ÚLTIMA PUBLICACIÓN: AGOSTO ­ 2012 APROBÓ: SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN REVISÓ: ÁREA INGENIERÍA DISTRIBUCIÓN Página 7 de 19 7 NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS RA7­228 CABLE DE COBRE Y ALUMINIO COBRE AISLADO BAJA TENSION momento de su disposición final, reciclaje y reutilización como materia prima para otros materiales u otros dispositivos. El polietileno para 75 °C, es del tipo T­4 según ANSI/ICEA S­95­658, el aislamiento para el de 90 °C debe ser de polietileno reticulado y deberán cumplir con lo estipulado en la ASTM D1248. El polietileno reticulado podrá ser del tipo X­1 ó X­2 según NTC­1099­1. El polietileno reticulado comercialmente también se conoce como XLPE. El aislamiento para cables extraflexibles además de los aislamientos descritos arriba podrán ser también los termoplásticos elastómeros tipos T­5 ó T­6 ó de cauchos de silicona según NTC1099­1. Los materiales del aislamiento deben ser puros, vírgenes, no reciclados. Tabla 5. Propiedades de los aislamientos tipos T­4 y X para conductores de capa concéntrica PROPIEDADES Resistencia inicial a la tensión MPa Estiramiento inicial a la rotura % Envejecimiento en % ­ Resistencia a la tensión ­ Estiramiento ­ Exposición al horno horas ­ Temperatura de exposición en °C +/­ 1 °C ­­ Envejecimiento el aceite % ­ Resistencia a la tensión­­­­­­­­ ­ Estiramiento­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ Temperatura de exposición en ° C +/­ 1 °C­­­­­­­­­­­­­ Distorsión máxima al calor % a ° C +/­ 1 °C Deformación en caliente ­­­­­acondicionada a 150 °C. Polietileno Reticulado X 12.4 250 Polietileno Termoplástico T­4 9.65 350 75
75
168 75
75
168 121 100 85
85
4 horas a 100 …….. ……….. 175 X­1,100 para X­2 10 para X­1, 5 para X­2 ……… ­ Elongación máxima % Doblado en frío 1 hora mínimo a °C +/­ 2 °C . Esfuerzo al agrietamiento ambiental ……… Propiedades eléctricas ­ Después de sumergido al agua a °C +/­ 1 °C 75
­ Permitividad Constante de Resistencia al aislamiento a 15.6 °C 6.0 mínima Mega omhios 1000 pies DIBUJÓ: AGOSTO ­ 2012 ÚLTIMA PUBLICACIÓN: AGOSTO ­ 2012 ……….. No agrieta 75
…… 10000 PRIMERA EDICIÓN: …….. 50000
APROBÓ: SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN REVISÓ: ÁREA INGENIERÍA DISTRIBUCIÓN Página 8 de 19 8 NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS CABLE DE COBRE Y ALUMINIO COBRE AISLADO BAJA TENSION RA7­228 Tabla 6. Espesores y pruebas de tensión aplicada para el aislamiento de PE y XLPE Calibre del Cable 14 – 9 AWG 8 – 2 AWG 1 ­ 4/0 AWG 225 ­500 Kcmil 525 ­1000 Kcmil Espesor del aislamiento (mm) 1 1.14 ­ 0.762 1.524 ­ 1.14 2.032 ­ 1.397 2.363 ­ 1.651 2.794 ­ 2.032 Prueba tensión CA en KV 3.5 5.5 7.0 8.0 10.0 Prueba tensión CD en KV 10.5 16.5 21.0 24.0 30.0 Tensión chispeo CA 2 16.0 ­ 10.5 21.0 ­ 16.5 23.0 ­ 21.0 33.5 ­ 24.0 38.5 ­ 30.0 Tensión chispeo CD 2 10.0 ­ 7.5 15.0 ­ 10.0 17.5 ­ 12.5 20.0 ­ 15.0 27.5 ­ 17.5 Notas: 1. Los espesores del primer valor se aplican para cables monopolares y multiconductores sin chaqueta común, que resistan los rayos solares con aislamiento pigmentado de negro de humo sin chaqueta. Los del segundo valor se aplican para cables multiconductores y monoconductores con chaqueta exterior, estos espesores también se pueden aplicar a cables monoconductores donde el espesor adicional para protección mecánica no es necesario para su operación satisfactoria y para cables monoconductores sin chaquetas y resistentes a los rayos solares con pigmentación de negro de humo. 2. Los segundos valores de las pruebas de tensión son para los segundos espesores de la nota 1. Otros tipos de aislamientos serán de acuerdo con la NTC­1099­1, se anexan en la tabla 7.
PRIMERA EDICIÓN: DIBUJÓ: AGOSTO ­ 2012 ÚLTIMA PUBLICACIÓN: AGOSTO ­ 2012 APROBÓ: SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN REVISÓ: ÁREA INGENIERÍA DISTRIBUCIÓN Página 9 de 19 9 NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS RA7­228 CABLE DE COBRE Y ALUMINIO COBRE AISLADO BAJA TENSION Tabla 7. Tipos de Aislamiento Aislamiento Tempera­tura máxima*, °C Caucho sintético Caucho de silicona Clorosulfonado Polietileno Poli (cloruro de vinilo) Poli (cloruro de vinilo) Poli (cloruro de vinilo) /nailon Polietileno 90 125 90 90 60 75 90 75 Polietileno reticulado Polietileno reticulado Polietileno reticulado TPE Elastómero (tipo I) Termoplástico 90 90 90 TPE Elastómero (tipo II) Termoplástico 90 Conveniencia para lugares secos o húmedos** Seco Seco Húmedo Húmedo o seco Seco o húmedo Seco o húmedo 90 Seco ó 75 húmedo Seco o húmedo Seco o húmedo Seco o húmedo Seco o húmedo Tensión nominal máxima del circuito, entre fases*** 2000 2000 2000 2000 600 600 600 2 000 R ­ 1 R ­ 2 R ­ 3 R ­ 4 T ­ 1 T ­ 2 T ­ 3 T ­ 4 2000 2000 2000 X ­ 1 X ­ 2 X ­ 3 Cumple con la clase 90 seco ó 75 600 húmedo T ­ 5 600 T ­ 6 2 000 2 000 E ­ 1 E ­ 2 90 90 seco ó 75 húmedo Caucho etileno­propileno Tipo I 90 Caucho etileno propileno Tipo II 90 Seco o húmedo Seco o húmedo * Para valores de sobrecarga de emergencia, véase el Anexo C de la NTC­1099­1. ** Lugares secos son ambientes libres de humedad, como por ejemplo conductos secos, o bajo un forro metálico continuo. *** La tensión nominal del circuito, como se presenta en esta tabla, es para los cables definidos en el alcance de esta norma y no se aplica a tipos submarinos, de pozo o específicos, tratados en la sección 7 de la NTC­ 1099­1. El aislamiento de los cables tiene las siguientes condiciones de temperatura: Temperatura máxima del conductor. Operación continua: La mayor temperatura del conductor alcanzada por alguna parte del cable bajo de carga de operación corriente. Temperatura máxima del conductor. Sobrecarga de emergencia: La mayor temperatura del conductor alcanzada por alguna parte del cable durante la sobrecarga de emergencia durante un tiempo, magnitud y frecuencia especificadas. Temperatura máxima del conductor. Cortocircuito: La mayor temperatura del conductor alcanzada por cualquier parte del cable durante un cortocircuito de tiempo y magnitud especificados.
PRIMERA EDICIÓN: DIBUJÓ: AGOSTO ­ 2012 ÚLTIMA PUBLICACIÓN: AGOSTO ­ 2012 APROBÓ: SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN REVISÓ: ÁREA INGENIERÍA DISTRIBUCIÓN Página 10 de 19 10 NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS CABLE DE COBRE Y ALUMINIO COBRE AISLADO BAJA TENSION RA7­228 Consulte al fabricante del cable en cuanto a las limitaciones de temperatura del material y consulte la norma ICEA P­32­382, Short Circuit Characteristics of Insulated Cable. Las operaciones a las siguientes temperaturas de sobrecarga de emergencia del conductor no deben exceder las 100 horas en 12 meses consecutivos ni más de 500 horas durante la vida útil del cable. Temperatura nominal máxima para Temperatura nominal máxima para operación continua operación de emergencia 75 °C 90 °C 90 °C 130 °C 125 °C 200 °C Se pueden requerir temperaturas más bajas para condiciones de sobrecarga de emergencia debido al tipo de material usado en las uniones y terminaciones del cable o debido a las condiciones ambientales del cable. 3.3 Ensamble, rellenos e identificación del conductor Un cable multiconductor es aquel que consta de 2 ó más, cableados con un factor de paso que no exceda los valores de la tabla 6. La dirección de paso puede ser cambiada a intervalos a través de su longitud de acuerdo con lo estipulado en el numeral 5.1.1 de la NTC­1099­1. Cuando no se cambia la dirección de longitud de paso la capa exterior debe ser de izquierda ­ derecha en la dirección del eje de ensamble. El relleno podrá ser de PVC, PE o caucho cualquiera mezcla de ellos. Para cuando se necesita instalarlo en zonas de alto riesgo a conexiones fraudulentas estas deben ser de polietileno de alta densidad Tabla 8. Dirección de paso de los cables Número de cables en multiconductor 2 Factor de longitud máxima de paso 3 35 veces el diámetro del cable monoconductor 4 40 veces el diámetro del cable monoconductor 5 ó más 15 veces el diámetro del ensamble multiconductor. 30 veces el diámetro del cable monoconductor Los cables planos paralelos serán de acuerdo con lo estipulado en el numeral 5.1.3 de la NTC­ 1099­1, si el diámetro del conductor individual es de 12.7 mm, o menos no se necesita relleno. No debe solicitar cable paralelo plano si un cable tiene un diámetro mayor a 25.4 mm.
PRIMERA EDICIÓN: DIBUJÓ: AGOSTO ­ 2012 ÚLTIMA PUBLICACIÓN: AGOSTO ­ 2012 APROBÓ: SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN REVISÓ: ÁREA INGENIERÍA DISTRIBUCIÓN Página 11 de 19 11 NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS CABLE DE COBRE Y ALUMINIO COBRE AISLADO BAJA TENSION RA7­228 El relleno deberá ser de un material adecuado si se aplica sobre los intersticios para dar una completa sección circular al cable multiconductor completo. El relleno se usará para cable multiconductores enterrados directamente en el suelo. 3.4 Chaqueta Cuando los cables son multiconductores deben tener una chaqueta común de polietileno. El núcleo de conductores debe ser circular para aplicar la chaqueta. La chaqueta se aplicará sobre el núcleo o ensamble de los cables aislados con o sin rellenos dependiendo de las condiciones de uso e instalación la cual se definirá al momento de la contratación. El polietileno deberá ser de baja densidad LDPE, de baja densidad lineal LLPDE y de alta densidad para cuando las condiciones de trabajo son pesadas. Si las chaquetas están expuestas a la radiación solar estas deben ser negras y cumplir con los requisitos de ensayo de coeficiente de absorción. Para cuando el cable es enterrado directamente en el suelo la chaqueta debe ser de HDPE polietileno de alta densidad. Cuando el cable es paralelo plano, no se aplica ningún tipo de chaquetas. El espesor mínimo de la chaqueta no debe ser menor al 80 % del valor dado en las tablas. Tabla 9. Espesores de la chaqueta para cables multiconductores Diámetro debajo de la chaqueta (mm) 10.80 o menos 10.82 ­ 17.78 17.81 ­ 38.10 38.13 ­ 63.50 63.53 y más grande PRIMERA EDICIÓN: Espesor de la chaqueta (mm) 1.14 1.52 2.03 2.79 3.56
DIBUJÓ: AGOSTO ­ 2012 ÚLTIMA PUBLICACIÓN: AGOSTO ­ 2012 APROBÓ: SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN REVISÓ: ÁREA INGENIERÍA DISTRIBUCIÓN Página 12 de 19 12 NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS RA7­228 CABLE DE COBRE Y ALUMINIO COBRE AISLADO BAJA TENSION Tabla 10. Características del material de la chaqueta PROPIEDADES LDPE&LL DPE Resistencia de tracción a la rotura, sin envejecimiento, psi 1400 MPa. 9.65 Elongación a la rotura, sin envejecimiento, % mínimo. 350 Resistencia de tracción a la rotura, sin envejecimiento, psi 1400 MPa 9.65 Después de exposición en horno de aire a °C, durante 100 horas. Retención, porcentaje mínimo de resistencia a la tracción 48
sin envejecimiento. Elongación. 75 Después del ensayo de inmersión en aceite, a °C, durante horas. Retención, porcentaje mínimo de resistencia a la tracción sin envejecimiento. Elongación. Distorsión por calor a °C 90
% Máximo 25 Choque térmico @121 °C ± 1°C grietas permitidas ….. Agrietamiento por esfuerzo ambiental ‡ grietas permitidas. NO (1) Doblado en frío @ ­35° ± 1°C grietas permitidas ….. Coeficiente de absorción, mínimo ‡ mili (absorbancia / 320 metro) Densidad de la resina de base (D 23C ), g/cm 3 Min. 0.910 Max. 0.925 HDPE 2500 17.2 300 2500 17.2 100 48
75 110 25 NO (2) ….. 320 0.941 0.965 Notas: 1. Use la condición A, con solución de concentración total de IGEPAL CO630 ó equivalente, como se define en la norma ASTM D 1693. 2. Use la condición B con solución de concentración total de IGEPAL CO630 ó equivalente, como se define en la norma ASTM D 1693. 4. CONDUCTORES DE PUESTA A TIERRA Los ensambles de cables multiconductores de potencia aislados de dos, tres y cuatro conductores que requieren un conductor de puesta a tierra, deben tener un calibre como se presenta en la Tabla 11, a menos que se especifique algo diferente. Un conductor de puesta a tierra, aislado o no, se puede dividir en varias partes, pero ninguna de ellas debe ser menor de No. 18 AWG.
PRIMERA EDICIÓN: DIBUJÓ: AGOSTO ­ 2012 ÚLTIMA PUBLICACIÓN: AGOSTO ­ 2012 APROBÓ: SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN REVISÓ: ÁREA INGENIERÍA DISTRIBUCIÓN Página 13 de 19 13 NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS CABLE DE COBRE Y ALUMINIO COBRE AISLADO BAJA TENSION RA7­228 Tabla 12.Calibre de los conductores de puesta a tierra para cables Calibre AWG o kcmil del conductor de Calibre AWG mínimo del conductor de puesta a potencia tierra Cobre Aluminio Cobre Aluminio 14 12 14 12 12 10 ­ 8 6 ­ 4 3 ­2/0 3/0 ­ 250 300 ­ 400 450 ­ 650 10 8 ­ 6 4 ­ 2 1 ­ 3/0 4/0 ­ 350 400 ­ 600 700 ­ 1000 12 10 8 6 4 3 2 10 8 6 4 2 4 1/0 5. MARCACIÓN E IDENTIFICACIÓN DEL CABLE DE COBRE AISLADO El cable de cobre debe marcarse sobre el aislamiento, según el RETIE (y con una separación de un (1) metro para marcación secuencial de metraje) en forma legible e indeleble con la siguiente información: ­ Nombre del fabricante. ­ Material y calibre del conductor. ­ Tipo y clase de cubierta. ­ Espesor de la cubierta. ­ Año de fabricación. Para cuando el cable se adquiere por contratación de las Empresas Públicas de Medellín se debe tener en cuenta el metraje, nombre de las EEPPM, y todo lo demás que sea pertinente del objeto de la contratación. Se puede consultar la NTC ­ 2050 y además la norma ICEA GUIDE S­58­679 para identificación de los cables monoconductores cuando el cable es multiconductor. 6. EMPAQUE Todos los cables adquiridos por contratación para EEPPM, se deberán despachar en tramos de 1000 a 1500 metros, en carretes que podrán ser de madera inmunizada, metálicos, plásticos o híbridos. Para lo anterior se deberá tener presente lo estipulado en la norma NTC­3787 y NEMA WC­26. Los carretes deben estar adecuadamente protegidos, de tal manera que durante el transporte o almacenamiento no sufran daños por humedad, contacto o golpes con otros materiales y no se deterioren por almacenamiento a la intemperie. La madera deberá ser de bosque comercial renovable, no se aceptará madera de bosques nativos o de especies en extinción.
PRIMERA EDICIÓN: DIBUJÓ: AGOSTO ­ 2012 ÚLTIMA PUBLICACIÓN: AGOSTO ­ 2012 APROBÓ: SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN REVISÓ: ÁREA INGENIERÍA DISTRIBUCIÓN Página 14 de 19 14 NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS CABLE DE COBRE Y ALUMINIO COBRE AISLADO BAJA TENSION RA7­228 Los materiales empleados en la inmunización de la madera deben ser biodegradables y no afectar el medio ambiente tanto en el proceso de aplicación como en la disposición final del producto, para ello deberán tener certificado del ministerio del medio ambiente. También de acuerdo con la contratación se podrá solicitar en rollos de 100 hasta 200 metros pero estos a su vez deben estar empacados en cajas de cartón para su protección, cuando no exista la necesidad de la caja esta debe ser indicada en la contratación. Todos los carretes deben tener una placa metálica de identificación en cada uno de los costados, la cual debe tener la siguiente información como mínimo: ­ Nombre del fabricante. ­ Número del carrete. ­ Tipo y clase de cable. ­ Material y calibre del conductor. ­ Clase y tensión nominal de aislamiento. ­ Peso bruto en Kg. ­ Peso neto en Kg. ­ Longitud en metros. ­ Fecha de fabricación. ­ Número del contrato. ­ Número de la orden de compra. La punta interior del cable no debe aflorar en las caras del carrete, el orificio o hueco deberá ser tapado a ras de la cara, ya sea de madera o metálica. 7. NORMAS DE FABRICACIÓN Y PRUEBAS El cable debe ensayarse de acuerdo con los requerimientos de las siguientes normas: Ensayo Norma de referencia Resistencia c.c 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 Tensión no disruptiva c.a o c.c Resistencia de aislamiento Agrietamiento por esfuerzo ambiental PRIMERA EDICIÓN: T ­ 27­581 T ­ 27­581 T ­ 27­581 ASTM D412 ASTM D470 T ­ 28­562 ASTM D2765 T ­ 27­581 T ­ 27­581 T ­ 27­581 T ­ 27­581 T ­ 27­581 ASTM D1693
DIBUJÓ: AGOSTO ­ 2012 ÚLTIMA PUBLICACIÓN: AGOSTO ­ 2012 Frecuencia sugerida en ICEA/NEMA T­26­465/WC54 APROBÓ: SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN REVISÓ: ÁREA INGENIERÍA DISTRIBUCIÓN Página 15 de 19 15 NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS CABLE DE COBRE Y ALUMINIO COBRE AISLADO BAJA TENSION RA7­228 Inmersión en aceite ASTM D471 Ensayo de resistencia a la luz solar ASTM G155 Ensayo de llama en bandeja portacables T ­ 30 ­ 520 Resistencia Para cada uno de los ensayos enumerados, se deben preparar al menos tres especímenes de las(s) muestra(s) seleccionada(s) de cada lote de producción que se va a ensayar y el promedio de los resultados se debe registrar. ­ ICEA S­96­659/NEMA WC­70 STANDARD FOR NONSHIELDED POWER CABLES RATED 2001­ 5000 VOLTS FOR USE THE DISTRIBUTION OF ELECTRIC ENERGY. ­ NTC­1099­1 CABLES DE POTENCIA NO APANTALLADOS DE 2000 VOLTIOS O MENOS, PARA DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA. ­ ICEA T­27­581 NEMA WC 53 GUIDE FOR FRECUENCY OF SAMPLING EXTRUDED DIELECTRIC POWER, CONTROL, AND PORTABLE CABLES FOR TEST ­ ASTM B8 SPECIFICATION FOR CONCENTRIC­ LAY­ STRANDED COPPER CONDUCTORS, HARD, MEDIUM HARD, OR SOFT ­ ASTM D1693 TEST METHOD FOR ENVIRONMENTAL STRESS­ CRACKING OF POLYETHILENE PLASTIC . ­ ASTM B 800, para aleaciones de aluminio serie 8000, suaves y temples intermedio. ­ ASTM B 801, para conductores de alambre de aleaciones de aluminio serie 8000, compactos, redondos, comprimidos y cableado concéntrico, Clase A, B, C y Las normas citadas en la presente especificación se refieren a su última revisión. Para el carrete: inmunización de la madera NTC 3787. CARACTERISTICAS TÉCNICAS GARANTIZADAS PARA COMPRA Las siguientes son las características generales que serán adaptadas para cada tipo de cable y según la compra. En la compra, se debe establecer si es monopolar, multiconductor con o sin chaqueta.
PRIMERA EDICIÓN: DIBUJÓ: AGOSTO ­ 2012 ÚLTIMA PUBLICACIÓN: AGOSTO ­ 2012 APROBÓ: SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN REVISÓ: ÁREA INGENIERÍA DISTRIBUCIÓN Página 16 de 19 16 NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS CABLE DE COBRE Y ALUMINIO COBRE AISLADO BAJA TENSION CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS GARANTIZADAS Fabricante Norma de fabricación Norma alambre Norma alambrón Características del conductor Norma de fabricación Material Temple Clase cableado Calibre Hilos Diámetro de cada hilo Masa aproximada Resistencia DC a 20 °C
Características del aislamiento Material Tipo Espesor promedio mínimo Color Referencia comercial Resistente a los rayos ultravioleta Resistente a la llama Agrietamiento por esfuerzo ambiental Deformación en caliente –PARA EL XLPE­ Tensión de rotura Elongación Requisitos de envejecimiento mecánicos Resistencia del aislamiento Chaqueta Material Referencia comercial Espesor Resistencia a la rotura Elongación Temperatura de operación Requisitos de envejecimiento Resistente a los rayos ultravioleta Resistente a la llama Temperatura de operación Voltaje PRIMERA EDICIÓN: Unidad AGOSTO ­ 2012 Garantizado por Oferente Exigido E.P.M ­­­­­ NTC 1099­1 ASTM ASTM B ASTM Cobre o aluminio según Suave o blando B normal o B comprimido AWG un mm Kg/km W/km PE o XLPE según T2 ó T4 ó X mm SI/NO SI/NO SI/NO Según el uso SI NO Mpa % % Mhom m LLDPE/LLDPE/HDPE mm Mpa % °C % SI/NO SI/NO °C V DIBUJÓ: AGOSTO ­ 2012 ÚLTIMA PUBLICACIÓN: RA7­228 Según el uso SI 600 ó 2000
APROBÓ: SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN REVISÓ: ÁREA INGENIERÍA DISTRIBUCIÓN Página 17 de 19 17 NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS CABLE DE COBRE Y ALUMINIO COBRE AISLADO BAJA TENSION CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS GARANTIZADAS Marcación según RETIE Certificación RETIE Unidad SI/NO SI/NO Exigido E.P.M RA7­228 Garantizado por Oferente SI SI CÓDIGO DE LOS CABLES ONE WORD (EPM) ­ Código E.P.M. 592: Alambre de cobre aislado para 75 °C, aislamiento T4, color negro, 600 V, 1 * #10 AWG, rollo por 100 m. ­ Código E.P.M . 641: Cable de cobre aislado para 75 °C, aislamiento tipo T4, color negro, 600 V, 1 * #2 AWG, carreta 200 ­ 500 m. ­ Código E.P.M. 643: Cable de cobre aislado para 75 °C, aislamiento tipo T4, color negro, 600 V, 1 * #4 AWG, carreta 200 a 500 m. ­ Código E.P.M. 644: Cable de cobre aislado para 75 °C, aislamiento tipo T4, color negro, 600 V, 1 * #6 AWG, carreta 200 a 500 m. ­ Código E.P.M. 42188: Cable de fuerza de cobre 75 °C, aislamiento pe tipo T4, 600 V, 2 * #4 + 1 * #6 AWG, carrete 500 m. ­ Código E.P.M. 52399: Cable duplex de aluminio aislado para 90 °C, aislamiento en XLPE, 600 V, (2 * #4 AAC + 1 * #4 ACSR) AWG, carrete 500 m. ­ Código E.P.M. 55397: Cable de fuerza 3 * #8 AWG, cobre, 600 v, 75°c, PE/HDPE (polietileno alta densidad), carrete por 500 m. ­ Código E.P:M. Cable multiconductor (3 * No.14 AWG + 2 * 12 AWG + 12 AWG ), 75 °C, 600 V, rollo por 200 m. ­ Codigo E.P.M 56948: Cable de aluminio aislado en EPR para amarres de cable cubierto 1 * #4 AWG rollo por 100mts. ­ Código E.P.M. 59976: Cable de cobre aislado para 75 °C, aislamiento T4 negro con franja, 600 V, 1 * #16 AWG, rollo por 100 m. ­ Cdigo E.P.M. 59977: Cable de cobre aislado para 75 °C, aislamiento T4 negro con franja, 600 V, 1 * #18 AWG, rollo por 100 m. ­ Código E.P.M. 66628: Cable dúplex de cobre para 75 °C, aislamiento T4, color negro, 600 V, 2 * #14 AWG, rollo por 100 ­ 200 m.
PRIMERA EDICIÓN: DIBUJÓ: AGOSTO ­ 2012 ÚLTIMA PUBLICACIÓN: AGOSTO ­ 2012 APROBÓ: SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN REVISÓ: ÁREA INGENIERÍA DISTRIBUCIÓN Página 18 de 19 18 NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS CABLE DE COBRE Y ALUMINIO COBRE AISLADO BAJA TENSION RA7­228 ­ Código E.P.M. 68045: Cable de fuerza 3 * #8 Awg, cobre, 600 V, 75 °C, PE/HDPE (polietileno alta densidad), doble chaqueta para enterrar directamente, carrete por 500 m. ­ Código E.P.M. 69655: Cable dúplex de cobre para 75 °C, aislamiento T4, color negro, 600 V, 2 * #12 AWG, rollo por 100­200 m. ­ Código 84070: Cable de fuerza 3 * #6 AWG, cobre, 600 V, 90 ºC, PE, con chaqueta externa, Carrete por 500 m. ­ Código E.PM. 84414: Cable de cobre aislado para 90 °C, aislamiento tipo x, color negro, 600 V, 1 * #6 AWG, carreta 200 a 500 m.
PRIMERA EDICIÓN: DIBUJÓ: AGOSTO ­ 2012 ÚLTIMA PUBLICACIÓN: AGOSTO ­ 2012 APROBÓ: SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN REVISÓ: ÁREA INGENIERÍA DISTRIBUCIÓN Página 19 de 19 19