descargadores de sobretensión para baja y media tensión

DESCARGADORES DE
SOBRETENSION PARA BAJA Y
MEDIA TENSION
1
ETN 012a
VIGENCIA: 11/94
REEMPLAZA A:
Disposición Nº
Hoja Nº 1 de 7
ALCANCE
1.1 Esta especificación se refiere a los descargadores tipo autoválvula para baja y media tensión
destinados a la protección, contra sobretensiones en general, de las subastaciones, puestos aéreos
de transformación y rurales (lado de baja y alta) y de todo aparato conectado a las líneas aéreas en
sistemas con frecuencia de 50 ciclos por segundo y con punto neutro rígidamente puesto a tierra.
2
DEFINICIONES
2.1 TENSION NOMINAL DE UN SISTEMA: es el valor de la tensión entre fases para el cual el
sistema ha sido diseñado.
2.2 TENSION MAXIMA DE UN SISTEMA: es la mayor tensión eficaz entre fases que se puede
presentar en cualquier instante y en cualquier punto del sistema, bajo las condiciones normales de
servicio. Este valor excluye las variaciones transitorias de tensión.
2.3 FRECUENCIA NOMINAL: es la frecuencia del sistema al cual el descargador se destina para
cumplir con su función de protección.
2.4 TENSION DE DESCARGA (DE FUNCIONAMIENTO) DE UN DESCARGADOR A
FRECUENCIA NOMINAL: es el valor eficaz más bajo de la tensión a frecuencia nominal aplicada
entre los terminales de línea y de tierra de un descargador que produce la descarga de todos los
explosores en serie.
2.5 TENSION MAXIMA DE DESCARGA A IMPULSO CON ONDA DE 1,2/50ms: es el valor
máximo de tensión obtenida durante un impulso de tensión de una determinada forma de onda,
positiva o negativa antes del paso de la corriente de descarga, y aplicada entre los terminales de
línea y tierra.
2.6 TENSION DE DESCARGA SOBRE FRENTE DE ONDA: es el valor máximo de la tensión de
cebado, que ocurre en el frente de onda, de una tensión de impulso de determinada pendiente.
2.7 TENSION RESIDUAL: es la tensión que aparece entre los terminales de línea y de tierra
durante el paso de la corriente de descarga.
2.8 CORRIENTE DE DESCARGA: es la onda de corriente que pasa a través de un descargador
luego de una descarga.
2.9 CORRIENTE SIGUIENTE O DE FUGA: es la corriente del sistema (a frecuencia industrial) que
circula por el descargador después del paso de la corriente de descarga.
2.10 COEFICIENTE DE PUESTA A TIERRA DEL NEUTRO: es la relación de máxima tensión eficaz
a tierra, de la fase o fases sanas en el punto de aplicación de un descargador durante un fallo de
línea a tierra (con independencia de la ubicación del fallo) y la tensión eficaz máxima entre fases
antes del fallo expresada como un porcentaje de esta última tensión.
El coeficiente de puesta a tierra se lo puede expresar en función de las componentes de la
impedancia. Si por simplicidad se suponen despreciables las resistencias con respecto a las
reactancias, se puede escribir:
æ x + x x + x2
0
1 2
1
K = çç
2 x1 + x0
è
ö
÷÷100 £ 80%
ø
UNIDAD NORMAS – AREA INGENIERIA
DESCARGADORES DE
SOBRETENSION PARA BAJA Y
MEDIA TENSION
ETN 012a
VIGENCIA: 11/94
REEMPLAZA A:
Disposición Nº
Hoja Nº 2 de 7
En consecuencia, la tensión nominal de un descargador para sistemas con neutro rígidamente a
tierra será igual al 80 % de la tensión nominal entre fases.
En sistemas de distribución a cuatro (4) hilos, tres fases y neutro, por ejemplo en líneas rurales,
donde los neutros del transformador y el conductor del neutro están directamente puestos a tierra a
lo largo de la línea, el coeficiente de puesta a tierra puede ser menor del 80 %, y en consecuencia
menor podrá ser la tensión del descargador.
2.11 SISTEMA CON NEUTRO RIGIDAMENTE A TIERRA: es aquel sistema cuyo coeficiente de
puesta a tierra en un punto determinado no excede del 80 %.
2.12 ONDA DE IMPULSO: es una onda unidireccional de tensión o corriente, la que sin apreciables
oscilaciones, crece rápidamente hasta el valor máximo y cae bruscamente a cero. Las características
que definen una tensión de impulso son las siguientes:
a) Polaridad (positiva o negativa).
b) Valor de cresta (es el valor máximo de la onda de choque).
c) Frente de onda (parte de la onda de impulso que precede al valor de cresta).
d) Duración de la cola de onda (tiempo al cabo del cual la tensión de la onda ha descendido a la
mitad de su valor de cresta).
3
CONDICIONES GENERALES
3.1 Los descargadores serán del tipo autoválvula a resistencia variable, no lineal, para protección
de instalaciones eléctricas de media y baja tensión, contra sobretensiones de orígen externo o
interno; serán aptos para montaje a la intemperie, y funcionarán bajo las siguientes condiciones de
servicio normal:
a) temperatura ambiente no mayor de 55º C.
b) frecuencia de la red no menor de 40 y no mayor de 60 ciclos por segundo.
c) la tensión aplicada entre los terminales de línea y tierra no excede de su tensión nominal.
3.2
Los descargadores deberán satisfacer las siguientes condiciones:
a) tendrán en ambos extremos un sistema elástico tal que asegure su estanqueidad, teniendo en cuenta el envejecimiento de los dispositivos de cierre hermético;
b) interrumpir la corriente de fuga rápidamente en su primer paso por el
valor cero;
c) soportar una elevación de la tensión de servicio máxima del 15 % sobre
la nominal, sin producirse auto descarga a frecuencia industrial;
d) la tensión residual para la corriente de impulso, debe ser lo más baja
posible;
e) la corriente de fuga deberá ser interrumpida rápidamente en el momento del primer paso del impulso por el valor cero;
f) la característica de tensión en función del tiempo, deberá ser decreciente, y la tensión de funcionamiento para tiempos de descarga dentro del micro-segundo, no debe
exceder el factor de impulso de 1,2;
g) deberá soportar sin destruírse las tensiones de impulso de 100 kV. en 5
micro-segundos ante la posibilidad de descargas directas de rayos cerca de un descargador;
h) serán preparados para una altura de utilización de hasta 1000 m. sobre
el nivel del mar.
I) Todos los descargadores llevarán grabado en forma indeleble y perfectamente legible,las
indicaciones siguientes:
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VIGENCIA: 11/94
REEMPLAZA A:
Disposición Nº
Hoja Nº 3 de 7
-Marca registrada,nombres ó razón social del fabricante.-Código de identificación del fabricante.-Año de fabricación.-Tensión nominal en volt ó kilovolt.-Frecuencia nominal, en Hertz.-Corriente nominal de descarga en Amperes.El método de grabado del fabricante, no deberá reducir las caracteristicas eléctricas y
mecánicas del descargador.3.3 El Oferente deberá adjuntar a su propuesta una "Planilla de Datos Característicos
Garantizados" debidamente firmada y sellada, por cada tipo o modelo de descargador que cotice,
incluyendo todos los datos consignados a continuación:
3.3.1
Nombre del fabricante y marca.
3.3.2
Normas de fabricación.
3.3.3
Tipo.
3.3.4
Año de fabricación.
3.3.5
Tensión nominal (kV. eficaces).
3.3.6
Frecuencia (c/s).
3.3.7
Tensión máxima de servicio a 50 c/s (kV. eficaces).
3.3.8
Tensión de descarga a frecuencia industrial (artículo 60 - Norma IEC 99.1/70).
3.3.9
Tensión de descarga a impulso con onda 1,2/50mseg. (artículo 61 Norma IEC 99.1/70).
3.3.10 Tensión de descarga sobre el frente de la onda 1,2/50 mseg.(artículo 61-3-1 Norma IEC
99.1/70).3.3.11 Tensión residual (artículo 62 Norma 99.1/70) con onda 8/20 mseg.
3.3.12 Comportamiento con corrientes de impulso (artículo 63 Norma IEC 99.1/70).
3.3.13 Funcionamiento ("Operating Duty Test") (artículo 64 Norma IEC 99.1/70).
3.3.14 Baja corriente,larga duración, onda rectangular (artículo 63.3.3-Norma IEC 99.1/70).
3.3.15 Alta corriente, corta duración 4/10 mseg.(artículo 63.2-Norma IEC 99.1/70).
3.3.16 Intensidad de corriente de fuga a la tensión de servicio.
3.3.17 Corriente de fallo admisible o "corriente nominal de alivio de la presión", que es la intensidad
de corriente eficaz simétrica que un descargador fallado puede conducir durante un breve período de
tiempo sin que se produzca una violenta explosión de la porcelana.
En efecto, al producirse un fallo interno de un descargador autoválvula y por tratarse de un
dispositivo herméticamente cerrado, se generan grandes presiones internas debida al gas que
produce el arco al sublimar el material del bloque-válvula, la cual debe ser resistida por la camisa de
porcelana, caso contrario saltaría ésta, con peligro de ocasionar averías en el equipo adyacente o
de lesionar al personal.
3.3.18 Sistema de montaje.El Oferente deberá indicar el sistema general de montaje y conexión a
saber:
a) Fijación y elementos a utilizar y técnica de ejecución.
b) Puesta a tierra de la abrazadera del descargador en conjunción con la bajada principal y valor de
la impendancia de puesta a tierra.
c) Conexión a las partes con tensión.
d) Cuidados en el ajuste del terminal superior e inferior a los efectos de no hacer peligrar el sellado.
e) Distancias a partes "vivas" con tensión.
Si estos datos no son suministrados por el Oferente su oferta no será considerada.
3.3.19
Instrucciones para mantenimiento y cuidados en zonas de contaminación atmosférica.
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SOBRETENSION PARA BAJA Y
MEDIA TENSION
3.3.20
ETN 012a
VIGENCIA: 11/94
REEMPLAZA A:
Disposición Nº
Hoja Nº 4 de 7
Planos con dimensiones, pesos y otras características constructivas.
3.4 En las ofertas que se consignen tolerancias los valores serán considerados según los más
desfavorables que resulten de aplicarles sus correspondientes tolerancias.
3.5 ACCESORIOS: los descargadores estarán provistos de los siguientes elementos:
a) Abrazadera para montaje sobre poste o cruceta.
b) Soporte aislante para conexión de un contador de descarga, cuando se haga constar en el pedido.
c) Abrazadera metálica galvanizada por inmersión en caliente.
4
CONDICIONES CONSTRUCTIVAS DE LOS DESCARGADORES.
4.1 EMPLEO DE MATERIALES ORGÁNICOS.No se permitirá el empleo de materiales orgánicos
en las partes eléctricamente activas del descargador y en el sistema de cierre no se permitirán
materiales orgánicos y resinas epóxicas.
4.2 ATMÓSFERA INTERNA DEL DESCARGADOR. Será de nitrógeno u otro gas inerte seco. El
llenado se debe hacer a continuación del vacío y evitando de poner al descargador en comunicación
con el ambiente antes de la operación de llenado con dicho gas.
4.3 ELECTRODOS EXPLOSORES. Los materiales de los explosores no deberán desarrollar, por
acción del arco eléctrico, imperfecciones tales como "cráteres" y proyecciones de metal fundido que
produzcan variaciones en las características de cebado de los explosores.
4.4 PROTECCIÓN CONTRA DAÑOS INTERNOS DEL DESCARGADOR.
La construcción del descargador será tal que garantice que no existan daños internos debidos al
transporte, manipuleo normal, etc.
4.5 SISTEMA DE CONEXIÓN A FASE Y TIERRA. Estarán provistos de un sistema de prensacable
u otro dispositivo que permita conectar el conductor de fase y tierra sin necesidad de utilizar
terminales convencionales en los conductores.
5
REQUISITOS ESPECIALES. Los descargadores responderán a los valores que se indican en
la tabla de características de los descargadores normalizados.
6
ENSAYOS.
6.1 El Contratista o Proveedor deberá facilitar, a su cuenta y cargo, la realización en Laboratorio
Oficial designado por la Empresa, los ensayos de recepción para las determinaciones especificadas
a continuación:
6.1.1 Tensión de descarga a frecuencia industrial (artículo 61 Norma IEC 99.1/70).
6.1.2 Tensión de descarga a impulso con onda de 1,2/50 mseg. (artículo 61- Norma IEC 99.1/70).
6.1.3 Tensión de descarga sobre el frente de onda 1,2/50 mseg. (artículo 61.3.1. Norma IEC
99.1/70).
6.1.4 Tensión residual (artículo 62 Norma IEC 99.1/70) con onda 8/20 mseg..
6.1.5 Comportamiento con corrientes de impulso (artículo 63 Norma IEC 99.1/70).
6.1.6 Funcionamiento ("Operating Duty Test") (artículo 64 Norma IEC 99.1/70).
6.1.7 Baja corriente, larga duración, onda rectangular (artículo 63.3.3 Norma IEC 99.1/70).
6.1.8 Alta corriente, corta duración 4/10 mseg. (artículo 63.2 Norma IEC 99.1/70).
6.1.9 Intensidad de corriente de fuga a la tensión de servicio.
6.1.10 Verificación de la corriente de falla admisible.
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ETN 012a
VIGENCIA: 11/94
REEMPLAZA A:
Disposición Nº
Hoja Nº 5 de 7
Cuando el descargador sea de importación y no puedan por lo tanto realizarse los ensayos de
recepción en el lugar de procedencia, se acompañarán los protocolos de ensayos, los que también
serán corroborados en Laboratorio Oficial o el que la Empresa designe, con gastos por cuenta y
cargo del Proveedor.
7
CONDICION "AD-HOC" ANTES DEL ENSAYO. Antes de realizar las pruebas indicadas en 6,
los descargadores seleccionados por la inspección, serán "mojados" bajo agua dentro de un
recipiente de 100 litros de capacidad, cerrado herméticamente y bajo una columna de agua de 4,50
m. Duración del ensayo: 24 horas.
Posteriormente serán sometidos a un ensayo de ciclo térmico debiendo disponerse de dos baños de
agua, uno frío y otro caliente, de profundidad suficiente para la inmersión total de los descargadores
y con un volumen tal que la inmersión de estos no altere en ± 5º C la temperatura del agua.
La temperatura media del agua del baño frío debe estar coprendida entre 10 y 25º C y ser uniforme
en todo punto dentro de <> 2º C.
La temperatura media del agua del baño caliente debe ser mayor que la del baño frío en 65 y 70º C y
uniforme en todo punto dentro de <> 2º C.
Los especímenes deben ubicarse con su eje prácticamente horizontal y dispuestos que no se toquen
entre sí ni con las paredes del baño, a tal efecto se dispondrá de un dispositivo para cumplir con la
exigencia indicada.
La temperatura del agua será medida con varios termómetros de inmersión parcial, uniformemente
distribuídos en el baño.
Se ajustará la temperatura del agua de los baños para uniformarla y se sumergen los descargadores
en cada baño durante el lapso de tiempo
t = 15 + 0,7 G (minutos)
G = peso del descargador en kilogramos
Los descargadores se trasladan del baño caliente al frío y se los mantiene durante el mismo lapso t;
se los traslada nuevamente al caliente, repitiéndose las operaciones hasta completar tres
inmersiones en cada baño.
El pasaje de un baño a otro debe hacerse lo más rápidamente posible, no debiendo excederse en
ningún caso, de 15 segundos.
8
ESPECIMENES A ENSAYAR:
8.1 DE TIPO. Por cada nuevo modelo o clase de descargador de sobretensión la Empresa
realizará, por única vez, y por cuenta y cargo del Proveedor, el ensayo de tipo, en laboratorio oficial o
el que aquella designe. Por cada modelo se tomará uno al azar que será sometido a todos los
ensayos indicados en 6.1.1. hasta 6.1.10. (incluído hermeticidad y ciclo térmico como ensayo previo).
Si el Fabricante o Proveedor no reemplaza el modelo de descargador que fuera oportunamente
sometido al ensayo de tipo por la Empresa, los descargadores adquiridos serán recepcionados
sometiéndolos a las pruebas de aceptación indicadas en 6.1.1. á 6.1.3. en el capítulo 6 de la
presente especificación, incluyendo los ensayos de hermeticidad y ciclo térmico.
8.2 DE ACEPTACION. De cada lote y tipo (modelo o clase) a recepcionar, sea por entrega total o
parcial de contrato, los descargadores serán sometidos a los ensayos de aceptación, cuya cantidad
será el número entero más próximo a la raíz cúbica del número de especímenes de un mismo tipo
que comprende cada lote.
Finalizadas las pruebas, la inspección procederá a precintar las partidas recibidas y procederá a
labrar un acta entre los intervinientes, donde consten las pruebas realizadas y protocolos
perfectamente identificados con numeración y firmas.
9
GARANTÍA
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VIGENCIA: 11/94
REEMPLAZA A:
Disposición Nº
Hoja Nº 6 de 7
9.1
El Suministro, sus componentes y accesorios, estarán cubiertos por la Garantía en el plazo y
condiciones que se detallan en esta cláusula.
9.2
PERIODO DE COBERTURA DE LA GARANTÍA
9.2.1 Los descargadores y sus componentes accesorios, serán garantizados durante un período de
veinticuatro (24) meses a contar de la fecha de recepción final.
9.3
CONDICIONES ESTIPULADAS EN LA GARANTÍA
9.3
Durante el período de garantía, el Adjudicatario deberá hacerse cargo de todos los gastos
que se deriven por todo concepto, para subsanar el defecto que haya presentados el ó los
especímenes tales como:
- Materiales y mano de obra para la reparación.
- Fletes, seguros, embalajes para el transporte de los especímenes desde y de vuelta al lugar donde
se hiciera la inspección final, hasta donde se procedió a la reparación.
- Carga y descarga del medio de transporte.
9.3.2 Serán a cuenta del Adjudicatario, los gastos que por todos concepto se deriven de los
ensayos que establecen la Norma IEC 99.1/70),que deban efectuarse después de la reparación, y
estén relacionados con las causas que los motivaron, a sólo juicio de la E.P.E. Santa Fe.
9.3.3 Representantes de la E.P.E. podrán inspeccionar los trabajos de reparación corriendo los
gastos, que demanden las inspecciones al lugar de las mismas y al de los ensayos que se efectúen
posteriormente, a cargo de la E.P.E.
9.3.4 Si durante el período de garantía, el Suministro fuera retirado del servicio por fallas
imputables al Adjudicatario, el tiempo que permanezca inactivo no se computará en la Garantía.
9.3.5 El reclamo pertinente lo efectuará la E.P.E. en forma fehaciente, quedando interrumpido el
período de garantía desde ese momento hasta que se haya realizado la reparación correspondiente
y reintegrado el Suministro en su lugar de destino.
9.3.6 Si dentro de los diez (10) días corridos de recibida la notificación, el Adjudicatario no se
hubiera presentado a atender el reclamo, queda entendido que acepta el reclamo por parte u orden
de la E.P.E. Santa Fe, ajustándose a lo estipulado en esta Garantía.
9.3.7 La reparación deberá iniciarse en un plazo máximo de treinta (30) días corridos a partir de la
fecha de la notificación, debiendo estar la misma cumplimentada y el Suministro entregado en lugar
de destino, dentro de los sesenta (60) días corridos a partir de la fecha de notificación por parte de la
E.P.E.
9.3.8 Las piezas de reposición y las reparaciones efectuadas, estarán cubiertas por la garantía
original, a partir de la nueva recepción correspondiente.
9.3.9 Cuando se produzcan fallas repetitivas en aparatos de un mismo lote, que sean imputables a
vicios ocultos o defectos de fabricación, o del material, la E.P.E. podrá exigir al Adjudicatario corregir
el o los mismos en todas las unidades que integren el lote. En este caso, a las partes reparadas les
corresponderá lo dispuesto en la cláusula 8.
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VIGENCIA: 11/94
REEMPLAZA A:
Disposición Nº
Hoja Nº 7 de 7
CARACTERÍSTICAS DE LOS DESCARGADORES DE SOBRETENSIÓN NORMALIZADOS
Tensión
nominal
del
descargador
Intensidad
nominal
de
descarga
(kA
cresta)
(kV)
0,5
7,5
12
15
30
36
60
60
120
120
198
198
Tensiones de cebado (kV)
Mínima
á
50 cs
Máxima
con onda
1,2/50 ms
de cresta
sobre el
frente de
onda
(kV)
1,5
2,5
5
10
5
10
5
10
5
10
5
10
10
10
10
10
10
10
0,8
4,5
3
11,5
3
31
27
18
27
50
43
22
43
62
54
45
54
125
108
54
90
90
180
180
300
300
Tensión
residual
máxima
con la
intensidad
nominal
(kV de cresta
108
150
130
216
204
400
310
650
520
250
235
463
360
748
600
125
218
204
400
310
350
520
Nominal
8/20 s
(kA de
cresta)
1,5
2,5
5
10
5
10
5
10
5
10
5
10
10
10
10
10
10
10
Intensidad de descarga
de gran
de larga duración
amplitud
onda
A
Duración
de
virtual(hs)
4/10 ms
cresta
(conven(kA de
cional)
cresta)
10
25
65
100
65
100
65
100
65
100
65
100
100
100
100
100
100
100
UNIDAD NORMAS – AREA INGENIERIA
no requiere ensayo
50
500
75
1000
150
2000
75
1000
150
2000
75
1000
150
2000
75
1000
150
2000
75
1000
150
2000
150
2000
400
2000
150
2000
600
2000
150
2000
600
2000
Tensión de
prueba de la
aislación
exterior del
descargador a
50 c/s durante
1 minuto bajo
lluvia de 5
mm/min (kV)
3
35
60
60
100
100
190
190
310
310
535
535