NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS CONECTORES PARA ELECTRODOS DE PUESTA A TIERRA

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3 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. Página 3 de 6

4 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 (Ver tablas 1 y 2). TABLA 1 - Calibre de los tornillos para terminales Calibre del conductor, AWG (mm 2 ) Calibre mínimo del tornillo, en pulgadas (mm) 14-8 (2,1-8,4) * No. 10 (4,8) 6 (13,3) ¼ pulgada (6,4) 4 (21,1) 5/16 pulgada (7,9) * La forma común del tornillo para sujeción del conductor no es aceptable para asegurar un conductor sólido de más de No. 8 AWG (8,4 mm 2 ) ó No. 10 AWG (5,3 mm 2 ) trenzado. TABLA 2 - Abrazaderas para grapas de tipo protector Calibre comercial del conduit de metal Número mínimo de abrazaderas rígido. Pulgadas ½ 1 ¾ 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. Página 4 de 6

5 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 ANSI/IEEE NTC 2206 CSA 837 NTC C22.2 Torsión de apriete (1), (2) X X X Fijación o seguridad (1), (2) X X X Halado (1), (2) X X X Falla de corriente corta duración (1), (2) X X (1), (3) Fuerza electromagnética X (1), (3) Falla de corriente X Corrosión (1) X (1), (2) Ciclaje corriente temperatura X (1) Pruebas tipo o de diseño (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. Página 5 de 6

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. 6. 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. Página 6 de 6

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