MÉXICO SISTEMA PARA DETECCIÓN Y MITIGACIÓN DEL FENÓMENO DE ARCO ELÉCTRICO EN TABLEROS ELÉCTRICOS DE BAJA Y MEDIA TENSIÓN ESPECIFICACIÓN CFE G

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1 AGOSTO 2012 MÉXICO

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3 1 de 9 1 OBJETIVO Definir las características técnicas, alcances, parámetros y protocolos de pruebas requeridos en los sistemas para detección y mitigación del fenómeno de arco eléctrico. 2 CAMPO DE APLICACIÓN En la adquisición del sistema para ser utilizado en los tableros de baja y media tensión en las instalaciones de la Comisión Federal de Electricidad (CFE). 3 NORMAS QUE APLICAN NOM-008-SCFI-2002; IEC ; IEC ; IEC ; IEC ; IEC ; IEC ; IEC ; IEC ; IEC ; IEC ; IEC ; Sistema General de Unidades de Medida. Environmental Testing Part 2-1: Tests Test A: Cold. Environmental Testing Part 2-2: Tests Test B: Dry Heat. Environmental Testing Part 2-30: Tests Test Db: Damp Heat, Cyclic (12 h + 12 h Cycle). Electrical Relays Part 5: Insulation Coordination for Measuring Relays and Protection Equipment Requirements and Tests. Electrical Relays Part 21: Vibration, Shock, Bump and Seismic Tests on Measuring Relays and Protection Equipment Section One: Vibration Tests (Sinusoidal). Electromagnetic Compatibility (EMC) Part 4-2: Testing and Measurement Techniques - Electrostatic Discharge Immunity Test. Electromagnetic Compatibility (EMC) Part 4-3: Testing and Measurement Techniques Radiated, Radio-Frequency, Electromagnetic Field Immunity Test. Electromagnetic Compatibility (EMC) Part 4-4: Testing and Measurement Techniques - Electrical Fast Transient/Burst Immunity Test. Electromagnetic Compatibility (EMC) Part 4-11: Testing and Measurement Techniques Voltage Dips, Short Interruptions and Voltage Variations Immunity Tests. Electromagnetic Compatibility (EMC) Part 4-12: Testing and Measurement Techniques Ring Wave Immunity Test. Electromagnetic Compatibility (EMC) Part 4-22: Testing and Measurement Techniques Radiated Emissions and Immunity Measurements in Fully Anechoic Rooms (FARs).

4 2 de 9 NRF-001-CFE-2007; NRF-002-CFE-2009; Empaque, Embalaje, Embarque, Transporte, Descarga, Recepción y Almacenamiento de Bienes Adquiridos por CFE. Manuales, Procedimientos e Instructivos Técnicos. NOTA: En caso de que los documentos anteriores sean revisados o modificados, debe tomarse en cuenta la edición en vigor en la fecha de la convocatoria de la licitación, salvo que la CFE indique otra cosa. 4 DEFINICIONES Aplican las definiciones indicadas a continuación: 4.1 Arco Eléctrico Es la liberación súbita y repentina de energía en forma de presión mecánica, calor y luz asociada a un cortocircuito entre partes vivas o entre partes vivas y tierra a través del aire. 4.2 Celda Parte de una sección con envolvente metálica que se encuentra totalmente cerrada, salvo las aberturas necesarias para la interconexión, el control, secundarios de transformadores de instrumento o la ventilación. 4.3 Centro de Control de Motores (CCM) Ensamble metálico para montaje en el piso, formado por una o más secciones verticales. La alimentación principal se efectúa por medio de barras horizontales de fuerza comunes a todas las secciones. 4.4 Energía Incidente La cantidad de energía que incide en una superficie a cierta distancia de la fuente durante la ocurrencia de un arco eléctrico. La energía incidente se mide en cal/cm Falla de Arco Interno Cortocircuito a través del aire entre partes vivas o partes vivas y tierra que se produce en el interior de una celda. 4.6 Pruebas de Aceptación Son las pruebas que se realizan a las muestras de un lote de producción con propósitos de aceptación o rechazo del lote. 4.7 Pruebas de Prototipo Son aquellas destinadas a la verificación total de la calidad en el diseño, fabricación y funcionamiento de un producto, mediante las cuales se comprueba que las características, tecnología y funcionalidad de los bienes, están conforme con las especificaciones CFE, normas de referencia CFE y normas técnicas, tomando como base un prototipo del proceso productivo o la primera unidad fabricada. 4.8 Pruebas de Rutina Son las pruebas que deben realizarse al 100 % de los bienes a suministrar por el fabricante.

5 3 de Sección Metálica Blindada Gabinete metálico cerrado, unitario autosoportado, formado por celdas metálicas independientes que contienen en su interior los equipos de conexión en combinación con los dispositivos de control, medición, protección asociados, así como los conjuntos de tales dispositivos con las conexiones, accesorios, envolventes y soportes correspondientes necesarios para cumplir su función operativa individual Sensor de Arco Dispositivo que permite la detección de la luz generada por el fenómeno del arco eléctrico y transmite la señal al sistema para detección y mitigación contra el arco eléctrico en un tiempo mínimo Sensor Portátil de Arco Dispositivo portátil, que puede ser utilizado adicionalmente para protección del personal durante maniobras en equipo energizado Sistema para Detección y Mitigación contra el Arco Eléctrico Es un sistema electrónico microprocesado, capaz de detectar una falla de arco y operar un interruptor en un tiempo mínimo, a fin de reducir la magnitud y severidad de los daños derivados del arco eléctrico Subestación Unitaria Conjunto armado y ensamblado formando una unidad, integrada por los siguientes elementos: Transformador (es) de potencia, tablero metálico cerrado (metal enclosed) de baja tensión y buses de fase no segregada Tablero blindado Conjunto formado por varias secciones metálicas blindadas, firmemente ensambladas, autosoportadas y con divisiones metálicas solidamente aterrizadas Unidad Esclava Parte extensiva de un sistema para detección y mitigación contra el arco eléctrico para ampliar los puntos de detección Unidad Maestra Equipo principal de un sistema de protección de arco. 5 SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS CB CBFB TC IHM S.E. Interruptor de circuito. Protección de falla del interruptor. Transformador de corriente. Interfase hombre-máquina. Subestación Eléctrica. MTBF Tiempo medio entre fallas (Mean Time Between Failure).

6 4 de 9 MTTR MTBR Tiempo medio de reparación (Mean Time to Repair). Tiempo medio entre reparaciones (Mean Time Between Repair). 6 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES Las unidades de medida utilizadas en esta especificación son basadas en la norma NOM-008-SCFI. 6.1 Características Generales del Sistema a) Debe ser independiente de la operación del sistema de protecciones eléctricas. b) Debe operar únicamente con fallas del fenómeno de arco eléctrico. c) Debe operar bajo dos criterios, con detección de luz y confirmación de corriente. d) Debe ser selectivo para disparar el interruptor de circuito correcto limitando el área afectada a un mínimo, para un rápido restablecimiento de la energía eléctrica después de un disparo. e) El sistema debe indicar el compartimento donde se registró la falla en el tablero. f) El sistema debe ser capaz de detectar y operar con al menos una intensidad de lx. g) La operación de la interfase de salida, desde la detección del arco mediante luz y corriente, la debe hacer en un tiempo menor o igual a 7 ms. h) Debe contar con tres sensores de arco por celda, ubicados en las posiciones estratégicas. i) Todos los sensores de arco deben contar con conectores terminales adecuados para garantizar una conexión confiable y libre del efecto de interferencia electromagnética que pudieran ocasionar un disparo en falso. j) Tomando en consideración la ubicación de los sensores, estos serán del tipo puntual para el compartimento de cables e interruptores y/o de tipo fibra óptica en la zona de barras. k) El fabricante debe considerar en su propuesta el análisis, ingeniería y capacitación del sistema de protección por arco eléctrico, en función de la instalación del usuario, es necesario que el personal de CFE participe en el diseño de esta propuesta. 6.2 Componentes del Sistema Dependiendo del tipo de tecnología, podrá contar con los siguientes equipos: a) Unidad maestra. b) Unidades esclavas para expansión y selectividad del sistema. c) Sensores de arco. d) Cables de conexión y comunicación. e) Los sensores de arco podrán ser de fibra óptica y/o sensor puntual.

7 5 de 9 f) Las señales de corriente requeridas, deben ser tomadas de los transformadores de corriente existentes. Los sensores de arco deben detectar la luz generada por un arco eléctrico y deben instalarse en los compartimentos siguientes: - barras, - interruptor/contactor, - cables, - TP s, entre otros. 7 CONDICIONES DE OPERACIÓN 7.1 Condiciones Ambientales de Operación El Sistema debe ser diseñado para operar correctamente bajo las siguientes condiciones ambientales: a) Temperatura ambiente de operación: - 5 C a 55 C. b) Humedad relativa hasta 90 % (sin condensación). 7.2 Criterios de Operación La unidad maestra del sistema debe contar con las siguientes características: a) Canales de comunicación para transferencia de señales con unidades esclavas. b) El sistema debe contar con un block de pruebas para corrientes y disparos, así como accesorios para efectos de mantenimiento y pruebas. Estos deben ser externos al sistema de protección. c) Debe contar con la función de respaldo de disparo con contactos adicionales en caso de falla de interruptor. d) Debe contar con auto-supervisión del sistema completo, con señalización de fallas internas o de componentes del propio sistema. Las unidades esclavas deben contar con indicadores y/o contactos para señalización local o remota. e) La unidad maestra y/o la unidad esclava debe tener integradas las entradas de detección de corriente y éstas deben ser de 1 A ó 5 A. 8 CONDICIONES DE DESARROLLO SUSTENTABLE Debido al alcance de esta especificación, las condiciones de desarrollo sustentable no son requeridas; sin embargo durante la aplicación de la especificación se deben atender las obligaciones establecidas en la legislación en materia de protección ambiental.

8 6 de 9 9 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL Para cualquier actividad dentro de las instalaciones de CFE el proveedor debe coordinarse con el personal de la CFE para el cumplimiento de la normativa nacional e internacional aplicable, relacionada con la seguridad. Durante la fase de ingeniería de detalle del sistema y/o equipo establecido en esta especificación, el proveedor debe identificar las características críticas o de riesgo en los aspectos de seguridad que se presentan durante su montaje, operación y mantenimiento; debiendo cumplir con las Normas Oficiales Mexicanas (NOM-STPS) y en su caso cumplir con las Normas Internacionales que estén relacionadas con la seguridad. 10 CONTROL DE CALIDAD 10.1 Pruebas Pruebas prototipo La CFE a través del LAPEM certifica las pruebas prototipo realizadas a los equipos en los propios laboratorios del fabricante o en laboratorios reconocidos por LAPEM, los cuales deben tener como base el procedimiento vigente establecido por LAPEM. Las pruebas prototipo son las que se indican en la tabla 1. TABLA 1 Pruebas prototipo Ambientales Prueba 1 Temperatura 2 Temperatura y Humedad Mecánicas 3 Vibración Compatibilidad electromagnética 4 Onda oscilatoria amortiguada 5 Transitorios rápidos 6 Inmunidad a campos electromagnéticos radiados Normas y/o especificaciones IEC (baja) IEC (alta) Nivel de severidad requerido - 5 ºC 16 h 55 ºC 16 h IEC ºC a + 55 ºC con 93 % HR IEC IEC IEC IEC ,5 10 Hz < F< 150 Hz 1 ciclos/eje con equipo energizado 2 10 Hz < F< 150 Hz 20 ciclos con el equipo sin energizar 1 MHz < f < 1,5 MHz 2,5 kv < kv < 3,0 kv de cresta de primer ciclo ± 4 kv a ± 5 kv 5/50 ns 10 V/m a 1 khz; (80 a 1 000) MHz Continúa

9 7 de 9 continuación Prueba Normas y/o especificaciones Nivel de severidad requerido 7 Pruebas de interferencia electromagnética IEC Medición de los valores de interferencia que generan los equipos con referencia en las normas IEC 8 Interrupciones y caídas de tensión IEC Interrupciones 95 % / 5 s Caídas 30 % / 10 ms 60 % / 100 ms 9 Descargas electrostáticas IEC Nivel 4 8 kv contacto 15 kv aire Aislamiento 10 Tensión de impulso IEC kv (valor pico) 1,2/50 µs Pruebas funcionales Las pruebas de rutina son las que se indican en la tabla 2. TABLA 2 Pruebas funcionales Prueba Normas y/o especificaciones Nivel de severidad requerido Características generales del sistema 11 Operación con detección de luz o con detección de luz y sobrecorriente Esta especificación Detectar una intensidad de luz mayor a lx Tiempo de operación de contactos de salida, desde la detección del arco mediante luz y/o corriente: menor o igual a 7 ms Pruebas funcionales 12 Pruebas funcionales del sistema Esta especificación Los valores indicados en esta pecificación 13 Prueba de la función de falla de interruptor Esta especificación Los valores indicados en esta especificación Continúa

10 8 de 9 continuación Prueba Normas y/o especificaciones Nivel de severidad requerido Pruebas paramétricas 14 Fuentes de alimentación, tiempos de respuesta, capacidad de corriente y capacidad térmica de contactos Esta especificación Los valores indicados en esta especificación Características de construcción 15 Cantidad de entradas y salidas, puertos de comunicación, dimensiones, color, placa de datos Esta especificación Los valores indicados en esta especificación 16 Índices estadísticos de confiabilidad, MTBF, MTTR, MTBR Especificaciones del fabricante Información proporcionada por el fabricante Documentación 17 Manual técnico NRF-002-CFE y/o archivo electrónico en formato de datos portable (pdf) Información proporcionada por el fabricante 18 Firmware, software y hardware Especificación del fabricante Carta del proveedor donde mencione la versión del firmware y hardware del relevador y software de explotación Inspección y pruebas de aceptación en fábrica La CFE, representada por LAPEM, tendrá en todo momento el derecho de inspeccionar y probar los bienes a fin de verificar su conformidad con las especificaciones del contrato y las bases de licitación. a) El proveedor o fabricante debe proporcionar el personal y equipo necesario para la realización de las pruebas en fábrica, así como las instalaciones y áreas de pruebas adecuadas y seguras. b) Los equipos de medición y pruebas que intervengan en el escenario de pruebas deben tener calibración vigente. c) El proveedor debe realizar pruebas de rutina al 100 % y evidenciar a LAPEM su realización, como paso previo a su aceptación. Ningún equipo debe ser transportado antes de haberse sometido a la inspección y a las pruebas de aceptación en fábrica, así como contar con la aprobación emitida por LAPEM. El personal de LAPEM participará en: - la aceptación del protocolo de pruebas de aceptación en fábrica preparado por el fabricante y de los programas de cada prueba,

11 9 de 9 - el desarrollo de las pruebas. previo a las pruebas de aceptación en fábrica, el proveedor debe realizar pruebas de rutina al 100 % de los equipos a suministrar y evidenciar a la Gerencia del LAPEM su realización, el protocolo de pruebas de aceptación en fábrica presentado por el proveedor deben incluir las pruebas listadas en el cuerpo de esta especificación, de acuerdo al alcance de suministro del contrato, mismas que serán atestiguadas y sancionadas por LAPEM, quien aceptará o rechazará el suministro. 11 MARCADO 11.1 Placa de Datos Cada sistema debe traer integrada, en lugar visible y de forma indeleble la información siguiente: a) Nombre del fabricante. b) Modelo. c) Número de serie. d) Tensión nominal de alimentación (V c.d.). e) Tensiones y corrientes nominales de las entradas analógicas (V y A). f) Frecuencia nominal (Hz). g) Año de fabricación. Se acepta este dato codificado dentro del número de serie del sistema. 12 EMPAQUE, EMBALAJE, EMBARQUE, TRANSPORTACIÓN, DESCARGA, RECEPCIÓN, ALMACENAJE Y MANEJO El sistema debe contar con un empaque que evite cualquier daño al mismo durante su embarque, transporte, descarga, recepción, almacenamiento y manejo. Además debe cumplir con lo indicado en la norma de referencia NRF-001-CFE. 13 BIBLIOGRAFÍA [1] Manuales de fabricantes.