INSTITUTO COSTARRICENSE DE ELECTRICIDAD NEGOCIO DE TRANSMISIÓN

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1 Solicitud de Cambio No: INSTITUTO COSTARRICENSE DE ELECTRICIDAD NEGOCIO DE TRANSMISIÓN Especificación Técnica Normalizada para la Adquisición de Empalmes en Líneas de Elaborado por: Comité de Líneas de Transmisión Aprobado por: Director General Negocio de Transmisión Código: TE-2830-ET : 1 Página 1/14 Rige a partir de: TABLA DE CONTENIDO 1. PROPOSITO ALCANCE DOCUMENTOS APLICABLES DEFINICIONES RESPONSABLES DESCRIPCION DEL PROCESO REQUERIMIENTOS GENERAL MATERIAL DISEÑO GRASA MARCAS REQUERIMIENTOS MECANICOS REQUERIMIENTOS ELECTRICOS RESISTENCIA (VER NORMA IEC 61284, APARTADO ) CORONA CORRIENTE DE FALLA PRUEBAS TIPO GENERAL VERIFICACIÓN DE DIMENSIONES PRUEBA DEL GALVANIZADO ESFUERZO MECANICO RESISTENCIA CORONA PRUEBAS A MUESTRAS GENERAL DIMENSIONES PRUEBA DE GALVANIZADO APROBACIÓN DEL TIPO GENERAL DOCUMENTACIÓN PLANO GENERAL ESPECIFICACIÓN DEL MATERIAL DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE MANUFACTURA SISTEMA DE CONTROL DE CALIDAD... 12

2 2/ INSTRUCCIONES DE INSTALACIÓN CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO REPORTE DE LAS PRUEBAS TIPO DOCUMENTOS DE REFERENCIA CONTROL DE REGISTROS CONTROL DE CAMBIOS CONTROL DE ELABORACIÓN, REVISIÓN Y APROBACIÓN ANEXOS... 13

3 3/14 1. PROPOSITO Definir los requisitos de diseño y prueba para los empalmes suplidas por diferentes fabricantes, de manera que se asegure el funcionamiento satisfactorio de las uniones durante toda la vida útil de una línea de transmisión. 2. ALCANCE Esta especificación aplica a empalmes para tensión total para conductores de Acero Aluminizado (Aluminium-Clad Steel Conductor (SAC)), de Aluminio con núcleo de Aleación de Aluminio Reforzado (Aluminium Conductors Aluminium-Alloy Reinforced (ACAR)), y de Aluminio con núcleo de Acero Reforzado (Aluminium Conductors Steel Reinforced (ACSR)), para usarse en líneas de transmisión aéreas, especificados en el procedimiento TE-2830-ET DOCUMENTOS APLICABLES CÒDIGO IEC 50 (466) ISO 1459 ISO 1461 ISO 2178 ISO 5455 ISO 9002 ASTM A123 TE-2830-ET TITULO DEL DOCUMENTO International Electrotechnical Vocabulary - Overhead lines Metallic coatings - Protection against corrosion by hot dip galvanising - Guiding principles) Metallic coatings - Hot dip galvanized coating on fabricated ferrous products - Requirements Non metallic and vitreous or porcelain enamel coatings on magnetic basis materials - Measurements of coating thickness - Magnetic method Technical drawings - Scales Quality systems - Model for quality assurance in Production and installation) Zinc (Hot-Dip Galvanized) Coatings on Iron and Steel Products Especificación técnica para la adquisición de conductores

4 4/14 TE-2830-ET Especificación técnica para la adquisición de conjuntos de aisladores 4. DEFINICIONES Para efectos de esta especificación se aplican las siguientes definiciones: Corrientes de falla: La máxima corriente de corta duración causada por una corriente de cortocircuito (Ik) o una falla a tierra (3I0). Empalme: El empalme consta de una o más partes para la conexión eléctrica y mecánica de los dos conductores. Tensión de ruptura real: Ultimate Tensile Strength) Es la tensión de ruptura propia de una muestra del cable. Tensión nominal de ruptura: (Rated Tensile Strength) Es la tensión de ruptura nominal definida para un tipo específico de cable. Voltaje de la extinción de la corona: Es el voltaje al cual todo el efecto corona visible ha desaparecido, cuando se reduce el voltaje desde un nivel con efecto corona visible. La definición de otros términos empleados en esta especificación se pueden encontrar en las publicaciones IEV e IEC. 5. RESPONSABLES No aplica. 6. DESCRIPCION DEL PROCESO 6.1 REQUERIMIENTOS GENERAL Los empalmes de tensión completa deben soportar los esfuerzos provocados en el transporte, manejo e instalación a temperaturas mínimas de hasta 0ºC, y los esfuerzos mecánicos que ocurren durante la vida útil de la línea de transmisión, en un rango de 0ºC hasta +200ºC.

5 5/ MATERIAL Los materiales del empalme deben elegirse de acuerdo al material de los conductores que se van a unir. Los materiales deben soportar temperaturas mínimas de 0ºC sin presentar grietas, fallas ni roturas. Deben ser resistentes a la corrosión atmosférica y no provocar corrosión galvánica en los conductores. El aluminio y la aleación de aluminio deben contener un máximo de 0,1% de Cobre, y no ser propensos a presentar corrosión por tensión (esfuerzo) o intergranular. El acero debe ser galvanizado, de acuerdo con la Norma ASTM A123, o inoxidable. En este último caso con una capacidad de soportar corrosión similar al acero calidad A2. La grasa debe cumplir los requerimientos establecidos en la Cláusula de esta especificación DISEÑO Los materiales del empalme deben elegirse de acuerdo al material de los conductores que se van a unir. Las costuras en los tubos deben tener la misma resistencia mecánica que el material base. Los empalmes deben tener un refuerzo contra la corrosión interna, es decir, deben estar previamente llenos con grasa antioxidante. En el caso del cable de acero aluminizado (SAC), los empalmes deben cumplir con los mismos requerimientos que en el caso del conductor ACSR GRASA La grasa debe: Soportar el calentamiento de corta duración debido a la temperatura que puede alcanzar el conductor durante un corto circuito (200ºC, ver Norma IEC 685).

6 6/14 Proteger el aluminio y el acero galvanizado contra la corrosión, y mantener esta propiedad a largo plazo en los ambientes en que normalmente se instalan los conductores. No reducir la resistencia del conductor ni, particularmente, su resistencia a la fatiga. Ofrecer posibilidad de aplicarla al conductor a temperatura interna de habitación (room temperature) y mantener su adhesividad al metal en cuestión. El fabricante debe indicar el o los espesadores (thickener) que seincluyen en la sustancia. Tabla 1 Requerimiento de propiedades de la grasa Tabla 2 Requerimientos en las propiedades del aceite base incluido MARCAS Cada empalme debe estar clara e indeleblemente marcado con la siguiente información:

7 7/14 Marca registrada Tipo o número de catálogo Diámetro del conductor Dimensión del dado de compresión Año de fabricación REQUERIMIENTOS MECANICOS El empalme debe soportar sin deformación alguna una tensión igual al 61% de la tensión nominal de ruptura (R.T.S.). Luego se debe llevar hasta la tensión de ruptura real del cable empleado en la prueba (U.T.S.). El empalme no debe sufrir ningún tipo de fisura. El conductor con un empalme instalado debe soportar, al menos, una tensión igual al 90% de la tensión de ruptura real del conductor sin que ocurra deslizamiento, fallas ni roturas en ninguno de los hilos REQUERIMIENTOS ELECTRICOS RESISTENCIA (Ver norma IEC 61284, apartado ) La resistencia en los extremos de un empalme instalado en un conductor de fase o en el hilo de guarda (R0, R4) debe ser de un máximo del 3,5% de la resistencia de un tramo de un (1) metro del conductor respectivo. El valor de esta resistencia (R0 y R4) se medirá entre el punto del conductor más cercano al manguito de empalme, y el extremo inmediato de éste. (Ver anexo 1). La resistencia del empalme instalado ya sea en un conductor de fase o en un hilo guarda, y medida entre sus extremos (R1), debe tener un valor máximo del 55% de la resistencia de un tramo de conductor de la misma longitud del manguito. La resistencia (R1) se medirá entre los puntos del conductor ubicados inmediatamente fuera del manguito. (Ver anexo 1) CORONA El empalme para un conductor debe tener al menos el mismo voltaje de extinción del efecto corona que el conductor.

8 8/ CORRIENTE DE FALLA El empalme debe soportar la corriente de falla de acuerdo con el procedimiento TE-2830-ET La corriente pico debe ser al menos 2,3 veces el valor r.m.s. 6.2 PRUEBAS TIPO GENERAL A menos que se especifique de otra manera, las pruebas descritas en las Subcláusulas , deben hacerse en tres muestras, y de manera que ni el procedimiento ni el equipo influyan en los resultados. Los resultados deben registrarse e incluirse en la documentación VERIFICACIÓN DE DIMENSIONES La prueba tiene como objetivo verificar que el empalme cumpla los requerimientos de la Subcláusula , y estén acordes con los planos del fabricante en lo que corresponde a dimensiones PRUEBA DEL GALVANIZADO Las pruebas se harán de acuerdo con la Norma ISO En cada muestra, dependiendo del tamaño, se deben hacer de tres (3) a diez (10) mediciones. Estas mediciones deben estar uniforme y aleatoriamente distribuidas sobre toda la superficie. Los espesores mínimos y promedio del recubrimiento deben cumplir con los requerimientos descritos en la subcláusula ESFUERZO MECANICO La prueba tiene como objetivo verificar que el empalme cumple con los requerimientos de la Subcláusula La prueba de tensión se debe hacer en un empalme instalado en un tramo de conductor para el cual está especificado. Se debe dejar una longitud libre en ambos extremos del empalme de al menos cien (100) veces el diámetro del conductor. En el caso de conductores tipo ACSR esta longitud debe ser de al menos cinco (5) metros.

9 9/14 La carga en tensión se debe incrementar gradualmente hasta llegar al 90% de la tensión de ruptura real del conductor (U.T.S.), y se mantiene por sesenta (60) segundos. Luego se debe incrementar gradualmente la carga hasta alcanzar la tensión de ruptura. La tensión de ruptura real del conductor se debe determinar aplicando la Norma IEC RESISTENCIA El objetivo de la prueba es determinar que el empalme cumple con el requerimiento de la Subcláusula , y dar un valor de referencia para probar el empalme después de su instalación en servicio. El empalme se debe instalar siguiendo las instrucciones respectivas. Se debe medir la resistencia C.D. de acuerdo a la Figura 1. Durante la medición, el esfuerzo en tensión no debe exceder 40N/mm CORONA El objetivo de la prueba es verificar que los empalmes estén libres del efecto corona. Debe llevarse a cabo en un laboratorio virtualmente oscuro. El empalme y el conductor se deben instalar con una distancia mínima entre la fase y tierra de tres (3) metros. El empalme se somete a un voltaje de corriente alterna de 60 Hz, entre la fase y tierra, a fin de determinar el nivel de tensión al que se extingue el efecto corona. La prueba se debe documentar por medio de fotografías a color marcadas con el voltaje, una con el efecto corona visible y otra con el voltaje de extinción de éste. 6.3 PRUEBAS A MUESTRAS GENERAL Las pruebas a muestras deben ser hechas por el fabricante a empalmes seleccionados aleatoriamente del lote de envío. El ICE tiene derecho de hacer la selección. Las muestras las debe suministrar el fabricante y deben agregarse al lote sin ningún cargo para el ICE. La cantidad de muestras se indica a continuación:

10 10/14 Las muestras se deben someter a pruebas según las subcláusulas a Los empalmes que se destinen a pruebas no deben ponerse en servicio. El fabricante debe informar al ICE con suficiente antelación la fecha en que se ejecutarán las pruebas a muestras. El reporte de las pruebas debe archivarlo el fabricante y estará disponible para el ICE, si lo solicita. En caso de que las muestras no satisfagan las pruebas, se debe aplicar el procedimiento descrito a continuación. Si falla un (1) empalme o parte de él, se tomará una muestra igual al doble de la cantidad tomada originalmente para repetir las pruebas. El procedimiento comprende la repetición de la prueba en que falló la muestra, precedida por las que se considere influenciaron en los resultados de la prueba original. Si dos (2) o más muestras fallan o si ocurre cualquier falla al realizar el procedimiento descrito en el párrafo anterior, se considera que el lote total no cumple con esta Especificación y deben ser retiradas por el fabricante. En caso de que la causa de la falla se haya identificado claramente, el fabricante puede eliminar del lote de los empalmes que tengan este defecto. Una vez que se han retirado los empalmes defectuosos, se somete el resto del lote a pruebas. Para esto se debe enviar una muestra de tres veces la cantidad original. El procedimiento comprende la repetición de la prueba en que falló la muestra, precedida por las que se considere influenciaron en los resultados de la prueba original. Si ocurre alguna falla se considera que todo el lote incumple con esta Especificación DIMENSIONES La prueba se debe hacer de acuerdo con la Subcláusula

11 11/ PRUEBA DE GALVANIZADO La prueba se debe hacer de acuerdo con la Subcláusula APROBACIÓN DEL TIPO GENERAL El ICE debe aprobar los empalmes de acuerdo a este procedimiento antes de su envío. Para su aprobación, el fabricante debe verificar que los empalmes cumplan en todos los aspectos con los requisitos establecidos en esta especificación. Para esto, enviará al ICE la documentación especificada en las Subcláusulas ya sea en inglés o español. La aprobación de los planos no exime al fabricante de responsabilidad alguna con respecto al cumplimiento de los requerimientos especificados. Si el fabricante hace algún cambio al diseño después de que ha sido aprobado, debe informarlo al ICE para su revisión DOCUMENTACIÓN PLANO GENERAL El fabricante deberá presentar, en una escala adecuada y de acuerdo a la Norma ISO 5455, un plano general que muestre el empalme en por lo menos dos vistas. En el plano se debe incluir la siguiente información: Tipo y/o número de catálogo Dimensiones principales Tamaño después de la instalación Todas las marcas que trae el empalme Peso Lista de partes Herramientas requeridas para la compresión

12 12/ ESPECIFICACIÓN DEL MATERIAL Descripción del material empleado DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE MANUFACTURA SISTEMA DE CONTROL DE CALIDAD De acuerdo con la Norma ISO INSTRUCCIONES DE INSTALACIÓN Instrucciones debidamente ilustradas en español o inglés CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO Reporte de la prueba tipo que compruebe que el empalme cumple con los requerimientos de cortocircuito de acuerdo a la subcláusula REPORTE DE LAS PRUEBAS TIPO Reporte de las prueba tipo de acuerdo a la Cláusula DOCUMENTOS DE REFERENCIA No aplica. 8. CONTROL DE REGISTROS No aplica. 9. CONTROL DE CAMBIOS No aplica. 10. CONTROL DE ELABORACIÓN, REVISIÓN Y APROBACIÓN ELABORÓ Grupo multidisciplinario del ICE especializado en Líneas de Transmisión; 1993 SwedPower, Vatenfall, Suecia; 1993 DEPENDENCIA Negocio de Transmisión Negocio de Ingeniería y Construcción N.A.

13 13/14 REVISÓ Ing. Christian Valerio Mena Sr. Vinicio Vargas Bonilla DEPENDENCIA Proceso de Aseguramiento de la Calidad, Negocio de Transmisión Área Mejoramiento de la Gestión y Calidad Negocio de Transmisión APROBÓ FIRMA FECHA Ing. Manuel Balmaceda García Director Negocio de 11. ANEXOS Estos anexos forman parte integral del presente procedimiento. ANEXO No.1 NOMBRE Figura de prueba tipo medición de resistencia

14 14/14 ANEXOS ANEXO No. 1 Figura de prueba tipo medición de resistencia