NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 4389

Transcripción

1 NORMA TÉCNICA NTC COLOMBIANA DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES (PARARRAYOS) DE ÓXIDO METÁLICO SIN ESPACIADORES (GAPS) PARA SISTEMAS DE CORRIENTE ALTERNA E: SURGE ARRESTERS. METAL OXIDE SURGE ARRESTERS WITHOUT GAPS FOR A.C SYSTEMS CORRESPONDENCIA: DESCRIPTORES: esta norma es una adopción idéntica (IDT) por traducción de la norma IEC sistemas de corriente alterna - pararrayos, descargadores de sobretensiones - requisitos; descargadores de sobretensiones - ensayos. I.C.S.: Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado Bogotá, D.C. - Tel Fax Prohibida su reproducción Primera actualización Editada

2 PRÓLOGO El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 4389 (Primera actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo del Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 132 Aparatos para subestaciones de media y alta tensión. CELSA CODENSA ELÉCTRICOS INTERNACIONAL LTDA. EMPRESA DE ENERGÍA DE CUNDINAMARCA MELEC S.A. Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: AISLA LTDA. DIMELCO DISICO LTDA. ELECTRIFICADORA DE SANTANDER S.A. ELECTRIFICADORA DEL CARIBE S.A. ESP EMPRESAS MUNICIPALES DE CALI FUSSAND INTERCONEXIÓN ELÉCTRICA S.A. LUMINEX S.A. MEDIDORES TÉCNICA EQUIPOS S.A. MINISTERIO DE COMERCIO, INDUSTRIA Y TURISMO MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA SCHNEIDER ELECTRIC TRANSFORMADORES C&CO ENERGY LTDA. UPS REDES ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales y otros documentos relacionados. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN

3 CONTENIDO Página 0 INTRODUCCIÓN OBJETO REFERENCIAS NORMATIVAS TÉRMINOS Y DEFINICIONES IDENTIFICACIÓN Y CLASIFICACIÓN IDENTIFICACIÓN DE UN DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES CLASIFICACIÓN DE LOS DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES CARACTERÍSTICAS NOMINALES Y CONDICIONES DE SERVICIO ESTÁNDAR TENSIONES NOMINALES NORMALIZADAS FRECUENCIAS NOMINALES NORMALIZADAS CORRIENTES DE DESCARGA NOMINAL NORMALIZADA CONDICIONES DE SERVICIO REQUISITOS RESISTENCIA O SOPORTE DEL AISLAMIENTO DE LA CARCASA DEL DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES TENSIÓN DE REFERENCIA TENSIONES RESIDUALES DESCARGAS PARCIALES INTERNAS TASA DE FUGA... 17

4 Página 6.6 DISTRIBUCIÓN DE CORRIENTE EN UN DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES MULTICOLUMNAS ESTABILIDAD TÉRMICA CAPACIDAD DE SOPORTAR IMPULSOS DE CORRIENTE DE LARGA DURACIÓN FUNCIONAMIENTO DE LOS DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES CARACTERÍSTICAS DE TENSIÓN A FRECUENCIA INDUSTRIAL EN FUNCIÓN DEL TIEMPO, DE UN DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES CORTOCIRCUITO DISPOSITIVO DE DESCONEXIÓN REQUISITOS PARA EQUIPOS AUXILIARES TALES COMO LOS COMPONENTES DE NIVELACIÓN CARGAS MECÁNICAS COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA FIN DE LA VIDA ÚTIL PROCEDIMIENTO DE ENSAYO GENERAL EQUIPO DE MEDICIÓN Y EXACTITUD MEDICIONES DE LA TENSIÓN DE REFERENCIA MUESTRAS DE ENSAYO ENSAYOS TIPO (ENSAYOS DE DISEÑO) GENERALIDADES ENSAYOS DE RESISTENCIA O SOPORTE DEL AISLAMIENTO EN LA CARCASA DEL DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES ENSAYOS DE TENSIÓN RESIDUAL ENSAYO DE RESISTENCIA O SOPORTE AL IMPULSO DE CORRIENTE DE LARGA DURACIÓN... 29

5 8.5 ENSAYOS DE FUNCIONAMIENTO Página 8.6 ENSAYOS DE LOS DISPOSITIVOS DE DESCONEXIÓN / INDICADORES DE FALLA DE LOS DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES ENSAYOS BAJO CORTOCIRCUITO ENSAYOS DE DESCARGA PARCIAL INTERNA ENSAYO DEL MOMENTO DE FLEXIÓN ENSAYOS AMBIENTALES ENSAYO DE LA TASA DE FUGA DEL SELLO ENSAYO DE TENSIÓN DE RADIOINTERFERENCIA (RIV) ENSAYOS DE RUTINA Y DE ACEPTACIÓN ENSAYOS DE RUTINA ENSAYOS DE ACEPTACIÓN REQUISITOS DE ENSAYO PARA DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES CON CARCASA POLIMÉRICA GENERALIDADES DEFINICIONES TÉRMINOS Y CLASIFICACIÓN IDENTIFICACIÓN Y CLASIFICACIÓN VALORES Y CONDICIONES DE SERVICIO ESTÁNDAR REQUISITOS PROCEDIMIENTO DE ENSAYO GENERAL ENSAYOS TIPO (ENSAYOS DE DISEÑO)... 52

6 Página 11. REQUISITOS DE ENSAYO DE DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES CON CERRAMIENTO METÁLICO Y AISLAMIENTO GASEOSO (DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES TIPO GIS) ALCANCE REFERENCIAS NORMATIVAS TÉRMINOS Y DEFINICIONES IDENTIFICACIÓN Y CLASIFICACIÓN VALORES Y CONDICIONES DE SERVICIO NORMALIZADAS REQUISITOS PROCEDIMIENTOS DE ENSAYO GENERALES ENSAYOS TIPO (ENSAYOS DE DISEÑO) ENSAYOS DE RUTINA ENSAYO DESPUÉS DE LA INSTALACIÓN DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES SEPARABLES Y DE FRENTE MUERTO ALCANCE REFERENCIAS NORMATIVAS TÉRMINOS Y DEFINICIONES IDENTIFICACIÓN Y CLASIFICACIÓN VALORES NOMINALES Y CONDICIONES DE SERVICIO NORMALIZADAS REQUISITOS PROCEDIMIENTO DE ENSAYO GENERAL ENSAYOS TIPO (ENSAYOS DE DISEÑO) ENSAYOS DE RUTINA Y DE ACEPTACIÓN... 89

7 Página 13. DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES DE INMERSIÓN EN LÍQUIDO ALCANCE REFERENCIAS NORMATIVAS TÉRMINOS Y DEFINICIONES IDENTIFICACIÓN Y CLASIFICACIÓN VALORES NOMINALES Y CONDICIONES DE SERVICIO NORMALIZADAS REQUISITOS PROCEDIMIENTO DE ENSAYO GENERAL ENSAYOS TIPO (ENSAYOS DE DISEÑO) ENSAYOS DE RUTINA Y DE ACEPTACIÓN ANEXOS ANEXO A (Normativo) CONDICIONES DE SERVICIO ANORMALES ANEXO B (Normativo) ENSAYO PARA VERIFICAR LA EQUIVALENCIA TÉRMICA ENTRE EL DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES COMPLETO Y UNA SECCIÓN DE ÉSTE ANEXO C (Normativo) REQUISITOS PARA DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES PARA TRABAJO PESADO, PARA UN INTERVALO DE TENSIÓN DE 1 kv A 52 kv ANEXO D (Normativo) PROCEDIMIENTO PARA VERIFICAR LAS CARACTERÍSTICAS DE TENSIÓN A FRECUENCIA INDUSTRIAL EN FUNCIÓN DEL TIEMPO, DE UN DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES ANEXO E (Informativo) GUÍA PARA LA SELECCIÓN DE LA CLASE DE DESCARGA DE LÍNEA

8 ANEXO F (Normativo) ENSAYO DE CONTAMINACIÓN ARTIFICIAL CON RESPECTO AL ESFUERZO TÉRMICO DE LOS DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES DE ÓXIDO METÁLICO MULTIUNIDADES CON CARCASA DE PORCELANA ANEXO G (Informativo) INFORMACIÓN TÍPICA PRESENTADA CON SOLICITUDES Y PROPUESTAS ANEXO H (Informativo) CIRCUITO TÍPICO PARA ENSAYO DE FUNCIONAMIENTO CON IMPULSOS DE ALTA CORRIENTE (VÉASE EL NUMERAL 8.5.4) ANEXO I (Informativo) CIRCUITO TÍPICO PARA UN GENERADOR DE IMPULSOS CONSTANTES DISTRIBUIDOS PARA EL ENSAYO DE RESISTENCIA O SOPORTE AL IMPULSO DE CORRIENTE DE LARGA DURACIÓN (VÉASE EL NUMERAL 8.4) ANEXO J (Informativo) TENSIONES RESIDUALES MÁXIMAS TÍPICAS ANEXO K (Informativo) PROCEDIMIENTO PARA EL ENSAYO DE ENVEJECIMIENTO LEY DE ARRHENIUS PROBLEMAS CON LAS TEMPERATURAS MÁS ALTAS ANEXO L (Informativo) GUÍA PARA LA DETERMINACIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN DE LA TENSIÓN A LO LARGO DE LOS DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES DE ÓXIDO METÁLICO ANEXO M (Normativo) CONSIDERACIONES MECÁNICAS ANEXO N (Informativo) ENSAYOS DE CORTOCIRCUITO Página BIBLIOGRAFÍA

9 DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES (PARARRAYOS) DE ÓXIDO METÁLICO SIN ESPACIADORES (GAPS) PARA SISTEMAS DE CORRIENTE ALTERNA ACLARACIÓN Para los própósitos de esta norma se han hecho los siguientes cambios editoriales con respecto a su documento de referencia: a) Se omitió la expresión "esta parte de la IEC 60099". b) En el numeral 2 se incluyen algunas NTC idénticas a las normas IEC correspondientes. 0. INTRODUCCIÓN La presente norma presenta los criterios mínimos para los requisitos y ensayos de descargadores de sobretensiones (pararrayos) de óxido metálico sin espaciadores que se van a utilizar en sistemas de potencia de corriente alterna. Los descargadores que se tratan en esta norma se aplican comúnmente a instalaciones aéreas de frente energizado en lugar de descargadores con espaciadores de resistencia no lineal cubiertos en la NTC 2166 (IEC ). 1. OBJETO La presente norma se aplica a descargadores de sobretensiones (pararrayos) con resistores no lineales de óxido metálico sin explosores destinados a limitar las sobretensiones en circuitos de potencia de corriente alterna. 2. REFERENCIAS NORMATIVAS Las siguientes normas son indispensables para la aplicación de este documento. Para referencias fechadas sólo se aplica la edición citada. Para referencias no fechadas se aplica la última edición del documento referenciado (incluida cualquier enmienda). NTC 3328:1999, Coordinación de aislamiento. Definiciones, principios y reglas. (IEC ). 1

10 NTC 3379:1999, Ensayos de contaminación artificial en aisladores de alta tensión para sistemas de corriente alterna. (IEC 60507). NTC 3389:1999, Coordinación de aislamiento. Guía de aplicación. (IEC ). NTC 4335: 1998, Aisladores compuestos para líneas de corriente alterna con una tensión nominal de mas de 1000 V. Definiciones, método de ensayo y criterios de aceptación. (IEC 61109). NTC 4591:1999, Técnicas de ensayo de alta tensión. Definiciones generales y requisitos de ensayo. (IEC ). GTC 56:1998, Guía para la selección de aisladores bajo condiciones de contaminación. (IEC 60815). IEC :1994, High Voltage Techniques. Part 2: Measuring Systems. IEC :1981, Environmental Testing. Part 2: Tests. Test Ka: Salt Mist. IEC :1994, Environmental Testing. Part 2: Tests. Test N: Change of Temperature. IEC :2003, Environmental Testing. Part 2-42: Tests. Test Kc: Sulphur Dioxide Test for Contacts and Connections. IEC 60270:2000, High-Voltage Techniques. Partial Discharge Measures. IEC 61166:1993, High-Voltage Alternating Current Circuit-Breakers. Guide for Seismic Qualification of High-Voltage Alternating Current Circuit-Breakers. IEC 61330:1995, High Voltage/Low Voltage Prefabricated Substations. IEC :2003, High-Voltage Switchgear and Controlgear. Part 200: A.C. Metal-Enclosed Switchgear and Controlgear for Rated Voltages Above 1 kv and up to and Including 52 kv. IEC :2003, High-Voltage Switchgear and Controlgear. Part 203: gas-insulated Metal- Enclosed Switchgear for Rated Voltages above 52 kv. CISPR 16-1:1999, Specification for Radio Disturbance and Immunity Measuring Apparatus and Methods. Part 1: Radio Disturbance and Immunity Measuring Apparatus. CISPR 18-2:1999, Radio Interference Characteristics of Overhead Power Lines and High-Voltage Equipment. Part 2: Methods of Measurement and Procedure for Determining Limits. 3. TÉRMINOS Y DEFINICIONES Para el propósito de esta norma se aplican las siguientes definiciones: 3.1 descargadores de sobretensiones (pararrayos) de óxido metálico sin espaciadores (Metal-oxide surge arrester without gaps) descargadores que poseen resistores no lineales de óxido metálico conectadas en serie o en paralelo sin explosores en serie o en paralelo. 2

11 3.2 resistor no lineal de óxido metálico (Non-linear metal-oxide resistor) parte del descargador de sobretensiones (descargador de sobretensiones) que por su característica de tensión no lineal contra corriente actúa como una resistencia baja a las sobretensiones, limitando así la tensión a través de los terminales del descargador de sobretensiones, y como una alta resistencia a tensión a frecuencia industrial normal. 3.3 sistema de nivelación interna de un descargador de sobretensiones (Internal grading system of an arrester) impedancias de nivelación, en particular condensadores de nivelación conectados en paralelo a un solo resistor no lineal de óxido metálico o a un grupo de ellos, para controlar la distribución de tensión a lo largo de la columna de resistores de óxido metálico. 3.4 anillo nivelador de un descargador de sobretensiones (Grading ring of an arrester) parte metálica, generalmente circular, montada para modificar electrostáticamente la distribución de tensión a lo largo del descargador de sobretensiones. 3.5 sección de un descargador de sobretensiones (Section of an arrester) parte completa de un descargador de sobretensiones ensamblada adecuadamente, necesaria para representar el comportamiento de un descargador de sobretensiones completo con respecto a un ensayo particular. NOTA Una sección de un descargador de sobretensiones no es necesariamente una unidad de descargador de sobretensiones. 3.6 unidad de descargador de sobretensiones (Unit of an arrester) parte de un descargador de sobretensiones completamente bajo cubierta, que se puede conectar en serie y/o en paralelo con otras unidades, para construir un descargador de sobretensiones con características nominales de tensión y/o corriente más altas. NOTA Una unidad de descargador de sobretensiones no es necesariamente una sección de un descargador de sobretensiones. 3.7 dispositivo de alivio de presión de un descargador de sobretensiones (Pressure-relief device of an arrester) medio para aliviar la presión interna de un descargador de sobretensiones y evitar la ruptura violenta de la carcasa luego del paso prolongado de corriente de falla o flameo interno del descargador de sobretensiones. 3

12 BIBLIOGRAFÍA IEC :1994, Basic Environmental Testing Procedures - Part 2: tests - Test Q: Sealing IEC :1991, Surge Arresters - Part 1: Non-Linear Resistor Type Gapped Arresters for a.c Systems (NTC 2166) IEC :1990, Surge Arresters - Part 3: Artificial Pollution Testing of Surge Arresters IEC 60694:1996, Common Specifications for High Voltage Switchgear and Controlgear Standards (NTC 3274) IEC :1997, Classification of Environmental Conditions - Part 3: Classification of Groups of Environmental Parameters and their Severities - Section 2: Transportation IEEE C62.11:1999, Standard for Metal-Oxide Surge Arresters for Alternating Current Power Circuits (> 1 kv) 4

13 IMPORTANTE Este resumen no contiene toda la información necesaria para la aplicación del documento normativo original al que se refiere la portada. ICONTEC lo creo para orientar a su cliente sobre el alcance de cada uno de sus documentos y facilitar su consulta. Este resumen es de libre distribución y su uso es de total responsabilidad del usuario final. El documento completo al que se refiere este resumen puede consultarse en los centros de información de ICONTEC en Bogotá, Medellín, Barranquilla, Cali o Bucaramanga, también puede adquirirse a través de nuestra página web o en nuestra red de oficinas (véase El logo de ICONTEC y el documento normativo al que hace referencia este resumen están cubiertos por las leyes de derechos reservados de autor. Información de servicios aplicables al documento aquí referenciado la encuentra en: o por medio del contacto cliente@icontec.org ICONTEC INTERNACIONAL 5