ELECTRICARIBE. pág de Febrero de 2008 ESPECIFICACIÓN TÉCNICA TRANSFORMADORES DE TENSIÓN ELECTRICARIBE

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1 pág de Febrero de 2008 ESPECIFICACIÓN TÉCNICA TRANSFORMADORES DE TENSIÓN ELECTRICARIBE

2 pág. 2 Especificación / Hoja de datos TRANSFORMADORES DE TENSIÓN Modificaciones respecto a la edición anterior En fichas técnicas (FF TT) se adicionó la envolvente de los transformadores. V06 Se adiciona en item 5.1.c aislador : resina epóxica ó porcelana para 34,5 y 13,8 kv. V06 Se adiciona información acerca de transformadores de tensión capacitivos para nivel de tensión 110 kv. Se adicionan los conectores de alta para los terminales de los transformadores de tensión. Se reemplaza ELECTRICARIBE ELECTROCOSTA por ELECTRICARIBE. Se adicionan distancia de fuga y nivel de contaminación en designación en fichas técnicas. Se separa documento EE TT y documento Fichas técnicas. Objeto de la edición Siglas de los responsables y fechas de las tres ediciones anteriores Ed. Obj. Ed Elaborado Fecha Revisado Fecha Aprobado Fecha Elaborado por: JOP- CRA Revisado por: Aprobado por: Fecha: 07/02/08 Fecha Fecha

3 pág. 3 Índice 1. OBJETO ALCANCE NORMAS DEFINICIONES BIL Carga de precisión Clases de precisión para medida de transformadores de tensión Clases de precisión para protección de transformadores de tensión Factor de tensión asignado Vf Límites de aumento de temperatura Nivel de aislamiento asignado para los arrollamientos primarios Niveles de aislamiento en devanados secundarios Potencia térmica límite Precisión Requerimiento de aislamiento entre secciones Tensión primaria asignada Upn Tensión secundaria asignada Usn CARACTERÍSTICAS DE LOS TRANSFORMADORES DE TENSIÓN CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS a. Terminales b. Conexiones a tierra c. Aislador d. Caja de conexiones e. Dispositivos de protección f. Conectores de alta tensión g. Transformadores de tensión capacitivos CONDICIONES AMBIENTALES CARACTERISTICAS ELÉCTRICAS ENSAYOS PRUEBAS TIPO PRUEBAS DE RUTINA PRUEBAS DE PUESTA EN SERVICIO DESIGNACIÓN MARCAS EMPAQUE Y PROTECCIÓN Empaque Individual Embalaje ALCANCE DE LA OFERTA ALCANCE DEL SUMINISTRO EQUIPO ACCESORIOS... 24

4 pág DOCUMENTACIÓN ANEXO 1: NORMAS DE REFERENCIA... 25

5 pág OBJETO Esta especificación tiene por objeto definir las características constructivas, dimensionales, eléctricas y mecánicas, así como las condiciones de realización, suministro y recepción que deben satisfacer los transformadores de tensión para subestaciones convencionales de uso exterior de tensiones nominales 110, 66, 34,5 y 13,8 kv de ELECTRICARIBE.

6 pág ALCANCE La presente especificación tiene por alcance los siguientes transformadores de tensión: Tabla 1 Código Denominación Descripción TP-C 110 kv Transformadores de tensión Capacitivo 110/ 3 kv: 110/ 3 V- 110/ 3 V, (dist. fuga 3075 mm, nivel de contaminación III) TP-C 110 kv Transformadores de tensión Capacitivo 110/ 3 kv: 110/ 3 V- 110/ 3 V, (dist. fuga 3813 mm, nivel de contaminación IV) TP-I 110 kv Transformadores de tensión Inductivo 110/ 3 kv: 110/ 3 V- 110/ 3 V, (dist. fuga 3075 mm, nivel de contaminación III) TP-I 110 kv Transformadores de tensión Inductivo 110/ 3 kv: 110/ 3 V- 110/ 3 V, (dist. fuga 3813 mm, nivel de contaminación IV) TP-I 66 kv Transformadores de tensión Inductivo 66/ 3 kv: 110/ 3 V- 110/ 3 V, (dist. fuga 1813 mm, nivel de contaminación III) TP-I 66 kv Transformadores de tensión Inductivo 66/ 3 kv: 110/ 3 V- 110/ 3 V, (dist. fuga 2248 mm, nivel de contaminación IV) TP-I 34,5 kv Transformadores de tensión Inductivo 34,5/ 3 kv: 110/ 3 V- 110/ 3 V, (dist. fuga 900 mm, nivel de contaminación III) TP-I 34,5 kv Transformadores de tensión Inductivo 34,5/ 3 kv: 110/ 3 V- 110/ 3 V, (dist. fuga 1116 mm, nivel de contaminación IV) TP-I 13,8 kv Transformadores de tensión Inductivo 13,8/ 3 kv: 110/ 3 V- 110/ 3 V, (dist. fuga 375 mm, nivel de contaminación III) TP-I 13,8 kv Transformadores de tensión Inductivo 13,8/ 3 kv: 110/ 3 V- 110/ 3 V, (dist. fuga 465 mm, nivel de contaminación IV)

7 pág NORMAS Los transformadores de tensión, objeto de esta especificación, se ajustarán a las normas cuya lista se adjunta en el Anexo 1 de la presente especificación. El fabricante deberá indicar en su oferta aquellas normas de las que exista posterior edición a la señalada en esta especificación, considerándose válida y aplicable al contrato, en caso de pedido, la edición vigente en la fecha del mismo.

8 pág DEFINICIONES Términos técnicos más usuales para definir y seleccionar transformadores de tensión: 4.1. BIL Abreviación de basic lightning impulse insulation level (nivel básico de aislamiento a impulso atmosférico). Aún cuando se utiliza frecuentemente este término al hacer referencia a las normas IEC, sólo está definido en las normas IEEE y ANSI. En cambio, la norma IEC , séptima edición, usa el término: tensión normalizada resistida a impulso atmosférico Carga de precisión Es el valor de los voltamperios (VA) que suministra el transformador en el secundario a la tensión secundaria asignada y a la carga de precisión conectada, de conformidad con los requerimientos de la case de precisión. Los valores normalizados según IEC son: VA Clases de precisión para medida de transformadores de tensión Las normas IEC definen los siguientes valores: 0,1-0,2-0,5-1,0 y 3,0 Los límites del error de tensión y el desfase a la frecuencia asignada no deben exceder los valores dados en la siguiente tabla a cualquier tensión entre 80% y 120% de la tensión asignada y con cargas entre 25% y 100% de la carga de precisión, con un factor de potencia de 0,8 inductivo. Tabla 2 Limites de error para transformadores de tensión para medición Clase de precisión Error de tensión Desfase (min) (%) 0,1 ± 0,1 ± 5 0,2 ± 0,2 ± 10 0,5 ± 0,5 ± 20 1,0 ± 1,0 ± 40 3,0 ± 3,0 No especificada

9 pág Clases de precisión para protección de transformadores de tensión La clase de precisión para un transformador de tensión para protección representa el error de tensión máximo, expresado en porcentaje. El error especificado deberá cumplirse para un rango entre el 5% de la tensión asignada y el valor de tensión correspondiente al factor de tensión- Vf- asignado y para todas las cargas entre el 25% y el 100% de la carga nominal con un factor de potencia de 0,8 inductivo, este valor es seguido de la letra P. Las clases de precisión normalizadas por la IEC son 3P y 6P. Los límites de error de tensión y el desfase, a la frecuencia asignada no deben sobrepasar los límites establecidos en la siguiente tabla. Tabla 3 Límites de error para transformadores de tensión para protección Clases de precisión Error en la relación Desfase (min) de tensión (%) 3P ± 3,0 ± 120 6P ± 6,0 ± Factor de tensión asignado Vf Es el factor que multiplica la tensión primaria asignada para determinar la tensión máxima, a la cual el transformador deberá cumplir con los requerimientos de exactitud especificados. El factor de tensión y la tensión máxima de funcionamiento dependen del sistema y de la condición de puesta a tierra del devanado primario del transformador. Los valores normales del factor de tensión asignado y de la duración admisible están dados en la siguiente tabla Tabla 4 Valores normalizados de factores de tensión asignados Factor de Duración tensión asignada asignado Vf 1,2 Continuamente Modo de conexión del devanado d primario y condiciones de puesta a tierra del sistema Entre fases en cualquier sistema. Entre el neutro de un transformador en Y y tierra, en cualquier sistema

10 pág. 10 1,2 Continuamente 1,5 30 s 1,2 Continuamente 1,9 30 s Entre fase y tierra en un sistema con neutro sólidamente puesto a tierra Entre fase y tierra en un sistema con neutro no aterrizado sólidamente, con disparo automático por fallas a tierra Límites de aumento de temperatura El aumento de temperatura de un transformador de tensión a la tensión especificada, a la frecuencia asignada, para la carga de precisión, o a la carga de precisión mas alta cuando se especifican varias, para un factor de potencia entre 0,8 (inductivo) y la unidad, no debe superar los valores establecidos en la siguiente tabla. Tabla 5 Límites de incremento de temperatura en transformadores de tensión. Clase de aislamiento (IEC 60085) Todas las clases de devanados sumergidos en aceite Todas las clases de devanados sumergidos en aceite y sellados herméticamente Todas las clases de devanados sumergidos en compuesto bituminoso Clases no inmersos en aceite o compuestos bituminosos de las siguientes clases: Y A E B F H Límites de calentamiento (K) Nivel de aislamiento asignado para los arrollamientos primarios. El nivel de aislamiento asignado del devanado primario de un transformador de tensión esta basado en la tensión más elevada del material, Um. Para el caso de devanados con tensión más elevada del material igual o superior a 3,6 kv pero inferior a 300 kv, estos valores están establecidos en la siguiente tabla.

11 pág. 11 Tabla 6 Cuadro resumen niveles de aislamiento y tensión a frecuencia industrial de corta duración para los diferentes niveles de tensión objeto de la especificación. Tensión soportada Tensión nominal Tensión soportada asignada de corta Tensión máxima del Vn asignada al impulso duración a material Um KV(eficaz) tipo rayo Up frecuencia industrial kv (eficaz) kv (pico) BIL Ud kv (eficaz) , , , Niveles de aislamiento en devanados secundarios La tensión asignada soportada a frecuencia industrial de los devanados secundarios, debe ser 3 kv. (valor eficaz) Potencia térmica límite Valor de potencia aparente, referida a la tensión asignada, que el transformador puede suministrar al circuito secundario, cuando se aplica la tensión asignada al primario, sin exceder los límites de calentamiento Precisión Error de tensión Es el error que un transformador introduce en la medida de una tensión, el cual refleja que la relación de transformación real difiere de la asignada. Desfase Es la diferencia del ángulo de fase entre las tensiones primarias y secundaria. Este desplazamiento se dice que es positivo cuando el vector de la tensión secundaria adelanta al vector de la tensión primaria.

12 pág. 12 Los errores de tensión y desfase deberán estar dentro de los limites especificados, para los condiciones de uso especificadas Requerimiento de aislamiento entre seccioness En el caso de devanados secundarios en dos o mas secciones debe ser de 3 kv. (valor eficaz) Tensión primaria asignada Upn Según la norma IEC (1987), es igual a la tensión asignada del sistema. Para transformadores monofásicos conectados entre líneas y tierra o conectados entre neutro y tierra, la tensión asignada primaria es la tensión asignada del sistema dividida por Tensión secundaria asignada Usn Para transformadores monofásicos conectados fase- tierra en sistemas trifásicos donde la tensión primaria es dividida por 3 la tensión secundaria es según IEC: 100/ 3 V ó 110/ 3 V.

13 pág CARACTERÍSTICAS DE LOS TRANSFORMADORES DE TENSIÓN 5.1. CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS Serán para montaje vertical, sobre estructura de acero. Serán del tipo inductivo, monopolar para conexión fase- tierra. El medio aislante podrá ser aceite ó gas SF 6 para los transformadores de niveles de tensión 110 y 66 kv Los transformadores inmersos en aceite estarán equipados con un indicador de nivel, en caso de aislamiento en gas, con presóstato que permita su lectura directa y monitoreo remoto. Para los niveles de tensión 34,5 y 13,8 kv, el medio aislante podrá ser resina epóxica de excelentes características dieléctricas y físicas tales como resistente a corrientes superficiales de fuga, arco eléctrico, ionización, rayos ultravioleta, intemperie, polución e impactos. Los devanados serán en cobre electrolítico esmaltado, aislados con papel especial de alta rigidez dieléctrica, mecánica, perdidas dieléctricas bajas y buena resistencia al envejecimiento. Los transformadores serán aptos para trabajar en las condiciones ambientales establecidas en el numeral 5.2.de estas especificaciones. Los transformadores de tensión tendrán doble devanado secundario, eléctricamente separados, de relaciones de transformación, precisión y capacidad de carga según indicado en ficha técnica anexa. Todos los accesorios metálicos necesarios componentes del transformador serán en acero inoxidable. a. Terminales El terminal primario será apto para recibir conectores de cobre o aluminio. El terminal primario será barra de cobre, con revestimiento de níquel plata, aptos para recibir conectores de cobre o aluminio. Los terminales secundarios estarán aislados de la carcasa y del equipo de acuerdo al nivel de aislamiento solicitado.

14 pág. 14 b. Conexiones a tierra. La base de los transformadores de tensión y la caja de bornera tendrá como mínimo un punto de conexión al sistema de puesta a tierra, mediante un perno suministrado del tamaño apropiado para un calibre mínimo de 2/0 AWG. c. Aislador La envolvente exterior será tipo espigo ó tipo poste de alta resistencia mecánica y con las distancias de fuga establecidas en la ficha técnica anexa. Para los niveles de tensión 110 y 66 kv, el aislador será en porcelana, el color será marrón RAL-8016 o RAL Para los niveles de tensión 34,5 y 13,8 kv podrá ser en porcelana ó en rexina epóxica. d. Caja de conexiones El transformador estará equipado con una caja de bornes secundarios, clase de protección IP 54, según la norma IEC Todas las conexiones en la caja se harán con conectores atornillados. Las regletas de conexión serán fácilmente accesibles cuando el primario se encuentre energizado. Estarán aisladas por barreras o compartimientos. Todos los bornes tendrán una apropiada identificación, según las normas IEC, la cual será indicada en los diagramas de borneras del equipo y en la placa de características. e. Dispositivos de protección Los terminales secundarios de cada núcleo estarán protegidos con mini-interruptores termomagnéticos, con contactos auxiliares para indicación de apertura y disparo, los cuales estarán alojados en la caja de conexiones. f. Conectores de alta tensión. Es responsabilidad del Proveedor la selección y suministro de los conectores de alta tensión necesarios para la conexión de los terminales de los transformadores de tensión. Todos los conectores serán del tipo pernado, diseñados apropiadamente para reducir al mínimo las pérdidas por efecto

15 pág. 15 corona y por radio interferencia, para trabajo a la intemperie, en aluminio de alta conductividad, con capacidad de corriente al menos del 150% del terminal ó borne a conectar. Su construcción permitirá el fácil desmontaje para efectos de mantenimiento, estarán de acuerdo con las normas ANSI ó equivalentes reconocidas. La selección y definición de los conectores estará sujeto a revisión y aprobación de ELECTRICARIBE. g. Transformadores de tensión capacitivos Serán monopolares, sellados herméticamente, del tipo capacitivo (línea) diseñados para propósitos de medición, protección, verificación de sincronismo y para acoplar señales de comunicaciones a la línea de alta tensión (sistema PLC) donde se requiera. Los transformadores de tensión capacitivos serán diseñados para asegurar que no presentarán fenómenos de ferro-resonancia, desde vacío hasta plena carga. Además serán provistos con facilidades para la conexión del equipo de onda portadora (Power Line Carrier - PLC). Tendrán todos los equipos necesarios para acoplarse al sistema de onda portadora, tales como: bobina de drenaje, descargadores de sobretensión, conector de puesta a tierra, terminales apropiados, etc. La respuesta transitoria del transformador de tensión capacitivo estará conforme con la publicación IEC Los transformadores capacitivos tendrán capacitancia nominal no menor: 4000 pf 5.2. CONDICIONES AMBIENTALES Las siguientes son las condiciones atmosféricas, sitio de operación de los transformadores de tensión, que serán tenidas en cuenta por los fabricantes: Tabla 7 Parámetros ambientales PARÁMETROS AMBIENTALES MAGNITUD Altura sobre el nivel del mar, m: <1000 Temperatura: Máxima promedio anual, ºC: 42

16 pág. 16 PARÁMETROS AMBIENTALES MAGNITUD Media anual, ºC: 28 Mínima promedio anual, ºC: 16 Humedad relativa: Máxima promedio mensual, %: 91 Media mensual, %: 81 Mínima promedio mensual, %: 63 Nivel ceráunico, día /año 30 Presión atmosférica, mbar 889,66 Presión básica de viento, Pa 500 Nivel de contaminación ambiental niveles III y IV (1) Ambiente Tropical, salinidad marina, contaminación industrial Precipitación media anual, mm 1360,5 Características sísmicas: Riesgo sísmico bajo Aceleración máxima del terreno, g 0,15 Coeficiente sísmico último (5% de 0,39 amortiguamiento. (g) Velocidad del viento, km/h 130 Radiación solar: Radiación solar, kcal/cm 2 año 164 Intensidad, w /m² 900 Duración, h /día 5,27 Nota 1: según IEC CARACTERISTICAS ELÉCTRICAS Las características eléctricas básicas que deben satisfacer los transformadores de tensión son las contempladas en la siguiente tabla. Tabla 8 Características eléctricas básicas transformadores de corriente. Tensión Nominal del Sistema Vn,, kv ,5 13,8 Tensión máxima del material Um, kv , Corriente de corto circuito, 1s, ka 31,5 31, Tensión soportada asignada al impulso tipo rayo, Up, BIL, kv Nivel de aislamiento de devanados secundarios, kv Tensión soportada asignada de corta duración a frecuencia industrial 1 min seco Ud, kv Frecuencia nomina, fr, Hz

17 pág. 17 Tensión Nominal del Sistema Vn,, kv ,5 13,8 Factor de potencia (a potencia nominal de 0,8 0,8 induc. 0,8 induc. 0,8 induc. exactitud) induc. Distancia de fuga mínima nivel III entre fase y tierra, mm. (1) nivel IV Límite de aumento de temperatura en los devanados, ºC Nota (1): según IEC 60815: niveles de contaminación III: 25 mm/kv y IV: 31 mm/kv

18 pág ENSAYOS Los transformadores de tensión deberán satisfacer lo establecido a continuación PRUEBAS TIPO En caso de que ELECTRICARIBE lo requiera el Proveedor entregará una copia de los reportes de pruebas tipo realizadas en los transformadores de tensión similares a los que suministrará, incluyendo todas las pruebas especificadas en la Publicación IEC Las pruebas cubrirán al menos los siguientes requerimientos: Prueba de incremento de temperatura. Tensión soportada al impulso tipo rayo. Tensión soportada al impulso de maniobra. Pruebas bajo lluvia para transformadores tipo exterior. Prueba de tensión a frecuencia industrial y medida de descargas parciales en el primario, para transformadores con Um < 300 kv y de tipo maniobra para transformadores con Um 300 kv bajo lluvia en transformadores para uso intemperie. Determinación del error. Prueba de soporte al cortocircuito PRUEBAS DE RUTINA Cada transformador de tensión será sometido a todas las pruebas de rutina, efectuadas de acuerdo con lo estipulado en la Publicación IEC y cubrirán al menos los siguientes requerimientos: Verificación de las marcas en los terminales. Prueba de tensión a frecuencia industrial en los devanados primarios y medida de las descargas parciales. Prueba de tensión a frecuencia industrial en los devanados secundarios. Prueba de tensión a frecuencia industrial entre secciones. Prueba de descargas parciales. Determinación de los errores de acuerdo con los requerimientos de la clase de precisión (esta debe ser la última prueba) PRUEBAS DE PUESTA EN SERVICIO

19 pág. 19 En el caso que ELECTRICARIBE lo requiera, el Proveedor prestará los servicios de asesoría durante el montaje, las pruebas y la puesta en servicio del equipo.

20 pág DESIGNACIÓN Los transformadores de tensión se designarán por medio de tres grupos de siglas o cifras (TP-N-XXX-YY-ZZZZ). Estos grupos de siglas o cifras, dispuestos en el orden indicado a continuación, tendrán el siguiente significado: Las siglas TP indican que se trata de un Transformador de Tensión, para uso a la intemperie. La sigla N indica el tipo inductivo (I) ó capacitivo (C). La sigla XXXX que aparece a continuación indica la relación de transformación. La sigla Y representa el número de devanados secundarios. La última sigla ZZZZ representa la precisión del transformador (medida- protección). Ejemplo: TP-I-110/ 3: 110/ 3-2-0,2-3P Transformador de tensión inductivo de relación 110/ 3 kv: 110/ 3-110/ 3 V, precisión 0,2 para medida y 3P para protección.

21 pág MARCAS Los transformadores de tensión llevarán una placa de características, de material resistente a la corrosión (en acero inoxidable), en la que se hará constar, de forma indeleble y fácilmente legible (caracteres de 5 mm de altura en alto relieve) los siguientes parámetros, en concordancia con la Norma IEC Nombre o marca del fabricante. Referencia del elemento según el fabricante Fecha de fabricación Tipo. Número de pedido de ELECTRICARIBE, según corresponda. Tensión nominal primaria Relación de transformación.

22 pág EMPAQUE Y PROTECCIÓN Se tendrán en cuenta las siguientes requerimientos: 9.1. Empaque Individual Se requiere el uso de una caja de cartón o madera por cada unidad de tal manera que se efectúen las maniobras de transporte y almacenaje sin deteriorar el transformador, debiendo marcar en la caja como mínimo la siguiente información: Nombre del fabricante Tipo de material Tensión nominal en kv ELECTRICARIBE, según corresponda Embalaje Los transformadores vendrán empacados individualmente y embalados en huacales o cajones resistentes y de buena calidad, de tal forma que los protejan contra golpes por mal manejo durante el transporte, carga y bodegaje, así como de la absorción de humedad. Cada cajón estará marcado en un sitio visible, por lo menos en dos de sus caras laterales opuestas, con la siguiente identificación mínima: Nombre de la fábrica. ELECTRICARIBE, según corresponda. Tipo de elementos que contiene. Peso total. Número de remesa o lista de despacho.

23 pág ALCANCE DE LA OFERTA El Oferente adjuntará toda la documentación que considere oportuna para una definición lo más exacta posible de los transformadores de tensión a suministrar, incluyendo como mínimo la que se indica a continuación: Ficha técnica del transformador de tensión, adjunta en el Anexo 2 de este documento, completada con las características particulares del transformador. Plano del transformador con las características mecánicas y dimensionales. Lista de excepciones a la presente especificación. Catálogo comercial. Fotocopia del certificado de aseguramiento a la calidad ISO 9000.

24 pág ALCANCE DEL SUMINISTRO EQUIPO Transformador de tensión (inductivo ó capacitivo), completo con sus elementos accesorios, cajas de terminales de baja tensión, dispositivos de protección, conectores lado de alta, pruebas en fábrica, según la presente especificación, incluido transporte hasta sitio de entrega en bodegas de ELECTRICARIBE, ó sitio de instalación, según corresponda ACCESORIOS Los transformadores de tensión serán suministrados con los siguientes accesorios: Dispositivo para drenaje de aceite. Tapón para relleno de aceite ó válvula de gas. Indicador de nivel de aceite. Placa de características. Toma para medida de comportamiento del aislamiento. Mini-interruptores termomagnéticos de protección secundaria. Para los transformadores de tensión capacitivos se suministrará adicionalmente: Dispositivo de amortiguamiento ferro- resonante. Calentador. Terminal de baja tensión para conexión al equipo de onda portadora, cuando este equipo no se utilice se proveerá un medio para aterrizar este terminal DOCUMENTACIÓN Dentro del alcance del suministro queda incluido: Documentación técnica correspondiente al equipo a suministrar. Planos del transformador de tensión en AUTOCAD. Copias de los ensayos de calificación realizados a los transformadores.

25 pág. 25 ANEXO 1: NORMAS DE REFERENCIA

26 pág. 26 Tabla 9 Normas de referencia Norma Fecha Título IEC "Instrument transformers part 2: Inductive voltage transformers IEC Instrument transformers part 5: Capacitor voltage transformers IEC Coupling capacitors and capacitor dividers El fabricante deberá indicar en su oferta aquellas normas de las que existan posterior edición a la señalada en esta especificación, considerándose válida y aplicable al contrato, en caso de pedido, la edición vigente en la fecha del mismo. En todo lo que no esté expresamente indicado en estas especificaciones, rige lo establecido en las normas ANSI y ASTM correspondientes.