ESPECIFICACIÓN TÉCNICA PARA SECCIONADOR MONOPOLAR TIPO CUCHILLA

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1 ESPECIFICACIÓN TÉCNICA PARA SECCIONADOR MONOPOLAR TIPO CONTROL DE CAMBIOS Entrada en Fecha Elaboró y Aprobó Descripción vigencia Revisó DD MM AA DD MM AA IDAD CET N&E CET N&E ELABORACIÓN de 16

2 CONTENIDO ÍNDICE DE TABLAS... 3 ÍNDICE DE FIGURAS OBJETO ALCANCE NORMAS CARACTERÍSTICAS AISLADORES CONECTORES Y TERMINALES S Y CHASIS DEL SECCIONADOR OTRAS PARTES METÁLICAS HERRAJE DE SOPORTE LÍMITES DE AUMENTO DE TEMPERATURA MECÁNICAS GEOMÉTRICAS Y DIMENSIONALES NIVEL BÁSICO DE AISLAMIENTO CORRIENTE DE CORTO CIRCUITO, CORRIENTE NOMINAL MARCACIÓN ENSAYOS Ensayos de Recepción Ensayos Tipo, producción o Diseño Ensayos de Recepción EMPAQUE CRITERIOS DE ACEPTACION O RECHAZO DOCUMENTOS TÉCNICOS SOLICITADOS TABLA CARACTERISTICAS TECNICAS GARANTIZADAS de 16

3 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1 Descripciones de los ítems especificados... 4 Tabla 2 Listado de normas que aplican... 4 Tabla 3 Características dimensionales aislador de porcelana... 6 Tabla 4 Plan muestreo para inspección visual y dimensional Tabla 5 Características Técnicas Garantizadas del Seccionador monopolar tipo cuchilla ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1: Geometría del seccionador monopolar tipo cuchilla de 16

4 1. OBJETO Especificar el seccionador monopolar tipo cuchilla a ser empleado en redes de distribución de energía de las empresas del Grupo EPM. 2. ALCANCE Establecer las características técnicas, ensayos y empaque correspondientes para el seccionador monopolar tipo cuchilla que se usa en las redes del sistema de distribución de energía del Grupo EPM. Los seccionadores monopolares tipo cuchilla a ser especificados serán los siguientes: Tabla 1 Descripciones de los ítems especificados DESCRIPCIÓN 4A 15kV 6-63A 15kV 4A 38kV 6-63A 38kV 6-63A 48kV 3. NORMAS Los materiales se deben suministrar de conformidad con las normas establecidas en la presente especificación. De acuerdo con los diseños de los fabricantes, pueden emplearse otras normas internacionalmente reconocidas equivalentes o superiores a las aquí señaladas, siempre y cuando se ajusten a lo solicitado en la presente especificación técnica, siendo potestativo de las empresas del Grupo EPM aceptar o rechazar la norma que el oferente pone a su consideración. Las normas citadas o cualquier otra que llegase a ser aceptada por el Grupo EPM son referidas a su última versión. En caso de discrepancia entre las normas y esta especificación, prevalecerá lo aquí establecido. Para efectos de esta especificación aplican las siguientes normas: Tabla 2 Listado de normas que aplican NORMA RETIE ANSI/IEEE C37.3 ANSI/IEEE C37.32 ANSI/IEEE C37.34 DESCRIPCIÓN Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas. IEEE Standard Requirements for High-Voltage Switches. American National Standard for High Voltage Switches, Bus Supports and Accessories Schedules of Preferred Ratings, Construction Guidelines and Specifications. IEEE Standard Test Code for High-Voltage Air Switches 4 de 16

5 NTC 2157 NTC 3274 IEC NTC 1217 NTC 1285 ASTM A153 NTC 276 EN ANSI C29.9 UL- 486A 486B IEC 6273 IEC 6168 NTC-ISO Equipo de maniobra y control de alta tensión. Seccionadores y seccionadores de puesta a tierra de corriente alterna. Especificaciones comunes para normas de equipos de maniobra y control de alta tensión. High-voltage switchgear and controlgear Part 1: Common specifications Aisladores de porcelana tipo poste - Aisladores de aparatos - fabricados por el proceso húmedo. Método de ensayo para aisladores de potencia eléctrica. Specification for Zinc Coating (Hot-Dip) on Iron and Steel Hardware. Recubrimiento de zinc por inmersión en caliente para elementos en hierro y acero. Corrosion Protection of Metals. Non-Electrolytically Applied Zinc Flake Coatings on Iron or Steel Components. Wet Process Porcelain Insulators-Apparatus, Post Type. Wire connectors. Characteristic of indoor and outdoor post insulators for systems with nominal voltages greater than 1 V. Tests on indoor and outdoor post insulators of ceramic material or glass for systems with nominal voltages greater than 1 V. Procedimientos de muestreo para inspección por atributos. Parte 1: Planes de muestreo determinados por el nivel aceptable de calidad NAC- para inspección lote a lote. IEC Selection and dimensioning of high-voltage insulators intended for use in polluted conditions Part 1: Definitions, information and general principles. IEC Selection and dimensioning of high-voltage insulators intended for use in polluted conditions Part 2: Ceramic and glass insulators for a.c. systems 4. CARACTERÍSTICAS Los seccionadores monopolares tipo cuchilla, son elementos que se usan para conectar y desconectar diversas partes de una instalación eléctrica, para efectuar maniobras de operación o bien de mantenimiento. La misión de estos equipos es la de aislar tramos de circuitos de una forma visible. Los circuitos que debe interrumpir deben hallarse libres de corriente, o dicho de otra forma, el seccionador se debe maniobrar sin carga, sin embargo, se pueden operar bajo carga con dispositivos adicionales que permitan efectuar dicha operación. Los seccionadores cuchilla monopolares, serán de uso exterior con una sola cuchilla, ojo para operación con pértiga y ganchos para utilización de herramienta para operar con carga, tipo H de acuerdo con la norma ANSI C Serán montados en posición vertical u horizontal invertido, los aisladores deberán estar montados de acuerdo a esta posición de servicio y se deberá tener especial precaución en la efectividad del sistema de traba de la cuchilla para evitar la apertura por acción de la gravedad de la misma. El gancho para la pértiga deberá ser capaz de soportar sin rotura ni deformación un esfuerzo de 2kN. Las superficies metálicas no energizadas de los seccionadores, los pernos, tuercas y arandelas usadas para el montaje del equipo, deben ser de acero galvanizado en caliente según norma NTC 276 o con recubrimiento organometálico según Norma EN de 16

6 El brazo móvil deberá ser fabricado en cobre electrolítico de alta conductividad (mínimo 99.9%). El giro del brazo no será mayor de 9º para lo cual se deberá proveer un tope y el sentido deberá ser perpendicular a la base del seccionador tipo cuchilla. El brazo móvil deberá tener un cerrojo o enclavamiento que no permita que éste se abra durante condiciones de operación o falla. La unión o contacto eléctrico entre el brazo móvil y el contacto fijo deberán ser con recubrimiento en plata y garantizar una buena presión de contacto. Las superficies de los contactos deberán ser pulidas para garantizar superficies libres de contaminación durante su operación. El diseño constructivo del pivote deberá ser tal que el brazo móvil gire libremente durante su operación de apertura y cierre sin necesidad de aplicación de lubricantes. Los terminales de conexión del seccionador serán bimetálicos correspondientes por ambos lados que permitan la instalación de conductores de cobre o aluminio según el rango de calibre dado en esta especificación. 4.1 AISLADORES El seccionador tipo cuchilla debe tener dos (2) aisladores tipo poste para distribución, de forma que se cumpla como mínimo con las características eléctricas de aislamiento según la tensión de operación. Los aisladores deberán tener una disposición tal, que permita el montaje vertical o invertido horizontal del seccionador tipo cuchilla. Los aisladores deben ser de porcelana esmaltada de alta calidad, o caucho siliconado moldeado directo. Los aisladores deberán poseer un sistema de fijación que impida totalmente el giro, tanto del aislador sobre la base como de los contactos sobre el aislador (ejemplo doble bulón, bulón central y traba). Igualmente, deberá cumplir lo establecido en la norma NTC 1217 (ANSI C29.9), o en su defecto lo establecido en la norma IEC Las campanas o faldillas tendrán una pendiente y superficie tal que permitan que las gotas de lluvia rueden fácilmente y remueva la contaminación acumulada. Estarán libres de fenómenos como caminos carbonosos (tracking), erosión, arborescencia (treeing), afloramiento de la carga (chalking-fluoring), agrietamiento y superficie cuarteada (cracking). Las dimensiones, así como pruebas y características mecánicas y eléctricas del aislador deberán cumplir con la norma NTC 1285 (ANSI C29.1) y la norma NTC 1217 (ANSI C29.9). Los valores establecidos en la Tabla 3 de la presente especificación, son los mínimos a cumplir. Tabla 3 Características dimensionales aislador de porcelana 6 de 16

7 Clasificación BIL Altura del aislador Total Tolerancia Diámetro porcelana Diámetro máximo de la campana Resistencia en voladizo recto suspendido Resistencia a la tracción Resistencia a la compresión Resistencia a la torsión Distancia de fuga kv mm mm mm mm N N N N-m mm , , , CONECTORES Y TERMINALES Los conectores deberán ser tipo mordaza doble para trabajo pesado, con juego de cuatro (4) tornillos de cabeza hexagonal, tuercas y arandelas plana (2) y de presión (1) por cada perno y con dos perforaciones con sus respectivos tornillos para unión al terminal, que permitan unión de conductores de cobre o aluminio en un rango entre 2 AWG y kcmil para el seccionador de 15 kv, entre 2 AWG y kcmil para el seccionador de 38 kv y entre 1/ AWG y kcmil para el seccionador de 48 kv, como se aprecia en la siguiente figura: Las terminales del seccionador deben tener el suficiente espacio y dimensión para alojar los conductores con terminal tipo pala como es el caso de las salidas de los circuitos o donde existen cables aéreos aislados con terminal tipo pala. Los conectores utilizados deberán ser de cobre o aleación de cobre, con un mínimo de 8% de 7 de 16

8 Cu, estañados. Los conectores deberán cumplir con lo indicado en la norma UL-486A-486B o con la ANSI C 119.4, en los aspectos de esfuerzo de extracción, torque y calentamiento estático, debidamente soportados con los protocolos de ensayo tipo. La mínima distancia entre los conectores principales cuando éstos están en posición abierta deberá ser al menos un diez por ciento (1%) en exceso sobre la distancia de arco en seco sobre los aisladores y será tal que el seccionador tipo cuchilla abierto soportará entre partes vivas un voltaje de prueba el cual esté en un diez por ciento (1%) en exceso del voltaje a 6 ciclos en seco y del voltaje de prueba de impulso. 4.3 S Y CHASIS DEL SECCIONADOR Las cuchillas serán dobles del tipo giratorio en plano vertical. Los seccionadores serán perfectamente estables siendo impedida cualquier variación de la posición de la cuchilla por acción de vibraciones, gravedad, impactos accidentales sobre el mecanismo o debido a los esfuerzos dinámicos durante los cortocircuitos. La presión de contacto se asegurará mediante resortes de compresión de acero inoxidable, los cuales no serán recorridos por la corriente y mantendrán invariables sus características con el tiempo. Todas las partes metálicas conductoras se diseñarán teniendo en cuenta el numeral Elevación de Temperatura de la norma NTC 3274 (IEC 6694 modificada por IEC ), y las superficies de contacto tendrán un recubrimiento de estaño. La elevación de temperatura en el ensayo de calentamiento no excederá la máxima sobreelevación de temperatura especificada en la norma NTC 3274, bajo las condiciones especificadas en los ensayos, y de acuerdo a los materiales del equipamiento. La estructura de la cuchilla giratoria tendrá una rigidez transversal suficiente de modo tal que asegure una guía perfecta para cierre seguro aún en condiciones de operación con empuje lateral. 4.4 OTRAS PARTES METÁLICAS Para las partes metálicas no conductoras del seccionador monopolar tipo cuchilla deben utilizarse materiales que soporten además de los esfuerzos mecánicos el grado de corrosión producido por las condiciones ambientales de contaminación. Dichas partes serán en acero inoxidable, galvanizadas en caliente con un mínimo de 48 micras según lo establecido en la norma NTC 276 o mediante recubrimiento organometálico según norma EN de 16

9 4.5 HERRAJE DE SOPORTE El seccionador monopolar tipo cuchilla debe disponer de un herraje soporte de los aisladores, éste deberá construirse con un perfil en "U" de acero clase A-36, galvanizado en caliente de acuerdo con la norma NTC 276 o con recubrimiento organometálico según Norma EN Los agujeros de la base tendrán un diámetro mínimo de 11/16 y deberán estar espaciados para instalación de la cuchilla en posición vertical y horizontal. 4.6 LÍMITES DE AUMENTO DE TEMPERATURA El aumento máximo de temperatura del seccionador monopolar tipo cuchilla, no debe exceder los valores límites establecidos en la norma NTC MECÁNICAS El seccionador monopolar tipo cuchilla debe soportar el esfuerzo mecánico ejercido en el momento de su operación, ya sea por apertura o cierre mediante pértiga. 4.8 GEOMÉTRICAS Y DIMENSIONALES Las dimensiones de la figura 1 son sólo ilustrativas. El fabricante dentro de su documentación técnica deberá entregar el plano del equipo. 9 de 16

10 Figura 1: Geometría del seccionador monopolar tipo cuchilla 1 de 16

11 4.9 NIVEL BÁSICO DE AISLAMIENTO Los seccionadores tipo cuchilla deberán tener los siguientes valores de nivel básico de aislamiento especificadas en la norma NTC 3328 (IEC 671-1): Tensión Servicio kv BIL kv 13.2 kv kv kv CORRIENTE DE CORTO CIRCUITO, CORRIENTE NOMINAL Los valores de corriente de cortocircuito serán de 2 ka. 11 de 16

12 Tendrán valores de corriente nominal de 6 A, para las tensiones de servicio de 13.2, 33/34.5 y 44 kv MARCACIÓN El seccionador monopolar tipo cuchilla se marcará de manera legible e indeleble en placa metálica, con la siguiente información: Fabricante. Año de fabricación. Tensión máxima de operación. Corriente nominal de operación. Nivel básico de aislamiento (BIL). Capacidad de interrupción asimétrica en ka (kiloamperios). Número de contrato y pedido. Nombre GRUPO EPM 5. ENSAYOS Las pruebas de recepción especificados en el presente documento, serán efectuadas en laboratorios propios del fabricante o de terceros y todos los instrumentos, equipos o sistemas de medición deben ser calibrados de tal manera que se garantice la trazabilidad a patrones nacionales o internacionales e incluyan información sobre las medidas realizadas y las incertidumbres asociadas. Se debe asegurar la trazabilidad de los instrumentos en el sistema de confirmación metrológica respaldándose en los certificados o informes de calibración para el equipo, que incluye y validen la fuente, fecha, incertidumbre y las condiciones bajo las cuales se obtuvieron los resultados. La conformidad de producto se verificará mediante el certificado de producto con norma y RETIE si aplica y con pruebas de rutina e inspección en laboratorios con equipos calibrados que garanticen el cumplimiento de los parámetros aquí establecidos. El fabricante o en su defecto el comercializador debe indicar en cuál laboratorio se harán las pruebas de recepción para cada lote en las entregas parciales. Estas pruebas están destinadas a eliminar los elementos que presenten defectos de fabricación. El costo de los ensayos será a cargo del fabricante. El fabricante deberá certificar que los seccionadores tipo cuchilla fueron sometidos a los siguientes ensayos según las normas NTC 3274, ANSI C de 16

13 5.1 Ensayos de Recepción El fabricante deberá proporcionar al interventor, administrador o gestor técnico del contrato todas las facilidades razonables para asegurarse de que el material se presenta de acuerdo con esta especificación. Todas los ensayos de recepción y la inspección se harán antes de la entrega, en el lugar de fabricación o en laboratorio como se indica en el numeral 5 de esta especificación. El interventor, administrador o gestor técnico seleccionará cualquiera de los ensayos de rutina para validar el cumplimiento de las especificaciones técnicas. 5.2 Ensayos Tipo, producción o Diseño Las pruebas tipo las realizará el fabricante cuando se desarrollen los prototipos que serán base de la fabricación y posteriormente si se le introducen cambios importantes a los diseños. Estas pruebas son las siguientes: 1. Pruebas dieléctricas (tensión aplicada e impulso) 2. Pruebas aumento de temperatura 3. Pruebas de interrupción 4. Pruebas de conexión 5. Pruebas de radioinfluencia 6. Pruebas de corriente de corta duración. El fabricante o comercializador permitirá el acceso a los protocolos de pruebas tipo del seccionador monopolar tipo cuchilla en caso de ser requeridos. 5.3 Ensayos de Recepción Todos los seccionadores monopolares tipo cuchilla deben ser sometidos a las pruebas de rutina establecidas en las normas NTC 3274, NTC 2157 y NTC 276 o EN Estas pruebas son las siguientes: Ensayo dieléctrico del circuito principal. Medición de la resistencia del circuito principal. Verificación visual y de diseño. Ensayo de funcionamiento mecánico. Dimensionales. Galvanizado. Distancia de fuga. Tensión aplicada. El fabricante presentará protocolos de ensayos de los seccionadores y deberán ser entregados 13 de 16

14 con el lote. 6. EMPAQUE El seccionador monopolar tipo cuchilla deberá ser empacado individualmente en guacal, asegurando que quede inmovilizado. Adicionalmente, para varias unidades se deberá embalar en estiba de madera, debidamente sujetas con zuncho. En el empaque se incluirá la siguiente información: País de origen. Nombre y razón social del proveedor. Nombre de la empresa compradora Tipo de material. Características técnicas mínimas: o Tensión nominal en kv. o Corriente nominal en A (amperios). o Capacidad de interrupción asimétrica en ka (kiloamperios). o Nivel básico de aislamiento (BIL). 7. CRITERIOS DE ACEPTACION O RECHAZO Los criterios de aceptación y el tipo de muestreo para los ensayos de rutina y recepción serán de acuerdo con lo indicado en la norma NTC-ISO Se procederá a la extracción de la muestra aleatoriamente, de tal manera que se asegure la representatividad del lote de acuerdo a lo indicado en la siguiente tabla: Tabla 4 Plan muestreo para inspección visual y dimensional (Nivel de Inspección I, NCA= 4%) TAMAÑO DEL LOTE TAMAÑO DE LA MUESTRA 2 a a a a a a a a a y mas CRITERIO DE ACEPTACIÓN Se considera que un (1) lote cumple con los requisitos dimensionales, mecánicos y eléctricos, cuando al probar todos los elementos de la muestra se encuentra el número de elementos defectuosos permitidos o menos. En el lote rechazado el fabricante deberá ensayar cada uno de los elementos que lo componen, remitir los resultados de las pruebas a la empresa y solicitar nuevamente la inspección de los 14 de 16

15 mismos. Los elementos rechazados de los lotes aprobados y las unidades componentes de los lotes definitivamente rechazados no podrán formar parte del suministro en cumplimiento del pedido de la empresa. 8. DOCUMENTOS TÉCNICOS SOLICITADOS A la tabla de características técnicas garantizadas se deberá adjuntar la siguiente documentación: Certificación de conformidad del producto bajo norma técnica respectiva. Certificación de conformidad del producto bajo RETIE. Catálogos de los bienes ofrecidos. Protocolos de Pruebas Tipo. 9. TABLA CARACTERISTICAS TECNICAS GARANTIZADAS La tabla 5 contiene la información técnica que debe cumplir el elemento basado en normas técnicas vigentes que le aplican y especificaciones particulares del Grupo EPM. NOTA: Es de tener en cuenta que las tensiones 15kV, 38kV y 48kV, son referidas a las tensiones RMS máximas a frecuencia industrial de la norma ANSI Tabla 5 Características Técnicas Garantizadas del Seccionador monopolar tipo cuchilla N EXIGIDO POR EL GRUPO EPM GARANTIZAD O POR EL FABRICANTE 1 Fabricante Indicar 2 Marca Indicar 3 Requisitos generales 3.1 La norma de fabricación y de pruebas debe ser ANSI/IEEE C37.3 o ANSI/IEEE C37.32 o ANSI/IEEE C37.34 o NTC 2157 o NTC Los seccionadores cumplen con las características generales indicadas en el numeral 4 de la presente especificación. 3.3 Garantiza el cumplimiento de las exigencias técnicas de los aisladores señaladas en el numeral 4.1 en la presente especificación. 3.4 Los conectores y terminales del seccionador cumplen con lo indicado en el numeral 4.2 en la presente especificación. 3.5 Las cuchillas y chasis del seccionador cumplen con lo señalado en el numeral 4.3 de la presente especificación. 3.6 El herraje de soporte cumple con lo establecido en el numeral 4.5 de la presente especificación. 3.7 Garantiza la marcación del equipo conforme lo señalado en el numeral 4.9 de la presente especificación. 4 Garantiza el empaque del equipo conforme lo señalado en el numeral 6 de la presente especificación. 5 Presenta los documentos técnicos indicados en el numeral 8 de la presente especificación. 6 Requisitos específicos seccionador monopolar tipo cuchilla 6 A, 15 kv. 6.1 Referencia del fabricante Indicar 6.2 El voltaje nominal es 15 kv FOLIO 15 de 16

16 6.3 El valor mínimo del nivel básico de aislamiento (BIL) es 95 kv 6.4 Debe tener una corriente nominal mínima de 6 A 6.5 El rango de conductores admitidos por los conectores es desde 4 AWG a kcmil 7 Requisitos específicos seccionador monopolar tipo cuchilla 6 A, 38 kv. 7.1 Referencia del fabricante Indicar 7.2 El voltaje nominal es 38 kv 7.3 El valor mínimo del nivel básico de aislamiento (BIL) es 17 kv 7.4 Debe tener una corriente nominal mínima de 6 A 7.5 El rango de conductores admitidos por los conectores es desde 4 AWG a kcmil 8 Requisitos específicos seccionador monopolar tipo cuchilla 6 A, 48 kv. 8.1 Referencia del fabricante Indicar 8.2 Debe operar a un voltaje nominal de 44 kv y a un voltaje máximo de 48.3kV 8.3 El valor mínimo del nivel básico de aislamiento (BIL) es 25 kv 8.4 Debe tener una corriente nominal mínima de 6A 8.5 El rango de conductores admitidos por los conectores es 1/ AWG a kcmil 16 de 16