NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS GRAPA LÍNEA VIVA

Transcripción

1

2

3 3 1. ALCANCE La norma hace parte del grupo de materiales normalizados y tiene como propósito fundamental determinar todas las características que deberán tener los herrajes y accesorios que se usen e instalen en el sistema de distribución de energía de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P. Esta norma incluye las exigencias y características que deben cumplir las grapas que se utilicen para los trabajos de línea viva. 2. FUNCIÓN Elemento utilizado para derivaciones de circuitos 13.2 y 44 kv, para conexión de transformadores, cortacircuitos, pararrayos, puesta a tierra temporal, etc. Las grapas de línea viva por uso son de dos clases, de conexión temporal y de conexión permanente (en estribos). La grapa de conexión temporal es de dos formas: temporal a tierra y para trabajos de línea viva. 3. CARACTERÍSTICAS 3.1 Material - Grapas de conexión permanente Cuerpo principal del conector: Son las partes entre las cuales se conecta el conductor principal. El material del cuerpo será aleación de aluminio 356 T6 o equivalente. Tornillo de ojo principal: Parte que permite la sujeción del conector al conductor principal. Este tornillo será fabricado en bronce plateado o estañado según norma ASTM-B148, aleación 9B. Tornillo de ojo derivación: Parte con la cual se hace la sujeción del conductor en derivación. Este tornillo debe ser fabricado en bronce al aluminio según norma ASTM-B148, aleación 9B. Arandelas o resortes: Deberán ser de acero galvanizado o inoxidable respectivamente. - Grapas de conexión temporal (aterradas) Las partes que transportan corriente deberán ser a partir de cobre o aleación de aluminio. Cuando el material es basado en cobre deberá tener una resistencia a la tensión de mínimo 207 Mpa. El esfuerzo a la deformación de 90 Mpa y una elongación de 6% mínimo. Para aleación de aluminio deberá tener una resistencia a la tensión de 207 Mpa, de deformación 138 Mpa y de un 6% elongación mínimos, tal como lo estipula la norma ASTM F-855. Página 3 de 8 3

4 4 - Grapas de conexión permanente elásticas con derivación Pueden ser construidas de alambre preformado de aleación de cobre y con ojo superior e inferior. 3.2 Mecánicas y eléctricas Los componentes de las grapas deben ser libres de porosidades en su estructura, puntas filosas, agrietamientos, roturas, rayas y otros defectos que afectan la manipulación y el comportamiento. Todas las partes deben ser moldeadas, maquinadas y ensambladas con suficiente precisión para ser operados suavemente por la mano y debe ser libre de apretadas excesivas que afecten las aplicaciones repetitivas y el torque recomendado para su instalación. - Grapa para conexión permanente La grapa debe estar diseñada para aplicaciones en servicio pesado, donde el perno de ojo debe tener un apriete en sentido positivo para toda clase de pértigas de línea viva. El perno de ojo debe estar permanentemente lubricado para facilitar múltiples operaciones y protegido contra la corrosión. La grapa debe estar capacitada para ser operada más de 1500 veces durante su vida útil. La grapa no debe presentar aflojamiento en funcionamiento debido a la vibración, a los térmicos y cambios bruscos de temperatura, para ello, su diseño mecánico debe tener un torque de retención después del apretado. El cuerpo de la grapa debe ser resistente y proteger el roscado de los daños ocasionados por el arco producido por las corrientes al momento de apretar y desapretar la grapa. La superficie de contacto entre el conector y el conductor debe ser de manera que permita una unión segura entre el conector y el conductor, evitando deslizamientos de la grapa sobre el cable mientras ésta se aprieta y de la concentración de esfuerzos mecánicos en los extremos de la mandíbula previniendo la deformación o doblado del alambre. Las superficies de contacto deben ser fabricadas con la misma fundición y aleación para asegurar la misma resistencia al paso de la corriente eléctrica. La superficie de contacto entre el conductor principal y el conector debe estar cubierta de un compuesto inhibidor. La grapa de línea viva deberá ser clase A, 500 a 125 C y clase 3 de resistencia mecánica según la norma ANSI C Deberá ser resistente a la corrosión según la norma ASTM B-117. Calibres de conductores. Página 4 de 8 4

5 5 La grapa deberá estar en condición de trabajar con los siguientes calibres de conductores: Principal: No. 4 AWG ACSR 4/0 AWG ACSR, Kcmil (18/1) Derivación: No. 6 AWG Cu sólido 1/0 AWG Cu sólido. El ojo para operar la pértiga debe tener un diámetro interior de 19 mm (3/4 ). - Grapas para conexión temporal (aterradas) Las grapas serán de tres tipos: Tipo I: Grapas para ser instaladas en conductores desenergizados, con perno de ojo que permita su manipulación con pértigas de línea viva. Tipo II: Grapas para instalación de conductores desenergizados que estén permanentemente conectados a pértigas en caliente. Tipo III: Grapas para instalación permanente de cables de puesta a tierra o con estructuras metálicas diversas. Las propiedades eléctricas y mecánicas deberán ser de acuerdo con lo indicado en la tabla 1. Las grapas tipo I y II deben diseñarse de tal manera que si ocurre una falla ésta no debe incrementar el riesgo de peligro al liniero, o en caso contrario debe diseñarse con resistencias mecánicas altas que prevengan fallas de la siguiente manera: - Si la grapa es sobreapretada durante la instalación, la fractura normal deberá ser de tal manera que el cable permanezca conectado bajo control por la pértiga. - Si la grapa excede un torque de 45 N.m. (400 lbf. pulgadas) estará exenta de lo indicado en el párrafo anterior. - La resistencia de contacto principal para la conexión del cable debe ser menor a la de la resistencia que existe en una longitud igual a la del cable de calibre mayor. - Los contactos principales de la grapa deben estar diseñados para todos los calibres de conductores especificados. - La grapa deberá estar diseñada para conectores terminales tipo pin (férulas). - Las grapas tipo I deben ser operadas con pértigas tipo grapa, en caliente, y debe estar asegurada a una ranura de 13 mm (1/2 ) de ancho en la cabeza de la pértiga. Página 5 de 8 5

6 6 En cuanto a las mandíbulas de contacto principales las grapas tienen la siguiente clasificación: Clase A: mandíbulas con superficie de contacto lisas libre de asperezas, rayas u otras protuberancias que la hagan inoperantes. Clase B: mandíbulas con superficies de contactos dentadas o aserradas a otros medios, no lisas, de tal manera que el nivel de superficie longitudinal cuando la grapa está en movimiento pueda realizar un efecto de limpieza sobre la superficie del conductor. Tabla 1: Grapas de línea viva para aterramiento temporal Grado Torsión de apriete Propiedades de cortocircuito a) b) Deformación Normal Deformación Última Ibf-in n.m. Lbf-in n.m. 15 (250 ms) Corriente Simétrica ka, rms, 60 Hz. 30 (500 ms) Cobre 6 (100 ms) Capacidad Última de I Simétrica c), d) 15 (250 ms) 30 (500 ms) 60 (1 s) Calibre Máximo Corriente Perma -nente Calibre Mínimo con Conector Terminal Tipo pin / / / / / / / / / o 2x2/0 350 o 2x4/ / / o 2x2/0 350 o 2x4/0 a.) Las propiedades de cortocircuito de capacidad normal y últimas son basadas en el comportamiento ante las ondas de corriente que no exceden el 20% del factor simétrico. b.) Deformación normal. Es la torsión promedio en la cual no existe deformación permanente, permitiendo que la grapa sea reutilizable en todo el rango de su aplicación. c.) La corriente simétrica última en que la grapa transporta la corriente simétrica en el tiempo especificado. d.) Los valores últimos son calculados de acuerdo con la ecuación Onderdonk s para una área en circular mil del 98%, tal como lo permiten las normas ASTM B 172 y 173, de cables multi-hilos. Página 6 de 8 6

7 7 Capacidad última: Representa una corriente que es calculada para ser conducida o transportada para un tiempo especificado. Es de esperarse que con esta corriente pueden resultar daños, que en tal caso la grapa no debe ser usada. Capacidad normal: Representa la corriente simétrica la cual debe ser conducida por la grapa sin ocasionar daño que no permita su reutilización. Los tornillos deben garantizar durante la operación el torque de apriete suficiente para que la unión conector-conductor no falle por efectos térmicos ni vibraciones. 3.3 Geométricas Las grapas tendrán las características geométricas que se muestran en las gráficas de esta norma. Las grapas de conexión temporal para puesta a tierra podrán ser de cualquiera de los diseños especificados en la norma ASTM F ENSAYOS - Para grapas de instalación permanente 1. Dimensional. De acuerdo a lo especificado en esta norma. 2. Resistencia a la tracción. Según norma NTC Resistencia a la torsión. Según norma NTC Daño en el conductor. Según norma NTC Análisis químico cuantitativo. Según norma NTC Calentamiento cíclico. Según norma NTC Fijación. Según norma UL 486B ó 486A. - Grapas de instalación temporal 1. Dimensional. De acuerdo a las especificaciones de esta norma. 2. Torsión. De acuerdo a la norma UL-486A 3. Capacidad de corto. De acuerdo con la norma ASTM F Rango de calibres. 5. Composición química: Norma ASTM de acuerdo con la aleación utilizada. 5. MARCACIÓN El conector debe llevar grabado sobre el cuerpo, en alto o bajo relieve, el distintivo del fabricante, el rango de calibres del conductor en correspondencia con la ubicación del principal o la derivación. Página 7 de 8 7

8 8 6. EMPAQUE Cada conector se empacará individualmente en bolsa plástica, además los lotes se empacarán en caja de madera de contenido máximo 200 unidades. La caja deberá marcarse con el nombre del fabricante, nombre y cantidad del conector. 7. NORMAS DE REFERENCIA - UL 486B Wire connectors for use with aluminum conductors. - ANSI C119.4 Standard practice for Operating Salt Spray (Folg) Testing Apparatus. - UL -486A Wire connectors and soldering lugs for use with copper conductors. - ASTM B-117 STANDARD FOR ELECTRIC CONNECTORS CONNECTORS for use between aluminum - to aluminum or aluminum to copper bare overhead conductors. - ASTM F-855 Standard specifications for temporary protective grounds to be used on de energized electric power lines equipment. Página 8 de 8 8