N I 56.31.91 Octubre de 1994 EDICION: 1ª NORMA IBERDROLA Cables unipolares DN-RA con conductores de aluminio para redes subterráneas de BT 0,6/1 kv DESCRIPTORES: Cables unipolares de Al de BT, cables BT, cables subterráneos, cables DN-RA.
N O R M A N I 56.31.91 Octubre de 1994 EDICION: 1ª I B E R D R O L A Cables unipolares DN-RA con conductores de aluminio para redes subterráneas de BT 0,6/1 kv Indice Página 0 Introducción... 2 1 Objeto y campo de aplicación... 2 2 Normas de consulta... 2 3 Tipos normalizados y características esenciales... 3 4 Características... 4 4.1 Aspecto y color... 4 4.2 Adherencia de aislamiento y cubierta... 4 4.3 Otras características... 4 5 Ensayos... 7 5.1 Ensayo sobre el aislamiento... 7 5.2 Ensayo sobre cable completo... 9 6 Marcas... 10
- 2 - NI 56.31.91 94-10 Página 7 Utilización... 10 8 Designación y denominación... 10 9 Suministro... 11 10 Calificación... 11 10.1 Calificación... 11 10.2 Recepción... 11 Anexo A... 15 Anexo B... 16 0 Introducción Esta norma anula y sustituye a la NIDSA 5.54.54.04. El cable DN-RA es un cable de buen comportamiento frente a la absorción de agua y con una buena resistencia contra los agentes químicos que en ocasiones están presentes en el terreno. 1 Objeto y campo de aplicación Esta norma especifica las características que deben reunir y los ensayos que han de superar los cables unipolares de BT con conductores de aluminio que se instalarán en el ámbito de Iberdrola. 2 Normas de consulta UNE 21 022: Conductores de cables aislados UNE 21 123: Cables de transporte de energía aislados con dieléctricos secos extruidos para tensiones nominales de 1 kv a 30 kv. UNE 21 167: Bobinas de madera para cables aislados. Características generales. UNE 21 170: Métodos de ensayo comunes para materiales de aislamiento y cubierta de cables eléctricos. UNE 21 303: Determinación de la resistencia transversal y superficial de los materiales aislantes eléctricos.
- 3 - M2 NI 56.31.91 98-02 NI 00.08.00: Calificación de suministradores y elementos tipificados. 3 Tipos normalizados y características esenciales Los tipos normalizados y las características esenciales son los que figuran en la tabla 1. Tabla 1 Tipos normalizados: características esenciales y códigos Tipo Tensión Sección Nº mínimo Suministro Tipo Código construc. nominal alambres Long + 2 bobina kv mm² m UNE 21 167 1 x 50 6 1500 10 56 31 911 DN-RA 0,6/1 1 x 95 15 700 10 56 31 913 1 x 150 15 800 12 56 31 915 1 x 240 30 500 12 56 31 917 La constitución del cable (ver figura 1) será la siguiente: - conductor: aluminio, sección circular, clase 2, UNE 21 022 - aislamiento: polietileno, etileno-propileno (D) - cubierta: policloropreno (N) CUBIERTA AISLAMIENTO CONDUCTOR Fig. 1.- Constitución del cable
- 4 - NI 56.31.91 94-10 4 Características Los cables DN-RA deberán tener unas características que les permitan soportar las condiciones de servicios siguientes: - una temperatura continua de 90 C - sobrecargas que provoquen temperaturas de 130 C durante, como mínimo, 100 h/año - una temperatura de cortocircuito de 250 C Las características de estos cables son las que señala la norma UNE 21 123 para el tipo DN, complementadas con las siguientes: 4.1 Aspecto y color La cubierta del cable será de color negro y no presentará señales de cera exudada en su superficie. 4.2 Adherencia de aislamiento y cubierta La cubierta de neopreno deberá estar adherida al aislamiento en toda la superficie del conductor, de forma que pueda separarse del aislamiento sin producir daño alguno al mismo. 4.3 Otras características A continuación se establecen los valores específicos que deben tener los aislamientos, cubiertas y los cables completos tipo DN-RA. (Tablas 2, 3 y 4). Tabla 2 Espesores nominales de aislamiento y cubierta Sección del conductor Espesores nominales mm mm² Aislamiento Cubierta 50 95 150 240 1,4 1,6 1,8 2,2 1,4 1,5 1,6 1,8
- 5 - NI 56.31.91 94-10 Tabla 3 Características del aislamiento Características Unidad Valor exigido Ensayo a) Carga de rotura y alargamiento en estado inicial Carga de rotura mínima Alargamiento mínimo N/mm² 5 200 b) Después de envejecimiento en bomba de oxígeno a 210 N/cm² Tiempo Temperatura Variación de los valores iniciales de carga y alargamiento. d ºC(+1) 7 80-25 c) Absorción de agua: método gravimétrico Tiempo de inmersión Temperatura Máxima variación de la masa d ºC(+2) mg//cm² 14 70 0,8 d) Plegado en frío Tiempo Temperatura Resultado h ºC 1-40 Sin grietas e) Constante de aislamiento Ki a 20ºC, mínimo MΩ.km 4800 UNE 21 170 f) Constante de aislamiento Ki a 90ºC MΩ.km 25 g) Constante dieléctrica a 75ºC, máximo - 4,5 h) Pérdidas dieléctricas en función de la temperatura Temperatura 75ºC Temperatura 20ºC Variación tgδ a 75ºC < 1,03 tgδ a 20ºC a < 1,03 b i) Constante dieléctrica en función del agua absorbida. Método eléctrico Temperatura Tiempo Variación de la constante dieléctrica Tiempo Variación de la constante dieléctrica ºC (+1) d d a b 3 75 1 a 14 4 7 a 17 2 j) Absorción de humedad. Método eléctrico. Pérdidas dieléctricas (tgδ) y constante dieléctrica en función de la temperatura y de la humedad Tiempo Temperatura del agua Incremento tgδ en relación a la medida a las 24 h, máximo Incremento constante dieléctrica en relación a la medida a las 24 h, máximo Meses ºC(+1) 6 90 30 20 Apdo. 5.1.1 (Continúa)
- 6 - NI 56.31.91 94-10 Tabla 3 Características del aislamiento (fin) Características Unidad Valor exigido Ensayo k) Resistencia superficial, mínimo MΩ > 2.10 5 UNE 21 303 l) Resistencia al ozono Concentración Temperatura Tiempo sin fisuras Concentración Temperatura Tiempo sin fisuras ºC (+1) h ºC (+1) h 0,03 ambiente 24 0,005 52 24 UNE 21 170 ll) Módulo en caliente Tiempo Temperatura Carga mínima al 100 de alargamiento min. ºC (+1) N/mm² 15 130 1,75 Apdo. 5.1.2. m) Resistencia a la degradación con el tiempo y temperatura Tiempo máximo Temperaturas superiores a 110ºC con una diferencia de, como mínimo, 10ºC Tiempo necesario para una disminución de la carga de rotura de un 40 para 110ºC Idem. referido al alargamiento meses ºC h h 6 Varios escalones 10.000 10.000 Apdo. 5.1.3 Tabla 4 Características de la cubierta Características Unidad Valor exigido Ensayo a) Absorción de agua. Método gravimétrico Tiempo de inmersión Temperatura Máxima variación de la masa d ºC (+1) mg/cm² 7 70 4,65 UNE 21 170 b) Resistencia al aceite mineral Tiempo Temperatura Variación de los valores iniciales: Carga mínima a la rotura Alargamiento a la rotura, mínimo h ºC (+1) 4 70 80 60
- 7 - NI 56.31.91 94-10 Tabla 5 Características del cable completo Características Unidad Valor exigido Ensayo a) Resistencia del cable a alta temperatura (en horno) Temperatura del horno Tiempo Resultado ºC h 260 4 Sin daños Apdo. 5.2.1 b) Resistencia del cable a altas temperaturas del conductor entubado Temperatura del conductor Tiempo de ensayo Resultado ºC h 260 2 Sin daños Apdo. 5.2.2 5 Ensayos 5.1 Ensayo sobre el aislamiento 5.1.1 Absorción de humedad (método eléctrico).- El control de la absorción de humedad se realizará a través de los ensayos de pérdidas en el dieléctrico (tgδ) y en la constante dieléctrica (ε). a) Pérdidas en el dieléctrico (tgδ). Se toma una muestra del conductor, formada por un hilo conductor de 2 mm² de sección, aislado con el etilenopropileno a adoptar y de un espesor e = 1,19 mm + 12. Se sumerge la muestra en agua a 90 C ± 1 C, y se le aplica una tensión eléctrica de 600 V. Manteniendo la muestra en estas condiciones, se realizan dos medidas de la tgδ. La primera a las 24 h y la segunda transcurridos 6 meses, aplicándole una tensión de: V e = 40 0,0254 El ensayo se considerará superado si la diferencia entre los valores obtenidos en las dos mediciones es inferior al 30. b) Constante dieléctrica (ε). Este ensayo se llevará a cabo en la misma muestra y condiciones del ensayo anterior. Se mide la constante dieléctrica a las 24 h, y transcurridos los 6 meses.
- 8 - M1 NI 56.31.91 96-04 El ensayo se considerará superado si la diferencia entre los valores obtenidos en las dos mediciones es inferior al 20. 5.1.2 Módulos en caliente.- Se aplicará el método de ensayo de tracción descrito en UNE 21 170/1.1, la resistencia a la tracción se determinará para un alargamiento del 100. Las muestras, con un espesor mínimo de 2 mm, se acondicionarán, durante 15 min, a 130 C, a continuación se someterán al ensayo de tracción a esta misma temperatura. El ensayo se considerará superado si el resultado obtenido no es inferior a 1,75 N/mm². 5.1.3 Ensayo de endurancia térmica.- Resistencia a la degradación del aislamiento en función del tiempo y de la temperatura. Este doble ensayo está encaminado a establecer la vida útil del cable a diferentes temperaturas, midiendo el tiempo necesario para reducir: - el alargamiento a la rotura a un 40 de su valor inicial - la carga mínima de rotura a un 40 de su valor inicial a) Equipo de ensayo. Varias cámaras o compartimientos donde puedan establecerse temperaturas diferentes. b) Procedimiento de ensayo. Se dispone en cada cámara un juego de muestras extraídas del aislamiento del cable. Cada cámara se gradúa a una temperatura fija y determinada. La diferencia de temperatura de una cámara a la siguiente será, como mínimo, de 10K. La temperatura mínima será de 140 C. A partir de ese momento, y hasta un período máximo de 6 meses, se controlará la pérdida de carga de rotura y de alargamiento a la rotura en las muestras hasta poder establecer, para cada cámara, el tiempo necesario para que estas disminuciones alcancen el 40 de su valor inicial. Obtendremos una serie de pares de valores tiempo-temperatura.
- 9 - NI 56.31.91 94-10 c) Método de cálculo. En base a la serie de pares de valores obtenidos experimentalmente, y mediante el método de mínimos cuadrados, se obtiene la curva de regresión. Utilizando la ecuación de la curva o un gráfico de cálculo puede obtenerse el comportamiento del cable a cualquier otra temperatura y, concretamente, podrá comprobarse el valor de tiempo exigido en la norma, 10.000 h mínimo, para una temperatura de 110 C. 5.2 Ensayo sobre cable completo 5.2.1 Ensayo de resistencia del cable a alta temperatura.- Se toma una muestra del cable, de longitud comprendida entre 200 mm y 300 mm. En los dos extremos de la muestra y en una longitud de 50 mm, se desprenden el aislamiento y la cubierta hasta dejar el conductor al descubierto. La muestra se deposita horizontalmente en un horno. A continuación se calienta el horno hasta alcanzar los 260 C de temperatura y se mantiene durante 4 horas. Transcurrido este tiempo se extrae la probeta, y se somete a un examen visual. El ensayo se considerará superado si no se detectan roturas, grietas, ampollas, etc. en el aislamiento o en la cubierta. No se admitirán tampoco cambios de color en la envolvente aislante y exudaciones en el revestimiento interno. 5.2.2 Ensayo de resistencia de cable a altas temperaturas del conductor entubado.- Para la realización de este ensayo se toma una muestra del cable, de 6 m de longitud, y se introduce en un tubo de 100 mm de diámetro. Se le aplica al conductor una corriente tal que, en un tiempo máximo de 2 horas, alcance los 260 C de temperatura. Inmediatamente después de alcanzar esta temperatura se extrae la muestra, y se somete a un examen visual. El ensayo se considerará superado si no se detectan roturas, grietas, ampollas, etc. en el aislamiento o en la cubierta.
- 10 - NI 56.31.91 94-10 6 Marcas Llevarán inscritas sobre la cubierta de forma legible e indeleble las marcas siguientes: - nombre del fabricante - designación - año de fabricación (dos últimas cifras) - indicación de la calidad concertada (cuando la tenga) La separación entre marcas no será superior a 30 cm. 7 Utilización El cable DN-RA es de utilización cuando el cable ha de ser instalado en zanjas sin canalizar, practicadas en terrenos con alto grado de humedad o impregnado de elementos químicos, tales como amoniacos, petróleo, etc. así como en aquellos lugares donde el índice de averías detectado sobre otros cables haga suponer, con fundamento, la existencia de alguna de las causas citadas. Afecta a instalaciones subterráneas de baja tensión que deba construir Iberdrola directamente y a aquellas otras que aunque deban ser realizadas por terceros, vaya a pasar a ser explotadas por Iberdrola. 8 Designación y denominación Estos cables se designarán mediante una serie de siglas y números cuyo significado es el siguiente: - DN-RA: aislamiento de etileno-propileno (D), cubierta de policloropreno (N), resistente al agua (RA) - 0,6/1 kv: tensión nominal - 1: unipolar seguido del signo x - sección: valor, en mm², de la sección del conductor - Al: conductor de aluminio
- 11 - NI 56.31.91 94-10 Ejemplo de denominación: Cable DN-RA 0,6/1 kv 1 x 150 Al NI 56.31.91. 9 Suministro Estos cables se suministrarán en las bobinas indicadas en la tabla 1 y en las longitudes allí reflejadas, con una tolerancia de ± 2. Se aceptarán hasta un 5 de bobinas con longitudes de cable diferentes a las fijadas, siempre que esta diferencia no sea superior al 50. El cierre de las bobinas se realizará con duelas de madera. Iberdrola podrá, no obstante, admitir otros sistemas (Ver Anexo A). Los extremos de los cables irán protegidos contra la penetración de agua con capuchón retráctil, o por otro método aprobado por Iberdrola. 10 Calificación y recepción 10.1 Calificación Con carácter general, la inclusión de suministradores y productos se realizará siempre de acuerdo con lo establecido en la norma NI 00.08.00: "Calificación de suministradores y productos tipificados": Para la calificación de los cables según esta norma se exigirá: - Registro de Empresa (a partir de 95-01-01) - calificación de Iberdrola que incluye. ensayos de calificación según UNE 21 123. ensayos complementarios según esta norma. visita a fábrica para la comprobación del sistema de calidad y/o el Registro de Empresa 10.2 Recepción Los criterios de recepción variarán a juicio de Iberdrola, en función del Control de Calidad instaurado en fábrica y de la relación Iberdrola-Sumi-
- 12 - NI 56.31.91 94-10 nistrador en lo que respecta a este producto (experiencia acumulada, calidad concertada, etc.). A este respecto, después del proceso de calificación, se elaborará, para cada fabricante y modelo, un anexo de gestión de calidad a realizar por aquél. Los ensayos individuales se efectuarán sobre todas las piezas de cable. Los ensayos de muestreo se efectuarán sobre muestras de cable terminado o sobre componentes de un cable terminado. El comprador se reserva el derecho de asistir a los ensayos de recepción. Para cada partida de cable ensayada, el fabricante extenderá y se remitirá al comprador, un acta de pruebas en la que figurarán los valores obtenidos y, además, los establecidos en esta norma. 10.2.1 Ensayos individuales.- Son los de la siguiente tabla: Tabla 6 Ensayos individuales Ensayo Método y condiciones de ensayo Valores a obtener y prescripciones Medida de la resistencia UNE 21 123 (1), apdo. 14.2 No superiores a los eléctrica de los UNE 21 022, capítulo 6 de la Tabla II conductores UNE 21 022 Ensayo de tensión UNE 21 123 (1), apdo. 14.3 No debe producirse una perforación del aislamiento 10.2.2 Ensayos de muestreo.- Además de los ensayos individuales anteriores, y como condición complementaria para la recepción de las piezas de cable correspondientes al pedido, se efectuarán unos ensayos de muestreo con dos estudios diferentes, tipo 1 y tipo 2. Si uno cualquiera de estos ensayos no es satisfactorio, se someterán a ensayo dos nuevas muestras del mismo lote de cables. Si los dos contraensayos resultan satisfactorios, se considerará que el conjunto de los cables del lote cumple las prescripciones exigidas. En caso contrario no se aceptará el conjunto de los cables del lote.
- 13 - NI 56.31.91 94-10 a) Según el muestreo tipo 1 en una pieza de cada serie de fabricación de la misma sección de cable, limitándose, sin embargo, el número de piezas al 10 por 100 del total de piezas del pedido, se efectuarán los siguientes ensayos: Tabla 7 Ensayos de muestreo tipo 1 Ensayo Muestra a ensayar Método y condiciones de ensayo Valores a obtener y prescripciones Examen del conductor Piezas de cable elegidas UNE 21 022, apdo. 4.3 Apdo. 4.3 y Tabla II de UNE 21 022 Medida del espesor del aislamiento De las piezas de cable elegidas y según UNE 21 123 (1), apdo. 15.4.a) UNE 21 170 P(1-1) apdo. 8.1 UNE 21 123 (1), apdo. 15.4 c) y apdo. 15.4 a) Medida del espesor de la cubierta De las piezas de cable elegidas y según UNE 21 123 (1), apdo. 15.5.a) UNE 21 170 P(1-1) apdo. 8.2 UNE 21 123 (I), apdo. 15.5 c) y apdo. 15.5 a) b) En el muestreo tipo 2 sobre el número de muestras indicado en el cuadro que sigue: Longitud del cable De 4 a 20 km... De 20 a 40 km... De 40 a 60 km... Etc... Número de muestras 1 2 3 etc. tomadas de los cables fabricados para el suministro, a condición de que la longitud total del suministro sea superior a 4 km, se realizarán los siguientes ensayos:
- 14 - NI 56.31.91 94-10 Tabla 8 Ensayos de muestreo tipo 2 Ensayo Muestra a ensayar Método y condiciones de ensayo Valores a obtener y prescripciones Medida de la resistencia de aislamiento a tª ambiente Una muestra del cable terminado, de 10 a 15 metros de longitud UNE 21 123 (1) apdo. 16.2.1.1 No inferiores a los de UNE 21 123 (1), Tabla VI (*) Alargamiento en caliente del aislamiento Determinación de las propiedades mecánicas del aislamiento antes del envejecimiento UNE 21 170 p (2-1) apdo. 9 UNE 21 123 (1), Tabla 12 UNE 21 170 p (1-1) UNE 21 123 (1), Tabla 8 (*) Hasta la definición de los mismos por UNE 21 123, se adoptarán los valores de 10 000 MΩ.km y 1 000 mω.km para las resistencias de aislamiento a la temperatura ambiente y a la máxima asignada, respectivamente.
- 15 - NI 56.31.91 94-10 Anexo A 1994-10 Anexo A (Normativo) A.1 Suministro: cierre de las bobinas Generalidades Aún cuando en la norma se establece que el cierre de las bobinas se realice mediante duelas de madera, Iberdrola podrá admitir otros sistemas. Para la aprobación de un determinado sistema el fabricante del cable o, en su caso, el fabricante del sistema de cierre, presentará su o sus alternativas a Iberdrola quien, en caso de que, a su juicio, sea satisfactorio, lo autorizará y lo incluirá expresamente en la norma NI del cable correspondiente, tal y como a continuación se indica. A.1.1 Sistemas alternativos aprobados A.1.1.1 Sistema de láminas de fibras de madera (Nolco Flex).- Constituído por láminas de fibras de madera protegidas con plástico exteriormente, este embalaje resulta hidrófugo y cumple las siguientes características: - resistencia a la penetración > 350 dan/cm² - resistencia a la flexión > 14 N/mm² - resistencia a la compresión: reducción máxima del espesor de la lámina en un 50 cuando se aplican 15 dan/cm²
- 16 - NI 56.31.91 94-10 Anexo B 1995-09 Anexo B (Normativo) B.1 Marcado CE El material objeto de esta norma debe cumplir las exigencias del marcado CE y declaración CE de conformidad, según se indica en el Real Decreto 154/1995 del 3 de Febrero. El marcado CE se colocará de forma visible, fácilmente legible e indeleble en el material, o en su defecto en el embalaje, las instrucciones de uso o la garantía. No obstante de lo anterior, se tendrá en cuenta que dicho Real Decreto establece un periodo transitorio hasta el 1 de Enero de 1997, durante el cual autoriza la comercialización y la puesta en servicio del material eléctrico que sea conforme con el sistema de marcado vigente hasta la entrada en vigor del mismo.
N O R M A N I 56.31.91 Octubre de 1994 EDICION: 1ª I B E R D R O L A MODIFICACION Nº 1 Fecha: 1996-04 Cables unipolares DN-RA con conductores de aluminio para redes subterráneas de BT 0,6/1 kv En la página 8, donde dice: 5.1.2 Módulos en caliente.- Se aplicará el método de ensayo de tracción descrito en UNE 21 505/3-1 (apartados 9.1 ó 9.2 según el caso), la resistencia a la tracción se determinará para un alargamiento del 100. Debe decir: 5.1.2 Módulos en caliente.- Se aplicará el método de ensayo de tracción descrito en UNE 21 170/1.1, la resistencia a la tracción se determinará para un alargamiento del 100.
N O R M A N I 56.31.91 Octubre de 1994 EDICION: 1ª I B E R D R O L A MODIFICACION Nº 2 Fecha: 1998-02 Cables unipolares DN-RA con conductores de aluminio para redes subterráneas de BT 0,6/1 kv El objeto de esta modificación es actualizar la tabla nº 1 de los elementos normalizados cambiando los códigos de seis dígitos por los correspondientes, en vigor, de siete dígitos.