N O R M A NI 48.08.02 Julio de 2009 EDICION: 3ª I B E R D R O L A Aisladores compuestos de columna para líneas eléctricas de alta tensión Composite column insulators for high voltage overhead power lines DESCRIPTORES: Aislador. Composite.
N O R M A NI 48.08.02 Julio de 2009 E D I C I O N : 3ª I B E R D R O L A Aisladores compuestos de columna para líneas eléctricas de alta tensión Indice Página 1 Objeto y campo de aplicación... 2 2 Normas de consulta... 2 3 Tipos normalizados, dimensiones, designación y códigos 2 4 Características... 5 4.1 Diseño... 5 4.2 Cargas mecánicas y niveles de aislamiento... 7 4.3 Material... 7 5 Marcas... 8 6 Utilización... 8 7 Suministro... 8 8 Ensayos... 8 8.1 Ensayos de tipo... 9 9.1 Calificación... 9 9.2 Recepción... 10
- 2 - NI 48.08.02 09-07 1 Objeto y campo de aplicación Esta norma establece los tipos, características y ensayos que deben cumplir los aisladores compuestos de columna destinados a su utilización tanto en las crucetas aislantes giratorias como en las crucetas aislantes rígidas, de las líneas eléctricas aéreas de alta tensión y de las subestaciones. Los aisladores compuestos de cadena son objeto de la norma NI 48.08.01. 2 Normas de consulta NI 00.08.00: Calificación de suministradores y productos tipificados. UNE EN 61 284: Líneas eléctricas aéreas. Requisitos y ensayos para herrajes. UNE EN 61 952: Aisladores compuestos rigidos de peana para corriente alterna de tensión nominal superior a 1000 V. UNE EN 62 217: Aisladores polimericos para uso interior y exterior con una tensión nominal superior a 1000 V. Definiciones generales, métodos de ensayo y criterios de aceptación. IEC 60 815-3: Selection and dimensioning of high-voltage insulators intended for use in polluted conditions. Part 3: Polymer insulators for a.c. systems. IEC Projet 36-6-2: Requisitos mínimos de ensayo para cubrir la rotura frágil en aisladores de línea compuestos Directiva 94/62/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 20 de diciembre de 1994, relativa a los envases y residuos de envases. 3 Tipos normalizados, dimensiones, designación y códigos Los aisladores compuestos de columna normalizados, son los que se indican en la tabla 1. Las bases normalizadas son las que se indican en la tabla 2, y su diseño el de la figura 1a ó 1c.
- 3 - NI 48.08.02 09-07 Tabla 1 Aisladores normalizados Nivel Línea Nivel de de de fuga Polución Designación Tensión min. (1) IEC 60 815-3 kv mm Dimensiones Masa Longitud Longitud aprox. Total max. aislante min. Código mm mm kg C3RL20 20 480 440 230 4 4808002 C5RL30 30 720 540 310 5,5 4808013 C5RL45 45 1040 680 450 7 4808025 C5RL66 66 1450 840 590 9 4808036 C6RL132 132 2900 1500 1080 28 4808050 C7RL220 220 4900 2400 1770 40 4808061 C3RU20 20 480 440 230 4 4808005 C5RU30 30 720 540 310 5,5 4808016 C5RU45 c 45 1040 680 450 7 4808028 C5RU66 66 1450 840 590 9 4808039 C6RU132 132 2900 1500 1080 28 4808053 C7RU220 Media 220 4900 2400 1770 40 4808064 C3RV20 20 480 440 230 4 4808008 C5RV30 30 720 540 310 5,5 4808019 C5RV45 45 1040 680 450 7 4808031 C5RV66 66 1450 840 590 9 4808042 C6RV132 132 2900 1500 1080 28 4808056 C7RV220 220 4900 2400 1770 40 4808067 C4GL132 132 2900 1500 1080 28 4808085 C4GL220 220 4900 2400 1770 40 4808089 C3RL20P 20 740 440 230 4 4808202 C5RL30P 30 1120 540 310 5,5 4808213 C5RL45P 45 1610 680 450 7 4808225 C5RL66P 66 2250 840 590 9 4808236 C6RL132P 132 4500 1500 1130 28 4808250 C7RL220P 220 7600 2400 1900 40 4808261 C3RU20P 20 740 440 230 4 4808205 C5RU30P e 30 1120 540 310 5,5 4808216 C5RU45P 45 1610 680 450 7 4808228 C5RU66P Muy 66 2250 840 590 9 4808239 C6RU132P 132 4500 1500 1130 28 4808253 C7RU220P fuerte 220 7600 2400 1900 40 4808264 C3RV20P 20 740 440 230 4 4808208 C5RV30P 30 1120 540 310 5,5 4808219 C5RV45P 45 1610 680 450 7 4808231 C5RV66P 66 2250 840 590 9 4808242 C6RV132P 132 4500 1500 1130 28 4808256 C7RV220P 220 7600 2400 1900 40 4808267 C4GL132P 132 4500 1500 1130 28 4808285 C4GL220P 220 7600 2400 1900 40 4808289
- 4 - NI 48.08.02 09-07 Tabla 2 Bases normalizadas y códigos Designación BCN BP2 BP4 Código 4808297 4808298 4808299 (1) La línea de fuga se establece s/ IEC 60 815-3, en base a considerar los siguientes valores unitarios por kv, de las tensiones mas elevadas entre fase-tierra (Um/ 3), correspondientes a las nominales fijadas: - Nivel c (polución media) = 34,7 mm/kv - Nivel e (polución muy fuerte) = 53,7 mm/kv El significado de las siglas que componen la designación es el siguiente: aislador de columna - C: letra indicativa de aislador de columna - 3/.../7: carga de diseño a flexión en kn herrajes metálicos - de apoyo G, R: indica cruceta giratoria o rígida - del lado del conductor L, U, V: identificación de herraje del aislador del extremo del lado conductor Utilización - 20; 30; 45;...: nivel de tensión en kv - P: letra indicativa de aislador para polución muy fuerte (nivel e ) Los aisladores de cruceta rígida, pueden ir montados sobre bases planas que identificamos: - BCN : base cardan - BP2/BP4 : base plana de 2 ó 4 tornillos Ejemplos de denominación: Aislador compuesto de columna C3RU20, NI 48.08.02. Base plana BP2, NI 48.08.02.
- 5 - NI 48.08.02 09-07 4 Características Seran conformes a la UNE EN 61 952 y UNE EN 62 217 y complementariamente a lo que a continuación se indica. 4.1 Diseño Los aisladores de compuestos están constituidos, básicamente, por un núcleo resistente dieléctrico, protegido por un revestimiento polimérico. Alrededor del núcleo se moldearán una serie de aletas o platos que asegurarán la línea de fuga especificada. Los extremos del aislador dispondrán de herrajes metálicos solidarios con el núcleo, cuyo conjunto, así formado, soportará las cargas mecánicas especificadas en la tabla 3. En la figura 1 se reflejan los diseños básicos de los aisladores compuestos, adecuados a su función en la formación de cadenas normalizadas por Iberdrola, para sus diferentes niveles de tensión. 4.1.1 Herrajes metálicos.- Los aisladores, con las aletas dispuestas en posición de servicio, llevarán los herrajes metálicos que se indican en la figura 1. Estos herrajes serán solidarios con el núcleo y se fabricarán haciendo coincidir las secciones representadas en dicha figura, con sus respectivos ejes longitudinales. La base cardan de las CAG (crucetas aislantes giratorias) forma parte del aislador de columna GL (véase figura 1a). Las bases planas para crucetas CAR (crucetas aislantes rígidas), son independientes de los aisladores de columna RL, RU y RV (véase figuras 1b y 1c).
- 6 - NI 48.08.02 09-07 Figura 1. Aisladores compuestos de columna para: - crucetas aislantes giratorias CAG - crucetas aislantes rígidas CAR
- 7 - NI 48.08.02 09-07 4.2 Cargas mecánicas y niveles de aislamiento En la tabla 3 se especifican los valores asignados, en cuanto a cargas mecánicas y tensiones soportadas (kv), que deben cumplir los aisladores compuestos de columna para los diferentes niveles de tensión eléctrica de la red. Nivel de tensión de red kv 20 30 45 66 132 220 132 220 Tabla 3 Tensión nominal, cargas mecánicas y niveles de aislamiento Figura cruceta b) CAR a) CAG Flexión Tracción Tensión soportada Carga de flexión maxima de diseño (CFMD) dan Carga de flexión especificada (CFE) DaN Carga de tracción especificada (CTE) dan a F.I. bajo lluvia kv Con onda de impulso kv 300 500 500 500 600 700 400 400 750 1250 1250 1250 1500 * 1750 * 1000 1000 700 700 700 700 1200 1600 1200 1600 70 95 120 165 320 495 320 495 165 215 300 380 650 1000 650 1000 * En caso de aplicación atirantada en líneas, este valor es válido para el conjunto. 4.3 Material 4.3.1 Núcleo.- Estará constituido por fibra de vidrio reforzada, impregnada de resina Epoxi termo-endurecida resistente eléctrica y químicamente a los fenómenos de hidrólisis y resistentes a los acidos en especial al nítrico NO 3 H, que asegure el aislamiento y soporte los esfuerzos mecánicos producidos por los conductores de la línea. Podrán utilizarse otros compuestos de materiales siempre que cumplan las especificaciones contenidas en la presente norma y con la aceptación expresa de Iberdrola. 4.3.2 Revestimiento polimérico y aletas.- El revestimiento del núcleo y las aletas estarán fabricados con caucho de silicona, con aditivos y elementos de relleno, totalmente libre de EPDM o de otros cauchos organicos. Los tipos de caucho de silicona a utilizar serán: HTV: Un componente de caucho de silicona sólido con vulcanización a alta temperatura (200º C aproximadamente). LSR: Dos componentes de caucho de silicona liquido que se mezclan y vulcanizan a elevada temperatura (entre 100 y 200º C).
- 8 - NI 48.08.02 09-07 Podrá utilizarse otro tipo de material de similares características, siempre que cumpla la presente norma y previa aceptación de Iberdrola. 4.3.3 Herrajes metálicos.- Cumplirán con la norma UNE EN 61 284 y estarán constituidos por los siguientes materiales: - acero estampado o forjado, galvanizado en caliente - bases planas, acero laminado galvanizado en caliente - tornillería, acero de alta resistencia galvanizado en caliente 5 Marcas Los aisladores llevarán, en caracteres legibles e indelebles, las siguientes marcas: - norma o marca del fabricante - referencia del catálogo del fabricante - carga de diseño a flexión en dan (CFMD) - fecha de fabricación (mes y año) - nivel de tensión eléctrica de la red, en kv y nivel de contaminación 6 Utilización Los aisladores compuestos son de especial aplicación en la compactación de líneas y en zonas sometidas a roturas de aisladores por actos vandálicos, así como en ambientes con fuertes grados de contaminación. 7 Suministro Los aisladores compuestos se suministrarán en lotes de seis o múltiplos de seis unidades, dentro de cajas debidamente embaladas y compartimentadas. La parte aislante de cada uno de los aisladores irá suficientemente protegida contra los daños que puedan producirse durante su manejo y transporte. Los embalajes se realizarán con materiales biodegradables o reciclables o que cumplan la Directiva Europea 94/62 sobre envases y residuos de envases. 8 Ensayos Los aisladores compuestos de columna deberán satisfacer los ensayos de diseño, tipo, muestreo e individuales especificados en la norma UNE EN 61 952, exceptuando el ensayo de formación de caminos conductores y de erosion, que será realizado según el apartado 9.3.3 de la norma UNE EN 62 217, pudiéndose optar por uno de los tres métodos de ensayos mencionados en el dicho apartado:
- 9 - NI 48.08.02 09-07 - Ensayo de niebla salina de 1000 h, s/ apartado 9.3.3.1, - Ensayo circular, s/anexo A - Ensayo de fatigas multiples, s/anexo B. Complementariamente como ensayo de tipo se exigira el que a continuación se indica: 8.1 Ensayos de tipo 8.1.1. Ensayo de rotura frágil.- Con este ensayo se prueba la resistencia del núcleo de las fibras de vidrio a la corrosión por rotura frágil cuando el aislador está sometido a una tensión mecánica, debida principalmente a la influencia de ácidos. En tanto y cuando no se edite alguna norma oficial que regule este tipo de ensayos, se aplicará lo indicado en el documento de IEC Project 36-6-2, y que se puede resumir de la forma siguiente: Sobre una muestra que tendrá una longitud entre herrajes de al menos 10 veces el diámetro del núcleo se eliminará el recubrimiento del núcleo en la parte intermedia del aislador al menos en 150 mm, preparándose esta parte para ser introducida en un contenedor de ácido que se ubicará alrededor de la muestra así dispuesta. El ácido será ácido nítrico de concentración 1n (1n= 63,01 g HNO 3 por litro de solución) y como mínimo cubrirá diametralmente al elemento en 1 cm con un nivel de líquido de 4 cm. El aislador así preparado será sometido a una carga de tracción entre sus partes metálicas que se incrementará suave pero rápidamente, desde cero hasta el 67 % de la carga mecánica de tracción especificada (CTE) y se mantendrá este valor durante 96 horas. Se dará por superado éste ensayo si en dichas condiciones no se produce la rotura del núcleo de fibra de vidrio reforzada. 9 Calificación y recepción 9.1 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". La calificación incluirá la realización de los ensayos y verificaciones indicados en el capítulo 8 de esta norma. Iberdrola se reserva el derecho de repetir ciertos ensayos realizados previamente por el fabricante o en los procesos de obtención de marcas de calidad.
- 10 - NI 48.08.02 09-07 9.2 Recepción Los criterios de recepción podrán ser modificados a juicio de Iberdrola, en función del Sistema de Calidad instaurado en fábrica y de la relación Iberdrola-Suministrador en lo que respecta al producto considerado (experiencia de uso, calidad concertada, etc.). En principio serán los establecidos en la norma UNE EN 61 952.