Norma Española UNE-EN 60310 Marzo 2017 Aplicaciones ferroviarias Transformadores de tracción y bobinas de inductancia instalados a bordo del material rodante Esta norma ha sido elaborada por el comité técnico CTN 203 Equipamiento eléctrico y sistemas automáticos para la industria, cuya secretaría desempeña SERCOBE. Asociación Española de Normalización Génova, 6-28004 Madrid 915 294 900 info@une.org www.une.org
UNE-EN 60310 Aplicaciones ferroviarias Transformadores de tracción y bobinas de inductancia instalados a bordo del material rodante Railway applications. Traction transformers and inductors on board rolling Stock. Applications ferroviaires. Transformateurs de traction et bobines d'inductance à bord du matériel roulant. Esta norma es la versión oficial, en español, de la Norma Europea EN 60310:2016, que a su vez adopta la Norma Internacional IEC 60310:2016. Esta norma anulará y sustituirá a la Norma UNE-EN 60310:2004 antes de 2019-03-03. Las observaciones a este documento han de dirigirse a: Asociación Española de Normalización Génova, 6 28004 MADRID-España Tel.: 915 294 900 info@une.org www.une.org Depósito legal: M 7796:2017 UNE 2017 Publicado por AENOR Internacional, S.A.U. bajo licencia de la Asociación Española de Normalización. Reproducción prohibida
Índice Prólogo europeo... 9 Declaración... 9 Prólogo... 10 1 Objeto y campo de aplicación... 10 2 Normas para consulta... 10 3 Términos y definiciones... 10 3.1 Definiciones generales... 10 3.2 Definiciones para transformadores... 10 3.3 Definiciones para las bobinas de inductancia... 10 4 Clasificación... 10 4.1 Clasificación de los transformadores... 10 4.2 Clasificación de las bobinas de inductancia... 10 5 Condiciones de servicio... 10 6 Corriente asignada y perfil de carga... 10 6.1 Perfil de carga... 10 6.2 Corriente asignada... 10 7 Tensión asignada y potencia de los arrollamientos del transformador... 10 7.1 Tensión asignada del lado de la red... 10 7.2 Tensión asignada secundaria... 10 7.3 Potencia asignada del transformador... 10 8 Tomas de transformador... 10 9 Refrigeración... 10 9.1 Identificación de los transformadores y bobinas de inductancia según el método de refrigeración... 10 9.2 Organización de los símbolos... 10 9.2.1 Transformadores y bobinas de inductancia con envolvente... 10 9.2.2 Transformadores y bobinas de inductancia sin envolvente... 10 9.2.3 Refrigeración por aire... 10 10 Límites de temperatura... 10 10.1 Clasificación de los materiales aislantes... 10 10.2 Límites de temperatura de los aislantes sólidos... 10 10.3 Límites de temperatura de los líquidos... 10 10.4 Límites de temperatura para otras partes... 10 11 Diseño mecánico... 10 12 Placas de características asignadas... 10 13 Ensayos... 10 13.1 Categorías de ensayos... 10 13.1.1 Generalidades... 10 13.1.2 Ensayos de tipo... 10 13.1.3 Ensayos individuales... 10
13.1.4 Ensayos de investigación... 10 13.2 Ensayos en los transformadores... 10 13.2.1 Generalidades Lista de ensayos... 10 13.2.2 Tolerancias... 10 13.2.3 Comprobación visual (ensayo de tipo e individual) y ensayos funcionales (ensayo opcional de tipo y ensayo individual)... 10 13.2.4 Masa (ensayo de tipo y ensayo individual opcional)... 10 13.2.5 Medición de la resistencia de los arrollamientos (ensayo de tipo y ensayo individual)... 10 13.2.6 Medición de la relación de transformación, polaridades y los grupos de conexión (ensayos de tipo y ensayos individuales)... 10 13.2.7 Medición de la corriente primaria y de las pérdidas en vacío (ensayo de tipo y ensayo individual)... 10 13.2.8 Medición de las tensiones de cortocircuito o impedancias de cortocircuito (ensayos de tipo y ensayos individuales)... 10 13.2.9 Medición de las pérdidas de carga fundamentales (ensayos de tipo y ensayos individuales)... 10 13.2.10 Determinación de las pérdidas totales (ensayo de tipo)... 10 13.2.11 Ensayo de calentamiento (ensayo de tipo)... 10 13.2.12 Ensayo de resistencia del aislamiento (ensayo de tipo y ensayo individual opcionales)... 10 13.2.13 Ensayos dieléctricos (ensayos de tipo y ensayos individuales)... 10 13.2.14 Ensayo de descarga parcial (ensayo de tipo o ensayo individual opcional de tipo seco, ensayo de investigación para el tipo sumergido)... 10 13.2.15 Ensayo de tensión soportada en cortocircuito (ensayo opcional de tipo)... 10 13.2.16 Ensayo de vibración y choque (ensayo opcional de tipo)... 10 13.2.17 Relación de transmisión de tensión VTR (ensayo opcional de tipo)... 10 13.2.18 Medición del ruido (ensayo de tipo)... 10 13.2.19 Medición de la densidad del flujo magnético de fuga (ensayo opcional de tipo)... 10 13.2.20 Análisis de respuesta en frecuencia FRA (ensayo de investigación)... 10 13.2.21 Medición de la extracorriente de conexión (ensayo opcional)... 10 13.3 Ensayos con bobinas de inductancia... 10 13.3.1 Lista de ensayos... 10 13.3.2 Tolerancias... 10 13.3.3 Comprobación visual (ensayos de tipo y ensayo individual)... 10 13.3.4 Masa (ensayo de tipo y ensayo individual opcional)... 10 13.3.5 Medición de la resistencia de los arrollamientos (ensayo de tipo y ensayo individual)... 10 13.3.6 Determinación de las pérdidas (ensayo de tipo)... 10 13.3.7 Medición de la inductancia (ensayos de tipo e individuales)... 10 13.3.8 Ensayo de calentamiento (ensayos de tipo)... 10 13.3.9 Ensayo de resistencia del aislamiento (ensayo de tipo y ensayo individual opcionales)... 10 13.3.10 Ensayos dieléctricos (ensayos de tipo y ensayos individuales)... 10 13.3.11 Ensayo de descarga parcial (ensayos de tipo y ensayos individuales para tipos secos)... 10 13.3.12 Ensayo de cortocircuito soportado (ensayo opcional de tipo)... 10 13.3.13 Ensayo de choques y vibraciones (ensayo opcional de tipo)... 10 13.3.14 Ensayo de vibraciones con circulación de corriente (ensayo de investigación)... 10 13.3.15 Medición del ruido (ensayo de tipo)... 10 13.3.16 Medición de la densidad del flujo magnético de fuga (ensayo opcional de tipo)... 10
Anexo A (Informativo) Puntos para los que son necesarios acuerdos entre fabricante y comprador o sobre los que el comprador o el fabricante deben proporcionar más información o especificaciones... 10 A.1 Puntos sujetos a acuerdo entre comprador y fabricante... 10 A.1.1 Transformadores y bobinas de inductancia... 10 A.1.2 Transformadores... 10 A.1.3 Bobinas de inductancia... 10 A.2 Información que el comprador ha de proporcionar al fabricante... 10 A.2.1 Transformadores y bobinas de inductancia... 10 A.2.2 Transformadores... 10 A.2.3 Bobinas de inductancia... 10 A.3 Información que el fabricante ha de proporcionar al comprador... 10 A.3.1 Transformadores y bobinas de inductancia... 10 A.3.2 Transformadores... 10 A.3.3 Bobinas de inductancia... 10 Anexo B (Informativo) Envejecimiento térmico y vida útil del aislamiento... 10 B.1 Vida útil del aislamiento y envejecimiento térmico... 10 B.2 Definiciones de endurancia térmica... 10 B.3 Cálculos de resistencia térmica... 10 B.4 Consideraciones especiales para el diseño y los ensayos térmicos... 10 B.4.1 Generalidades... 10 B.4.2 Temperatura del agente refrigerante en la interfaz externa... 10 B.4.3 Corriente asignada... 10 B.4.4 Ensayo de calentamiento de un transformador/bobina de inductancia de tipo seco... 10 B.5 Conformidad térmica de un sistema de aislamiento... 10 B.6 Criterio de fin de vida... 10 Anexo C (Informativo) Ejemplo de cálculo de la endurancia térmica para demostrar la idoneidad de un sistema de aislamiento para una aplicación específica... 10 C.1 Antecedentes... 10 C.2 Ejemplo 1. Límites en la temperatura para un transformador/bobina de inductancia de tipo seco... 10 C.3 Ejemplo 2. Cálculo de la endurancia térmica... 10 C.3.1 Generalidades... 10 C.3.2 Condiciones de funcionamiento a suministrar por el comprador... 10 C.3.3 Características de endurancia térmica a suministrar por el fabricante... 10 C.3.4 Resultados de los ensayos de calentamiento... 10 C.3.5 Cálculos... 10 Anexo D (Informativo) Ensayos dieléctricos húmedos para transformadores y bobinas de inductancia de tipo seco... 10 D.1 Generalidades... 10 D.2 Ensayo de humedad 1 (ensayo opcional de tipo o ensayo individual opcional): inmersión de corta duración... 10 D.3 Ensayo de humedad 2 (ensayos de investigación o ensayo opcional de tipo): pulverización de agua... 10 D.4 Ensayo húmedo 3 (ensayo de investigación): choque térmico inmersión prolongada pulverización de agua... 10 D.4.1 Generalidades... 10 D.4.2 Acondicionamiento en temperatura... 10 D.4.3 Choque térmico... 10
D.4.4 Ensayo dieléctrico... 10 D.5 Procedimientos y criterios de ensayo comunes para los ensayos dieléctricos húmedos... 10 Anexo E (Informativo) Perfiles de carga... 10 Bibliografía... 10 Anexo ZA (Normativo) Otras normas internacionales citadas en esta norma con las referencias de las normas europeas correspondientes... 10 Figura 1 Ejemplos de preparación de ensayos de tensión soportada inducida... 10 Figura 2 Ejemplos de preparación de ensayos de tensión soportada de fuentes separadas... 10 Figura 3 Ejemplos de conexiones para ensayos de impulso para transformadores de tracción, bobinas de inductancia y transformadores auxiliares... 10 Figura 4 Ensayo de descarga parcial: tensión en función del tiempo... 10 Figura 5 Configuraciones para el ensayo VTR... 10 Figura 6 Ejemplo de circuito de ensayo... 10 Tabla 1 Letras como símbolos para los métodos de refrigeración... 10 Tabla 2 Orden de los símbolos... 10 Tabla 3 Límites de temperatura de los aislantes sólidos... 10 Tabla 4 Límites de temperatura de los líquidos... 10 Tabla 5 Listado de comprobaciones y ensayos a los que se ha de someter a los transformadores de tracción... 10 Tabla 6 Tolerancias... 10 Tabla 7 Temperaturas de referencia... 10 Tabla 8 Tensión de ensayo dieléctrico... 10 Tabla 9 Mediciones de descargas parciales... 10 Tabla 10 Lista de comprobaciones y ensayos a los que se han de someter a las bobinas de inductancia... 10 Tabla 11 Tolerancias... 10 Tabla 12 Método de ensayo de tensión soportada entre terminales... 10 Tabla C.1 Límites de temperatura y esperanza de vida útil para un transformador/bobina de inductancia de tipo seco (ejemplos)... 10 Tabla C.2 Histograma del ciclo de carga... 10 Tabla C.3 Histograma de temperatura... 10 Tabla C.4 Resultados de los ensayos de calentamiento... 10 Tabla C.5 Cálculo de la endurancia térmica... 10 Tabla C.6 Corrientes y temperaturas equivalentes... 10
1 Objeto y campo de aplicación Esta norma internacional se aplica a los trasformadores de tracción y de potencia auxiliar instalados a bordo del material rodante y a los distintos tipos de bobinas de inductancia de potencia insertados en los circuitos de tracción y circuitos auxiliares del material rodante, con diseños en seco o sumergidos en líquido. NOTA Los requisitos de la Norma IEC 60076 (todas las partes) se aplican a los transformadores y bobinas de inductancia siempre y cuando no entren en conflicto con esta norma o con las publicaciones especializadas de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) que tratan sobre aplicaciones de tracción. Esta norma también se puede aplicar, en caso de acuerdo entre el comprador y el fabricante, a los transformadores de tracción de vehículos alimentados con corriente alterna trifásica del lado de la red y a los transformadores insertados en circuitos auxiliares monofásicos o polifásicos en vehículos, excepto transformadores de medida y transformadores con una potencia de salida asignada inferior a 1 kva en el caso de los monofásicos y 5 kva en el de los polifásicos. Esta norma no cubre aquellos aspectos relacionados con cambiadores de tomas, resistencias, intercambiadores de calor, ventiladores y otros accesorios para montar en los transformadores o bobinas de inductancia que se someten a ensayo de forma independiente y según las normas pertinentes. 2 Normas para consulta Los documentos indicados a continuación, en su totalidad o en parte, son normas para consulta indispensables para la aplicación de este documento. Para las referencias con fecha, solo se aplica la edición citada. Para las referencias sin fecha se aplica la última edición (incluyendo cualquier modificación de ésta). IEC 60050-811, Vocabulario Electrotécnico Internacional (VEI). Capítulo 811: Tracción eléctrica. IEC 60060-1, Técnicas de ensayo de alta tensión. Parte 1: Definiciones generales y requisitos de ensayo. IEC 60060-2, Técnicas de ensayos de alta tensión. Parte 2: Sistemas de medida. IEC 60076-1:2011, Transformadores de potencia. Parte 1: Generalidades. IEC 60076-2, Transformadores de potencia. Parte 2: Calentamiento de transformadores sumergidos en líquido. IEC 60076-3, Transformadores de potencia. Parte 3: Niveles de aislamiento, ensayos dieléctricos y distancias de aislamiento en el aire. IEC 60076-4, Transformadores de potencia. Parte 4: Guía para el ensayo de impulso tipo rayo e impulso tipo maniobra. Transformadores de potencia y reactancias. IEC 60076-5, Transformadores de potencia. Parte 5: Aptitud para soportar cortocircuitos. IEC 60076-6:2007, Transformadores de potencia. Parte 6: Reactancias. IEC 60076-7, Transformadores de potencia. Parte 7: Guía de carga para transformadores de potencia sumergidos en aceites. IEC 60076-10, Transformadores de potencia. Parte 10: Determinación de los niveles de ruido. IEC 60076-11, Transformadores de potencia. Parte 11: Transformadores de tipo seco.
IEC 60076-12:2008, Transformadores de potencia. Parte 12: Guía de carga para transformadores de potencia de tipo seco. IEC 60076-14, Transformadores de potencia. Parte 14: Transformadores de potencia sumergidos en líquido aislante utilizando materiales aislantes de alta temperatura. IEC 60076-18, Transformadores de potencia. Parte 18: Medición de la respuesta en frecuencia. IEC 60077-1, Aplicaciones ferroviarias. Equipos eléctricos para el material rodante. Parte 1: Condiciones generales de servicio y reglas generales. IEC 60085, Aislamiento eléctrico. Evaluación y designación térmica. IEC 60270, Técnicas de ensayo en alta tensión. Medidas de las descargas parciales. IEC 60296, Fluidos para aplicaciones electrotécnicas. Aceites minerales aislantes nuevos para transformadores y aparamenta de conexión. IEC 60836, Especificaciones para siliconas líquidas aislantes nuevas para usos electrotécnicos. IEC 60850, Railway applications. Supply voltage of traction systems. IEC 61039, Clasificación general de líquidos aislantes. IEC 61099, Líquidos aislantes. Especificaciones para ésteres orgánicos sintéticos nuevos para uso eléctrico. IEC 61373:2010, Aplicaciones ferroviarias. Material rodante. Ensayos de choque y vibración. IEC 61378-1:2011, Transformadores de convertidor. Parte 1: Transformadores para aplicaciones industriales. IEC 62497-1, Railway applications. Insulation coordination. Part 1: Basic requirements. Clearances and creepage distances for all electrical and electronic equipment. IEC 62498-1, Railway applications. Environmental conditions for equipment. Part 1: Equipment on board rolling stock. ISO 3746, Acústica. Determinación de los niveles de potencia acústica y de los niveles de energía acústica de fuentes de ruido a partir de la presión acústica. Método de control utilizando una superficie de medición envolvente sobre un plano reflectante. ISO 9614-1, Acústica. Determinación de los niveles de potencia acústica de las fuentes de ruido a partir de la intensidad del sonido. Parte 1: Medición en puntos discretos. ISO 9614-2, Acústica. Determinación de los niveles de potencia acústica emitidos por las fuentes de ruido por intensidad del sonido. Parte 2: Medición por barrido.