52000-93 apartarrayos para líneas de transmisión de ca de 115 a 400 kv.pdf

8/17/2019 52000-93 Apartarrayos para Líneas de Transmisión de CA de 115 a 400 kV.pdf

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COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD

MÉXICO

APARTARRAYOS PARA LÍNEAS DE TRANSMISIÓN DECORRIENTE ALTERNA DE 115 A 400 kV

ESPECIFICACIÓNCFE 52000-93

MAYO 2002


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ESPECIFICACIÓN

CFE 52000-93

020503

P R E F A C I O

Esta especificación ha sido elaborada de acuerdo con las Bases Generales para la Normalización en CFE. Lapropuesta inicial fue preparada por la Coordinación de Proyectos de Transmisión y Transformación.

Revisaron y aprobaron la presente especificación las áreas siguientes:

COORDINACIÓN DE PROYECTOS DE TRANSMISIÓN Y TRANSFORMACIÓN

COORDINACIÓN DE TRANSMISIÓN Y TRANSFORMACIÓN

GERENCIA DE ABASTECIMIENTOS

GERENCIA DE LAPEM

El presente documento normalizado entra en vigor a partir de la fecha abajo indicada y será actualizado y revisadotomando como base las observaciones que se deriven de la aplicación del mismo. Dichas observaciones debenenviarse a la Gerencia de LAPEM, cuyo Departamento de Normalización y Metrología coordinará la revisión.

Esta especificación revisa y sustituye a todas las relacionadas con apartarrayos para líneas de transmisión decorriente alterna de 115 a 400 kV que se hayan publicado dentro del campo de aplicación de la presente.

NOTA: Entra en vigor a partir de: 020510


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ESPECIFICACIÓN

CFE 52000-93

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C O N T E N I D O

1 OBJETIVO __________________________________________________________________________________1

2 CAMPO DE APLICACIÓN_____________________________________________________________________ 1

3 NORMAS QUE SE APLICAN ___________________________________________________________________ 1

4 DEFINICIONES ______________________________________________________________________________1

4.1 Erosión por Descargas Eléctricas Superficiales (“Tracking”) ________________________________________1

4.2 Capacidad de Corto Circuito (Alivio de Presión)___________________________________________________ 1

4.3 Clase de Descarga de Línea ___________________________________________________________________ 1

4.4 Tipos de Apartarrayos ________________________________________________________________________1

5 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES________________________________________________ 1

5.1 Clasificación ________________________________________________________________________________1

5.2 Características Eléctricas _____________________________________________________________________ 1

5.3 Características de Materiales __________________________________________________________________1

5.4 Características Físicas________________________________________________________________________ 2

5.5 Accesorios _________________________________________________________________________________ 2

6 CONDICIONES DE OPERACIÓN ________________________________________________________________2

7 MARCADO__________________________________________________________________________________ 2

8 EMPAQUE Y EMBARQUE _____________________________________________________________________ 2

9 CONTROL DE CALIDAD_______________________________________________________________________ 3

9.1 Pruebas de Prototipo _________________________________________________________________________ 3

9.2 Pruebas de Rutina ___________________________________________________________________________ 3

9.3 Pruebas de Aceptación _______________________________________________________________________ 3

10 CARACTERÍSTICAS PARTICULARES ___________________________________________________________ 3

11 INFORMACIÓN TÉCNICA REQUERIDA___________________________________________________________3

11.1 Con la Propuesta ____________________________________________________________________________3

11.2 Después de la Formalización del Contrato _______________________________________________________ 3

12 CUESTIONARIO _____________________________________________________________________________ 4

12.1 Generalidades_______________________________________________________________________________ 4

12.2 Garantías de Funcionamiento __________________________________________________________________ 4


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ESPECIFICACIÓN

CFE 52000-93

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APÉNDICE A PRUEBA DE CORTO CIRCUITO___________________________________________________________ 6

APÉNDICE B PRUEBA DE INGRESO DE HUMEDAD_____________________________________________________ 10

APÉNDICE C PRUEBA DE ENVEJECIMIENTO CLIMÁTICO _______________________________________________ 13

TABLA 1 Características eléctricas de los apartarrayos conectados directa y permanentemente __________________ 5

TABLA 2 Características eléctricas de los apartarrayos con electrodos de descarga en serie _____________________ 5


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ESPECIFICACIÓN

CFE 52000-93

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1 OBJETIVO

Establece las características, pruebas, condiciones deoperación y requerimientos de compra que deben reunir losapartarrayos de líneas de transmisión de óxidos metálicos,

tipo intemperie, con envolvente polimérica, para líneas detransmisión de corriente alterna con tensiones nominales de115, 230 y 400 kV que utiliza la Comisión.

2 CAMPO DE APLICACIÓN

Estos apartarrayos se utilizan en líneas de transmisión, paraprevenir el flameo de los aisladores debido a sobretensionespor descargas atmosféricas y deben permitir lareenergización de la línea después de una falla eventual delapartarrayos.

3 NORMAS QUE SE APLICAN

NOM-008-SCFI-1993; Sistema General de Unidades deMedida.

IEC 60099-4-2001; Metal-oxide Surge Arresters WithoutGaps for a.c. Systems.

IEC 61109-1992; Composite Insulators for a.c. OverheadLines With Nominal Voltage Greater than 1000 V –Definitions, Tests Methods and Acceptance Criteria.

NRF-001-CFE-2001; Empaque, Embalaje, Embarque,Transporte, Descarga, Recepción, Manejo y Almacenamientode Bienes Adquiridos por CFE.

NRF-002-CFE-2001; Manuales Técnicos.

NRF-003-CFE-2001; Apartarrayos de Óxidos Metálicos paraSubestaciones.

CFE 52000-57-2000; Aisladores de Porcelana Tipo Poste.

NOTA: Debe tomarse en cuenta la edición en vigor o laúltima edición en la apertura de las propuestas de licitación,salvo que la Comisión indique otra cosa.

4 DEFINICIONES

Aplican las definiciones de la norma de referencia NRF-003-CFE, además de las siguientes.

4.1 Erosión por Descargas Eléctricas Superficiales(“Tracking”)

Degradación irreversible de la superficie de un material, por la formación de trayectorias conductivas carbonizadas.

4.2 Capacidad de Corto Circuito (Alivio de Presión)

Indica la capacidad de un apartarrayos para aguantar corrientes de falla sin explotar violentamente.

4.3 Clase de Descarga de Línea

Esta relacionada a la capacidad de absorción de energía queel apartarrayo soportará debido a los transitorios provocadospor la energización o reenergización de líneas y esta definida

por un número (indicado en la norma IEC 60099-4).

4.4 Tipos de Apartarrayos

Define la forma de conectarse a la línea y los tipos estánindicados en el inciso 5.1.1.

5 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONESGENERALES

5.1 Clasificación

5.1.1 Por su diseño

a) Conectados directa y permanentemente.b) Con electrodos de descarga en serie.

5.1.2 Por su nivel de contaminación

(Véase especificación CFE 52000-57).

a) Media.

b) Alta.

5.2 Características Eléctricas

5.2.1 Corriente nominal de descarga

(8 x 20 µs) : 10 kA

5.2.2 Características eléctricas operativas de losapartarrayos conectados directa ypermanentemente

De acuerdo con la tabla 1.

5.2.3 Características eléctricas operativas de losapartarrayos con electrodos de descarga enserie

De acuerdo con la tabla 2.

5.3 Características de Materiales

5.3.1 Envolvente

La envolvente utilizada debe ser polímero EPDM o hulesilicón. En zonas de contaminación media y alta debe ser hule silicón. Además deben cumplir con las pruebas que seindican en el capítulo 9 (control de calidad de estaespecificación).


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5.3.2 Herrajes y partes metálicas

Los herrajes para sujeción y conexión y las partes metálicas,deben ser de materiales resistentes a la corrosión por ambientes marino e industrial.

5.4 Características Físicas

La longitud de los apartarrayos incluyendo sus "gaps" yherrajes, debe ser como máximo la longitud vertical desde elpunto de fijación al conductor indicada en lasCaracterísticas Particulares.

5.5 Accesorios

5.5.1 Contador de descargas

Cuando se indique en las Características Particulares, losapartarrayos deben suministrarse con contador de descargasy los accesorios necesarios para su instalación.

5.5.2 Desconectador

Los apartarrayos conectados directa y permanentemente conla línea, deben suministrarse con un dispositivo que losdesconecte para que en caso de falla del apartarrayos, éstese desconecte automáticamente de tal forma que la línea sepueda reenergizar antes de que se retire el apartarrayosdañado.

5.5.3 Herrajes

El apartarrayos se debe suministrar con todos los herrajes ycables necesarios para su instalación en el lado línea y ellado tierra de una torre de transmisión, de acuerdo con lasCaracterísticas Particulares indicadas por la Comisión.

5.5.4 Anillos equipotenciales

Todos los apartarrayos del tipo permanentementeconectados para líneas de transmisión de 230 kV ymayores, debe incluir anillos equipotenciales. Para tensionesmenores de 230 kV se debe indicar en las CaracterísticasParticulares cuando así se requiera.

6 CONDICIONES DE OPERACIÓN

Deben operar satisfactoriamente bajo las siguientescondiciones normales de servicio:

- temperatura ambiente – 10 °C a + 40 °C

- frecuencia 58 a 62 Hz

7 MARCADO

Cada apartarrayos debe llevar una placa de acero inoxidableen forma legible y indeleble, con la siguiente información:

a) Tensión nominal (kV rcm).

b) Tensión de operación continua (kV rcm).

c) Corriente nominal de descarga (kA cresta).

d) Clase de descarga (según corresponda).

e) Nombre o logotipo del fabricante.

f) Año de fabricación.

g) Número de serie o lote de fabricación.

h) Número de catálogo.

8 EMPAQUE Y EMBARQUE

El equipo debe ser empacado de acuerdo a lo indicado en lanorma de referencia NRF-001-CFE y conforme a lo siguiente:

a) Cuando el apartarrayos lo permita, puedenempacarse varias unidades en una caja de cartón

o madera, siempre y cuando cada apartarrayossea a su vez empacado individualmente y que lamasa total de la caja no exceda a 100 kg.

b) En cada caja deben incluirse lista de su contenidoy manual técnico en español donde se indiquencomponentes que integran cada apartarrayos, suarmado y su instalación.

c) Cada caja debe marcarse en forma visible con lasiguiente información:

- la leyenda “apartarrayos para línea detransmisión”,

- número de unidades,- tensión nominal (kV rcm),

- tensión de operación continua (kV rcm),

- corriente nominal de descarga (kA cresta),

- clase de descarga (según corresponda),

- nombre o logotipo del fabricante,

- número de contrato,

- número de catálogo,

- destino y área,

- masa bruta (kg),

- volumen (m3),

- país de origen,

- siglas CFE,

- instrucciones de manejo y almacenamiento,

- año de fabricación.


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9 CONTROL DE CALIDAD

La Comisión representada por la Gerencia del LAPEM o lapersona física o moral que designe, debe verificar que losapartarrayos cumplen con las pruebas de prototipo, rutina y

aceptación contenidas en esta especificación.

9.1 Pruebas de Prototipo

Las pruebas de prototipo deben ser: prueba no. 6 de la tabla1 y pruebas 1), 2), 3), 4) y 8), de la sección 7.1 de la normaIEC 60099-4, además de las siguientes:

a) Prueba de corto circuito: en base al apéndice A.

b) Prueba de ingreso de humedad: en base alapéndice B.

c) Prueba de envejecimiento climático: en base alapéndice C.

9.2 Pruebas de Rutina

Deben ser las indicadas en la norma IEC 60099-4.

9.3 Pruebas de Aceptación

Deben ser las indicadas en la norma IEC 60099-4.

10 CARACTERÍSTICAS PARTICULARES

Para las Características Particulares que se tengan sedebe llenar el formato CPE-409 anexo a esta especificación.

11 INFORMACIÓN TÉCNICA REQUERIDA

11.1 Con la Propuesta

Las propuestas deben acompañarse de la siguientedocumentación:

a) Información técnica. Al menos la solicitada en elcapítulo 12 de esta especificación.

11.2 Después de la Formalización del Contrato

El proveedor se obliga a enviar al área operativa de laComisión los manuales técnicos por cada una de las partidas

del contrato, en forma impresa y por medio digital.


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12 CUESTIONARIO

12.1 Generalidades

El licitante debe cumplir con lo indicado en las bases de la licitación y contestar en su totalidad el siguiente cuestionario por cadauna de las partidas que proponga.

12.2 Garantías de Funcionamiento

a) Número de secciones del apartarrayos.

b) Clase.

c) Tensión de operación continua _________________ kVrcm

d) Tensión residual máxima al impulso de corriente escarpado 1 / 20 µs _______________ kVcresta

e) Tensión residual máxima al impulso de corriente por rayo 40 kA 8 / 20 µs _______________ kVcresta

f) Tensión residual máxima al impulso de corriente por maniobra 30 / 60 µs _______________ kVcresta

g) Capacidad de corto circuito mínima

- alta corriente _______________ kAcresta

- baja corriente __________________ Arcm

h) Tensión de aguante a la envolvente:

- impulso por rayo de 1,2 / 50 µs _______________ kVcresta

- impulso por maniobra de 250 / 2 500 µs _______________ kVcresta

- en húmedo a 60 Hz, 60 s _________________ kVrcmi) Para los apartarrayos con electrodos de descarga en serie:

- máxima tensión crítica de flameo al impulso de rayo _______________ kVcresta

- mínima tensión crítica de flameo al impulso de maniobra _______________ kVcresta

j) Distancia de fuga ___________________ mm

k) Nivel de contaminación ______________________

l) Altitud de operación _________________ msnm

m) Masa total del apartarrayos ____________________ kg

n) Tipo de contador de descargas (si aplica) ______________________

o) Tipo de desconectador (si aplica) ______________________

p) Longitud del apartarrayo incluyendo herrajes y accesorios _____________________ m


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TABLA 1- Características eléctricas de los apartarrayos conectados directa y permanentemente

Tensión residual

máximakVcrestaTensiónnominal delsistemaUn; kVrcm

Tensiónnominal delapartarrayos

Ur ; kVrcm

Tensión deoperacióncontinuaUc; kVrcm

a 40 kA8/20 µµµµs

a 2000 A30/60 µµµµs

Clase de

descargade líneamínima

(*)

Capacidad deC. C. mínimakAsimétricos

(+)

TOV mínimakV, 1s

96 76 285 220 1 o 2 105115

108 84 320 245 1 o 220

120

108 84 320 245 1 o 2 120138

120 98 367 275 1 o 220

133

132 106 398 303 1 o 2 145161

144 115 431 348 1 o 220

160

210 156 620 450 3 230230

230 156 680 490 331,5

250

330 267 970 695 3 360400360 267 1100 795 3

40400

(*) Referido a la norma IEC 60099-4

(+) Cuando el corto circuito de la línea requiera de mayor capacidad de los apartarrayos, se debe indicar en CaracterísticasParticulares.

NOTA: Estos apartarrayos deben suministrarse con un dispositivo que los desconecte para que en caso de falla del apartarrayos,éste se desconecte automáticamente de tal forma que la línea se pueda reenergizar antes de que se retire el apartarrayosdañado.

TABLA 2- Características eléctricas de los apartarrayos con electrodos de descarga en serie

Conjunto apartarrayos – electrodos de descarga Solo apartarrayos

Máxima tensión crítica deflameo al impulso de rayo

kVcresta

Mínima tensión críticade flameo al impulso de

maniobrakVcresta

Tensiónnominal del

sistemaUn; kVrcm

≤≤≤≤ 1 500 msnm > 1 500 msnm0 a 1 500

msnm> 1 500msnm

Clase de descarga delínea mínima

(*)

Capacidad deC C mínimakAsimétricos

(+)

115 515 575 226 251 1 o 2 31,5

138 618 690 276 304 1 o 2 31,5

161 722 805 322 354 1 o 2 31,5

230 984 1 093 450 500 3 31,5400 1 218 1 353 771 857 3 40

* Referido a la norma IEC 60099-4+ Cuando el corto circuito de la línea requiera de mayor capacidad de los apartarrayos, se debe indicar en las Características

Particulares.


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APÉNDICE A

PRUEBA DE CORTO CIRCUITO

A.1 Generalidades

El apartarrayos deben soportar la corriente de corto circuitosin explosión violenta y debe auto extinguirse cualquier fuegoproducido por el arco. Cada tipo de apartarrayos se prueba atres diferentes valores de corriente de corto circuito: una acorriente nominal y dos a corrientes reducidas. La prueba debaja corriente se utiliza para verificar la capacidad deldispositivo de alivio de presión (cuando se incluye) o delapartarrayos. Si el apartarrayos está equipado con algún otroarreglo como sustituto de un dispositivo de alivio de presión,este se incluirá en la prueba.

Para las corrientes nominales y reducidas, se aceptan tresmétodos para preparar las muestras de prueba. Para unapartarrayos sin dispositivo de alivio de presión el métodoconsiste en fallar previamente el apartarrayos con

sobretensión o utilizar un apartarrayos con un alambrefusible dentro de un barreno en los resistores.

Para la prueba de baja corriente sólo se utiliza el método defalla previa de la muestra.

La frecuencia para la prueba de corto circuito debe estar enel intervalo de 48 a 62 Hz.

A.2 Preparación de las Muestras a Probar

Para las pruebas de alta corriente las muestras serán lasección mecánica más grande con la tensión nominal mayor de cada diseño diferente del apartarrayos. Para la prueba debaja corriente la muestra puede ser una sección mecánica decualquier longitud con la tensión nominal mayor utilizadapara diseño diferente. Las muestras serán preparadas conmedios para conducir la corriente de corto circuito requerida.El método depende del diseño del apartarrayos y del nivel decorriente de corto circuito. Los requerimientos se muestranen la tabla A.1.

TABLA A.1- Método de preparación de apartarrayos paraconducir corriente de corto circuito

Corriente de corto circuitoPreparación del

apartarrayosCorriente de corto circuito

nominal Alambre fusible interno o

sobretensiónCorriente de corto circuito

reducido

Alambre fusible interno o

sobretensiónBaja corriente de cortocircuito

Sobretensión

La sobretensión para producir la falla previa en elapartarrayos deberá ser indicada por el fabricante y ser superior a la Uc. La tensión debe causar la falla delapartarrayos en 5 ± 3 minutos. La corriente de cortocircuito

de la fuente de tensión debe estar entre 1 y 30 A. Seconsidera que los resistores han fallado cuando la tensiónaplicada disminuye por abajo del 10 % de la tensiónaplicada.

El tiempo entre la falla previa y la corriente de corto circuitodebe ser menor a 15 minutos.

El alambre fusible interno debe cortocircuitar las partesactivas pasando a través de perforaciones hechasintencionalmente. El tamaño de los barrenos será de 5 mmaproximadamente. Se reportará la ubicación real del alambrefusible y debe estar entre el centro y un circulo que tenga unradio igual a la mitad del radio de los resistores de ZnO.

El material del alambre fusible debe ser tal que éste se fundadentro de los primeros 30 grados eléctricos después delinicio de la corriente de prueba.

De acuerdo a la tabla A.2 se requieren un total de cuatromuestras: una para la corriente nominal; dos para la corrientereducida y otra para baja corriente.

TABLA A.2 - Corrientes requeridas para pruebas decorto circuito en A

Corrientenominal de

corto circuito

Corrientes reducidasde corto circuito

Baja corrientede corto circuito

con una duraciónde 1s

40 000 25 000 12 000 600 ± 20031 500 12 000 6 000 600 ± 20020 000 12 000 6 000 600 ± 200

A.3 Montaje de la Muestra

Se montarán las muestras para simular las condiciones deinstalación. Para apartarrayos que van montados en bases,el arreglo se muestra en la figura A.1, donde se indica ladistancia a tierra de la plataforma aislante y los conductores.


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FIGURA A.1- Circuito de desconexión para el detenedor de la sobretensión con dispositivo de relevador de presión

FIGURA A.2- Circuito de desconexión para el detenedor de la sobretensión a través del dispositivo de relevador de presión


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Para apartarrayos que no van instalados en bases (por ejemplo. En postes) la muestra se monta en una estructurano metálica utilizando sus accesorios normales parainstalación de servicio. De existir alguna desviación, elapartarrayos será montado de acuerdo a recomendaciones

del fabricante. La terminal entre la base y el sensor decorriente será aislada al menos a 1 000 V. La terminalsuperior de la muestra estará adaptada con el ensamble dela base del mismo diseño de un apartarrayos o con lacubierta superior.

Para apartarrayos que se montan en bases, la base inferior estará montada sobre un soporte aislante a la misma alturade una envolvente circular o cuadrada. El soporte aislante yla envolvente se pondrán sobre una plataforma aislantecomo se muestra en la figura A.2. Para apartarrayos que novan en bases se aplica los mismos requerimientos a la parteinferior. La distancia de arco entre las terminales inferior ysuperior y cualquier otro objeto metálico (flotante oaterrizado), excepto para la base del apartarrayos estará al

menos a 1,6 veces la altura del apartarrayos a probar, perono menos de 0,9 m. La envolvente será de material nometálico y estar posesionada simétricamente con respecto aleje de la muestra de prueba. La altura de la envolvente seráde 40 cm ± 10 cm y su diámetro (o lado en el caso deenvolvente cuadradas) será de 1,8 m o el diámetro de lamuestra de prueba más dos veces la altura, el que resultemayor. No se permite que la envolvente se abra o se muevadurante la prueba.

Las muestras se montaran verticalmente a menos que seacuerde otra cosa entre el fabricante y CFE.

NOTA: La dirección de los conductores debe representar lacondición más desfavorable en campo para el apartarrayos. Se

propone que la dirección de las ventanas de ventilación (si lastiene) queden en la misma dirección que el cable dealimentación y en dirección opuesta a la del cable de tierra paraque el arco permanezca cerca del apartarrayos durante toda lacorriente de corto circuito, creando así la condición másdesfavorable con respecto al riesgo de fuego.

A.4 Evaluación de los Resultados

Se permite fallas estructurales de la muestra tan grandes queno haya una explosión violenta; ningún fragmento de lamuestra de prueba debe caer fuera de la envolvente, aexcepción de lo siguiente:

- se acepta que caigan fuera de la envolvente el

siguiente tipo de fragmentos:

. fragmentos de material cerámico, menor de10 g como el varistor,

. las cubiertas y diafragmas de los dispositivosde presión,

. partes blandas de material polimérico.

El apartarrayos debe ser capaz de auto extinguir cualquier flama dentro de los 2 minutos después de finalizada laprueba. Cualquier parte que se desprenda también debeauto extinguir cualquier flama dentro de esos dos minutos oun tiempo menor previo acuerdo entre la Comisión y el

fabricante.

NOTA: Si el apartarrayos visiblemente no tiene puntos deventilación después de la prueba, se deben extremar lasprecauciones ya que la envolvente puede quedar presurizada.

A.5 Pruebas de Alta Corriente

Se probará una muestra a la corriente nominal de cortocircuito seleccionada de la tabla A.2. Correspondiente adicha corriente nominal se probarán otras dos muestras acorriente reducida; una a la corriente inferior y otra a lacorriente mayor indicadas en la misma tabla. Las tresmuestras se prepararán de acuerdo con el inciso A.2 y semontarán de acuerdo con el inciso A.3.

Las pruebas se harán con un circuito de prueba monofásico,con una tensión de prueba a circuito abierto de 107 a 77 %de la tensión nominal del apartarrayos de prueba, como seindica en el inciso A.5.1. Sin embargo, se espera que laspruebas en apartarrayos de alta tensión tengan que hacerseen un laboratorio que no tenga la suficiente capacidad depotencia de corto circuito para llevar a cabo esas pruebas al77 % o más de la tensión nominal de la muestra de prueba.Por consiguiente, se dan procedimientos alternativos en losincisos A.5.2 y A.5.3 para hacer las pruebas de alta corrientea una tensión reducida o como una prueba compensada atensión reducida respectivamente. La duración total medidade la corriente de prueba que fluye a través del circuito seráigual o mayor a 0,2 s.

A.5.1 Pruebas de alta corriente a tensión plena(107 a 77 % de la nominal)

Primero se medirá la corriente prospectiva haciendo unaprueba con el apartarrayos cortocircuitado externamente por medio de un conductor de impedancia insignificante. Sepuede limitar la duración de tal prueba al mínimo requeridopara medir las componentes simétrica y cresta en la formade onda de la corriente prospectiva.

Para la corriente nominal de corto circuito, el valor pico delprimer medio ciclo de la corriente prospectiva debe ser almenos 2,5 veces el valor rcm de la componente simétrica dela corriente prospectiva. El siguiente valor rcm de lacomponente simétrica debe ser igual a la corriente nominalde corto circuito o mayor. El valor actual rcm de la corrienteprospectiva debe ser reportado como la corriente de pruebadel apartarrayos. Para las corrientes reducidas el valor rcmvariará no más del 10 % de los valores indicados en latabla A.2 y no hay requerimientos asimétricos en el primer pico.


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La relación X/R de la impedancia del circuito de prueba, sinel apartarrayos conectado, debe ser preferiblemente almenos 15, de ser menor la tensión de prueba puede ser incrementada o la impedancia puede ser reducida de talforma que para la corriente nominal de corto circuito, el valor

pico del primer medio ciclo de la corriente prospectiva esigual o mayor que 2,5 veces el nivel de corriente de pruebarequerido.

El valor actual pico de la corriente prospectiva, dividido por 2,5 debe reportarse como la corriente de prueba, aún cuandoel valor rcm de la componente simétrica de la corrienteprospectiva pueda ser mayor. Debido a la mayor corrienteprospectiva, la muestra del apartarrayos puede ser sometidaa servicio severo, y por lo tanto, las pruebas con una relaciónX/R menor que 15 deberán realizarse sólo con elconsentimiento del fabricante.

El puente sólido debe entonces ser removido y la muestradel apartarrayos debe probarse con los mismos parámetros

del circuito.

NOTA 1: La resistencia del arco dentro del apartarrayospuede reducir la componente simétrica rcm y el valor pico de lacorriente medida. Esto no invalida la prueba ya que la prueba seesta realizando con al menos la tensión nominal de servicio y elefecto en la corriente de prueba es el mismo que seexperimentaría durante una falla en servicio.

NOTA 2: Si la muestra ha sido prefallada por una fuente detensión constante y si el circuito que produce la corrienteasimétrica requerida resulta en un valor simétrico mayor alrequerido, la corriente puede ser reducida simétricamente, nomenos de 2,5 ciclos después de iniciada, al valor simétricorequerido.

A.5.2 Prueba a menos del 77 % de la tensión nominal

Cuando las pruebas se realizan con un circuito con tensiónmenor al 77 % de la nominal de la muestra, los parámetrosdel circuito de prueba deben ajustarse para que el valor rcmde la componente simétrica de la corriente de prueba actualdel apartarrayos sea igual o mayor al nivel de corriente deprueba del punto A.5. Para la corriente de corto circuitonominal, el valor pico de la corriente de prueba actual delapartarrayos en el primer medio ciclo debe ser al menos2,5 veces el nivel de corriente de prueba requerido. Para lascorrientes reducidas el valor rcm variará no más del 10 % delos valores indicados en la tabla A.2 y no hay requerimientosasimétricos en el primer pico.

La relación X/R de la impedancia del circuito de prueba, sinel apartarrayos conectado, debe ser preferiblemente almenos 15, de ser menor, la tensión de prueba se puedeincrementar o la impedancia se puede reducir de tal formaque, para la corriente de cortocircuito nominal el valor pico

del primer medio ciclo de la corriente prospectiva sea igual omayor que 2,5 veces el nivel de corriente requerido.

El valor pico actual de la corriente de prueba, dividido por 2,5se reportará como la corriente de prueba, aún y cuando elvalor rcm de la componente simétrica de la corriente deprueba pueda se mayor. Debido a la mayor corriente deprueba, la muestra del apartarrayos puede ser sometida a unservicio más severo y entonces, las pruebas a una relaciónX/R menor que 15 deberán realizarse sólo con elconsentimiento del fabricante.

NOTA: Si el circuito que produce la corriente asimétricaresulta en un valor simétrico mayor que el requerido, lacorriente puede reducirse al valor simétrico requerido, después

de iniciada, en no menos de 2,5 ciclos.

A.5.3 Pruebas de corto circuito de baja corriente

La prueba se realizará con cualquier circuito de prueba queproduzca una corriente en el apartarrayos de600 A ± 200 A rcm, medidos en aproximadamente 0,1 sdespués del inicio del flujo de corriente: La corriente fluirá por 1 s o hasta que ocurra el venteo para apartarrayos provistoscon dispositivos de alivio de presión.

Para el manejo de apartarrayos que no ventean, véase notafinal en A.4.


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ESPECIFICACIÓN

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APÉNDICE B

PRUEBA DE INGRESO DE HUMEDAD

La longitud de la muestra debería ser lo más grande posible.

Si la longitud es mayor a 800 mm, se puede tomar unasección mas corta, no menor de 800 mm ni tres veces eldiámetro exterior de la envolvente excluyendo el faldón.

B.1 Mediciones Iniciales

Antes de cualquier prueba, se realizarán secuencialmente lassiguientes mediciones:

- pérdidas (Watts). Medidas en un valor entre el80 y 100 % de la tensión de operación continua ya una temperatura ambiente de 20 ºC ± (-258 ºC),

- descargas parciales de acuerdo con el inciso 5.4de la norma IEC 60099-4,

- tensión residual a la corriente de descarganominal o a un valor menor como en la prueba deaceptación.

B.2 Preacondicionamiento

a) Preacondicionamiento por par en las terminales.

Es especificado por el fabricante y debe aplicarsea la muestra durante 30 s.

b) Preacondicionamiento termomecánico.

La prueba se debe realizar en aire.

El apartarrayos se somete a la carga máxima enflexión especificada por el fabricante en las cuatrodirecciones y con las variaciones térmicasindicadas en las figuras B.1 y B.2.

Si la muestra no tiene una simetría cilíndrica ladirección de la carga se debe seleccionar paraobtener el mayor esfuerzo mecánico.

Las variaciones térmicas consisten de ciclos de48 h de calentamiento y enfriamiento como sedescribe en la figura B.2. La temperatura en losperiodos frío y caliente debe mantenerse al menos

por 16 h.

La carga mecánica estática continua correspondeal momento de doblez máximo continuo definidopor el fabricante. Su dirección cambia cada 24 hcomo se indica en la figura B.2.

La prueba se puede interrumpir por mantenimiento, pero debe restablecerse en nomás de 4 h para que el ciclo sea válido.

De existir una deformación permanente desde la

condición inicial sin carga, ésta debe reportarse.

B.3 Prueba de Inmersión en Agua

B.3.1 El apartarrayos debe permanecer sumergidodurante 42 h en agua hirviendo desionizada,con 1 kg/m3 de NaCl (medida al inicio de laprueba)

NOTA: Si el fabricante establece que su material de selladono puede soportar la temperatura de ebullición por 42 h. Latemperatura del agua se puede reducir hasta 80 °C con unaduración mínima de 52 h y hasta 168 h previo acuerdo entre laComisión y el fabricante.

B.3.2 Después de la prueba del inciso B.3.1, elapartarrayos debe permanecer en el aguahasta que ésta se enfríe a aproximadamente50 °C y mantenerse a esta temperatura hastaque se realicen las pruebas de verificación.Para iniciar las pruebas de verificación debesacarse la muestra del agua y dejarse enfriar hasta temperatura ambiente y al llegar a estatemperatura las pruebas de verificación debenrealizarse dentro de las siguientes 8 h.

B.4 Pruebas de Verificación

- inspección visual: cualquier cambio debereportarse,

- pérdidas (Watts) medidas a la misma tensión queen el punto B.1: El incremento con respecto a lamedición inicial debe ser menor al 20 %, medida auna temperatura ambiente que no varíe más de(- 270 °C) con respecto a la inicial,

- descargas parciales: No debe exceder 10 pCmedidas a 1,05 veces la tensión de operacióncontinua,

- tensión residual a la misma corriente de descargautilizada en el inciso B.1: La desviación conrespecto a la tensión inicial no debe exceder el5 %. Los oscilogramas de tensión y corriente no

deben mostrar rompimiento.


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FIGURA B.1-Variación térmica del apartarrayo


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FIGURA B.2- Variación térmica del apartarrayo


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APÉNDICE C

PRUEBA DE ENVEJECIMIENTO CLIMÁTICO

C.1 Muestras

Esta prueba tiene una duración de 1 000 h bajo condicionesde niebla salina de acuerdo con el inciso C1a). Paracondiciones ambientales severas (radiación solar intensa,cambios de temperatura frecuentes con condensación,contaminación alta o muy alta de acuerdo con la normaIEC 60815) y previo acuerdo entre el fabricante y laComisión, se puede realizar una prueba de 5 000 h tal comose describe en el inciso C1b).

C1a) La prueba de 1 000 h (véase C.2.1) deberealizarse en la mayor sección eléctrica delapartarrayos con la mínima distancia de fugaespecífica y la mayor tensión nominalrecomendada por el fabricante para esa sección.

C1b) La prueba de 5 000 h (véase C.2.2) se realizaprevio acuerdo entre el fabricante y la Comisión.Se realiza en cualquier muestra prorrateada con lamenor distancia de fuga específica y la mayor tensión nominal recomendada por el fabricante (nomenor a 14 kV).

C.2 Procedimiento de Prueba

C.2.1 Prueba de 1 000 horas

Es una prueba continua bajo niebla salina a la tensión de

operación continua. La prueba se realiza en una cámaracerrada con una apertura de 80 cm2 para la salida natural dela niebla. La generación de la niebla debe ser constante yproducida por un atomizador o un humidificador.

La niebla debe llenar la cámara y no debe incidir directamente en la muestra bajo prueba. El agua paraproducir la niebla debe prepararse con NaCl y aguadesionizada. Se debe utilizar un transformador con unacapacidad tal que en las terminales de alta tensión, con unacorriente resistiva de 250 mArcm, debe producirse una caídamáxima del 5 % y debe tener una nivel de protección de1 Arcm.

La muestra de prueba debe limpiarse con agua desionizada

y probada en posición vertical. Para evitar distorsiones en elcampo eléctrico debe haber claros suficientes delapartarrayos con las paredes y el techo (proporcionado por elfabricante en las instrucciones de instalación).

Parámetros de prueba:

- duración 1 000 h

- flujo de salmuera 0,4 ± 0,1 l/h/m3

(litros/hora/m3 de lacámara)

- tamaño de la gota 5 µm a 10 µm

- temperatura 20 °C ± (-268 °C )

- salinidad del agua 1 kg/m3 a 10 kg/m3

El fabricante debe establecer la concentración inicial de lasalmuera. No se permite la recirculación de la salmuera.

Si ocurre más de un flameo se debe conservar la aplicaciónde la niebla salina (sin la aplicación de la tensión) hasta quese inicie el lavado del apartarrayos con agua corriente y sereinicia la prueba a una salinidad menor. Si de nuevo ocurremás de un flameo se repite este proceso.

Se permiten interrupciones de la niebla salina no mayor a15 minutos. Los tiempos de interrupción no se contabilizanen la duración de la prueba.

Deben registrarse el contenido de sal, número de flameos yduración de las interrupciones.

C.2.2 Prueba de 5 000 horas

Esta prueba consiste en aplicar, además de la tensión de

operación continua, varios esfuerzos en forma cíclica comosigue:

- radiación solar simulada,

- lluvia artificial,

- calor seco,

- calor húmedo (cerca de la saturación),

- alta humedad a temperatura ambiente (se debeobtener la saturación),

- niebla salina a baja concentración.

Se debe utilizar un transformador con una capacidad tal queen las terminales de alta tensión, con una corriente resistivade 250 mA rcm, debe producirse una caída máxima del 5 %y debe tener una nivel de protección de 1 A rcm.


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ESPECIFICACIÓN

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A continuación se muestra un ejemplo de ciclos de prueba:

Ejemplo 1:

- cada ciclo consta de 24 h y hay cambios cada 2 h,

- en los periodos sin humedad ni calor losapartarrayos están a temperatura ambiente (15 a25 °C) y una humedad relativa de 30 a 60 %,

- el incremento desde temperatura ambiente hasta50 °C debe tomar menos de 15 minutos,

- el tiempo para alcanzar la humedad relativa de95 % debe ser menor a 15 minutos, y menor a10 minutos adicionales para alcanzar 98 % dehumedad relativa,

- el ventilador debe detenerse durante elenfriamiento a 50 °C y 98 % de humedad relativay debe durar menos de 2 h.

C.3 Criterios de Evaluación

Se considera que el apartarrayos pasa la prueba si nopresenta “tracking”, si la erosión no penetra la capa externade la envolvente hasta alcanzar la siguiente capa, si losfaldones no están perforados, si la tensión de referenciamedida antes y después de la prueba no se ha reducido enmás del 5 % y si las descargas parciales antes y después dela prueba no son mayores a 10 pC.


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COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD

CARACTERÍSTICAS PARTICULARES PARA: APARTARRAYOS PARA LÍNEASDE TRANSMISIÓN DE CORRIENTE ALTERNA DE 115 A 400 kV

Correspondientes a la especificación CFE 52000-93 1 de 1

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C P E

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CARACTERÍSTICAS PARTICULARES

- Longitud vertical del punto de fijación en la estructura al conductor _____________________________ m

- Tensión nominal del apartarrayos __________________________ kVrcm

- Altitud de operación __________________________ msnm

- Corriente nominal de descarga al impulso por rayo diferente a 10 kA _____________________________ kA

- Contador de descargas Si __________ No __________

- Capacidad de C.C. mínima (simétrica) _____________________________ kA

- Calibre del cable de la línea ___________________________ kcm

- Conductores por fase _______________________________

52000-93 apartarrayos para líneas de transmisión de ca de 115 a 400 kv.pdf

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