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PROYECTO DE NORMA TCNICA COLOMBIANA NTC 4389 (Primera actualizacin) DE160/04

CONTENIDO

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0 INTRODUCCIN.............................................................................................................1 1. OBJETO............................................................................................................................ 2. REFERENCIAS NORMATIVAS ....................................................................................... 3. TRMINOS Y DEFINICIONES.......................................................................................... 4. IDENTIFICACIN Y CLASIFICACIN ............................................................................. 4.1 IDENTIFICACIN DE UN DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES ........................... 4.2 CLASIFICACIN DE LOS DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES ..................... 5. CARACTERSTICAS NOMINALES Y CONDICIONES DE SERVICIO ESTNDAR ....... 5.1 TENSIONES NOMINALES NORMALIZADAS ................................................................. 5.2 FRECUENCIAS NOMINALES NORMALIZADAS ............................................................ 5.3 CORRIENTES DE DESCARGA NOMINAL NORMALIZADA.......................................... 5.4 CONDICIONES DE SERVICIO ......................................................................................... 6. REQUISITOS..................................................................................................................... 6.1 RESISTENCIA O SOPORTE DEL AISLAMIENTO DE LA CARCASA DEL

DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES...................................................................... 6.2 TENSIN DE REFERENCIA ............................................................................................ 6.3 TENSIONES RESIDUALES.............................................................................................. 6.4 DESCARGAS PARCIALES INTERNAS ...................................................................... 6.5 TASA DE FUGA...........................................................................................................


Pgina 6.6 DISTRIBUCIN DE CORRIENTE EN UN DESCARGADOR DE

SOBRETENSIONES MULTICOLUMNAS ........................................................................ 6.7 ESTABILIDAD TRMICA ................................................................................................. 6.8 CAPACIDAD DE SOPORTAR IMPULSOS DE CORRIENTE DE LARGA DURACIN . 6.9 FUNCIONAMIENTO DE LOS DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES................. 6.10 CARACTERSTICAS DE TENSIN A FRECUENCIA INDUSTRIAL EN FUNCIN

DEL TIEMPO, DE UN DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES.................................. 6.11 CORTOCIRCUITO ....................................................................................................... 6.12 DISPOSITIVO DE DESCONEXIN .................................................................................. 6.13 REQUISITOS PARA EQUIPOS AUXILIARES TALES COMO LOS COMPONENTES

DE NIVELACIN............................................................................................................... 6.14 CARGAS MECNICAS ............................................................................................... 6.15 COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNTICA ............................................................... 6.16 FIN DE LA VIDA TIL ................................................................................................. 7. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO GENERAL ............................................................... 7.1 EQUIPO DE MEDICIN Y EXACTITUD ...................................................................... 7.2 MEDICIONES DE LA TENSIN DE REFERENCIA......................................................... 7.3 MUESTRAS DE ENSAYO ................................................................................................ 8. ENSAYOS TIPO (ENSAYOS DE DISEO) ...................................................................... 8.1 GENERALIDADES............................................................................................................ 8.2 ENSAYOS DE RESISTENCIA O SOPORTE DEL AISLAMIENTO EN LA CARCASA

DEL DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES ............................................................. 8.3 ENSAYOS DE TENSIN RESIDUAL............................................................................... 8.4 ENSAYO DE RESISTENCIA O SOPORTE AL IMPULSO DE CORRIENTE DE

LARGA DURACIN.....................................................................................................


Pgina 8.5 ENSAYOS DE FUNCIONAMIENTO ................................................................................. 8.6 ENSAYOS DE LOS DISPOSITIVOS DE DESCONEXIN / INDICADORES DE

FALLA DE LOS DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES.................................. 8.7 ENSAYOS BAJO CORTOCIRCUITO .......................................................................... 8.8 ENSAYOS DE DESCARGA PARCIAL INTERNA ....................................................... 8.9 ENSAYO DEL MOMENTO DE FLEXIN......................................................................... 8.10 ENSAYOS AMBIENTALES ......................................................................................... 8.11 ENSAYO DE LA TASA DE FUGA DEL SELLO .......................................................... 8.12 ENSAYO DE TENSIN DE RADIOINTERFERENCIA (RIV) ....................................... 9 ENSAYOS DE RUTINA Y DE ACEPTACIN.............................................................. 9.1 ENSAYOS DE RUTINA..................................................................................................... 9.2 ENSAYOS DE ACEPTACIN .......................................................................................... 10. REQUISITOS DE ENSAYO PARA DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES

CON CARCASA POLIMRICA ................................................................................... 10.1 GENERALIDADES ...................................................................................................... 10.1 GENERALIDADES ...................................................................................................... 10.2 DEFINICIONES............................................................................................................ 10.3 TRMINOS Y CLASIFICACIN ................................................................................. 10.4 IDENTIFICACIN Y CLASIFICACIN ........................................................................ 10.5 VALORES Y CONDICIONES DE SERVICIO ESTNDAR .......................................... 10.6 REQUISITOS ............................................................................................................... 10.7 PROCEDIMIENTO DE ENSAYO GENERAL ............................................................... 10.8 ENSAYOS TIPO (ENSAYOS DE DISEO) .................................................................


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11. REQUISITOS DE ENSAYO DE DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES CON CERRAMIENTO METLICO Y AISLAMIENTO GASEOSO (DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES TIPO GIS)..........................................

11.1 ALCANCE.................................................................................................................... 11.2 REFERENCIAS NORMATIVAS................................................................................... 11.3 TRMINOS Y DEFINICIONES..................................................................................... 11.4 IDENTIFICACIN Y CLASIFICACIN ........................................................................ 11.5 VALORES Y CONDICIONES DE SERVICIO NORMALIZADAS ................................. 11.6 REQUISITOS ............................................................................................................... 11.7 PROCEDIMIENTOS DE ENSAYO GENERALES ........................................................ 11.8 ENSAYOS TIPO (ENSAYOS DE DISEO) ................................................................. 11.9 ENSAYOS DE RUTINA ............................................................................................... 11.10 ENSAYO DESPUS DE LA INSTALACIN ............................................................... 12. DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES SEPARABLES Y DE FRENTE

MUERTO...................................................................................................................... 12.1 ALCANCE.................................................................................................................... 12.2 REFERENCIAS NORMATIVAS................................................................................... 12.3 TRMINOS Y DEFINICIONES..................................................................................... 12.4 IDENTIFICACIN Y CLASIFICACIN ........................................................................ 12.5 VALORES NOMINALES Y CONDICIONES DE SERVICIO NORMALIZADAS 12.6 REQUISITOS .................................................................................................................... 12.7 PROCEDIMIENTO DE ENSAYO GENERAL ............................................................... 12.8 ENSAYOS TIPO (ENSAYOS DE DISEO) ................................................................. 12.9 ENSAYOS DE RUTINA Y DE ACEPTACIN..............................................................


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13. DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES DE INMERSIN EN LQUIDO............ 13.1 ALCANCE.................................................................................................................... 13.2 REFERENCIAS NORMATIVAS................................................................................... 13.3 TRMINOS Y DEFINICIONES..................................................................................... 13.4 IDENTIFICACIN Y CLASIFICACIN ........................................................................ 13.5 VALORES NOMINALES Y CONDICIONES DE SERVICIO NORMALIZADAS ........... 13.6 REQUISITOS ............................................................................................................... 13.7 PROCEDIMIENTO DE ENSAYO GENERAL ............................................................... 13.8 ENSAYOS TIPO (ENSAYOS DE DISEO) ................................................................. 13.9 ENSAYOS DE RUTINA Y DE ACEPTACIN.............................................................. ANEXOS ANEXO A (Normativo) .................................................................................................................. CONDICIONES DE SERVICIO ANORMALES ANEXO B (Normativo) ............................................................................................................. ENSAYO PARA VERIFICAR LA EQUIVALENCIA TRMICA ENTRE EL DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES COMPLETO Y UNA SECCIN DE STE ANEXO C (Normativo) ............................................................................................................. REQUISITOS PARA DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES PARA TRABAJO PESADO, PARA UN INTERVALO DE TENSIN DE 1 kV A 52 kV ............................................ ANEXO D (Normativo) .................................................................................................................. PROCEDIMIENTO PARA VERIFICAR LAS CARACTERSTICAS DE TENSIN A FRECUENCIA INDUSTRIAL EN FUNCIN DEL TIEMPO, DE UN DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES ANEXO E....................................................................................................................................... (Informativo) GUA PARA LA SELECCIN DE LA CLASE DE DESCARGA DE LNEA


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ANEXO F ................................................................................................................................ (Normativo) ENSAYO DE CONTAMINACIN ARTIFICIAL CON RESPECTO AL ESFUERZO TRMICO DE LOS DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES DE XIDO METLICO MULTIUNIDADES CON CARCASA DE PORCELANA ANEXO G ..................................................................................................................................... (Informativo) INFORMACIN TPICA PRESENTADA CON SOLICITUDES Y PROPUESTAS ANEXO H ..................................................................................................................................... (Informativo) CIRCUITO TPICO PARA ENSAYO DE FUNCIONAMIENTO CON IMPULSOS DE ALTA CORRIENTE (VASE EL NUMERAL 8.5.4) ANEXO I ....................................................................................................................................... (Informativo) CIRCUITO TPICO PARA UN GENERADOR DE IMPULSOS CONSTANTES DISTRIBUIDOS PARA EL ENSAYO DE RESISTENCIA O SOPORTE AL IMPULSO DE CORRIENTE DE LARGA DURACIN (VASE EL NUMERAL 8.4) ANEXO J ...................................................................................................................................... (Informativo) TENSIONES RESIDUALES MXIMAS TPICAS ANEXO K ................................................................................................................................ (Informativo) PROCEDIMIENTO PARA EL ENSAYO DE ENVEJECIMIENTO LEY DE ARRHENIUS PROBLEMAS CON LAS TEMPERATURAS MS ALTAS ANEXO L................................................................................................................................. (Informativo) GUA PARA LA DETERMINACIN DE LA DISTRIBUCIN DE LA TENSIN A LO LARGO DE LOS DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES DE XIDO METLICO ANEXO M................................................................................................................................ (Normativo) CONSIDERACIONES MECNICAS ANEXO N ...................................................................................................................................... (Informativo) ENSAYOS DE CORTOCIRCUITO BIBLIOGRAFA.............................................................................................................................


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DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES (PARARRAYOS) DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES DE XIDO METLICO SIN ESPACIADORES (GAPS) PARA SISTEMAS DE CORRIENTE ALTERNA 0. INTRODUCCIN La presente norma presenta los criterios mnimos para los requisitos y ensayos de descargadores de sobretensiones (pararrayos) de xido metlico sin espaciadores que se van a utilizar en sistemas de potencia de corriente alterna. Los descargadores que se tratan en esta norma se aplican comnmente a instalaciones areas de frente energizado en lugar de descargadores con espaciadores de resistencia no lineal cubiertos en la NTC 2166 (IEC 60099-1). 1 OBJETO La presente norma se aplica a descargadores de sobretensiones (pararrayos) con resistores no lineales de xido metlico sin explosores destinados a limitar las sobretensiones en circuitos de potencia de corriente alterna. 2. REFERENCIAS NORMATIVAS Las siguientes normas son indispensables para la aplicacin de este documento. Para referencias fechadas slo se aplica la edicin citada. Para referencias no fechadas se aplica la ltima edicin del documento referenciado (incluida cualquier enmienda). NTC 3328:1999, Coordinacin de aislamiento. Definiciones, principios y reglas. (IEC 60071-1). NTC 3379:1999, Ensayos de contaminacin artificial en aisladores de alta tensin para sistemas de corriente alterna. (IEC 60507). NTC 3389:1999, Coordinacin de aislamiento. Gua de aplicacin. (IEC 60071-2). NTC 4335: 1998, Aisladores compuestos para lneas de corriente alterna con una tensin nominal de mas de 1000 V. Definiciones, mtodo de ensayo y criterios de aceptacin. (IEC 61109). NTC 4591:1999, Tcnicas de ensayo de alta tensin. Definiciones generales y requisitos de ensayo. (IEC 60060-1).


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GTC 56:1998, Gua para la seleccin de aisladores bajo condiciones de contaminacin. (IEC 60815). IEC 60060-2:1994, High Voltage Techniques - Part 2: Measuring Systems. IEC 60068-2-11:1981, Environmental Testing - Part 2: Tests - Test Ka: Salt Mist. IEC 60068-2-14:1994, Environmental Testing - Part 2: Tests - Test N: Change of Temperature. IEC 60068-2-42:2003, Environmental Testing - Part 2-42: Tests - Test Kc: Sulphur Dioxide Test for Contacts and Connections. IEC 60270:2000, High-Voltage Techniques - Partial Discharge Measures. IEC 61166:1993, High-Voltage Alternating Current Circuit-Breakers - Guide for Seismic Qualification of High-Voltage Alternating Current Circuit-Breakers. IEC 61330:1995, High Voltage/Low Voltage Prefabricated Substations. IEC 62271-200:2003, High-Voltage Switchgear and Controlgear - Part 200: A.C. Metal-Enclosed Switchgear and Controlgear for Rated Voltages Above 1 kV and up to and Including 52 kV. IEC 62271-203:2003, High-Voltage Switchgear and Controlgear - Part 203: gas-Insulated Metal-Enclosed Switchgear for Rated Voltages above 52 kV. CISPR 16-1:1999, Specification for Radio Disturbance and Immunity Measuring Apparatus and Methods - Part 1: Radio Disturbance and Immunity Measuring Apparatus. CISPR 18-2:1999, Radio Interference Characteristics of Overhead Power Lines and High-Voltage Equipment - Part 2: Methods of Measurement and Procedure for Determining Limits. 3. TRMINOS Y DEFINICIONES Para el propsito de esta norma se aplican las siguientes definiciones: 3.1 descargadores de sobretensiones (pararrayos) de xido metlico sin espaciadores (Metal-oxide surge arrester without gaps) descargadores que poseen resistores no lineales de xido metlico conectadas en serie o en paralelo sin explosores en serie o en paralelo. 3.2 resistor no lineal de xido metlico (Non-linear metal-oxide resistor) parte del descargador de sobretensiones (descargador de sobretensiones) que por su caracterstica de tensin no lineal contra corriente acta como una resistencia baja a las sobretensiones, limitando as la tensin a travs de los terminales del descargador de sobretensiones, y como una alta resistencia a tensin a frecuencia industrial normal.


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3.3 sistema de nivelacin interna de un descargador de sobretensiones (Internal grading system of an arrester) impedancias de nivelacin, en particular condensadores de nivelacin conectados en paralelo a un solo resistor no lineal de xido metlico o a un grupo de ellos, para controlar la distribucin de tensin a lo largo de la columna de resistores de xido metlico. 3.4 anillo nivelador de un descargador de sobretensiones (Grading ring of an arrester) parte metlica, generalmente circular, montada para modificar electrostticamente la distribucin de tensin a lo largo del descargador de sobretensiones. 3.5 seccin de un descargador de sobretensiones (Section of an arrester) parte completa de un descargador de sobretensiones ensamblada adecuadamente, necesaria para representar el comportamiento de un descargador de sobretensiones completo con respecto a un ensayo particular. NOTA Una seccin de un descargador de sobretensiones no es necesariamente una unidad de descargador de sobretensiones. 3.6 unidad de descargador de sobretensiones (Unit of an arrester) parte de un descargador de sobretensiones completamente bajo cubierta, que se puede conectar en serie y/o en paralelo con otras unidades, para construir un descargador de sobretensiones con caractersticas nominales de tensin y/o corriente ms altas. NOTA Una unidad de descargador de sobretensiones no es necesariamente una seccin de un descargador de sobretensiones. 3.7 dispositivo de alivio de presin de un descargador de sobretensiones (Pressure-relief device of an arrester) medio para aliviar la presin interna de un descargador de sobretensiones y evitar la ruptura violenta de la carcasa luego del paso prolongado de corriente de falla o flameo interno del descargador de sobretensiones. 3.8 tensin nominal de un descargador de sobretensiones (Rated voltaje of an arrester) (Ur) el valor eficaz mximo permisible de la tensin a frecuencia industrial entre sus terminales al cual est diseado el descargador de sobretensiones para operar correctamente bajo condiciones de sobretensin temporal como se establece en los ensayos de funcionamiento (vase el numeral 8.5). NOTA 1 La tensin nominal se usa como un parmetro de referencia para la especificacin de las caractersticas de funcionamiento. NOTA 2. La tensin nominal como se define en este documento es la tensin a frecuencia industrial de 10 s usada en el ensayo de funcionamiento, despus de los ensayos de impulsos de alta corriente o de larga duracin. Los ensayos usados para determinar la tensin nominal en la NTC 2166 (IEC 60099-1), al igual que algunas normas nacionales, implican la aplicacin de impulsos repetitivos a la corriente nominal mientras se aplica tensin a frecuencia industrial. Se llama la atencin sobre el hecho de que estos dos mtodos usados para definir los valores


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nominales no necesariamente producen valores equivalentes (se encuentra en estudio una decisin con respecto a esta discrepancia). 3.9 tensin de operacin continua de un descargador de sobretensiones (Continuous operating voltage of an arrester) (Uc) el valor eficaz permisible especificado de la tensin a frecuencia industrial que se puede aplicar continuamente entre los terminales del descargador de sobretensiones, de acuerdo con el numeral 8.5. 3.10 frecuencia nominal de un descargador de sobretensiones (Rated frequency of an arrester) la frecuencia del sistema de potencia para la cual el descargador de sobretensiones est previsto. 3.11 descarga disruptiva (Disruptive discharge) los fenmenos asociados con la falla del aislamiento bajo esfuerzo elctrico, que incluyen una cada de tensin y el paso de corriente. NOTA 1 El trmino se aplica a perforaciones elctricas en dielctricos slidos, lquidos y gaseosos y combinaciones de ellos. NOTA 2. Una descarga disruptiva en un dielctrico slido produce la prdida permanente de rigidez dielctrica. En un dielctrico lquido o gaseoso la prdida puede ser solamente temporal. 3.12 perforacin (rompimiento) (Puncture) (Breakdown) descarga disruptiva a travs de una superficie slida. 3.13 flameo (Flashover) descarga disruptiva sobre una superficie slida. 3.14 impulso (Impulse) onda de tensin o corriente unidireccional que sin oscilaciones apreciables se eleva rpidamente a un valor mximo y cae hasta cero, usualmente menos rpido, con pequeos cambios, si los hay, de polaridad. NOTA Los parmetros que definen un impulso de tensin o corriente son polaridad, valor pico, tiempo de frente y duracin hasta la mitad del valor sobre la cola. 3.15 designacin de la forma de un impulso (Designation of an impulse shape) combinacin de dos nmeros, en la que el primero representa el tiempo de frente virtual (T1) y el segundo el tiempo virtual hasta la mitad del valor sobre la cola (T2).


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NOTA Se representa como T1/T2, ambos en microsegundos. El signo "/" no tiene significado matemtico. 3.16 impulso de corriente de frente escarpado impulso de corriente con un tiempo de frente virtual de 1 ms con lmites en el ajuste del equipo de manera que los valores medidos estn entre 0,9 ms a 1,1 ms. El tiempo virtual hasta la mitad del valor sobre la cola no debe ser mayor de 20 ms. NOTA. El tiempo hasta la mitad del valor sobre la cola no es crtico y puede tener cualquier tolerancia durante los ensayos tipo de tensin residual (vase el numeral 8.3). 3.17 impulso de corriente tipo rayo (Lightning current impulse) impulso de corriente de 8/20 con lmites en el ajuste del equipo, tal que los valores medidos se encuentran entre 7 ms a 9 ms para el tiempo de frente virtual y de 18 ms a 22 ms para el tiempo hasta la mitad del valor sobre la cola. NOTA. El tiempo hasta la mitad del valor sobre la cola no es crtico y puede tener cualquier tolerancia durante los ensayos tipo de tensin residual (vase el numeral 8.3). 3.18 impulso de corriente de larga duracin (Long-duration current impulse) impulso rectangular que sube rpidamente hasta el valor mximo, permanece esencialmente constante durante un perodo especificado y luego cae rpidamente a cero. NOTA Los parmetros que definen un impulso rectangular son polaridad, valor pico, duracin virtual del pico y duracin virtual total. 3.19 valor pico (cresta) de un impulso (Peak (crest) value of an impulse) valor mximo de un impulso de tensin o corriente. NOTA Las oscilaciones superpuestas se pueden ignorar. Vanse los numerales 8.4.2 c y 8.5.4.2 e. 3.20 frente de un impulso (Front of an impulse) parte de un impulso que ocurre antes del pico. 3.21 cola de un impulso (Tail of an impulse) parte de un impulso que ocurre despus del pico. 3.22 origen virtual de un impulso (Virtual origin of an impulse) punto en una grfica de tensin o corriente contra tiempo determinado por la interseccin entre el eje de tiempo a tensin o corriente cero y la lnea recta trazada a travs de los dos puntos de referencia en el frente del impulso. NOTA 1 Para impulsos de corriente los puntos de referencia deben ser 10 % y 90 % del valor pico.


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NOTA 2 Esta definicin se aplica solamente cuando las escalas tanto de las ordenadas como de las abscisas son lineales. NOTA 3 Si se presentan oscilaciones en el frente, los puntos de referencia al 10 % y 90 % deberan tomarse sobre la curva media trazada a travs de las oscilaciones. 3.23 tiempo de frente virtual de un impulso de corriente (Virtual front time of a current impulse) (T1) tiempo en microsegundos igual a 1,25 multiplicado por el tiempo en microsegundos para que la corriente aumente del 10 % al 90 % de su valor pico. NOTA Si se presentan oscilaciones en el frente, los puntos de referencia al 10 % y 90 % se deben tomar en la curva media trazada a travs de las oscilaciones. 3.24 pendiente virtual del frente de un impulso (Virtual steepness of the front of an impulse) cociente del valor pico y el tiempo de frente virtual de un impulso. 3.25 tiempo virtual hasta la mitad del valor sobre la cola de un impulso (Virtual time to half-value on the tail of an impulse) T2 intervalo de tiempo entre el origen virtual y el instante en que la tensin o corriente han descendido a la mitad de su valor pico. Este tiempo se expresa en microsegundos. 3.26 duracin virtual del pico de un impulso rectangular (Virtual duration of the peak of a rectangular impulse) tiempo durante el cual la amplitud del impulso es mayor que el 90 % de su valor pico. 3.27 duracin total virtual de un impulso rectangular (Virtual total duration of a rectangular impulse) tiempo durante el cual la amplitud del impulso es mayor que el 10 % de su valor pico. NOTA Si se presentan oscilaciones pequeas en el frente, se debe trazar una curva media para determinar el tiempo en el cual se alcanza el valor del 10 % 3.28 valor pico (cresta) de polaridad opuesta de un impulso (Peak (crest) value of opposite polarity of an impulse) la amplitud mxima de polaridad opuesta alcanzada por un impulso de corriente o tensin cuando oscila alrededor de cero antes de alcanzar un valor de cero permanente. 3.29 corriente de descarga de un descargador de sobretensiones (Discharge current of an arrester) impulso de corriente que fluye a travs del descargador de sobretensiones.


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3.30 corriente de descarga nominal de un descargador de sobretensiones (Nominal discharge current of an arrester) (In) valor pico de un impulso de corriente tipo rayo (vase el numeral 3.17) que se usa para clasificar un descargador de sobretensiones. 3.31 impulso de alta corriente de un descargador de sobretensiones (High current impulse of an arrester) valor pico de la corriente de descarga de forma de onda de 4/10, que se va a usar para determinar la estabilidad del descargador de sobretensiones a las descargas directas de los rayos. 3.32 impulso de corriente tipo maniobra, de un descargador de sobretensiones (Switching current impulse of an arrester) valor pico de la descarga de corriente con un tiempo de frente virtual mayor de 30 ms pero menor de 100 ms, y un tiempo virtual hasta la mitad del valor sobre la cola de aproximadamente el doble del tiempo de frente virtual. 3.33 corriente continua de un descargador de sobretensiones (Continuous current of an arrester) corriente que fluye a travs del descargador de sobretensiones cuando est energizado a la tensin de operacin continua. NOTA 1 La corriente continua, que consta de un componente resistivo y uno capacitivo, puede variar con la temperatura, la capacitancia parsita y los efectos de la contaminacin externa. La corriente continua de una muestra de ensayo puede, por lo tanto, no ser la misma que la corriente continua de un descargador de sobretensiones completo. NOTA 2 La corriente continua, para propsitos de comparacin, se expresa ya sea en valor eficaz o valor pico. 3.34 corriente de referencia de un descargador de sobretensiones (Reference current of an arrester) valor pico (el valor pico mayor de las dos polaridades si la corriente es asimtrica) del componente resistivo de una corriente a frecuencia industrial usada para determinar la tensin de referencia del descargador de sobretensiones. NOTA 1 La corriente de referencia ser lo suficientemente alta para hacer insignificantes los efectos de las capacitancias parsitas a la tensin de referencia medida de las unidades de descargador de sobretensiones (con un sistema de nivelacin designado) y debe ser especificada por el fabricante. NOTA 2 Dependiendo de la corriente de descarga nominal y/o la clase de descarga de lnea del descargador de sobretensiones, la corriente de referencia debe estar tpicamente dentro del intervalo de 0,05 mA a 1,0 mA por centmetro cuadrado del rea del disco para descargador de sobretensiones de una sola columna. 3.35 tensin de referencia de un descargador de sobretensiones (Reference voltage of an arrester) (Uref) valor pico de la tensin a frecuencia nominal dividido por 2 que se aplica al descargador de sobretensiones para obtener la corriente de referencia.


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NOTA 1 La tensin de referencia de un descargador de sobretensiones multiunidades es la suma de las tensiones de referencia de las unidades individuales. NOTA 2 La medicin de la tensin de referencia es necesaria para la seleccin de una muestra de ensayo correcta en el ensayo de funcionamiento (vase el numeral 8.5). 3.36 tensin residual de un descargador de sobretensiones (Residual voltage of an arrester) (Ures) valor pico de la tensin que aparece entre los terminales de un descargador de sobretensiones durante el paso de la corriente de descarga. NOTA En algunos pases se usa la expresin "voltaje de descarga". 3.37 caracterstica de tensin no disruptiva de un descargador de sobretensiones a frecuencia industrial en funcin del tiempo (Power frequency withstand voltage versus time characteristic of an arrester) esta tensin de resistencia a la frecuencia industrial en funcin del tiempo presenta las mximas duraciones de tiempo para las cuales se pueden aplicar a los descargadores de sobretensiones las tensiones a frecuencia industrial correspondientes, sin causar dao o inestabilidad trmica, bajo las condiciones especificadas de acuerdo con el numeral 6.10. 3.38 corriente esperada de un circuito (Prospective current of a circuit) corriente que fluira en un sitio dado en un circuito si se estableciera un cortocircuito en ese punto por medio de una conexin de impedancia insignificante. 3.39 caractersticas de proteccin de un descargador de sobretensiones (Protective characteristics of an arrester) combinacin de las siguientes caractersticas:

a) Tensin residual para impulso de corriente de frente escarpado de acuerdo con el

numeral 8.3.1. b) La tensin residual en funcin de la corriente de descarga para los impulsos tipo

rayo segn el numeral 8.3.2.

NOTA 1 El nivel de proteccin para impulso tipo rayo de un descargador de sobretensiones es la tensin residual mxima para la corriente de descarga nominal.

c) Tensin residual para impulso tipo maniobra de acuerdo con el numeral 8.3.3.

NOTA 2 El nivel de proteccin para los impulsos tipo maniobra es la tensin residual mxima a las corrientes de impulso tipo maniobra especificadas.

3.40 avalancha trmica de un descargador de sobretensiones (Thermal runaway of an arrester) situacin en la que la prdida de potencia sostenida de un descargador de sobretensiones excede la capacidad de disipacin trmica de la carcasa y las conexiones, lo que conduce a un aumento acumulativo de la temperatura de los elementos resistivos que termina en falla.


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3.41 estabilidad trmica de un descargador de sobretensiones (Thermal stability of an arrester) un descargador de sobretensiones es trmicamente estable si despus del funcionamiento que haya causado elevacin de temperatura, la temperatura de los elementos resistivos disminuye con el tiempo cuando el descargador de sobretensiones es energizado a una tensin de funcionamiento continua especificada y en condiciones ambientales especificadas. 3.42 dispositivo de desconexin del descargador de sobretensiones (Arrester disconnector) dispositivo para desconectar un descargador de sobretensiones del sistema en el caso de falla del descargador de sobretensiones, para evitar falla permanente en el sistema y para indicar en forma visible el descargador de sobretensiones defectuoso. NOTA El despeje de la corriente de falla a travs del descargador de sobretensiones durante la desconexin generalmente no depende del dispositivo. 3.43 ensayos tipo (ensayos de diseo) Type tests (design tests) ensayos realizados al terminar el desarrollo del diseo de un nuevo descargador de sobretensiones, para determinar el desempeo representativo y para demostrar la conformidad con la norma pertinente. NOTA Una vez realizados, los ensayos no necesitan ser repetidos a menos que el diseo haya cambiado como para modificar su desempeo. En este caso, slo se necesita repetir los ensayos pertinentes. 3.44 ensayos de rutina (Routine tests) ensayos realizados sobre cada descargador de sobretensiones, o sobre partes o materiales de ste, para asegurar que el producto cumple las especificaciones de diseo. 3.45 ensayos de aceptacin ensayos realizados sobre descargadores de sobretensiones o muestras representativas despus de que se la llegado a un acuerdo entre el fabricante y el comprador. 3.46 carcasa y aletas (Housing and sheds) 3.46.1 carcasa (Hosing) parte aisladora externa de un descargador de sobretensiones, que suministra la distancia de fuga necesaria y protege las partes internas de las condiciones ambientales. NOTA Una carcasa puede constar de varias partes que proporcionan resistencia mecnica y proteccin contra el ambiente.


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3.46.2 aleta (Shed) parte aisladora que se proyecta desde la carcasa, cuyo propsito es incrementar la distancia de fuga. 3.47 descargador de sobretensiones con carcasa polimrica (Polymer housed surge arrester) NOTA Vase la definicin del numeral 3.60. 3.48 indicador de falla (Failure indicator) dispositivo cuyo propsito es brindar una indicacin de la falla del descargador de sobretensiones, y no desconecta el descargador de sobretensiones del sistema. 3.49 unidad elctrica (Electrical unit) parte del descargador de sobretensiones en la cual cada extremo de la unidad termina en un electrodo que est expuesto al ambiente externo. NOTA Una unidad elctrica es idntica a una unidad de descargador de sobretensiones, como se define en el numeral 3.6. 3.50 unidad mecnica (Mechanical unit) parte de un descargador de sobretensiones en la cual a los resistores dentro de la unidad se les restringe mecnicamente el movimiento en direccin axial. 3.51 descargador de sobretensiones con cerramiento metlico y aislamiento gaseoso (descargador de sobretensiones GIS) (Gas-insulated metal enclosed surge arrester) (GIS-arrester) descargador de sobretensiones de xido metlico, con cerramiento metlico y con aislamiento gaseoso, sin explosores en serie o paralelos, llenos con gas diferente al aire. NOTA 1 Normalmente, la presin del gas es superior a 1 bar = 105 Pa. NOTA 2 Un descargador de sobretensiones usado en un panel de maniobras con aislamiento gaseoso. 3.52 descargador de sobretensiones separable (Arrester - separable type) descargador de sobretensiones ensamblado en una carcasa aislada o blindada que brinda aislamiento del sistema, previsto para instalacin en un cerramiento para la proteccin del equipo y los sistemas de distribucin. La conexin elctrica se puede hacer con un contacto deslizante o con dispositivos atornillados; sin embargo, todos los descargadores de sobretensiones separables son descargadores de sobretensiones sin carga. NOTA El uso de descargadores de sobretensiones separables es comn en Europa.


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3.53 descargador de sobretensiones de frente muerto (Dead-front arrester) descargador de sobretensiones ensamblado en una carcasa apantallada que brinda aislamiento del sistema y blindaje para conexin a tierra, para instalar en un cerramiento para la proteccin del equipo y los circuitos de distribucin montados sobre soporte y subterrneos. NOTA 1 La mayora de descargadores de sobretensiones de frente muerto son descargadores de sobretensiones con carga. NOTA 2 El uso de descargadores de sobretensiones de frente muerto es comn en Estados Unidos. 3.54 descargador de sobretensiones sin carga (Dead-break arrester) descargador de sobretensiones que se puede conectar y desconectar del circuito nicamente cuando ste est desenergizado. 3.55 descargador de sobretensiones con carga (Load-break arrester) descargador de sobretensiones que se puede conectar y desconectar cuando el circuito est energizado. 3.56 descargador de sobretensiones de inmersin en lquido (Liquid-immersed arrester) descargador de sobretensiones diseado para ser sumergido en un lquido aislante. 3.57 corriente nominal de falla en circuito abierto para descargadores de sobretensiones de inmersin en lquido (Fail-open current rating for liquid-immersed arrester) nivel de corriente de falla sobre el cual se declara que el descargador de sobretensiones establecer un circuito abierto despus de la falla. 3.58 corriente nominal de falla en cortocircuito para descargadores de sobretensiones de inmersin en lquido (Fail-short current rating for liquid immersed arrester) nivel de corriente de falla por debajo del cual se declara que el descargador de sobretensiones establecer un cortocircuito despus de la falla. NOTA Las definiciones 3.57 y 3.58 son preliminares y pueden ser reemplazadas por definiciones ms generales. 3.59 descargador de sobretensiones con carcasa de porcelana (Porcelain-housed arrester) descargador de sobretensiones que usa la porcelana como material para la carcasa, con accesorios y sistemas de sellado.


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3.60 descargador de sobretensiones con carcasa polimrica (Polymer housed arrester) descargador de sobretensiones que usa materiales polimricos y compuestos para la carcasa, con accesorios. NOTA. Son posibles los diseos con un volumen de gas interno. El sellado se puede lograr con el material polimrico mismo o con un sistema de sellado separado. 3.61 momento de flexin (Bending moment) fuerza horizontal que acta sobre la carcasa del descargador de sobretensiones, multiplicada por la distancia vertical entre la base de montaje (nivel inferior de la brida) de la carcasa del descargador de sobretensiones y el punto de aplicacin de la fuerza. 3.62 fuerza en la lnea terminal (Terminal line force) fuerza perpendicular al eje longitudinal del descargador de sobretensiones medida en la lnea central del descargador de sobretensiones. 3.63 carga de torsin (Torsional loading) cada una de las fuerzas horizontales aplicadas en la parte superior de la carcasa de un descargador de sobretensiones instalado en posicin vertical, que no se aplican al eje longitudinal del descargador de sobretensiones. 3.64 carga de ruptura (Breaking load) fuerza perpendicular al eje longitudinal de un descargador de sobretensiones con carcasa de porcelana, que produce falla mecnica de dicha carcasa. 3.65 lmite de deterioro (Damage limit) valor ms bajo de una fuerza perpendicular al eje longitudinal de un descargador de sobretensiones con carcasa polimrica, que produce falla mecnica de dicha carcasa. 3.66 carga mxima admisible en servicio (MPSL) (Maximum permissible service load) (MPSL) la mayor fuerza perpendicular al eje longitudinal de un descargador de sobretensiones con carcasa polimrica, que se puede aplicar durante el servicio sin causar dao mecnico al descargador de sobretensiones. 3.67 carga dinmica mxima admisible en servicio (MPDSL) Maximum permissible dynamic service load (MPDSL) m,xima fuerza perpendicular al eje longitudinal de un descargador de sobretensiones con carcasa de porcelana, que se puede aplicar durante el servicio en periodos cortos (por ejemplo, fuerzas debidas a corrientes en cortocircuito, esfuerzo ssmico) sin causar dao mecnico al descargador de sobretensiones.


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3.68 carga esttica admisible en servicio (PSSL) (Permissible static service load) fuerza perpendicular al eje longitudinal de un descargador de sobretensiones con carcasa de porcelana, que se puede aplicar de forma continua durante el servicio sin causar dao mecnico al descargador de sobretensiones. 3.69 partes internas (Internal parts) elementos resistores de xido metlico con su estructura de soporte. 3.70 sello (hermeticidad al gas y al agua) (Seal (gas/watertightness)) capacidad de un descargador de sobretensiones para evitar el ingreso de sustancias que afecten el comportamiento elctrico y/o mecnico del descargador de sobretensiones. 4. IDENTIFICACIN Y CLASIFICACIN 4.1 IDENTIFICACIN DE UN DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES Los descargadores de sobretensiones de xido metlico se deben identificar con la siguiente informacin mnima, que debe aparecer en una placa colocada en forma permanente sobre el descargador de sobretensiones:

- Tensin de operacin continua - Tensin nominal - Frecuencia nominal, si es diferente de las frecuencias normales (vase el

numeral 5.2). - Corriente de descarga nominal - Corriente nominal de resistencia o soporte de corto circuito en kiloamperios (kA).

Para descargadores de sobretensiones en los cuales no se declara servicio nominal en cortocircuito, se debe indicar el smbolo -.

- el nombre o marca registrada del fabricante, tipo e identificacin del descargador

de sobretensiones completo. - identificacin de la posicin de ensamble de la unidad (solamente para

descargadores de sobretensiones multiunidades) - ao de fabricacin - nmero de serie (al menos para descargadores de sobretensiones con tensin

nominal superior a 60 kV).


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NOTA Si hay suficiente espacio en la placa, tambin debera contener:

- Clase de descarga de lnea o tipo de trabajo del descargador de sobretensiones. (vase el Anexo C) - Nivel de resistencia a la contaminacin del cerramiento (vase la GTC 56 (IEC 60815)).

4.2 CLASIFICACIN DE LOS DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES Los descargadores de sobretensiones se clasifican por sus corrientes de descarga nominal estndar, y deben cumplir como mnimo con los requisitos de ensayo y caractersticas de desempeo especificadas en la Tabla 3. NOTA Para los descargadores de sobretensiones de 10 000 A y 20 000 A existen cinco tipos diferenciados por la amplitud y duracin de la corriente de larga duracin que son capaces de soportar (vase la Tabla 5).

Tabla 1. Clasificacin de los descargadores de sobretensiones Corriente de descarga nominal estndara

20 000 A 10 000 A 5 000 A 2 500 A 1 500 A

Tensin nominal Ur (kVrms)

360 < Ur 756 3 Ur 360 Ur 132 Ur 36 b

a En algunos pases es habitual clasificar los descargadores de sobretensiones como sigue: - descargador de sobretensiones tipo estacin para 10 000 A y 20 000 A - intermedio o de distribucin para descargadores de sobretensiones de 5 000 A - secundario para descargadores de sobretensiones de 1 500 A b Este intervalo de baja tensin se encuentra en estudio. 5. CARACTERSTICAS NOMINALES Y CONDICIONES DE SERVICIO ESTNDAR 5.1 TENSIONES NOMINALES NORMALIZADAS Los valores normalizados de las tensiones nominales para descargadores de sobretensiones (en kilovoltios, valor eficaz) se especifican en la Tabla 2 en incrementos de tensin iguales dentro de los intervalos de tensin especificados:

Tabla 2. Incrementos de tensiones nominales

Intervalo de tensin nominal (kV valor eficaz)

Incrementos de tensin nominal (kV valor eficaz)

< 3

3 - 30 30 - 54 54 - 96 96 - 288

288 - 396 396 - 756

en estudio

1 3 6 12 18 24

NOTA Se pueden aceptar otros valores de tensin nominal siempre y cuando sean mltiplos de 6.


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5.2 FRECUENCIAS NOMINALES NORMALIZADAS Las frecuencias nominales normalizadas son 50 Hz y 60 Hz. 5.3 CORRIENTES DE DESCARGA NOMINAL NORMALIZADA Las corrientes de descarga nominal normalizada 8/20 son: 20 000 A, 10 000 A, 5 000 A, 2 500 A y 1 500 A (vase el numeral 3.30). 5.4 CONDICIONES DE SERVICIO 5.4.1 Condiciones de servicio normales Los descargadores de sobretensiones que cumplen con esta norma deben ser adecuados para funcionamiento normal bajo las siguientes condiciones de servicio:

a) Temperatura ambiente del aire en el intervalo de -40 C a + 40 C. b) Radiacin solar.

NOTA Los efectos de la radiacin solar mxima (1,1 kW/m2) se han tenido en cuenta mediante precalentamiento del espcimen de ensayo en los ensayos tipo. Si hay otras fuentes trmicas cerca del descargador de sobretensiones, la aplicacin de ste debera estar sometida a acuerdo entre el fabricante y el comprador.

c) Altura mxima de 1 000 m. d) Frecuencia de la fuente de alimentacin en corriente alterna comprendida entre

48 Hz y 62 Hz. e) La tensin a frecuencia industrial aplicada continuamente entre los terminales del

descargador de sobretensiones no debe exceder su tensin de funcionamiento continuo.

f) Condiciones mecnicas (en estudio). g) Condiciones de contaminacin (no es requisito en este momento). h) Velocidades del viento 34 m/s. i) Instalacin vertical.

5.4.2 Condiciones de servicio anormales Los descargadores de sobretensiones sometidos a aplicaciones o condiciones de servicio diferentes de los normales pueden requerir consideracin especial en cuanto a diseo, fabricacin o aplicacin. El uso de esta norma en caso de condiciones de servicio anormales est sujeto a acuerdo entre el fabricante y el comprador. En el Anexo A se presenta una lista de posibles condiciones de servicio anormales.


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6. REQUISITOS 6.1 RESISTENCIA O SOPORTE DEL AISLAMIENTO DE LA CARCASA DEL

DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES La carcasa del descargador de sobretensiones debe soportar las siguientes tensiones cuando se ensaye de acuerdo con el numeral 7.2:

- El nivel de proteccin al impulso tipo rayo de los descargadores de sobretensiones (vase el numeral 3.39) multiplicado por 1,3.

NOTA 1 El factor de 1,3 cubre las variaciones en las condiciones atmosfricas y condiciones de descarga superiores a la nominal.

- Para descargadores de sobretensiones de 10 000 A y 20 000 A con tensiones

nominales de 200 kV y superiores, el nivel de proteccin al impulso tipo maniobra del descargador de sobretensiones (vase el numeral 3.39) multiplicado por 1,25.

NOTA 2 El factor de 1,25 cubre variaciones en las condiciones atmosfricas y corrientes de descarga

mayores que los valores mximos de la Tabla 3 (vase el numeral 7.3.3).

- La tensin a frecuencia industrial en condiciones de humedad para carcasas de descargadores de sobretensiones para uso en exteriores, y en seco para carcasas de descargadores de sobretensiones para uso en interiores.

Las carcasas para descargadores de sobretensiones de 1 500 A, 2 500 A y 5 000 A y descargadores de sobretensiones de trabajo pesado (Anexo C) deben soportar una tensin a frecuencia industrial con un valor pico igual al nivel de proteccin al impulso tipo rayo multiplicado por 0,88 durante 1 min. Las carcasas para descargadores de sobretensiones de 10 000 A y 20 000 A con tensiones nominales menores de 200 kV deben soportar una tensin a frecuencia industrial con un valor pico igual al nivel de proteccin al impulso tipo maniobra multiplicado por 1,06 durante 1 min. 6.2 TENSIN DE REFERENCIA La tensin de referencia de cada descargador de sobretensiones la debe medir el fabricante a la corriente de referencia seleccionada por el fabricante (vase el numeral 7.2). La tensin de referencia mnima del descargador de sobretensiones a la corriente de referencia usada para los ensayos de rutina se debe especificar y publicar en los datos del fabricante. 6.3 TENSIONES RESIDUALES El propsito de la medicin de las tensiones residuales es obtener las tensiones residuales mximas para un tipo de diseo dado para todas las corrientes y formas de onda especificadas. Estas provienen de los datos de ensayos tipo y de la tensin residual mxima a la corriente de impulso tipo rayo usada para los ensayos de rutina como lo especifica y publica el fabricante. La tensin mxima residual de un descargador de sobretensiones determinado diseado para cualquier corriente y forma de onda se calcula de la tensin residual de las secciones ensayadas durante los ensayos tipo, multiplicada por un factor de escala especfico. Este factor de escala es igual a la relacin de la tensin residual mxima declarada, como se verific durante los ensayos de rutina, con la tensin residual medida de las secciones a la misma corriente y forma de onda.


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NOTA Para algunos descargadores de sobretensiones con una tensin nominal menor de 36 kV (vase el numeral 9.1.b) la tensin de referencia se puede usar para este clculo, en lugar de la tensin residual. 6.4 DESCARGAS PARCIALES INTERNAS Las descargas parciales internas en el descargador de sobretensiones energizado a 1,05 veces la tensin de operacin continua deben ser de 10 pC. 6.5 TASA DE FUGA Para los descargadores de sobretensiones que tienen un volumen de gas interno y un sistema de sellado separado, las tasas de fuga se deben especificar como se define en los numerales 8.11 y 9.1.d). 6.6 DISTRIBUCIN DE CORRIENTE EN UN DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES

MULTICOLUMNAS El fabricante debe especificar el mayor valor de la corriente en una columna de un descargador de sobretensiones multicolumna (vase el numeral 8.1e). 6.7 ESTABILIDAD TRMICA Cuando se acuerda entre el fabricante y el comprador, se puede llevar a cabo un ensayo de estabilidad trmica especial, de acuerdo con el numeral 9.2.2. 6.8 CAPACIDAD DE SOPORTAR IMPULSOS DE CORRIENTE DE LARGA DURACIN Los descargadores de sobretensiones deben soportar corrientes de larga duracin como se verificaron durante los ensayos tipo (vase el numeral 8.4). Para descargadores de sobretensiones de 20 000 A y 10 000 A la capacidad de soporte de larga duracin se comprueba mediante un ensayo de descarga de lnea (vase el numeral 8.4.2) con la clase de descarga de lnea especificada por el usuario. Para descargadores de sobretensiones de 5 000 A y 2 500 la capacidad de soporte de larga duracin se comprueba mediante un ensayo de impulsos de larga duracin (vase el numeral 8.4.3). El examen visual de las muestras despus del ensayo no debe revelar evidencia de perforacin, flameo, agrietamiento u otro dao significativo de los resistores de xido metlico. La tensin residual medida antes y despus del ensayo de larga duracin no debe haber cambiado en ms del 5 % 6.9 FUNCIONAMIENTO DE LOS DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES Los descargadores de sobretensiones deben estar en capacidad de soportar la combinacin de esfuerzos que se presentan en servicio, como se demuestra por los ensayos de funcionamiento (vase el numeral 8.5). Estos esfuerzos no deben causar dao o avalancha trmica. Para descargadores de sobretensiones de 1 500 A, 2 500 A, 5 000 A y 10 000 A clase de descarga 1 y descargadores de sobretensiones de trabajo pesado (vase el Anexo C), esto se demuestra por el ensayo de funcionamiento con impulsos de alta corriente (vanse el numeral 8.5.4 y la Figura 1 C.1).


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Para descargadores de sobretensiones de 10 000 A de clases 2 y 3, y de 20 000 A clases 4 y 5, esto se demuestra por el ensayo de funcionamiento con sobretensiones tipo maniobra (vanse el numeral 8.5.5 y la Figura 2). El descargador de sobretensiones ha aprobado con xito el ensayo si se alcanza estabilidad trmica, si la tensin residual medida antes y despus del ensayo no ha cambiado ms del 5 % y si el examen de las muestras despus del ensayo no revela evidencia de perforaciones, flameo o agrietamiento de los resistores de xido metlico no lineales.

Aco

ndic

iona

mie

nto

Med

ida

inic

ial

Ens

ayo

de fu

ncio

nam

ient

o co

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puls

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e al

ta c

orrie

nte

Med

ida

ein

spec

cin

1 x

8/20n

1,2 4 x

5 n8/

20

c

x

4 x

10

s2

xm

rc

1 x n8/

20

, 8/20nMedicin de tensin residual a vase el numeral 8.3.2

Intervalo de tiempo no especificado

Ensayo de acondicionamiento : 4 grupos de 5 impulsos a , 8/20,n vase el

superpuesto sobre tensin de operacin continua + 20 % numeral 8.5.4.1

Intervalo de tiempo no especificado, 20 C 15 C

Impulso de alta corriente, 4/10

Precalentamiento a 60 C 3 K

Impulso de alta corriente, 4/10

vase el numeral 8.5.4.2

no mayor que 100 ms, vase nota del 8.5.4.2

Tan corto como sea posiblevase el numeral 8.5.4.2

Tensin nominal elevada, 10 s

Enfriamiento a temperatura ambiente, 20 C 15 K

Tensin de funcionamiento continuo elevada, 30 min

Medida de la tensin residual a vase el numeral 8.3.2

Inspeccin visual de las muestras de ensayo

n , 8/20

n = corriente de descarga nominal Figura 1. Ensayo de funcionamiento de descargadores de sobretensiones de 10 000 A, de clase de descarga

de lnea 1 y descargadores de sobretensiones de 5 000 A, 2 500 A y 1 500 A (vase el numeral 8.5.4)


19

Aco

ndic

iona

mie

nto

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ici

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lE

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o de

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iona

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n

1 x

8/20n

1,2 4 x

5 n8/

20

c

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4 x

10

s2

xm

rc

1 x n8/

20

, 8/20nMedicin de tensin residual a vase el numeral 8.3.2

Intervalo de tiempo no especificado

Ensayo de acondicionamiento : 4 grupos de impulso a , 8/20,n vase el

sobrepuesto a una tensin de funcionamiento continua + 20 % numeral 8.5.5.1

Intervalo de tiempo no especificado, 20 C 15 K

Acondicionamiento en secciones mediante impulsos de corriente alta

Enfriamiento a temperatura ambiente vase el numeral 8.5.5.1

mximo 100 ms, vase nota 8.5.5.2

Conservar para uso futuro

vase el numeral 8.5.5.2

Tensin nominal elevada, 10 s

Enfriar a temperatura ambiente, 20 C 15 K

Tensin elevada de funcionamiento continuo, 30 min

Medicin de tensin residual a vase el numeral 8.3.2

Examen visual de las muestras de ensayo

n , 8/20

n = corriente de descarga nominal

Lo ms corto posible,

Precalentamientar a 60 C 3 K

Impulso de corriente de larga duracin vase el numeral 8.4.2

50 a 60 s

Impulso de corriente de larga duracin vase el numeral 8.4.2

Acondicionamiento en secciones mediante impulsos de corriente alta

Figura 2. Ensayo de funcionamiento de descargadores de sobretensiones de 10 000 A de clases de descarga

de lnea 2 y 3 y descargadores de sobretensiones de 20 000 A de clases de descarga de lnea 4 y 5 (vase el numeral 8.5.5)

6.10 CARACTERSTICAS DE TENSIN A FRECUENCIA INDUSTRIAL EN FUNCIN DEL

TIEMPO, DE UN DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES El fabricante debe suministrar datos sobre la duracin permisible de la tensin a frecuencia industrial y el valor de tensin correspondiente que se pueden aplicar al descargador de sobretensiones despus de que ste ha sido precalentado a 60 C y sometido a alta corriente o energa de clase de descarga de lnea segn el tipo de clase de descargador de sobretensiones, segn el caso, sin sufrir dao o avalancha trmica. La informacin se debe presentar como las curvas de tensin a frecuencia industrial en funcin del tiempo, y en esta curva se debe sealar el consumo de energa de impulso antes de la aplicacin de tensin a frecuencia industrial.


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NOTA 1 Estas curvas son necesarias para la seleccin de la tensin nominal del descargador de sobretensiones dependiendo de las condiciones de la red local, tales como sobretensiones tipo rayo, maniobra y temporales. NOTA 2 Las curvas se pueden establecer por clculo. NOTA 3 La curva de sobretensin transitoria debe cubrir el intervalo de tiempo de 0,1 s a 20 min. Para descargadores de sobretensiones que se van a usar en redes neutras aisladas o sistemas resonantes puestos a tierra sin despeje de fallas a tierra, el tiempo se debe extender a 24 h. Si la verificacin de la curva de tensin a frecuencia industrial en funcin del tiempo se acuerda entre el fabricante y el comprador, se debe usar el procedimiento descrito en el Anexo D. 6.11 CORTOCIRCUITO Un descargador de sobretensiones para el cual el fabricante declara un valor nominal de cortocircuito, se debe someter a un ensayo de cortocircuito para demostrar que no fallar de manera que cause fragmentacin violenta. Se encuentra en estudio un procedimiento completo. Para informacin, el Anexo N presenta el procedimiento de ensayo que se puede aplicar. 6.12 DISPOSITIVO DE DESCONEXIN 6.12.1 Capacidad de soporte del dispositivo de desconexin Cuando un descargador de sobretensiones est equipado o asociado con un dispositivo de desconexin, este dispositivo debe soportar, sin funcionar, cada uno de los siguientes ensayos:

- Ensayo de impulso de corriente de larga duracin (vase el numeral 8.6.2.1). - Ensayo de funcionamiento (vase el numeral 8.6.2.2).

6.12.2 Funcionamiento del dispositivo de desconexin El tiempo de retardo para la operacin del dispositivo de desconexin se determina para tres valores de corriente, de acuerdo con el numeral 8.6.3. Debe haber evidencia clara de la desconexin efectiva y permanente mediante este dispositivo. 6.13 REQUISITOS PARA EQUIPOS AUXILIARES TALES COMO LOS COMPONENTES DE

NIVELACIN En la actualidad no hay requisitos a este respecto. 6.14 CARGAS MECNICAS El fabricante debe especificar las cargas mximas admisibles en los terminales pertinentes para la instalacin y el servicio, tales como las cargas en voladizo (cantilever), torque y traccin. 6.14.1 Momento de flexin El descargador de sobretensiones debe tener capacidad para soportar los valores declarados por el fabricante para cargas de flexin (vase el numeral 8.9).


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NOTA 1. Cuando se determina la carga dinmica aplicada a un descargador de sobretensiones, el usuario debera considerar, por ejemplo, el viento, el hielo y las fuerzas electromagnticas que tengan probabilidad de afectar la instalacin. NOTA 2. Los descargadores de sobretensiones encerrados dentro de su empaque deberan soportar las cargas de transporte especificadas por el usuario de acuerdo con la norma IEC 60721-3-2, pero no menores a la Clase 2M1. NOTA 3. A diferencia de los descargadores de sobretensiones con carcasa de porcelana, los descargadores de sobretensiones con carcasa polimrica pueden mostrar deflexiones mecnicas en servicio. 6.14.2 Resistencia contra esfuerzos ambientales El descargador de sobretensiones debe estar en capacidad de soportar los esfuerzos ambientales definidos en el numeral 8.10. 6.14.3 Base de aislamiento Cuando un descargador de sobretensiones est equipado con una base de aislamiento, este dispositivo debe soportar cada uno de los ensayos siguientes sin sufrir ningn dao que pueda afectar su funcionamiento normal:

- Ensayo del momento de flexin (vase el numeral 8.9). - Ensayos ambientales (vase el numeral 8.10).

6.15 COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNTICA Los descargadores de sobretensiones no son sensibles a las perturbaciones electromagnticas y por tanto no es necesario ningn ensayo de inmunidad. En condiciones de operacin normales, los descargadores de sobretensiones no deben emitir perturbaciones significativas. Se debe aplicar un ensayo de tensin de radiointerferencia (RIV) a los descargadores de sobretensiones que poseen una tensin nominal de 77 kV y superior (vase el numeral 8.12). El nivel mximo de radiointerferencia del descargador de sobretensiones energizado a 1,05 veces su tensin de operacin continua no debe exceder los 2 500 V. 6.16 FIN DE LA VIDA TIL A solicitud de los usuarios, cada fabricante debe suministrar suficiente informacin de manera que todos los componentes del descargador de sobretensiones puedan ser desechados y/o reciclados de acuerdo con las reglamentaciones nacionales e internacionales. 7. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO GENERAL 7.1 EQUIPO DE MEDICIN Y EXACTITUD El equipo de medicin debe cumplir los requisitos de la norma IEC 60060-2. Los valores obtenidos se deben aceptar como exactos para el propsito de conformidad con los numerales de los ensayos pertinentes.


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A menos que se indique algo diferente, todos los ensayos con tensiones a frecuencia industrial se deben realizar con una tensin alterna cuya frecuencia se encuentra entre los lmites de 48 Hz y 62 Hz y forma de onda aproximadamente sinusoidal. 7.2 MEDICIONES DE LA TENSIN DE REFERENCIA La tensin de referencia de un descargador de sobretensiones (vase el numeral 3.35) se mide a la corriente de referencia (vase el numeral 3.34) en secciones y unidades cuando se requiera. La medicin se debe llevar a cabo a una temperatura ambiente de 20 C 15 C. Esta temperatura se debe registrar. NOTA Como una aproximacin aceptable, el valor pico de la componente resistiva de corriente se puede considerar que corresponde al valor momentneo de la corriente en el instante del pico de tensin. 7.3 MUESTRAS DE ENSAYO A menos que se especifique algo diferente, todos los ensayos se deben llevar a cabo sobre los mismos descargadores de sobretensiones, o las mismas secciones o unidades de estos. Deben ser nuevos, estar limpios y completamente ensamblados (por ejemplo, con anillos de nivelacin si es aplicable) y dispuestos de la manera que simule mejor las condiciones en servicio. Cuando los ensayos se realizan sobre secciones, es necesario que las secciones representen el funcionamiento de todos los descargadores de sobretensiones posibles dentro de las tolerancias del fabricante con respecto al ensayo especfico. Las muestras escogidas para el ensayo de descarga de lnea (vase el numeral 8.4.2) y el ensayo de funcionamiento (vase el numeral 8.5) deben tener un valor de tensin de referencia en el extremo inferior del intervalo de variacin declarado por el fabricante. Adems, en caso de descargadores de sobretensiones multicolumna, se debe considerar el valor ms alto de distribucin no uniforme. Para cumplir con esta exigencia, se deben cumplir las condiciones siguientes:

a) La relacin entre la tensin nominal del descargador de sobretensiones completo a la tensin nominal de la seccin se define como n. El volumen de los elementos resistores usados como muestras de ensayo no deben ser mayores del volumen mnimo de todos los elementos resistores usados en el descargador de sobretensiones completo dividido por n.

b) La tensin de referencia de la tensin de ensayo debera ser igual a k Ur/n, en

donde k es la relacin entre la tensin de referencia mnima del descargador de sobretensiones y su tensin nominal. Si Uref > k Ur/n para una muestra de ensayo disponible, el factor n se debe reducir correspondientemente. (En el caso Uref < k Ur/n el descargador de sobretensiones puede absorber demasiada energa. Tal seccin puede usarse solamente por acuerdo con el fabricante).

c) Para descargadores de sobretensiones multicolumna, la distribucin de corriente

entre las columnas se debe medir a la corriente de impulso usada para el ensayo de distribucin de corriente (vase el numeral 9.1 e). El valor de corriente ms alto no debe ser mayor que el lmite superior especificado por el fabricante.


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8. ENSAYOS TIPO (ENSAYOS DE DISEO) 8.1 GENERALIDADES Los ensayos tipo definidos en este numeral se aplican a descargadores de sobretensiones con carcasa de porcelana. Los ensayos tambin se aplican a otros tipos de descargadores de sobretensiones (con carcasa polimrica, GIS, de frente muerto y separables, y sumergidos en lquido), a menos que se especifique algo diferente en el numeral 10.8 para descargadores de sobretensiones con carcasa polimrica, 11.8 para descargadores de sobretensiones GIS, 12.8 para descargadores de sobretensiones de frente muerto y separables, 13.8 para descargadores de sobretensiones sumergidos en lquido. Los ensayos tipo deben ser como se indican en la Tabla 3, excepto para los descargadores de sobretensiones de 20 000 A aplicables especialmente para reas de descargas atmosfricas altas con la tensin del sistema ms alta en el intervalo de 1 kV a 52 kV (vase la Tabla C.1).

Tabla 3. Ensayos tipo de descargadores de sobretensionesa

Corriente de descarga nominal estndar2)

20 000 A 10 000 A 5 000 A 2 500 A 1 500 A

Tensin nominal Ur (kVrms)

360 < Ur 756

3 Ur 360

Ur 132

Ur 36

En estudio

1. Ensayos de resistencia o soporte del aislamiento sobre la carcasa del descargador de sobretensionesb

8.2.6, 8.2.7 8.2.6, 8.2.7, 8.2.8 8.2.6, 8.2.8 8.2.6, 8.2.8 8.2.6, 8.2.8

2. Ensayo de tensin residualc

a) Ensayo de tensin residual al impulso de corriente de frente escarpado b) Ensayo de tensin residual al impulso tipo rayo c) Ensayo de tensin residual al impulso tipo maniobra

Tabla J.1

8.3.1

8.3.2

8.3.3

Tabla J.1

8.3.1

8.3.2

8.3.3

Tabla J.2

8.3.1

8.3.2

No se requiere

Tabla J.2

8.3.1

8.3.2

No se requiere

Tabla J.2

8.3.1

8.3.2

No se requiere

3. Ensayo de resistencia o soporte al impulso de corriente de larga duracind

8.4.2 8.4.2 8.4.3 8.4.3 No se requiere

4. Ensayo de funcionamientoe

a) Ensayo de funcionamiento al impulso de alta corriente. b) Ensayo de funcionamiento a las sobretensiones de maniobra

No se requiere

8.5.5 Tabla 5

8.5.4 Tabla 8

8.5.5 Tabla 5

8.5.4 Tabla 8

No se requiere

8.5.4 Tabla 8

No se requiere

8.5.4 Tabla 8

No se requiere

5. Cortocircuitof 8.7/ Anexo N 8.7/

Anexo N 8.7/

Anexo N 8.7/

Anexo N 8.7/

Anexo N 6. Dispositivo para desconexin del descargador de sobretensiones/indicador de falla (cuando se incluye)g

8.6 8.6 8.6 8.6 8.6

Contina . . .


24

Tabla 3. (Final)

Corriente de descarga nominal estndar2)

20 000 A 10 000 A 5 000 A 2 500 A 1 500 A

7. Ensayo de contaminacin de la carcasah

Anexo F

8. Ensayo de descarga parcial internai

7.8 7.8 7.8 8.9 -

9. Momento de flexinj 8.9 8.9 8.9 8.9 8.9 10. Ensayos ambientalesk 8.10 8.10 8.10 8.10 8.10 11. Tasa de fugal 13 13 13 13 13 12. Tensin de radiointerferencia (RIV)m 8.12 8.12 8.12 8.12 8.12

a) Los nmeros de las filas 1-12 hacen referencia a numerales de esta norma. b) Ensayos de resistencia o soporte del aislamiento, vase tambin el numeral 6.1.

Estos ensayos demuestran la capacidad de la carcasa del descargador de sobretensiones para soportar esfuerzos de tensin no disruptiva en condiciones secas y hmedas.

c) Ensayos de tensin residual, vase tambin el numeral 6.3.

Estos ensayos demuestran los niveles de proteccin del descargador de sobretensiones. d) Ensayo de resistencia o soporte al impulso de corriente de larga duracin, vase tambin el numeral 6.8.

Estos ensayos demuestran la capacidad de los elementos resistores para soportar posibles esfuerzos dielctricos y de energa sin sufrir perforacin ni flameo.

e) Ensayos de funcionamiento, vase tambin el numeral 6.9. Estos ensayos demuestran la estabilidad trmica del descargador de sobretensiones en condiciones definidas.

f) Ensayos de cortocircuito: vase tambin el numeral 6.11.

g) Ensayos de los dispositivos de desconexin de los descargadores de sobretensiones, vase tambin el numeral 6.12. Para descargadores de sobretensiones equipados con dispositivos de desconexin, estos ensayos demuestran el funcionamiento correcto del elemento de desconexin.

h) Ensayo de contaminacin artificial para descargadores de sobretensiones multi-unidades con carcasa de porcelana.

Este ensayo se realiza para evaluar el aumento de temperatura de las partes internas debido a una distribucin no lineal y transitoria del gradiente de potencial, causado por una capa de contaminacin en la superficie de la carcasa del descargador de sobretensiones. Un clculo preliminar del aumento mximo terico de temperatura se debe realizar de acuerdo con el captulo F.5. Si el resultado del clculo es inferior a 40 K, los ensayos no son necesarios. Si el resultado del clculo es igual o superior a 40 K, se realizar un ensayo de acuerdo con el Anexo F, que puede ser omitido por acuerdo entre usuario y fabricante (por ejemplo, con base en la experiencia en servicio en ambientes especificados).

i) Ensayo de descarga parcial interna: vase tambin el numeral 6.4.

Este ensayo mide las descargas parciales internas.

j) Ensayo del momento de flexin.

Este ensayo demuestra la capacidad del descargador de sobretensiones de soportar los valores para las cargas de flexin declaradas por el fabricante.

k) Ensayos ambientales Estos ensayos demuestran, mediante procedimientos de ensayo acelerado, que el mecanismo de sellado y las combinaciones metlicas expuestas del descargador de sobretensiones no se ven afectados por las condiciones ambientales.

l) Ensayo de la tasa de fuga: vase tambin el numeral 6.5

Este ensayo demuestra la hermeticidad al gas y al agua del sistema completo. Se aplica a todos los descargadores de sobretensiones con carcasa de porcelana y con carcasa polimrica, que tengan sellos y componentes asociados esenciales para el mantenimiento de una atmsfera controlada dentro de la carcasa (descargadores de sobretensiones con volumen de gas interno y un sistema de sellado separado).

m) Ensayo de tensin de radiointerferencia: vase tambin el numeral 6.15.


25

El nmero requerido de muestras y sus caractersticas se especifican en los numerales individuales. Los descargadores de sobretensiones que se diferencian solamente en los mtodos de montaje o disposicin de la estructura de soporte y que por lo dems poseen los mismos componentes y construccin similar que dan como resultado las mismas caractersticas de desempeo, incluidas sus condiciones de disipacin trmica y atmsfera interna, se considera que poseen el mismo diseo. 8.2 ENSAYOS DE RESISTENCIA O SOPORTE DEL AISLAMIENTO EN LA CARCASA DEL

DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES 8.2.1 Generalidades Los ensayos de resistencia o soporte a la tensin demuestran la capacidad de resistencia o soporte del aislamiento externo de la carcasa del descargador de sobretensiones a la tensin. Para otros diseos, el ensayo se debe acordar entre el fabricante y el comprador. Los ensayos se deben llevar a cabo en las condiciones y con las tensiones de ensayo especificadas en el numeral 6.1 y repetidas en seguida. La superficie exterior de las partes aislantes se debe limpiar cuidadosamente y las partes internas se deben quitar o dejar inoperantes para permitir estos ensayos. 8.2.2 Ensayos sobre carcasas de unidades individuales Los ensayos aplicables se deben realizar en la carcasa ms larga. Si este ensayo no representa el esfuerzo de tensin especfico ms alto por longitud unitaria, se deben llevar a cabo ensayos adicionales en la carcasa de la unidad con el esfuerzo de tensin especfico ms alto. Las partes internas se pueden reemplazar por un montaje equivalente (por ejemplo: elementos de nivelacin) para asegurar una distribucin lineal de la tensin a lo largo del eje del descargador de sobretensiones. 8.2.3 Ensayos sobre ensambles completos de carcasas Se encuentran en estudio. 8.2.4 Condiciones ambientales durante los ensayos La tensin que se debe aplicar durante un ensayo de resistencia o soporte se determina multiplicando la tensin no disruptiva especificada por el factor de correccin, teniendo en cuenta la densidad y la humedad (vase la NTC 4591 (IEC 60060-1)). Para los ensayos en humedad no se debe aplicar correccin para humedad. 8.2.5 Procedimiento de ensayo en humedad El aislamiento externo de los descargadores de sobretensiones tipo exterior se debe someter a ensayos de resistencia o soporte a la humedad, segn el procedimiento presentado en la NTC 4591 (IEC 60060-1). 8.2.6 Ensayo de tensin de impulso tipo rayo El descargador de sobretensiones se debe someter a un ensayo de tensin de impulso tipo rayo, en seco, normalizado, de acuerdo con la NTC 4591 (IEC 60060-1).


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Se deben aplicar quince impulsos consecutivos al valor de la tensin de ensayo, para cada polaridad. Se considera que el descargador de sobretensiones ha aprobado el ensayo si no se presentan descargas disruptivas internas y si el nmero de descargas disruptivas externas no excede 2 en cada serie de 15 impulsos. La tensin de ensayo debe ser igual al nivel de proteccin a impulsos tipo rayo del descargador de sobretensiones, multiplicado por 1,3. Si la distancia de arco en seco o la suma de las distancias de arco parciales son mayores que la tensin de ensayo dividida por 500 kV/m, este ensayo no se requiere. 8.2.7 Ensayo de tensin de impulso tipo maniobra Los descargadores de sobretensiones de 10 000 A y 20 000 A con tensiones nominales de 200 kV y superiores se deben someter a un ensayo de tensin de impulso tipo maniobra normalizado de acuerdo con la NTC 4591 (IEC 60060-1). Los descargadores de sobretensiones para uso en exteriores se deben ensayar en condiciones de humedad, y los de uso en interiores se deben ensayar en seco. Se deben aplicar 15 impulsos consecutivos al valor de la tensin de ensayo a cada polaridad. Se considera que el descargador de sobretensiones ha aprobado el ensayo si no se presentan descargas disruptivas internas y si el nmero de descargas disruptivas externas no excede 2 en cada serie de 15 impulsos. La tensin de ensayo debe ser igual al nivel de proteccin de impulso tipo maniobra del descargador de sobretensiones, multiplicado por 1,25. 8.2.8 Ensayo de tensin a frecuencia industrial Las carcasas para descargadores de sobretensiones para uso en exteriores se deben ensayar en condiciones de humedad y los de uso en interiores se deben ensayar en seco. Las carcasas de descargadores de sobretensiones de 1 500 A, 2 500 A y 5 000 A y descargadores para trabajo pesado (Anexo C) deben soportar una tensin a frecuencia industrial con un valor pico igual al nivel de proteccin de impulso tipo rayo multiplicado por 0,88 durante 1 min. Las carcasas para 10 000 A y 20 000 A con tensiones nominales menores de 200 kV deben soportar una tensin a frecuencia industrial con un valor pico igual al nivel de proteccin de impulso tipo maniobra multiplicado por 1,06 durante 1 min. 8.3 ENSAYOS DE TENSIN RESIDUAL El propsito del ensayo tipo de tensin residual es obtener los datos necesarios para calcular la tensin residual mxima, como se explic en el numeral 6.3. Incluye el clculo de la relacin entre las tensiones a corrientes de impulso especificadas y el nivel de tensin verificado en los ensayos de rutina. Esta ltima tensin puede ser la tensin de referencia o la tensin residual a una corriente de impulso tipo rayo adecuada en el intervalo de 0,01 a 2 veces la corriente de descarga nominal, dependiendo de la seleccin del procedimiento de ensayo de rutina que haga el fabricante. La tensin residual mxima a la corriente de impulso tipo rayo usada para los ensayos de rutina se debe especificar y publicar en los datos del fabricante. Las tensiones residuales mximas del diseo para todas las corrientes y formas de ondas especificadas se obtienen multiplicando las tensiones residuales medidas de las secciones de ensayo, por la relacin de la tensin residual mxima declarada a la corriente de ensayo de rutina, con la tensin residual medida para la seccin a la misma corriente.


27

Para descargadores de sobretensiones con tensiones nominales por debajo de 36 kV (vase el numeral 9.1.b), el fabricante puede escoger verificar solamente la tensin de referencia por el ensayo de rutina. Entonces se debe especificar la tensin de referencia mxima. Las tensiones residuales medidas de las secciones de ensayo se multiplican por la relacin de esta tensin de referencia mxima del descargador de sobretensiones con la tensin de referencia medida de las secciones de ensayo, para obtener las tensiones residuales mximas para todas las corrientes y formas de onda especificadas. Todos los ensayos de tensin residual se deben llevar a cabo en las mismas tres muestras de descargador de sobretensiones completos o secciones de estos. El tiempo entre descargas debe ser suficiente para permitir que las muestras regresen aproximadamente a la temperatura ambiente. Para descargadores de sobretensiones multicolumnas, el ensayo se puede llevar a cabo en secciones compuestas de una sola columna; entonces las tensiones residuales se miden para las corrientes obtenidas de las corrientes totales en el descargador de sobretensiones completo dividido por el nmero de columnas. 8.3.1 Ensayo de tensin residual de impulsos de corriente de frente escarpado A cada una de las tres muestras se le debe aplicar un impulso de corriente de frente escarpado, de acuerdo con el numeral 3.16, con un valor pico igual a la corriente de descarga nominal del descargador de sobretensiones 5 %. Se debe registrar el valor pico y la forma del impulso de la tensin que aparece en las tres muestras y, si es necesario, se deben corregir para los efectos inductivos del circuito de medicin de la tensin, as como la geometra de la muestra y del circuito de ensayo. Se debe usar el siguiente procedimiento para determinar si es necesaria una correccin inductiva. Se debe aplicar un impulso de corriente de frente escarpado como el que se describi anteriormente, a un bloque metlico que tenga las mismas dimensiones que las muestras de resistor que se estn sometiendo a ensayo. Se deben registrar el valor pico y la forma de onda de la tensin que aparecen en el bloque metlico. Si la tensin pico en dicho bloque es inferior al 2 % de la tensin pico de las muestras de resistor, no es necesaria la correccin inductiva para las mediciones de resistor. Si la tensin pico en el bloque metlico est entre 2 % y 20 % de la tensin pico de la muestra de resistor, entonces la forma del impulso de la tensin del bloque metlico se debe restar de la forma del impulso de cada una de las tensiones de los resistores y los valores pico de las formas de onda de impulso resultantes se deben registrar como las tensiones corregidas de los resistores. Si la tensin pico en el bloque metlico es superior al 20 % de la tensin pico en las muestras de resistores, entonces se deben mejorar el circuito de ensayo y el circuito de medicin de la tensin. NOTA Una forma posible de lograr formas idnticas de onda de corriente durante todas las mediciones, es llevar a cabo estas mediciones tanto con la muestra de ensayo como con el bloque metlico conectados en serie en el circuito de ensayo. Slo es necesario intercambiar sus posiciones relativas entre s para medir la cada de tensin en el bloque metlico o en la muestra de ensayo. La forma de onda de la tensin de impulso de la muestra (corregida, si es necesario) con el valor pico ms alto se debe emplear para determinar la tensin residual de impulsos de corriente de frente escarpado del descargador de sobretensiones, de acuerdo con uno de los siguientes procedimientos a) o b): Procedimiento a)

1) Multiplique la onda de la tensin de impulso de la muestra por el factor de escala (vase el numeral 6.3).


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2) A partir de la onda de impulso de la corriente de frente escarpado, determine la tasa de variacin de la corriente (di/dt) en toda la onda y multiplquela por la inductancia, para determinar la cada de tensin inductiva:

( ) tdi/dhLdi/dtLtu ==

en donde

u(t) es la cada de tensin inductiva en funcin del tiempo (kV). L es la inductancia por unidad de longitud (mH/m). L = 1 para descargadores de sobretensiones en exteriores. L = 0,3 para descargadores de sobretensiones tipo GIS h es la longitud entre los terminales del descargador de sobretensiones (m). di/dt es la tasa de variacin de la corriente en funcin del tiempo (kA/ms).

3) Adicione los resultados de 1) y 2) sobre la forma de onda bsica; el valor pico de la forma de onda resultante es la tensin residual de impulso de la corriente de frente escarpado del descargador de sobretensiones.

Procedimiento b)

1) Multiplique el valor pico de la tensin de impulso de la muestra por el factor de escala (vase numeral 6.3).

2) Determine la cada de tensin inductiva entre los terminales del descargador de

sobretensiones, usando la siguiente frmula:

f/TIhLdi/dtLU nL ==

en donde:

UL es el valor pico de la cada de la tensin inductiva (kV). L es la inductancia por unidad de longitud (mH/m). L = 1 para descargadores de sobretensiones en exteriores. L = 0,3 para descargadores de sobretensiones de tipo GIS h es la longitud entre los terminales del descargador de sobretensiones (m). Tf es el tiempo de frente del impulso de la corriente de frente escarpado, igual a 1

ms. In es la corriente de descarga nominal (kA).

3) Adicione los resultados de 1) y 2); el valor resultante es la tensin residual del

impulso de la corriente de frente escarpado del descargador de sobretensiones.


29

8.3.2 Ensayo de tensin residual de impulso tipo rayo Se debe aplicar un impulso de corriente tipo rayo de acuerdo con el numeral 3.17, a cada una de las tres muestras para cada uno de los siguientes tres valores pico de aproximadamente 0,5, 1 y 2 veces la corriente de descarga nominal del descargador de sobretensiones. El tiempo de frente virtual debe estar dentro de 7 ms a 9 ms, mientras que el tiempo en la mitad del valor (que no es crtico) puede tener cualquier tolerancia. Las tensiones residuales se determinan de acuerdo con el numeral 6.3. Los valores mximos de las tensiones residuales determinadas se deben trazar en una curva de tensin residual contra corriente de descarga. La tensin residual leda en esta curva correspondiente a la corriente de descarga nominal se define como el nivel de proteccin de impulsos tipo rayo del descargador de sobretensiones. NOTA Si no se puede llevar a cabo un ensayo de rutina en un descargador de sobretensiones completo a alguna de las corrientes anteriores, entonces se deberan llevar a cabo ensayos tipo adicionales a una corriente en el intervalo de 0,01 a 0,25 veces la corriente de descarga nominal para comparacin con el descargador de sobretensiones completo. 8.3.3 Ensayo de tensin residual de impulso tipo maniobra Se debe aplicar un impulso de corriente tipo maniobra de acuerdo con el numeral 3.32 de cada valor especificado en la Tabla 4, a cada una de las tres muestras con valores pico de acuerdo con la Tabla 4, con una tolerancia de 5 %. Las tensiones residuales se determinan de acuerdo con el numeral 6.3. La mayor de estas tres tensiones se define como la tensin residual del impulso tipo maniobra del descargador de sobretensiones a la respectiva corriente. El nivel de proteccin de impulso tipo maniobra del descargador de sobretensiones se define como la tensin ms alta a las corrientes especificadas en la Tabla 4.

Tabla 4. Corrientes pico para ensayo de tensin residual de impulso tipo maniobra

Clasificacin del descargador de sobretensiones Corrientes pico (A)

20 000 A, descarga de lnea clases 4 y 5 10 000 A, descarga de lnea clase 3 10 000 A, descarga de lnea clases 1 y 2

500 y 2 000 250 y 1 000 125 y 500

8.4 ENSAYO DE RESISTENCIA O SOPORTE AL IMPULSO DE CORRIENTE DE LARGA

DURACIN 8.4.1 Generalidades Antes de los ensayos se debe medir la tensin residual de impulso tipo rayo a la corriente de descarga nominal de cada muestra de ensayo, para propsitos de evaluacin. Cada ensayo de resistencia o soporte al impulso de corriente de larga duracin se debe llevar a cabo de acuerdo con los numerales 7.3 y 8.1 sobre tres muestras nuevas de descargadores de sobretensiones completos, secciones de descargador o elementos resistores que no hayan sido sometidos antes a ningn otro ensayo, excepto el especificado arriba para propsitos de evaluacin. Los resistores de xido metlico no lineales se pueden exponer al aire libre e inmvil a una temperatura de 20 C 15 K durante estos ensayos. La tensin nominal de las muestras debe ser mnimo de 3 kV si la tensin nominal del descargador de sobretensiones no es menor que sta y no es necesario que exceda los 6 kV. Si el descargador de sobretensiones que se estudia est equipado con un dispositivo de desconexin/indicador de falla, estos ensayos se deben llevar a cabo con el dispositivo de desconexin/indicador de falla en condicin de funcionamiento (vase el numeral 8.6).

PROYECTO DE NORMA TCNICA COLOMBIANA NTC 4

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