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AISLADORES POLIMERICOS

ESPECIFICACIONES TCNICAS Y CARACTERSTICAS TCNICAS GARANTIZADAS

DEL SUMINISTRO

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ESPECIFICACIONES TCNICAS Y CARACTERSTICAS GARANTIZADAS

AISLADORES POLIMERICOS

1. ALCANCE

Especifica los requerimientos tcnicos para la fabricacin, inspeccin, pruebas y suministro de aisladores compuestos para lneas de transmisin de 220 kV y 138 kV.

2. TIPOS DE AISLADORES

REP aceptar propuestas para aisladores compuestos (composite) diseados, fabricados y ensayados segn publicacin IEC 61109. La norma ANSI C29.11 deber considerarse como complementaria, particularmente para el dimensionamiento de los acoples socket (rotula) y bola.

3. NORMAS TCNICAS

Los aisladores debern cumplir con los requerimientos estipulados en la ltima edicin de las siguientes normas:

a. American Iron and Steel Institute:

Normas AISI 301,302 y 304

b. American National Standards Institute

ANSI C29.11 Tests for composite suspension insulators for overhead transmission lines

ANSI/IEEE 4 Techniques for high-voltage testing

c. American Society for Testing and Materials

ASTM A153 Zinc coating (hot-dip) on iron and steel hardware

ASTM A239 Test method for locating the thinnest spot in a zinc (galvanized) coating on iron or steel articles by the Preece test (copper sulfate dip)

d. International Electrotechnical Commission

IEC 60060.2 High voltage test techniques

IEC 60120 Recommendations for ball and socket coupling of string insulator units.

IEC 60372 Locking devices for ball and socket couplings of string insulator units: Dimensions and tests.

IEC 61109 Composite insulators for a.c. overhead lines with a nominal voltage greater than 1000 V. Definitions, test methods, and acceptance criteria

IEC 61109 Amendment 1

IEC 60036-Sec.71 Tests of composite insulators for a.c. overhead lines with a nominal voltage greater than 1000 V.

IEC 60587 Test methods for evaluating resistance to tracking and erosion of electrical insulating materials used under severe ambient condition

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4. CARACTERSTICAS FSICAS DE LOS AISLADORES

Los aisladores compuestos (composite) debern tener caractersticas y composicin similares a las establecidas en la clusula 3 de la norma IEC-61109, y debern ser de color gris o azul, con la cara inferior de los discos aislantes (aletas) plana.

La materia prima para el material aislante (cubierta y del ncleo y aletas) deber ser 100% polmero de goma silicnica tipo HTV antes del proceso de agregado de aditivos. La goma de silicona debe tener una resistencia al tracking de 6kV@6 horas segn las pruebas descritas en la norma IEC 60587. El producto terminado no deber tener ms del 20% de carbn en peso.

Los aisladores debern estar conformados como se detalla a continuacin:

a) Ncleo (Varilla): El ncleo deber estar formado por fibras de vidrio reforzadas tipo grado elctrico, resistentes a la corrosin (fibras ECR) provocadas por los cidos y por consiguiente a la rotura frgil, impregnada en resina epxica (electrical grade epoxy rod), libre de boro, grietas y burbujas. Deber estar libre de vacos, substancias extraas y defectos de fabricacin. Construido de una sola pieza, deber asegurar el aislamiento externo y soportar los esfuerzos mecnicos transmitidos por la lnea.

b) Cubierta externa: La cubierta externa deber ser de goma silicnica del tipo HTV, adherida al ncleo por moldeo o transferencia a alta presin y alta temperatura, con un espesor mnimo de 4 a 5 mm segn requerimiento en todos sus puntos, que proteja el ncleo contra la luz ultravioleta y los ataques de agentes exteriores asegurando la estanqueidad y un buen comportamiento en ambientes contaminados.

El recubrimiento de Goma de Silicn estar firmemente unido al rodillo de Fibra de Vidrio, y deber ser suave y libre de imperfecciones, la resistencia de la interfase entre el recubrimiento de Goma de Silicn y el rodillo de fibra de vidrio ser mayor que la resistencia al desgarramiento (Tering Strength) de la Goma de Silicn

c) Discos aislantes o aletas: Debern ser de goma silicnica del tipo HTV, debe formar parte del mismo cuerpo de la cubierta externa, fabricada por moldeo o transferencia a alta presin y temperatura, sin costuras, lisos y libres de imperfecciones. La cara inferior y superior de los discos aislantes (aletas) deber ser completamente plana. Deber presentar un nivel de hidrofobicidad STRI HC:1 a 2.

d) Herrajes metlicos de las extremidades: Los herrajes metlicos de las extremidades debern ser de hierro fundido maleable o de acero galvanizado en caliente segn la norma ASTM A153, con una capa de 650 g/m excepto para piezas menores como arandelas, roscas de los tornillos y similares donde el mnimo ser 400 g/m, diseados para la transmisin de los esfuerzos mecnicos. El galvanizado se medir como un promedio en forma individual por herraje.

e) Anillo anticorona: Los terminales del lado del conductor as como del lado a la torre debern estar provistos de anillos metlicos de dimetros convenientemente diseados para el control del efecto corona y la distribucin del campo elctrico en ambos extremos.

Para lineas de transmisin de 138 kV se utilizara un anillo en el lado conductor.

f) Interfaces: Las interfaces entre la cubierta externa y el ncleo, y entre la cubierta externa y los herrajes metlicos externos, debern ser uniformes y sin vacos, y debern tener mayor resistencia a la selladura que la propia cubierta.

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g) Sello: El aislador completo deber tener un sello permanente en la interfaz entre los herrajes terminales y la cubierta para impedir el ingreso de humedad o material del exterior.

h) Chaveta (Pasadores): Las chavetas debern ser de acero inoxidable de acuerdo a la ASTM A580, (nmeros S30400, S31400 o S32100 Tipo 304, 314 321), con una dureza Vickers de HV200 hasta HV300.

5. MARCAS

Cada aislador deber ser clara y permanentemente marcado con la informacin indicada a continuacin:

Nombre del Fabricante

Ao de fabricacin (ltimos dos dgitos)

Referencia (N de Catalogo)

Las caractersticas mecnicas se identificarn as:

Carga mecnica garantizada (SML)

Carga de prueba de rutina (RTL), identificada con la palabra TEST.

El postor obligatoriamente debe imprimir en alto relieve sobre los terminales metlicos, la marca y el N de catalogo del aislador.

El Proveedor puede emplear otro sistema de marca para los otros datos solicitados y debe garantizar la preservacin de estas marcas en el tiempo teniendo en cuenta que los aisladores estarn expuestos al medio ambiente.

6. TIPOS DE PRUEBAS

Como parte de presentacin de la oferta, los Postores debern incluir reportes de las pruebas de diseo especificadas en este documento, realizadas sobre aisladores similares a los ofrecidos. El incumplimiento de este requisito ser causal de rechazo de la oferta.

Los certificados que se debern presentar son los siguientes:

Pruebas en cadenas completas

Reporte de pruebas de efecto corona y RIV en cadenas completas con aisladores similares a los ofrecidos

Reportes de pruebas tipo en aisladores compuestos

Pruebas de diseo en aisladores:

Reportes de pruebas de diseo estndar y especiales sobre aisladores similares a los ofrecidos, para las siguientes pruebas:

Pruebas de diseo segn norma IEC 60383.

Prueba de impulso de frente escarpado, segn norma IEC 61211

Durante el desarrollo del contrato se debern realizar las pruebas de rutina y aceptacin establecidas en las normas, especialmente aquellas establecidas en la norma IEC 61109.

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REP se reserva el derecho de presenciar y controlar la realizacin de las pruebas en la planta del fabricante, del subcontratista o en laboratorios independientes. En el caso de que REP decida presenciar las pruebas, el Contratista deber proporcionar todas las facilidades a los inspectores incluyendo herramientas, muestras, instrumentos y acceso a la informacin, de tal manera que el inspector pueda verificar el diseo y la conformidad del proceso de fabricacin y el acabado del material con las exigencias de estas especificaciones.

En caso de que las pruebas iniciales den lugar a un rechazo de la produccin, el Contratista no tendr derecho de ampliacin del plazo de entrega del suministro y todos los costos adicionales corrern por cuenta del Contratista incluyendo la presencia de los inspectores de REP en la ejecucin de las nuevas pruebas.

En caso de no presentar los certificados solicitados de manera completa y de acuerdo con los requerimientos establecidos, REP rechazar la propuesta.

7. PRUEBAS DE CADENA COMPLETA

PRUEBAS DE EFECTO CORONA VISIBLE Y RADIO-INTERFERENCIA (RI) SOBRE CADENAS COMPLETAS DE AISLADORES

Durante la ejecucin de las pruebas debe haberse llevado un control de la presin atmosfrica, temperatura y humedad del aire para efectuar las correcciones de norma correspondientes.

Estas pruebas debern haber sido efectuadas sobre una cadena completa de cada tipo con aisladores (incluyendo herrajes, varillas de blindaje y grapas).

Las pruebas debern llevarse a cabo bajo una simulacin monofsica de las condiciones reales de tensin trifsica bajo las cuales operar la lnea (tensin fase-

tierra de 3

Un kV). La simulacin monofsica deber reproducir, tan real como sea

posible, la distribucin de gradiente de potencial en la superficie del conductor usado en las cadenas de suspensin y retencin.

Las cadenas de aisladores debern haber sido ensambladas en un modelo de tamao real, "mock-up", reproduciendo la geometra exacta de las torres de suspensin y retencin de la lnea, segn las dimensiones de las estructuras aprobadas por REP El arreglo del "mock-up" deber someterse a aprobacin de REP.

La longitud mnima de conductor para las pruebas de las cadenas de suspensin deber haber sido de 10 m, mientras que para las pruebas de las cadenas de retencin deber ser de 5 m. El conductor empleado en las pruebas debe haber sido el especificado o, en su defecto, un tubo de aluminio sin asperezas de dimetro igual al del conductor especificado.

Antes de empezar las pruebas, los conductores, herrajes, accesorios y aisladores debern haber sido limpiado con un pao anti-esttico para remover polvo, grasa y otras impurezas.

Para las cadenas de retencin, la longitud libre de conductor desde el punto donde ste sale de la grapa de retencin deber haber sido al menos 1.3 veces la distancia entre el conductor y el plano de tierra de la prueba.

Deber haberse mantenido una distancia no inferior a 1.5 veces la longitud de la cadena de aisladores, entre el modelo y las paredes, techo y equipo de laboratorio.

El extremo libre del conductor y su conexin al transformador de alta tensin debern haber sido apantallados adecuadamente de tal manera que haya estado libre de corona visible durante las pruebas.

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COMPORTAMIENTO REQUERIDO

Las cadenas de suspensin y retencin (aisladores, herrajes y grapas) debern haber estado libres de todo efecto corona visible, positivo o negativo, hasta el 110% de la tensin nominal fase-tierra correspondiente.

La tensin de radio-interferencia (RIV) de las cadenas de suspensin y retencin, medidas de conformidad con la norma IEC-60437, deber ser menor que el valor indicado a continuacin, o su equivalente para condiciones diferentes a las indicadas anteriormente:

Tensin de RI mxima (Impedancia de medicin de 150 ):

150 V para lneas a 230 kV

PRUEBA DE EFECTO CORONA VISIBLE

La tensin de extincin del efecto corona a 60 Hz deber haber sido determinada en un laboratorio en completa oscuridad, segn el procedimiento descrito a continuacin. La tensin de extincin del efecto corona es la tensin ms alta a la cual el conjunto bajo prueba est libre de efecto corona visible, sea positivo o negativo.

Con el laboratorio en completa oscuridad y despus de haber esperado algunos minutos para que el observador se acostumbre a la oscuridad, la tensin aplicada deber haber sido aumentada gradualmente hasta que el efecto corona haya sido claramente visible en el conjunto bajo prueba. La tensin deber haber sido mantenida en este valor durante un (1) minuto y luego reducirse gradualmente hasta que desaparezca todo el efecto corona visible. Para mejorar la precisin en el valor de la tensin de extincin del efecto corona, la tensin aplicada deber haber sido aumentada y reducida varias veces alrededor del valor de extincin.

El procedimiento anterior deber haber sido repetido al menos 3 veces y el menor valor de las tensiones medidas deber haber sido considerada como el valor de la tensin de extincin del efecto corona. El elemento bajo prueba deber haber sido considerado aprobado si la tensin de extincin fue mayor o igual al 110% de la tensin nominal fase-tierra correspondiente, a condiciones atmosfricas estndar.

Debern haberse tomado fotografas con el laboratorio virtualmente oscuro, bajo las condiciones de prueba, tanto para la tensin nominal como para las tensiones correspondientes a condiciones de corona visible y extincin de corona. Es deseable que cada elemento bajo prueba haya sido fotografiado, al menos desde dos ngulos, para permitir su completa identificacin.

Las fotografas debern haber estado inmediatamente disponibles para la inspeccin y comparacin con la realidad de la prueba.

Las fotografas debern haber sido tomadas por encima y por debajo del nivel del conductor de tal manera que muestren el efecto corona en los aisladores y en todas las partes de herrajes y accesorios energizados. En cada fotografa deber indicarse la tensin de prueba.

Es deseable que se hayan tomado fotografas adicionales de referencia desde cada posicin de la cmara, con las luces del laboratorio encendidas, para mostrar la posicin relativa del elemento bajo prueba y el equipo de laboratorio.

La prueba para determinar la tensin de extincin del efecto corona visible, no deber haber sido llevada a cabo simultneamente con la prueba para determinar las caractersticas de radio-interferencia del elemento bajo prueba. Sin embargo, ambas pruebas debern haber sido realizadas sobre el mismo objeto, con el mismo montaje y con la menor diferencia posible de tiempo entre las pruebas. No se haber permitido ninguna modificacin entre prueba y prueba.

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PRUEBA DE RADIO-INTERFERENCIA (RI)

Las medidas de RI debern haber sido realizadas segn la norma IEC 60437, a 1 MHz. El nivel mximo de ruido ambiental deber haber estado 10 dB por debajo del nivel de RI medido para la tensin de prueba.

Cuando se haya aplicado la tensin de prueba debern haberse adoptado los siguientes procedimientos:

Una tensin de prueba igual al 110% de la tensin nominal deber haber sido aplicada durante cinco (5) minutos, con aumento gradual de la tensin.

La tensin deber haberse reducido luego en pasos hasta cero, aumentarse de nuevo gradualmente al valor de prueba, mantenerse durante cinco (5) minutos en este valor y finalmente rebajarse por pasos hasta cero.

Para cada caso debern haberse efectuado y registrado las medidas de RI; los niveles de RI registrados durante la ltima etapa descendente, debern haber sido graficados en funcin de la tensin aplicada. La curva obtenida deber haber sido considerada como la caracterstica de RI del elemento bajo prueba.

Como referencia, los pasos entre cero y la tensin de prueba y viceversa debern haber sido de 15 kV para valores superiores al 50% de la tensin nominal fase-tierra y de 25 kV para valores inferiores a este porcentaje.

Las medidas de RI debern haber sido complementadas con observaciones adicionales con el fin de localizar las fuentes de interferencia.

Para la observacin visual en la oscuridad debern haberse empleados binculos, con el fin de localizar las posibles fuentes de efecto corona. Tambin pueden haber sido localizadas con un detector ultrasnico de caractersticas direccionales.

El elemento bajo prueba deber haber sido considerado aprobado cuando para valores medidos menores o iguales al valor especificado.

8. PRUEBAS DE DISEO (TECNOLOGA) SOBRE AISLADORES POLIMRICOS

Estas pruebas, segn la clusula 5 de la norma IEC 61109 se realizan para verificar la adecuacin del diseo, materiales de los componentes y los mtodos de fabricacin (tecnologa).

Los resultados son considerados vlidos para todos los aisladores fabricados bajo el mismo concepto, mismo material y similar tecnologa.

Cada componente podr ser probada independientemente si se considera apropiado.

Un diseo particular de aisladores ser calificado slo cuando los prototipos pasen las pruebas de diseo contempladas en este captulo.

Las pruebas se debern efectuar en la siguiente secuencia:

a) Pruebas de interfaces y conexiones de los terminales metlicos

Tensin de flameo a frecuencia industrial en seco

Preesfuerzo

Alivio sbito de carga

Prueba termomecnica

Prueba de inmersin en agua

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Pruebas de verificacin

Inspeccin visual

Prueba de impulso de frente escarpado

Tensin de flameo a frecuencia industrial en seco

b) Pruebas de carga sostenida del ncleo ensamblado

Prueba de carga mecnica

Determinacin de la carga mecnica promedio de la falla del ncleo del aislador.

Control de la pendiente de la curva esfuerzo-tiempo del aislador.

c) Prueba de la cubierta: Fisurado ("tracking") y erosin. (Envejecimiento a tensin operativa y simulacin de condiciones de intemperie)

Pruebas al material del ncleo del aislador

Prueba de difusin de agua

Pre - esfuerzo

Prueba de tensin

d) Prueba de flamabilidad

9. PRUEBAS TIPO EN AISLADORES COMPUESTOS

Las pruebas tipo se debern realizar de acuerdo con el numeral 6 de la norma IEC 61109, para las siguientes pruebas:

Prueba de tensin soportable en seco tipo descarga atmosfrica

Prueba a frecuencia industrial en hmedo

Prueba mecnica carga-tiempo y prueba de estanqueidad de la interfaz entre los herrajes terminales y la cubierta del aislador (Amendment No. 1 a la norma IEC 61109).

Prueba de radio interferencia.

10. RUEBAS DE RUTINA

Las pruebas de rutina se debern realizar de acuerdo con el numeral 8 y el Anexo D de la norma IEC 61109, como se detalla a continuacin:

a) Verificacin de la marcacin: Se deber verificar que la marcacin de los aisladores est conforme con lo especificado.

b) Examen visual: Cada aislador deber ser examinado y revisado visualmente de manera tal que sus partes metlicas coincidan en un todo y sus detalles, con los planos aprobados. El color deber estar de acuerdo con el indicado en los planos. De la revisin al tacto se consideran imperfecciones aceptables aquellos defectos superficiales no mayores de 25 mm (la superficie total de estos defectos no deben exceder de 0,2% de la superficie total del aislador), y de profundidad inferior a 1 mm.

c) Pruebas mecnicas: A cada aislador se le deber aplicar una fuerza de traccin igual al 50% de su carga mecnica garantizada (SML) durante un lapso no menor de diez segundos, sin que ocurra ruptura total o parcial, deformaciones en sus partes metlicas o estiramientos en su ncleo de fibra.

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11. PRUEBAS DE ACEPTACIN

Las pruebas de aceptacin se debern realizar de acuerdo con el numeral 7 de la norma IEC 61109. Los aisladores debern someterse a las siguientes pruebas de aceptacin:

Verificacin de las dimensiones

Verificacin del sistema de bloqueo

Verificacin de la carga mecnica garantizada, SML

Galvanizado

Para cada tipo de aislador del suministro, el nmero de muestras E1 y E2 para las pruebas de aceptacin se indican en la siguiente tabla:

Tamao del lote (N) E1 E2 N 2000 4 3

2000

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Sern aplicadas al muestreo E2 y se realizarn de acuerdo con lo indicado en la norma IEC 60383.

12. EMPAQUE

12.1. Aisladores

Los aisladores debern ser empacados en cajones de madera. Los cajones debern estar constituidos para asegurar el transporte de los aisladores aceptable y seguro por parte de un transportista hasta el punto de entrega requerido por REP.

Cada cajn deber estar marcado con un cdigo seleccionado por el fabricante con el propsito de identificar cada lote y el tipo de aislador. Estas marcas debern ser resistentes a la intemperie y a condiciones normales durante el transporte y almacenaje.

12.2. Paletas

Los cajones de aisladores debern ser despachados encima de paletas diseadas para manejo con vehculo montacargas (forklifter). Las paletas debern estar hechas de madera robusta no retornable la cual deber estar tratada para retardar degradacin.

Las paletas, incluyendo los cajones con los contenedores impermeables, debern ser de tal construccin y resistencia que permitan colocar hasta 3 paletas una encima de otra. Las paletas debern tener suficientes bandas metlicas ajustadas para prevenir cualquier desplazamiento de los cajones durante el manejo y el transporte.

Cada cajn / paleta de aisladores deber ser marcada claramente indicando el numero de unidades, tipo de unidades, el nombre de REP y el numero de la orden de compra, claramente visibles, en una tarjeta dentro de un bolsillo plstico externo, que resisa el clima, el transporte y el manejo.

13. DOCUMENTOS QUE SE DEBEN INCLUIR EN LA COTIZACIN U OFERTA

El proponente deber presentar con su propuesta la siguiente documentacin:

Prueba de que el material aislante polimrico, en el caso de aisladores compuestos, cumple con las especificaciones. REP se reserva el derecho de solicitar una evidencia objetiva, tal como el resultado de un estudio de un laboratorio independiente, que asegure que el material polimrico es goma silicnica.

Relacin de suministro de aisladores en los ltimos diez aos.

Protocolos de prueba, emitidos por laboratorios independientes, de los ensayos tipo y de diseo.

Pruebas de efecto corona visible y radio-interferencia (RI) sobre cadenas completas (suspensin y retencin) con aisladores polimricos similares a los ofrecidos.

Reportes de pruebas de diseo estndar y especiales sobre aisladores similares a los ofrecidos, emitidos por laboratorios independientes o en el laboratorio del fabricante con inspeccin efectuada por terceros, de las pruebas estipuladas en las normas aplicables.

Adicionalmente, el proponente deber incluir en su cotizacin planos de cada tipo de aislador que contengan al menos la siguiente informacin:

Referencia comercial (nmero de catlogo)

Nmero de aletas

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Longitud total del aislador (mm)

Espesor del polmero aislante(mm)

Espaciamiento entre aletas (mm)

Dimetro de aletas (mm)

Distancia de arco sin cuernos, o sea, longitud del aislamiento (mm)

Tipo de acople, segn las especificaciones tcnicas (mm)

Distancia de fuga (mm)

Peso aproximado del conjunto (kg)

Caractersticas mecnicas y elctricas

Tipos de materiales utilizados para los diferentes componentes.

Nota:

El proveedor deber entregar en su propuesta la tabla de especificaciones tcnicas debidamente llenadas.