comisión federal de electricidad - lapem

COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD
CABLES DE ENERGÍA MONOPOLARES CON AISLAMIENTO
SINTÉTICO PARA TENSIONES DE 150 kV HASTA 500 kV
ESPECIFICACIÓN
CFE E0000-28
SEPTIEMBRE 2003
REVISA Y SUSTITUYE A LA
EDICIÓN DE SEPTIEMBRE 1993
MÉXICO
CABLES DE ENERGÍA MONOPOLARES CON AISLAMIENTO
SINTÉTICO PARA TENSIONES DE 150 kV HASTA 500 kV
ESPECIFICACIÓN
CFE E0000-28
CONTENIDO
1
OBJETIVO __________________________________________________________________________________ 1
2
CAMPO DE APLICACIÓN ______________________________________________________________________ 1
3
NORMAS QUE APLICAN _______________________________________________________________________ 1
4
CLASIFICACIÓN______________________________________________________________________________ 1
4.1
Sistema de Cable_____________________________________________________________________________ 1
4.2
Pruebas de Rutina ____________________________________________________________________________ 1
4.3
Pruebas Sobre Muestras ______________________________________________________________________ 1
4.4
Pruebas Tipo ________________________________________________________________________________ 1
4.5
Pruebas de Precalificación_____________________________________________________________________ 2
4.6
Pruebas Eléctricas Después de la Instalación _____________________________________________________ 2
5
CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES ________________________________________________ 2
5.1
De Operación del Sistema _____________________________________________________________________ 2
5.2
De Operación del Cable _______________________________________________________________________ 2
5.3
Características de Construcción ________________________________________________________________ 2
6
MARCADO __________________________________________________________________________________ 5
7
EMPAQUE __________________________________________________________________________________ 5
8
CONDICIONES DE PROTECCIÓN AMBIENTAL ____________________________________________________ 5
9
CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL _____________________________________________________ 5
10
CONTROL DE CALIDAD _______________________________________________________________________ 5
10.1
Pruebas ____________________________________________________________________________________ 5
11
CARACTERÍSTICAS PARTICULARES ____________________________________________________________ 7
APÉNDICE A
INFORMATIVO PRUEBA PARA LA PROTECCIÓN EXTERIOR DE EMPALMES ENTERRADOS _______ 8
APÉNDICE B
NORMATIVO MÉTODO DE PRUEBA CORTO CIRCUITO______________________________________ 10
APÉNDICE C
DISPOSITIVO DE TRACCIÓN PARA EL JALADO DEL CABLE _________________________________ 11
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Rev.
030926
CABLES DE ENERGÍA MONOPOLARES CON AISLAMIENTO
SINTÉTICO PARA TENSIONES DE 150 kV HASTA 500 kV
ESPECIFICACIÓN
CFE E0000-28
TABLA 1
Operación del sistema ________________________________________________________________________ 2
TABLA 2
Sección transversal y resistencia de conductores _________________________________________________ 2
TABLA 3
Temperaturas de operación ____________________________________________________________________ 2
TABLA 4
Propiedades físicas del aislamiento _____________________________________________________________ 3
TABLA 5
Espesores mínimos nominales de las cubiertas de plomo __________________________________________ 4
TABLA 6
Características mecánicas de la cubierta exterior__________________________________________________ 5
TABLA 7
Tensión en CA de prueba después de instalación _________________________________________________ 7
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Rev.
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CABLES DE ENERGÍA MONOPOLARES CON AISLAMIENTO
SINTÉTICO PARA TENSIONES DE 150 kV HASTA 500 kV
ESPECIFICACIÓN
CFE E0000-28
1 de 11
1
OBJETIVO
Esta especificación establece las características técnicas y
de control de calidad que deben cumplir los cables de
energía monopolares con aislamiento sintético y sus
accesorios.
2
CAMPO DE APLICACIÓN
Estos cables son utilizados en la CFE en sistemas trifásicos
para transmitir energía eléctrica para tensiones de 150 kV
hasta 500 kV y deben ser apropiados para instalación
subterránea en ductos, trincheras y túneles.
3
NORMAS QUE APLICAN
NOM-008-SCFI-2002; Sistema General de Unidades de
Medida.
Productos
Eléctricos
NMX-J-012/1-ANCE-2000;
Conductores – Conductores de Cobre para Cables Aislados
Designación Internacional – Especificaciones.
NMX-J-059-ANCE-1995; Productos Eléctricos - Conductores
- Cable de Cobre con Cableado Concéntrico Compacto, para
Usos Eléctricos - Especificaciones.
NMX-J-062-ANCE-1995; Productos Eléctricos - Conductores
- Cable concéntrico Compacto de Aluminio con Cableado
para Usos Eléctricos Especificaciones.
NMX-J-142-ANCE-2000; Productos Eléctricos - Conductores
- Cables de Energía con Pantalla Metálica Aislados con
Polietileno de Cadena Cruzada o a Base de Etileno-Propileno
para Tensiones de 5 kV a 115 kV - Especificaciones y
Métodos de Prueba.
NMX-J-177-ANCE-1996; Productos Eléctricos – Conductores
Determinación de Espesores de Pantallas Semiconductoras,
Aislamientos y Cubiertas de Conductores Eléctricos. Método
de Prueba.
NMX-J-178-ANCE-1996; Productos Eléctricos - Conductores
- Determinación del Esfuerzo y Alargamiento por Tensión a la
Ruptura de Aislamientos – Pantallas Semiconductoras,
Aislamientos
y Cubiertas de Conductores Eléctricos Método de Prueba.
NMX-J-186-ANCE-1996; Productos Eléctricos –ConductoresEnvejecimiento Acelerado a Pantallas Semiconductoras,
Aislamientos y Cubiertas Protectoras de Conductores
Eléctricos - Método de Prueba.
NMX-J-293-ANCE-1996; Productos Eléctricos- ConductoresAplicación de Alta Tensión a Corriente Alterna y Corriente
Directa-Método de Prueba.
NMX-J-309-ANCE-2000; Productos Eléctricos - Conductores
– Tensión de Impulso en Cables de Energía Aislados Método de Prueba.
NMX-J-432-ANCE-2000; Productos Eléctricos - Conductores
- Determinación del Alargamiento en Caliente y Deformación
Permanente en Aislamientos de Etileno - Propileno y
Polietileno de Cadena Cruzada - Método de Prueba.
NMX-J-444-1987; Productos Electrónicos - Conductores Pruebas de Alta Tensión con Corriente Directa en el Campo
a Cables de Energía-Método de Prueba.
IEC 62067-2001; Power Cables with Extruded Insulation and
their Accesories for Rated Voltages Above 150 kV (Um = 170
kV) up to 500 kV (Um = 550 kV) Test Methods
and
Requirements.
NRF-001-CFE-2001; Empaque, Embalaje, Embarque,
Transporte, Descarga, Recepción y Almacenamiento de
Bienes Muebles Adquiridos por CFE.
CFE L0000-57-1998; Sistema
Seguridad Industrial de CFE.
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Rev.
030926
Administración
de
CFE L0000-58-1999; Sistema de Administración Ambiental.
NOTA:
En caso de que los documentos anteriores sean
revisados o modificados debe tomarse en cuenta la edición en
vigor o la última edición en la apertura de las propuestas de la
licitación, salvo que la CFE indique otra cosa.
4
DEFINICIONES
4.1
Sistema de Cable
Consiste de un cable instalado con todos sus accesorios.
4.2
Pruebas de Rutina
Pruebas realizadas por el fabricante sobre cada componente
fabricado (tramo de cable o accesorio), para comprobar que
el componente cumple con los requerimientos especificados.
4.3
Pruebas Sobre Muestras
Pruebas realizadas por el fabricante sobre muestras del
cable o componentes, a una frecuencia especificada, para
verificar que el producto terminado cumple con los
requerimientos especificados.
4.4
NMX-J-204-ANCE-2000; Productos Eléctricos - Conductores
-Determinación de la Resistividad Volumétrica de los
Componentes Semiconductores de las Pantallas de Cables
de Energía con Aislamiento Extruído –Método de Prueba.
de
Pruebas Tipo
Son pruebas realizadas antes de abastecer en forma
comercial un sistema de cable cubierto por esta
especificación,
para
demostrar
las
características
satisfactorias de desempeño para la aplicación prevista.
ESPECIFICACIÓN
CABLES DE ENERGÍA MONOPOLARES CON AISLAMIENTO
SINTÉTICO PARA TENSIONES DE 150 kV HASTA 500 kV
CFE E0000-28
2 de 11
4.5
Pruebas de Precalificación
5.2.1
Es una prueba realizada antes de abastecer en forma
comercial un sistema de cable cubierto por esta
especificación, para demostrar que las características de
desempeño a largo tiempo, del sistema completo del cable
son satisfactorias.
4.6
5
CARACTERÍSTICAS
GENERALES
5.1
De Operación del Sistema
Y
CONDICIONES
El sistema de cable se debe diseñar para operar bajo las
condiciones indicadas en la tabla 1.
TABLA 1 - Operación del sistema
Conceptos
Valores
Tensión nominal entre fases (kV)
230
400
Tensión máxima (kV)
Frecuencia (Hz)
Altitud de operación (msnm)
Neutro
Corto circuito máximo (kA) (1) y (2)
Tensión de aguante al impuso por
rayo (kV) (2)
Tensión de aguante por maniobra
(kV)
Potencia en operación normal (MVA)
245
60
(2)
420
60
(2)
Potencia en condiciones de
emergencia (MVA)
NOTAS:
5.2
TABLA 2 - Sección transversal y resistencia de
conductores
Mínimo
Máximo
22,9
25,7
29,3
33,5
38,0
41,0
48,2
55,0
60,0
24,6
27,6
31,5
36,8
40,4
45,0
52,2
59,0
64,0
RC = Redondo compacto
S = Segmental
5.2.2
Temperaturas de operación
La temperatura de operación del conductor se define de
acuerdo con lo indicado en la tabla 3.
TABLA 3 - Temperaturas de operación
Condiciones de operación
------------
1050
En operación normal
En condiciones de sobrecarga
(1)
En corto circuito
(2)
(2)
Resistencia máxima
a la CD a 20 °C
Aluminio
Cobre
(Ω/km)
0,0470
0,0778
0,0366
0,0605
0,0283
0,0469
0,0221
0,0367
0,0176
0,0291
0,0151
0,0247
0,0113
0,0186
0,0090
0,0149
0,0072
0,0127
NOTAS:
1425
De Operación del Cable
030926
Diámetro
(mm)
1050
(1) El cable, terminales, empalmes y partes
componentes deben soportar las condiciones de
falla ocasionadas por el corto circuito trifásico o
de fase a tierra sin que sufra daño, durante 0,5
s.
(2) Estos valores se dan en las Características
Particulares.
Rev.
Sección
transversal
nominal
2
(mm )
400 (RC)
500 (RC)
630 (RC)
800 (RC)
1000 (S)
1200 (S)
1600 (S)
2000 (S)
2500 (S)
(2)
31,5/40
40/63
El cable y demás componentes debe soportar las
condiciones de falla ocasionadas por el cortocircuito trifásico
o de fase a tierra sin dañarse durante 0,25 s.
930910
Debe ser seleccionada de acuerdo a los valores indicados
en la tabla 2. Y en las Características Particulares se debe
indicar el valor específico para cada caso.
Pruebas Eléctricas Después de la Instalación
Son pruebas realizadas para demostrar la integridad del
sistema de cable después de instalado, pero antes de ser
puesto en servicio con el propósito de detectar defectos o
daños en el proceso de instalación.
Sección de conductor
Polietileno de cadena
cruzada
(XLP)
°C
90
100
250
NOTA:
(1) La duración promedio anual de las sobrecargas
durante toda la vida del cable no debe ser mayor de 72 h y en
cualquier periodo de 365 días naturales consecutivos no debe
sobrepasar de 216 h.
5.3
Características de Construcción
5.3.1
Conductor
Formado por cables de cobre o aluminio con cableado
concéntrico compacto o segmental, según las normas
NMX-J-012-ANCE, NMX-J-059-ANCE y NMX-J-062-ANCE
respectivamente.
ESPECIFICACIÓN
CABLES DE ENERGÍA MONOPOLARES CON AISLAMIENTO
SINTÉTICO PARA TENSIONES DE 150 kV HASTA 500 kV
CFE E0000-28
3 de 11
En las Características Particulares se debe indicar el
material del conductor solicitado en cada caso.
Si es necesario sellarse se hará con un material compatible
con los demás elementos que forman el cable para evitar la
penetración de agua por los espacios propios del proceso de
cableado.
En las Características Particulares se indica el tipo
requerido.
5.3.2
5.3.3
Aislamiento
El aislamiento debe ser de un compuesto extruído de
polietileno de cadena cruzada (XLP). El espesor nominal
debe satisfacer las siguientes condiciones:
-
súper limpio y libre de contaminantes,
-
gradiente inferior o igual a 11,0 kV/mm a nivel del
semiconductor interno y 5,5 kV/mm a nivel del
semiconductor externo para un Vm ≤ 300 kV,
-
gradiente inferior o igual a 16,0 kV/mm a nivel del
semiconductor interno y 7,0 kV/mm a nivel del
semiconductor externo para un Vm> 300 kV.
Pantalla semiconductora sobre el conductor
El conductor debe ser cubierto por una capa extruida de un
material semiconductor negro, de tipo súper liso compatible
con el aislamiento y el conductor; debe resistir una
temperatura de operación igual o mayor que el aislamiento.
Toda la superficie de contacto con el aislamiento debe ser
continua, uniforme y firmemente adherida.
El espesor promedio debe ser mayor o igual al 5 % del
espesor promedio del aislamiento. La relación entre el
espesor mínimo y máximo medidos, no debe ser mayor
de 2,0. La medición debe realizarse de acuerdo con la norma
NMX-J-177-ANCE.
5.3.2.1
Resistividad volumétrica
La resistividad volumétrica de la capa semiconductora
extruida sobre el conductor no debe exceder de 1 000 Ω-m a
la temperatura de operación normal del aislamiento indicada
en la tabla 3 y debe medirse de acuerdo con el método
descrito en la norma NMX-J-204-ANCE.
Los espesores medidos en un punto deben cumplir con los
siguientes requisitos:
emax – emin ≤ 0,15 emax
emin ≥ 0,92 enom
En donde:
enom
emax
=
emin
=
=
es el espesor nominal, en mm;
es el espesor de aislamiento máximo,
en mm; y
es el espesor de aislamiento mínimo, en
mm.
Además debe cumplir
indicadas en la tabla 4.
con
las
características
TABLA 4 - Propiedades físicas del aislamiento
Prueba
Esfuerzo por tensión a la ruptura, valor mínimo
inicial
Alargamiento por tensión a la ruptura, valor
mínimo inicial
Envejecimiento en horno a 121 °C ± 2 °C, durante
7 días
Variación 1) máxima del esfuerzo por tensión a la
ruptura
Alargamiento en caliente y deformación
permanente a 150 °C ± 2 °C
Alargamiento máximo
Deformación permanente máxima
1)
Unidad
Valor especificado
(XLP)
Método de prueba
Mpa
12,5
NMX-J-178-ANCE
%
200
NMX-J-178-ANCE
-----
-----
NMX-J-186-ANCE
%
± 25
---
-----
-----
NMX-J-432-ANCE
%
%
175
10
NMX-J-432-ANCE
NMX-J-432-ANCE
Variación: Diferencia entre el valor medio obtenido antes del envejecimiento y el valor medio obtenido después del
envejecimiento, expresado en valores porcentuales.
930910
Rev.
030926
físicas
ESPECIFICACIÓN
CABLES DE ENERGÍA MONOPOLARES CON AISLAMIENTO
SINTÉTICO PARA TENSIONES DE 150 kV HASTA 500 kV
CFE E0000-28
4 de 11
5.3.4
Pantalla semiconductora sobre el aislamiento
El aislamiento debe ser cubierto por medio de una capa
extruida de un material semiconductor negro, de tipo súper
liso compatible con el aislamiento y que soporte una
temperatura igual o mayor a la del aislamiento.
El espesor promedio debe ser igual o mayor a 0,2 mm. La
relación entre el espesor mínimo y máximo medidos, no debe
ser mayor de 2,0. La medición de espesores debe realizarse
de acuerdo a lo indicado en NMX-J-177-ANCE.
5.3.4.1
Resistividad volumétrica
La resistividad volumétrica de la capa semiconductora
extruida sobre el aislamiento no debe exceder de 500 Ω -m a
la temperatura de operación normal del aislamiento indicada
en la tabla 3 y debe medirse de acuerdo con el método
descrito en NMX-J-204-ANCE.
5.3.5
5.3.5.2
Para cables con pantalla de aluminio, el espesor mínimo de
la pantalla metálica no debe ser menor que el nominal en
más del:
0,1 mm + 10 % del espesor nominal para pantallas metálicas
de aluminio lisas, ejemplo:
emin ≥ enom - (0,1 + 0,1 enom)
0,1 mm + 15 % del espesor nominal para pantallas metálicas
de aluminio corrugadas, ejemplo:
emin ≥ enom - (0,1 + 0,15 enom)
Donde:
emin =
enom =
Pantalla metálica
Sobre la pantalla semiconductora del aislamiento, debe
disponerse de una pantalla metálica no magnética, continua
eléctricamente y en contacto a lo largo de todo el cable con
la pantalla semiconductora y debe aplicarse de tal forma que
el cable pueda ser doblado a su radio de curvatura mínimo,
sin afectar o interrumpir su continuidad eléctrica y que sea
capaz de:
-
poder llevar la corriente de corto circuito indicada
en la tabla 1,
-
funcionar como una barrera adicional para impedir
la penetración radial de agua al cable,
-
contribuir a mejorar la protección mecánica del
cable.
La pantalla metálica y los componentes adyacentes del cable
(pantalla semiconductora; cubierta exterior y aislamiento),
deben ser capaces de soportar los efectos térmicos del corto
circuito.
La construcción de la pantalla debe consistir de una capa
metálica continua, lisa o corrugada, de alguno de los
siguientes tipos:
-
extruida,
-
longitudinal soldada,
-
longitudinal traslapada y sellada.
5.3.5.1
Pantalla metálica de plomo
Cuando la pantalla metálica sea de plomo, el espesor mínimo
no debe ser menor que el indicado en la tabla 5.
emin ≥ enom – ( 0,1 + 0,05 enom )
930910
Rev.
030926
Espesor mínimo de la pantalla
Espesor nominal de la pantalla
TABLA 5- Espesores mínimos nominales de las cubiertas
de plomo
Diámetro exterior D1
del cable bajo la
cubierta de plomo
65 ≤ D1 < 70
70 ≤ D1 < 75
75 ≤ D1 < 80
80 ≤ D1 < 85
85 ≤ D1 < 90
90 ≤ D1 < 95
95 ≤ D1 < 100
100 ≤ D1 < 105
105 ≤ D1 < 110
110 ≤ D1 < 115
115 ≤ D1
NOTA:
Espesor mínimo de la
cubierta de plomo
1,7
1,8
1,8
1,9
1,9
2,0
2,1
2,2
2,3
2,4
En estudio
Dimensiones en mm.
La determinación del espesor de la pantalla metálica debe
hacerse de acuerdo con la norma NMX-J-177-ANCE.
5.3.6
NOTA:
Para satisfacer condiciones especiales de corto
circuito, pueden emplearse elementos adicionales, tales como
alambres o cintas metálicas, bajo la capa metálica continua.
Pantalla lisa o corrugada de aluminio
Cubierta exterior
La cubierta de protección exterior debe ser de una mezcla
extruida a base de polietileno de color negro sin burbujas,
grumos o defectos y resistente a la penetración de agua.
Para cables con conductor de 800 mm² de sección
transversal y menores, el espesor promedio mínimo de la
cubierta debe ser de 4 mm y el espesor mínimo en cualquier
punto no debe ser menor de 3,2 mm. Para cables con
conductor de 1000 mm² de sección transversal y mayores, el
espesor promedio mínimo de la cubierta debe ser de 5 mm y
el espesor mínimo en cualquier punto no debe ser menor de
4,0 mm.
CABLES DE ENERGÍA MONOPOLARES CON AISLAMIENTO
SINTÉTICO PARA TENSIONES DE 150 kV HASTA 500 kV
ESPECIFICACIÓN
CFE E0000-28
5 de 11
La determinación del espesor de la cubierta debe realizarse
de acuerdo con lo indicado en NMX-J-177-ANCE.
La cubierta protectora debe cumplir los requisitos indicados
en la tabla 6.
TABLA 6 - Características mecánicas de
la cubierta exterior
Prueba
Unidad
Valores
especificados
para polietileno
(PD)
MPa
12,5
Esfuerzo por tensión a la
ruptura, valor mínimo
inicial
Alargamiento por tensión a
la ruptura, valor mínimo
inicial
Envejecimiento en horno a
110 °C ± 2 °C, durante 14
días.
Alargamiento por tensión a
la ruptura, valor mínimo
6
%
%
Logotipo o nombre del fabricante.
b)
Tipo de aislamiento (XLP).
300
CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL
Las condiciones de seguridad industrial, deben ser de
acuerdo a las indicadas en la especificación CFE L0000-57.
300
10
2
c)
Sección transversal del conductor central en mm .
d)
Material del conductor, aluminio (Al) o cobre (Cu).
e)
Tensión nominal en (kV).
f)
Año de fabricación.
g)
Clave CFE E0000-28.
NOTA:
Esta identificación debe repetirse, a lo largo del
cable, en intervalos regulares de tal forma que la superficie que
no esté marcada no exceda de 30 cm.
EMPAQUE
El empaque debe identificarse en forma visible y permanente
en su exterior como mínimo con la información indicada en el
capítulo 6 de esta especificación y lo establecido en la norma
NRF-001-CFE.
030926
CONDICIONES DE PROTECCIÓN AMBIENTAL
9
a)
Rev.
Cuando se requiera el dispositivo de tracción en ambos
extremos se debe indicar en las Características
Particulares.
Las condiciones de protección ambiental, deben ser de
acuerdo a las indicadas en la especificación CFE L0000-58.
Los cables deben llevar en toda su longitud una identificación
con letra bajo relieve en forma visible y permanente inscrita
en la superficie exterior debiendo tener como mínimo la
siguiente información.
930910
Todos los tramos de cable deben estar provistos en un
extremo de un capuchón termocontráctil
con material
sellador que impida la entrada de humedad al interior del
cable y en el extremo exterior un dispositivo de tracción como
se indica en el Apéndice C.
8
MARCADO
7
Cada tramo de cable se debe enrollar en un carrete metálico
de tipo retornable, laminado totalmente en el exterior, con las
dimensiones y características que recomiende el fabricante.
CONTROL DE CALIDAD
CFE representada por la Gerencia del LAPEM o persona
física o moral que designe, debe verificar que los cables de
energía monopolares con aislamiento extruído para
tensiones de 150 kV a 500 kV, cumplan con las pruebas
indicadas en este capítulo.
10.1
Pruebas
10.1.1
Pruebas de prototipo
Estas pruebas son para verificar que las características de
funcionamiento de cada diseño básico de cable cumple con
esta especificación, y se deben efectuar al inicio y cuando se
modifique alguno de sus componentes, el proceso de
fabricación o el diseño del cable.
Las pruebas eléctricas de prototipo sobre tramos completos
de conductores terminados son:
a)
Medición de espesores.
b)
Prueba de doblez.
c)
Descargas parciales.
d)
Medición de tangente σ.
e)
Tensión con ciclos de calentamiento.
f)
Descargas parciales.
-
a temperatura ambiente,
-
a alta temperatura.
ESPECIFICACIÓN
CABLES DE ENERGÍA MONOPOLARES CON AISLAMIENTO
SINTÉTICO PARA TENSIONES DE 150 kV HASTA 500 kV
CFE E0000-28
6 de 11
g)
Impulso por maniobre de interruptores.
a)
Descargas parciales.
h)
Impulso por rayo y alta tensión CA.
b)
Alta tensión corriente alterna.
i)
Inspección del cable y accesorios.
c)
Prueba eléctrica a la cubierta del cable.
j)
Resistividad de las pantallas semiconductoras.
Las pruebas no eléctricas de prototipo sobre muestras o
tramos completos de conductores terminados son:
Las pruebas de rutina sobre muestras o tramos completos de
conductores terminados, de acuerdo a la norma IEC 62067,
son:
Dimensionales.
a)
a)
Verificación de la construcción del cable completo.
-
b)
Propiedades mecánicas del aislamiento y de la
cubierta exterior, antes y después del
envejecimiento cíclico.
espesor de la pantalla semiconductora extruida
sobre el conductor,
-
espesor de aislamiento,
c)
Compatibilidad de los materiales.
-
diámetro sobre el aislamiento,
d)
Deformación de las cubiertas a alta temperatura.
-
espesor de la pantalla semiconductora extruida
sobre el aislamiento,
e)
Alargamiento
permanente.
-
resistividad
volumétrica
de
la
pantalla
semiconductora extruida sobre el aislamiento,
f)
Contenido de negro de humo.
-
g)
Penetración longitudinal de agua.
diámetro y número de los alambres de cobre
suave de la pantalla electrostática,
-
espesor de la cubierta metálica,
-
espesor de la cubierta protectora.
en
caliente
y
deformación
Las pruebas de precalificación sobre el sistema de cables y
accesorios son:
a)
Verificación del espesor del aislamiento del cable.
b)
Prueba de tensión con ciclos térmicos.
c)
d)
b)
Alargamiento
permanente.
en
caliente
y
deformación
Prueba de tensión de impulso por rayo.
c)
Medición de la capacitancia.
Examen del sistema de cable y accesorios
después de completar las pruebas anteriores.
d)
Tensión de aguante al impulso por rayo y alta
tensión corriente alterna.
Estas pruebas se deben realizar de acuerdo a la secuencia
de la norma IEC 62067.
e)
Penetración longitudinal de agua.
NOTA:
Además se debe cumplir con lo indicado en los
Apéndices A y B.
Los reportes de estas pruebas pueden ser requeridos por el
supervisor de control de calidad durante la inspección del
suministro.
10.1.2
10.1.3
Pruebas de rutina
Estas pruebas, el fabricante debe realizarlas, utilizando el
muestreo y la frecuencia que establece la norma IEC 62067,
durante o después de la producción sobre cables y/o sus
componentes para propósitos de calidad, con objeto de
verificar que cumplen con esta especificación y su
conformidad con la aceptación del prototipo.
Las pruebas de rutina sobre tramos completos de
conductores terminados, de acuerdo a la norma IEC 62067,
son:
930910
Rev.
030926
Pruebas de aceptación
Las pruebas indicadas en a), el fabricante debe realizarlas a
uno de cada 5 carretes (tramos de embarque) consecutivos
de la producción y efectuarlas al inicio y final de cada tramo,
las pruebas indicadas en b) hasta e), el fabricante debe
realizarlas a todos y cada uno de los tramos de embarque.
Dimensionales.
a)
-
espesor de la pantalla semiconductora extruida
sobre el conductor,
-
espesor de aislamiento,
CABLES DE ENERGÍA MONOPOLARES CON AISLAMIENTO
SINTÉTICO PARA TENSIONES DE 150 kV HASTA 500 kV
ESPECIFICACIÓN
CFE E0000-28
7 de 11
10.1.4.3
Prueba sobre el aislamiento del cable
-
diámetro sobre el aislamiento,
-
espesor de la pantalla semiconductora extruida
sobre el aislamiento,
-
resistividad
volumétrica
de
la
pantalla
semiconductora extruida sobre el aislamiento,
-
fuerza para retirar la pantalla semiconductora
extruida sobre el aislamiento,
Para sistemas con tensiones de operación de 150 kV hasta
220 kV: se realizara la prueba mediante la aplicación de la
tensión de corriente alterna igual a la de fase a tierra del
sistema de que se trate, a la frecuencia de 20 Hz a 300 Hz,
durante 24 h, en vacío; o en su defecto 1 h aplicando una
tensión de 1,4 V o 1,7 V veces el valor de la tensión de fase
a tierra del sistema de que se trate a la frecuencia de 20 Hz a
300 Hz. La forma de onda de la tensión aplicada debe ser
sustancialmente senoidal.
-
diámetro y número de los alambres de cobre
suave de la pantalla electrostática,
No se permitirán pruebas alternativas con la aplicación de la
corriente directa.
-
espesor de al cubierta metálica,
-
espesor de la cubierta protectora.
Para sistemas con tensiones de operación de 220 kV hasta
500 kV: se debe realizar la prueba mediante la aplicación de
la tensión de corriente alterna igual a la de fase a tierra del
sistema de que se trate, a la frecuencia de 20 Hz a 300 Hz,
durante 1 h aplicando una tensión del valor de la tensión
mostrado en la tabla 7. La forma de onda de la tensión
aplicada debe ser sustancialmente senoidal.
b)
Resistividad eléctrica del conductor a corriente
directa.
c)
Continuidad y resistencia eléctrica de la pantalla
electrostática
a
corriente
directa
(para
información).
d)
Descargas parciales.
e)
Alta tensión corriente alterna.
10.1.4
Pruebas en campo
10.1.4.1
Pruebas eléctricas después de la instalación
Las pruebas después de la instalación se llevaran a cabo en
instalaciones nuevas, cuando se ha completado la instalación
del cable conectado con todos sus accesorios y el sistema de
puesta a tierra.
Las pruebas descritas a continuación deben realizarse
adicional a lo indicado en las normas NMX-J-142-ANCE,
NMX-J-293-ANCE y NMX-J-444.
10.1.4.2
Prueba sobre la cubierta exterior del cable
Para sistemas con tensiones de operación de 150 kV hasta
220 kV: se aplicara una tensión con corriente directa de
100 V/mil (4 kV/mm) del valor medio del mínimo especificado
del espesor de la cubierta exterior del cable, por un periodo
de 1 minuto; no excediendo este valor a
10 kV.
Para sistemas de 220 kV hasta 500 kV: la cubierta exterior
del cable se someterá a una tensión de 20 kV CD aplicada
entre la cubierta/pantalla metálica y tierra durante 15 min.
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No se permitirán pruebas alternativas con la aplicación de la
corriente directa.
TABLA 7- Tensión en CA de prueba después de
instalación
Tensión nominal
(fase a fase)
(kV)
(V)
150 a 180
90
220 a 230
127
380 a 500
220
Tensión de prueba
(fase-tierra)
(kV) eficaz
150
180
260
Antes de hacer cualquier maniobra, debe tener en cuenta la
suma importancia de que el sistema se encuentre
debidamente aterrizado. Así mismo debe tener cuidado de
que los cables y sus pantallas o equipos próximos, aún
estando fuera del sistema y que puedan verse afectados o
afectar las pruebas eléctricas, se aterricen.
11
CARACTERÍSTICAS PARTICULARES
Las Características Particulares de la presente
especificación son las que se anexan al final de este
documento y están contenidas en la forma CPE-320 y que
son complemento de las bases de la licitación.
CABLES DE ENERGÍA MONOPOLARES CON AISLAMIENTO
SINTÉTICO PARA TENSIONES DE 150 kV HASTA 500 kV
ESPECIFICACIÓN
CFE E0000-28
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APÉNDICE A
INFORMATIVO
PRUEBA PARA LA PROTECCIÓN EXTERIOR DE EMPALMES ENTERRADOS
A.1
Objetivo
Este anexo especifica el procedimiento que debe seguirse para las pruebas tipo de aprobación de la cubierta exterior de empalmes
o de los elementos de interrupción de la cubierta metálica o pantalla, en sistemas de cables directamente enterrados y cuando
exista interrupción de la pantalla metálica, la seccionalización asociada del aislamiento de la cubierta.
A.2
Intervalo de Aprobación
Cuando se requiere la aprobación para la protección exterior del empalme que comprenda dispositivos tales como las conexiones
para transposición “bonding”, la prueba de la protección debe incluir esos dispositivos.
Una prueba exitosa para la cubierta de empalmes que contenga dispositivos de seccionalización para los diámetros mayores y
menores de los cables para los que se hicieron las pruebas, califica a tal protección para accesorios similares sin tales dispositivos,
pero no a la inversa.
Cuando se prueba un diseño para la protección exterior de empalmes, se consideran aprobadas las protecciones exteriores de
empalmes de la misma procedencia, con los mismos principios básicos de diseño, mismos materiales y dentro del intervalo de
diámetros de los cables probados y que requieran una tensión igual o menor de prueba.
Las pruebas A.3 y A.4 deben aplicarse sucesivamente a un empalme que haya pasado la prueba de tensión con ciclos de
calentamiento o a un empalme diferente que haya soportado por lo menos 3 ciclos térmicos sin tensión.
A.3
Inmersión en Agua y Ciclos de Calentamiento
El ensamble en prueba debe sumergirse en agua a una profundidad de no menos de 1 m de la parte alta de la protección.
Se aplica un total de 20 ciclos de calentamiento/enfriamiento, aumentando la temperatura del agua entre 15 °C y 20 °C por debajo
de la temperatura máxima de operación normal del conductor del cable (es decir entre 70 °C y 75 °C). En cada ciclo el agua se lleva
hasta la temperatura especificada y se mantiene por lo menos durante 5 h y después se le permite enfriar hasta unos 10 °C arriba
de la temperatura ambiente. Las temperaturas de prueba del agua pueden lograrse diluyendo agua a mayor o menor temperatura.
A.4
Pruebas de Tensión
Al terminar los ciclos térmicos y con el ensamble aún sumergido, se llevan a cabo pruebas de tensión en la siguiente forma:
A.4.1
Ensambles que comprendan accesorios sin dispositivos seccionalizadores
Se aplica una tensión de 20 kV CD por 1 min entre la pantalla-cubierta metálica del cable y la protección externa del empalme
conectado a tierra.
A.4.2
Ensambles que comprendan accesorios con dispositivos seccionalizadores
A.4.2.1
Prueba de tensión CD
Se aplica una tensión de 20 kV CD por 1 min entre la pantalla-cubierta metálica del cable a ambos extremos del accesorio y
también entre cada pantalla-cubierta y la protección externa del empalme conectado a tierra.
A.4.2.2
Prueba de tensión de impulso por rayo
La tensión de prueba debe aplicarse entre la pantalla-cubierta metálica del cable a ambos extremos del accesorio y también entre
cada pantalla-cubierta y la protección externa del empalme conectado a tierra.
El procedimiento de prueba debe ser el indicado en la norma NMX-J-309, estando el empalme a temperatura ambiente.
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CABLES DE ENERGÍA MONOPOLARES CON AISLAMIENTO
SINTÉTICO PARA TENSIONES DE 150 kV HASTA 500 kV
ESPECIFICACIÓN
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TABLA A.1 - Tensión de prueba de impulso por rayo
Tensión nominal de
impulso por rayo
para el aislamiento
principal
1)
Nivel de impulso
Entre las partes
Entre cada parte y tierra
Conexión para
Conexión para
Conexión para
Conexión para
1)
1)
transposición
transposiciones
transposición
transposición
> 3 m y ≤ 10 m
> 3 m y ≤ 10 m
≤3m
≤3m
kV
kV
kV
kV
kV
1 050
60
95
30
47,5
1 425
75
125
30,7
62,5
Si los limitadores de tensión de la cubierta son colocados adyacentes al empalme, se emplean las tensiones para
las conexiones de transposición ≤ 3 m
No debe ocurrir falla en ninguna de las pruebas indicadas.
En caso de que no se puedan llevar a cabo las pruebas de impulso por rayo el ensamble sumergido, se puede sacar del agua y
hacer las pruebas de impulso lo más pronto posible. Para este propósito se debe aplicar previamente una capa conductora sobre
toda la superficie exterior del ensamble bajo prueba.
A.5
Examen del Ensamble Probado
Al terminar las pruebas descritas en A.4 debe examinarse el ensamble probado.
Para cajas de protección de empalmes que estén rellenas con compuestos removibles, éstos deben considerarse satisfactorios si
no hay evidencia visible de burbujas internas o desplazamiento interno del compuesto por ingreso de agua, o si no hay pérdidas de
compuesto a través de los sellos o paredes de la caja.
Para las protecciones exteriores de empalmes que empleen diversos diseños o materiales, no debe haber evidencia de ingreso de
agua o corrosión interna.
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CABLES DE ENERGÍA MONOPOLARES CON AISLAMIENTO
SINTÉTICO PARA TENSIONES DE 150 kV HASTA 500 kV
ESPECIFICACIÓN
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APÉNDICE B
NORMATIVO
MÉTODO DE PRUEBA CORTO CIRCUITO
B.1
Definición de los Materiales
Los ensambles de los materiales para esta prueba de tipo están constituidos por:
-
un cable de por lo menos 15 m de longitud instalado sobre el suelo,
-
un empalme fijado mecánicamente sobre una cama de cemento.
Para empalme con transposición de pantallas, los dos conductores de cable coaxial de unión, se conectan a 2 m de la salida del
empalme.
B.2
Parámetros Eléctricos
La intensidad y la duración de la corriente de corto circuito monofásico corresponden a las definidas en el capítulo 5 de esta
especificación y la prueba debe realizarse bajo las siguientes condiciones.
-
asimetría máxima, constante de tiempo:
-
tensión de prueba ≤ 20 kV;
-
número de corto circuitos: 3.
B.3
‫ = ح‬120 ms;
Parámetros Térmicos
El conductor del cable se lleva a la temperatura máxima de operación normal (90 °C) después de cada corto circuito.
Los corto circuitos deben separarse por un intervalo de tiempo suficiente para asegurar un enfriamiento del empalme que permita el
retorno a las condiciones iniciales.
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CABLES DE ENERGÍA MONOPOLARES CON AISLAMIENTO
SINTÉTICO PARA TENSIONES DE 150 kV HASTA 500 kV
ESPECIFICACIÓN
CFE E0000-28
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APÉNDICE C
DISPOSITIVO DE TRACCIÓN PARA EL JALADO DEL CABLE
C.1
Instructivo para Fijar el Dispositivo de Tracción a Cables
Las figuras a y b muestran el cable y el dispositivo de tracción (ojo de tracción).
Paso 1
Se abren los conductores como lo muestra la figura c, sin cortar un solo de ellos y se distribuyen uniformemente alrededor del
dispositivo de tracción.
Paso 2
Se fijan los conductores al dispositivo de tracción con dos flejes de acero inoxidable, véase la figura d.
Paso 3
Se doblan los conductores hacia el cable y se fijan con otro fleje como se ve en la figura e, cortando el excedente, si es que lo hay.
Paso 4
Se estañan y se hace una soldadura de bola cubriendo todos los conductores, se llenan los intersticios con mastique o cinta de
relleno y al final, se sella con una manga termocontráctil para evitar la entrada de humedad, véase la figura f.
FIGURA C.1 – Figuras que muestran el dispositivo de tracción para jalado del cable
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COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD
CARACTERISTICAS
PARTICULARES
PARA:
CABLES
DE
ENERGÍA
MONOPOLARES CON AISLAMIENTO SINTÉTICO PARA TENSIONES DE 150 kV
HASTA 500 kV
Correspondiente a la especificación CFE E0000-28
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CPE - 320
DATOS DIVERSOS
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