CABLES SEMIAISLADOS PARA LÍNEAS AÉREAS DE 15 A 38 kV · 2018. 1. 23. · NMX-J-186-ANCE-2007 Conductores-Envejecimiento Acelerado En Horno A Pantallas Semiconductoras, Aislamientos

MÉXICO

CABLES SEMIAISLADOS PARA LÍNEAS AÉREAS DE 15 A 38 kV

ESPECIFICACIÓN

CFE E0000-29

SEPTIEMBRE 2020

REVISA Y SUSTITUYE A LA EDICIÓN DE NOVIEMBRE 2017


ESPECIFICACIÓN

CFE E0000-29

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P R E F A C I O Esta especificación ha sido elaborada de acuerdo con las Bases Generales para la Normalización en CFE. La propuesta de revisión fue preparada por la DIRECCIÓN DE DISTRIBUCIÓN. Revisaron y aprobaron la presente especificación las áreas siguientes: DIRECCIÓN DE DISTRIBUCIÓN GERENCIA DE ABASTECIMIENTOS GERENCIA DE LAPEM El presente documento normalizado entra en vigor a partir de la fecha abajo indicada y será actualizado y revisado tomando como base las observaciones que se deriven de la aplicación del mismo. Dichas observaciones deben enviarse a la Gerencia de LAPEM, cuyo Departamento de Normalización y Metrología coordinará la revisión. ESTE DOCUMENTO FUE AUTORIZADO POR EL “SUBCOMITÉ DE NORMALIZACIÓN TÉCNICA DE LA COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD Y SUS EMPRESAS PRODUCTIVAS SUBSIDIARIAS (SCNTCFE)”, EN LA SESIÓN ORDINARIA 06/2020, CELEBRADA EL 30 DE JULIO DE 2020. NOTA: Entra en vigor a partir de: 201104


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C O N T E N I D O

1 OBJETIVO _______________________________________________________________________ 1

2 CAMPO DE APLICACIÓN __________________________________________________________ 1

3 NORMAS QUE SE APLICAN ________________________________________________________ 1

4 DEFINICIONES ___________________________________________________________________ 2

4.1 Definiciones _____________________________________________________________________ 2

4.2 Clasificación _____________________________________________________________________ 2

5 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES ____________________________________ 3

5.1 Conductor _______________________________________________________________________ 3

5.2 Descripción Corta ________________________________________________________________ 3

5.3 Pantalla Semiconductora __________________________________________________________ 4

5.4 Aislamiento-Cubierta ______________________________________________________________ 5

5.5 Características Eléctricas __________________________________________________________ 6

5.6 Resistencia del Compuesto de la Cubierta al Intemperismo Artificial ______________________ 7

5.7 Resistencia a la Abrasión __________________________________________________________ 7

6 MARCADO _______________________________________________________________________ 7

6.1 En el Empaque ___________________________________________________________________ 7

6.2 Longitud de Tramos _______________________________________________________________ 8

7 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL _________________________________________ 8

8 CONTROL DE CALIDAD ___________________________________________________________ 8

8.1 Pruebas _________________________________________________________________________ 8

9 BIBLOGRAFÍA ___________________________________________________________________ 9


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TABLA 1 Clasificación de cables semiaislados de 15 a 38 kV ____________________________________ 3

TABLA 2 Espesor mínimo de la pantalla semiconductora _______________________________________ 4

TABLA 3 Espesor promedio del aislamiento-cubierta y tensión de prueba _________________________ 5

APÉNDICE A PRUEBA DE RESISTENCIA A LA ABRASIÓN ____________________________________ 14

APÉNDICE B INFORMACIÓN REQUERIDA _________________________________________________ 16


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1 OBJETIVO Esta especificación establece las características que deben cumplir los cables semiaislados con conductor de aluminio, cobre o ACSR para tensiones hasta 38 kV con aislamiento-cubierta de polietileno de cadena cruzada (XLP) que utiliza la CFE y sus EPS. 2 CAMPO DE APLICACIÓN Estos cables se utilizan en líneas de distribución aérea de mediana tensión, Iocalizadas generalmente en zonas arboladas. Su manejo, instalación, operación y mantenimiento se debe hacer en forma similar a un conductor desnudo. 3 NORMAS QUE SE APLICAN

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NMX-J-204-ANCE-2012 Conductores-Determinación De La Resistividad Volumétrica De Los Componentes Semiconductores De Las Pantallas De Cables De Energía Con Aislamiento Extruido-Método De Prueba.

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NMX-Z-012/3-1987 Muestreo para la Inspección por atributos-Parte 3:

Regla de cálculo para la determinación de planes de muestreo.

CFE L1000-11-2016 Empaque, Embalaje, Embarque, Transporte y

Almacenamiento de Bienes Muebles Adquiridos por CFE.

NOTA: En caso de que los documentos anteriores sean revisados o modificados debe tomarse en cuenta la edición en la

fecha de la convocatoria al concurso, salvo que la CFE indique otra cosa.

4 DEFINICIONES 4.1 Definiciones 4.1.1 Cable semiaislado Es el formado por un Conductor de aluminio (AAC), de aluminio con refuerzo de acero (ACSR) o de cobre (Cu), con pantalla semiconductora extruida sobre el conductor y aislamiento-cubierta de polietileno de cadena cruzada (XLP), color negro, resistente a las descargas (carbonización) superficiales, abrasión e intemperie. 4.2 Clasificación Los cables semiaislados se clasifican como se indica en la tabla 1.


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5 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES 5.1 Conductor El conductor debe ser concéntrico normal o comprimido para el aluminio (AAC) y ACSR, para el cobre el acabado debe ser comprimido o compacto y debe cumplir lo indicado en la norma NOM-063-SCFI. 5.2 Descripción Corta La descripción de los conductores de la tabla 1, se indica en el siguiente listado:

Descripción

Aluminio (AAC) Aluminio con refuerzo de acero (ACSR) Cobre (Cu)

CABLE SA-AAC (1/0)-XLP15 CABLE SA-ACSR (1/0)-XLP15 CABLE SA-CU (1/0)-XLP15 CABLE SA-AAC (3/0)-XLP15 CABLE SA-ACSR (3/0)-XLP15 CABLE SA-CU (3/0)-XLP15 CABLE SA-AAC (266)-XLP15 CABLE SA-ACSR (266)-XLP15 CABLE SA-CU (266)-XLP15 CABLE SA-AAC (336)-XLP15 CABLE SA-ACSR (336)-XLP15 CABLE SA-CU (336)-XLP15 CABLE SA-AAC (477)-XLP15 CABLE SA-ACSR (1/0)-XLP25 CABLE SA-CU (1/0)-XLP25 CABLE SA-AAC (1/0)-XLP25 CABLE SA-ACSR (3/0)-XLP25 CABLE SA-CU (3/0)-XLP25 CABLE SA-AAC (3/0)-XLP25 CABLE SA-ACSR (266)-XLP25 CABLE SA-CU (266)-XLP25 CABLE SA-AAC (266)-XLP25 CABLE SA-ACSR (336)-XLP25 CABLE SA-CU (336)-XLP25 CABLE SA-AAC (336)-XLP25 CABLE SA-ACSR (1/0)-XLP38 CABLE SA-CU (1/0)-XLP38 CABLE SA-AAC (477)-XLP25 CABLE SA-ACSR (3/0)-XLP38 CABLE SA-CU (3/0)-XLP38 CABLE SA-AAC (1/0)-XLP38 CABLE SA-ACSR (266)-XLP38 CABLE SA-CU (266)-XLP38 CABLE SA-AAC (3/0)-XLP38 CABLE SA-ACSR (336)-XLP38 CABLE SA-CU (336)-XLP38 CABLE SA-AAC (266)-XLP38 --- --- CABLE SA-AAC (336)-XLP38 --- --- CABLE SA-AAC (477)-XLP38 --- ---

TABLA 1 - Clasificación de cables semiaislados de 15 a 38 kV

Tensión nominal

entre fases (kV)

Sección transversal

(mm²)

Descripción corta del cable

Aluminio (AAC) Aluminio con refuerzo de

acero (ACSR) Cobre (Cu)

15

241.70 170.45 135.16 85.03 53.48

Cable SA-AAC (477) – XLP15 Cable SA-AAC (336.4) – XLP15 Cable SA-AAC (266.8) – XLP15 Cable SA-AAC (3/0) – XLP15 Cable SA-AAC (1/0) – XLP15

--- Cable SA-ACSR (336.4) – XLP15 Cable SA-ACSR (26.8) – XLP15 Cable SA-ACSR (3/0) – XLP15 Cable SA-ACSR (1/0) – XLP15

--- Cable SA-Cu (336.4) – XLP15 Cable SA-Cu (266.8) – XLP15 Cable SA-Cu (3/0) – XLP15 Cable SA-Cu (1/0) – XLP15

Continúa…


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Continuación…

25

170.45 135.16 85.03 53.48

Cable SA-AAC (336.4) – XLP25 Cable SA-AAC (266.8) – XLP25 Cable SA-AAC (3/0) – XLP25 Cable SA-AAC (1/0) – XLP25

Cable SA-ACSR (336.4) – XLP25 Cable SA-ACSR (266.8) – XLP-25 Cable SA-ACSR (3/0) – XLP25 Cable SA-ACSR (1/0) – XLP25

Cable SA-Cu (336.4) – XLP25 Cable SA-Cu (266.8) – XLP25 Cable SA-Cu (3/0) – XLP25 Cable SA-Cu (1/0) – XLP25

38

241.70 170.45 135.16 85.03 53.48

Cable SA-AAC (477) – XLP38 Cable SA-AAC (336.4) – XLP38 Cable SA-AAC (266.8) – XLP38 Cable SA-AAC (3/0) – XLP38 Cable SA-AAC (1/0) – XLP38

--- Cable SA-ACSR (336.4) – XLP38 Cable SA-ACSR (266.8) – XLP38 Cable SA-ACSR (3/0) – XLP38 Cable SA-ACSR (1/0) – XLP38

--- Cable SA-Cu (336.4) – XLP38 Cable SA-Cu (266.8) – XLP38 Cable SA-Cu (3/0) – XLP38 Cable SA-Cu (1/0) – XLP38

NOTA: Los números 15, 25 y 38 al final de XLP, indican a la tensión nominal entre fases en kV. 5.3 Pantalla Semiconductora Sobre el conductor se debe aplicar una capa de material semiconductor termofijo extruido de color negro, compatible con el aislamiento-cubierta y el conductor. Esta capa debe tener las mismas o mejores características térmicas que el aislamiento cubierta. El compuesto de la pantalla debe ser extruido sobre el conductor con un espesor promedio y mínimo que debe cumplir con lo indicado en la tabla 2 cuando se determina de acuerdo con la norma NMX-J-177.

TABLA 2 - Espesor mínimo de la pantalla semiconductora

Sección transversal del conductor

(mm²)

Espesor de la pantalla sobre el conductor en (mm)

En un punto cualquiera

Promedio

De 53.48 a 107.2 0.30 0.38

De 107.2 a 253.4 0.41 0.51 5.3.1 Alargamiento Después de envejecida una muestra del material de la pantalla semiconductora. al someterla a una temperatura de 120 °C ± 1 °C durante 168 h, debe soportar como mínimo un alargamiento del 100 %, cuando se aplica el método de prueba de acuerdo con la norma NMX-J-186. 5.3.2 Fragilidad en frío A la temperatura de -10°C debe cumplir con lo establecido en la norma NMX-J-091. 5.3.3 Resistividad volumétrica

A la temperatura ambiente (40 °C) y a 90 °C debe ser como máximo de 1 x 105 .cm, cuando se aplica el método NMX-J-204.


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5.4 Aislamiento-Cubierta El material del aislamiento-cubierta debe ser un compuesto extruido de polietileno de cadena cruzada (XLP), resistente a las descargas superficiales (carbonización) abrasión e intemperie y debe cumplir con las pruebas enunciadas en el capítulo 7. El espesor mínimo del aislamiento-cubierta en cualquier punto no debe ser menor al 90 % del valor promedio indicado en la tabla 3, y en la norma NMX-J-177.

TABLA 3 - Espesor promedio del aislamiento-cubierta y tensión de prueba

Sección transversal del conductor

(mm²)

Tensión entre fases (kV)

Espesor promedio

(mm)

Tensión de prueba

(kV) rcm (kV) c.d.

De 53.48 a 67.43 15 2.5 15 36

Mayor de 67.43 15 3 18 43

De 53.48 y mayores 25 4 24 58

De 53.48 y mayores 38 5.3 33 79 5.4.1 Esfuerzo de tensión a la ruptura y alargamiento El esfuerzo de tensión a la ruptura y alargamiento debe cumplir con lo siguiente:

a) Sin envejecimiento y aplicando la norma NMX-J-178, debe soportar: Mínimo esfuerzo de tensión a la ruptura 12 740 kPa. Alargamiento mínimo 200 %. b) Envejecido a 135 °C ± 3 °C, durante 168 h, según norma NMX-J-186 y aplicándola norma

NMX-J-178 debe soportar: Mínimo esfuerzo de tensión a la ruptura 9 555 kPa. Alargamiento mínimo 150 %. c) Envejecido a 150 °C + 3 °C durante 168 h, según norma NMX-J-186 y aplicando la norma

NMX J-178 debe soportar: Mínimo esfuerzo de tensión a la ruptura 8 918 kPa. Alargamiento mínimo 140 %. Esta prueba se hace con muestras de cable a las cuales se les ha retirado el conductor.

Después del envejecimiento las muestras se dejan enfriar por lo menos durante 16 h a temperatura ambiente y posteriormente se preparan las probetas para las pruebas de tensión y alargamiento de acuerdo a la norma NMX-J-178.


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5.4.2 Alargamiento en caliente y deformación permanente A una temperatura de 200 °C y con una carga de 200 kPa, de acuerdo con el método de prueba indicado en la norma NMX-J-432 debe cumplir con lo siguiente:

a) Alargamiento en caliente, máximo 175 %

b) Deformación permanente, máxima 15 % 5.4.3 Absorción de humedad Cuando se determine por el método gravimétrico, norma NMX-J-040; después de permanecer en inmersión en agua durante 14 días y después de ser sometido a una temperatura de 85 °C + 2 °C, debe cumplir con lo siguiente: Absorción de humedad máxima 1 mg/cm² 5.4.4 Estabilidad dimensional Cuando se someta una muestra de cable a una temperatura de 130 °C ± 3 °C durante 1 h, la suma de los desplazamientos del aislamiento, con relación al conductor en ambos extremos de la muestra, no debe ser mayor de 1,2 cm haciendo la prueba de acuerdo con la norma NMX-J-180. 5.5 Características Eléctricas 5.5.1 Resistencia del conductor La resistencia del conductor debe cumplir con lo establecido en la norma NOM-063-SCFI sección I o sección II según el material del conductor. 5.5.2 Tensión El cable debe soportar una tensión eléctrica de corriente alterna del valor eficaz indicado en la tabla 3, durante 5 minutos y con frecuencia entre 48 y 62 Hz. Como alternativa, el requisito establecido puede ser verificado con tensión eléctrica de corriente continua, por un tiempo de 5 minutos de acuerdo con los valores indicados en la tabla 3. 5.5.3 Resistividad eléctrica superficial de la cubierta La resistividad eléctrica superficial de la cubierta, a temperatura ambiente, no debe ser inferior a 2 x 105 M . 5.5.4 Resistencia a la carbonización del compuesto de la cubierta Este requisito es aplicable al compuesto de la cubierta de los cables previstos por esta norma, antes de su aplicación en el cable. La tensión inicial de carbonización para el material debe ser mayor a 2.25 kV. 5.5.5 Resistencia a carbonización del cable El cable debe soportar un mínimo de 200 h, bajo las condiciones de prueba contenidas en la referencia 1 del capítulo 10 de esta especificación.


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5.6 Resistencia del Compuesto de la Cubierta al Intemperismo Artificial Este requisito es aplicable al compuesto de la cubierta de los cables previstos por esta norma, antes de su aplicación en el cable. El material debe ser sometido a las condiciones de envejecimiento durante 1 500 h, de acuerdo con la referencia 3 del capítulo 10 de esta especificación. Después del envejecimiento, las probetas deben presentar una retención de elongación a ruptura de como mínimo, 75 % del valor inicial. 5.7 Resistencia a la Abrasión El cable debe soportar 16 000 ciclos, sin que ocurra contacto eléctrico entre el cilindro abrasivo y el conductor, cuando se aplica el método de prueba incluido en el Apéndice A. 6 MARCADO La superficie exterior de la cubierta de los cables comprendidos en esta especificación, debe estar marcada en toda su longitud en forma clara, legible y permanente, permitiéndose una distancia máxima sin marcar de 300 mm y deben indicarse como mínimo los siguientes datos:

a) Marca o nombre del fabricante. b) Designación (sección transversal del conductor). c) Tensión de operación. d) Según corresponda: aluminio (AAC), aluminio con refuerzo de acero galvanizado (ACSR) o

cobre (Cu). e) Año de fabricación. f) La leyenda: “PELIGRO ALTA TENSIÓN, CUBIERTA NO AISLANTE” (esta leyenda debe

tener un tamaño de letra mayor que resalte de los otros datos y color blanco que contraste con el color negro de la cubierta).

g) Longitud progresiva del cable a intervalos iguales a cada metro

NOTA: Esta Ieyenda debe tener un tamaño de letra mayor que resalte de los datos anteriores.

6.1 En el Empaque El empaque de los cables semiaislados debe ser en carretes, en longitudes de 500 m. El carrete debe cumplir con la norma NMX-EE-161 y NMX-J-694-ANCE. Los extremos de los cables deben ser sellados con capuchones resistentes a la intemperie, con objeto de evitar la penetración de agua durante el manejo, transporte y almacenamiento, que debe cumplir con la norma de referencia CFE L1000-11. El empaque debe identificarse en su exterior con los siguientes datos:

a) Siglas de CFE.


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b) Marca y nombre del proveedor. c) Descripción corta. d) Longitud en metros por carrete. e) Número de pedido. f) Lugar de destino. g) Masa en kg. h) La leyenda: Hecho en México.

Cada carrete debe tener en la cara donde está la punta interior, una placa de aluminio para identificación, debe ser grapada o clavada de forma permanente, de dimensiones: 170 mm de largo, 100 mm de ancho y un espesor de 0.76 mm, con información impresa en alto relieve o bajo relieve o tinta indeleble en color negro. 6.2 Longitud de Tramos La longitud de los tramos de embarque debe ser 500 m con una tolerancia de ± 5 %, debiendo cumplirse la longitud total del lote solicitado. El tramo excedente final menor a 500 m debe entregarse en un solo tramo. 7 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL

El manejo de los cables semiaislados para líneas aéreas de la CFE y sus EPS debe ser en base a lo establecido en el reglamento de seguridad e higiene capítulo 100 distribución 8 CONTROL DE CALIDAD Se debe cumplir con la norma NOM-008-SCFI y las siguientes pruebas: 8.1 Pruebas En cada caso se indica la norma que se debe aplicar. 8.1.1 Pruebas de prototipo

a) Resistencia eléctrica NMX-J-212 b) Alta tensión CA NMX-J-293 c) Resistencia de aislamiento a temperatura ambiente NMX-J-294 d) Resistividad eléctrica superficial del aislamiento cubierta Referencia [4] del cap.10 e) Resistencia a la carbonización del compuesto aislamiento-cubierta Referencia [2] del cap. 10 f) Resistencia a la carbonización del cable Referencia [1] del cap. 10


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g) Resistencia a la abrasión Véase apéndice A h) Verificación dimensional NMX-J-177 y tablas 2,3 i) Pruebas físicas del aislamiento de la cubierta Véase inciso 5.4 y tabla 3 j) Pruebas físicas de la pantalla semiconductora sobre el conductor Véase inciso 5.3 y tabla 2

8.1.2 Pruebas de rutina

a) Resistencia eléctrica NMX-J-212 b) Alta tensión CA NMX-J-293 c) Resistencia de aislamiento a temperatura ambiente NMX-J-294 d) Pruebas físicas del aislamiento de la cubierta Véase inciso 5.4 y tabla 3 e) Pruebas físicas de la pantalla semiconductora sobre el conductor Véase inciso 5.3 y tabla 2 f) Verificación dimensional NMX-J-177 y tablas 2 y 3

8.1.3 Pruebas de aceptación

a) Resistencia eléctrica NMX-J-212 b) Alta tensión CA NMX J-293 c) Resistencia de aislamiento a temperatura ambiente NMX J-294

9 BIBLIOGRAFÍA

[1] ASTM-D2132-1998 Standard Test Method for Dust – and - Fog Tracking and

Erosion Resistance of Electrical Insulating Materials. [2] ASTM-D2303-1997 Standard Test Methods for Liquid Contaminant, Inclined

Plane Tracking and Erosion of Insulating Materials. [3] ASTM-G155-2000 Standard Practice for Operating Xenon Arc - Light -

Apparatus for Exposure of Non Metallic Materials. [4] ICEA S-66-524-1991 Cross-Linked-Thermosetting-Polyethylene-Insulated Wire

and Cable for the Transmission and Distribution of Electrical Energy.

[5] REGLAMENTO DE SEGURIDAD E HIGIENE CAPITULO 100 DISTRIBUCION


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APÉNDICE A

PRUEBA DE RESISTENCIA A LA ABRASIÓN A.1 Probeta La probeta debe estar constituida de una muestra de aproximadamente 75 cm de cable terminado. A.2 Equipo de Prueba El equipo de pruebas debe estar constituido por:

a) Un rotor de jaula de ardilla, de 12 cm de diámetro, en cuya periferia están dispuestas regularmente 12 barras de acero de sección circular, de 12 mm de diámetro (véase figura A.1). Las barras son fijadas sólidamente sobre las dos caras del rotor, de modo que no pueden girar en torno de su propio eje. La superficie de las barras debe tener un grado de acabado similar al obtenido por un proceso de torneado con Ra = 1.5 µm.

b) Contador de número de vueltas. c) Circuito para detección de contacto eléctrico entre el conductor y la jaula.

A.3 Procedimiento

a) La probeta debe ser preacondicionada a la temperatura ambiente de prueba, por un periódo de 48 h. Después de limpiar las barras, la probeta debe colocarse sobre el rotor, de forma que una de las extremidades sea fijada horizontalmente, a una distancia aproximada de 15 cm del eje del rotor. La otra extremidad debe quedar libre y portar una masa de 10 kg.

FIGURA A.1 - Equipo de prueba de resistencia a la abrasión


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b) El rotor debe ser sometido a un movimiento circular uniforme, con una velocidad

correspondiente a ocho vueltas por minuto, en sentido de las manecillas del reloj, estando la parte fija de la probeta a la izquierda del observador. Después de las primeras 420 vueltas (aproximadamente 5 000 pasadas de las barras), se debe hacer una limpieza en seco de la probeta y el rotor, continuando la prueba después de esta operación.

A.4 Resultado El cable debe soportar 16000 ciclos, sin que ocurra contacto eléctrico entre el cilindro abrasivo y el conductor.


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APÉNDICE B

INFORMACIÓN REQUERIDA El concursante debe proporcionar con su propuesta toda la información que se indica en este capítulo, debiendo formular cada ficha de datos como secciones transversales de cable se requiera.

B.1 Valores Garantizados a) Tensión nominal de operación_____________________kV b) Diámetro nominal sobre el aislamiento-cubierta - Valor máximo____________________mm - Valor mínimo____________________mm B.2 Datos Técnicos a) Material del conductor__________________________________ b) Material del aislamiento cubierta______________________________ c) Resistencia eléctrica del conductor en CA: - A 50 °C________________ ( /km) - A 90 °C________________ ( /km) d) Esfuerzo de tensión máxima en el aislamiento para la tensión de operación normal________________(kV/mm) e) Longitud de tramos máximos de fabricación__________________(m) f) Dimensiones del cable_________________ (mm) g) Masa neta del cable_________________ (kg/m) h) Dimensiones y masa de los carretes en los que será enrollado el cable___________________(cm y kg) i) Tensión máxima de tendido del cable________________(kPa) j) Longitud máxima de tenido_________________ (m)


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TABLA B1 - Descripción del suministro

Partida número

Tensión nominal

(kV)

Sección transversal

del conductor

(mm2)

Longitud (m)

Conductor Masa del cable

(kg) AAC ACSR Cu

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