MÉXICO

BOQUILLAS DE PORCELANA PARA EQUIPO CON TENSIONES MÁXIMAS DE 38 kV Y MENORES

ESPECIFICACIÓN

CFE 53100-84

MARZO 2016

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1 OBJETIVO Establecer las características técnicas y de control de calidad que deben cumplir las boquillas con tensiones máximas hasta 38 kV. 2 CAMPO DE APLICACIÓN Aplica en boquillas de porcelana con tensiones máximas hasta 38 kV que se instalan en equipos utilizados en la Comisión Federal de Electricidad (CFE), con excepción de las boquillas de baja tensión de los transformadores de potencia con capacidades iguales o superiores a 5 MVA. 3 NORMAS QUE APLICAN Para la correcta utilización de esta especificación, es necesario consultar y aplicar las Normas Oficiales Mexicanas y Normas Mexicanas o las que las sustituyan:

NOM-008-SCFI-2002 Sistema General de Unidades de Medida. NMX-H-004-SCFI-2008 Recubrimiento de Cinc por el Proceso de Inmersión en Caliente para

Sujetadores y Herrajes de Hierro y Acero. NMX-J-234-ANCE-2008 Aisladores – Boquillas de Extra Alta, Alta y Media Tensión de

Corriente Alterna – Especificaciones y Métodos de Prueba. NMX-J-383-ANCE-2004 Conectores-Conectadores de Tipo Mecánico para Líneas Aéreas-

Especificaciones y Métodos de Prueba. NMX-Z-012-1987 Muestreo para la Inspección por Atributos (Parte 1, 2 y 3). IEC 60507-1991 Artificial pollution Tests on High Voltage Insulators to be Used on A.

C. Systems. IEC 60672-1-1995 Ceramic and Glass Insulating Materials-Part 1; Definitions and

Classification. IEC 60672-2-1999 Specification for Ceramic and Glass Insulating Materials Part 2;

Methods of Test. IEC 60672-3-1984 Specification for Ceramic and Glass Insulating Materials Part 3;

Individual Materials.

CFE L1000-11- 2015 Empaque Embalaje, Embarque, Transporte, Descarga, Recepción 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 vigor en la fecha de la 

convocatoria de la licitación, salvo que la CFE indique otra cosa. 

4 DEFINICIONES 4.1 Aguante a la Tensión de Impulso de Rayo de Onda Completa Es el valor de cresta de una onda de tensión normalizada de impulso de 1.2 x 50 µs el cual debe soportar la boquilla

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sin que ocurra perforación o flameo, en condiciones normalizadas de prueba. 4.2 Aguante a la Tensión a 60 Hz en Húmedo Es la tensión de 60 Hz que se aplica en condiciones normalizadas de lluvia artificial a una boquilla durante 1 minuto, sin que ocurra perforación o flameo. 4.3 Boquilla Dispositivo que permite que uno o más conductores pasen a través de una división, tal como un muro, o a través de las paredes de un tanque, y mantener aislados dichos conductores. Los elementos de fijación al tanque o pared forman parte de la boquilla. 4.4 Carga Sostenida a la Flexión Es el valor mínimo de carga en flexión que debe soportar la boquilla sin daño, deformación o ruptura. 4.5 Corriente Dinámica Valor pico de una corriente la cual debe soportar la boquilla mecánicamente. 4.6 Corriente Nominal Corriente eficaz (rms) que puede conducir continuamente el conductor de una boquilla, sin que su temperatura exceda los límites prefijados bajo condiciones normales de operación. 4.7 Corriente Térmica de Corta Duración Valor (rms) de una corriente simétrica la cual debe soportar térmicamente la boquilla durante el tiempo establecido. 4.8 Distancia de Fuga Es la distancia más corta medida a lo largo del contorno de la superficie externa de la boquilla, entre las partes metálicas, entre las cuales se aplica la tensión. Una distancia medida sobre la superficie del cemento u otro material de unión conductora o herrajes, no debe ser considerada como parte de la distancia de fuga. 4.9 Elevación de Temperatura Es la diferencia entre la temperatura medida en el punto más caliente de las partes metálicas conductoras de la boquilla (las cuales están en contacto con el material aislante) y la temperatura del medio ambiente, cuando se hace circular por el conductor de la boquilla su corriente nominal 4.10 Nivel Básico de Aislamiento al Impulso (NBAI) Es el valor de la cresta de una onda de impulso de rayo (1.2/50 µs), la cual debe soportar la boquilla, con una probabilidad mínima del 90 %, bajo condiciones normalizadas de prueba. 4.11 Tensión Crítica de Flameo (TCF) Es el valor de la cresta de tensión de una onda de impulso de rayo para la cual se tiene una probabilidad del 50 % de flameo, bajo condiciones normalizadas de prueba. 4.12 Zona Contaminada (C)

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Es la zona con niveles de contaminación mayores a 0.06 y hasta 0.3 mg/cm2, en términos de DESD o una salinidad de 40 kg/m3. Esta zona se puede encontrar a cualquier altitud. 4.13 Zona Normal (N) Es la zona con un nivel de contaminación de hasta 0.06 mg/cm2, en términos de DESD o una salinidad de 14 kg/m3. Generalmente la zona normal se localiza en altitudes mayores a 1 000. 5 SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS NBAI Nivel básico de aislamiento al impulso. DESD Densidad Equivalente de Sales Depositadas NCA Niveles de Calidad Aceptable 6 CLASIFICACIÓN Las boquillas se clasifican de acuerdo a su nivel básico de aislamiento al impulso, tipo de instalación, zona de aplicación y corriente nominal de operación, de acuerdo a lo siguiente:

a) Tipo de instalación / medio de aislamiento.

- Exterior / aire-aire, aire-aceite, aire-SF6. - Interior / aire-aire, aire-aceite, aire-SF6.

b) Zona de aplicación.

- Normal. - Contaminación.

c) Nivel básico de aislamiento al impulso (véase tabla 2). d) Corriente nominal de operación (véase tabla 3).

Basado en lo anterior la descripción corta de las boquillas debe tener el siguiente formato: WWXYYY-ZZZZ En donde:

WW = Instalación/medio de aislamiento. E = Exterior.

. 1 (aire – aire)

. 2 (aire – aceite)

. 3 (aire - SF6)

I = Interior . 1 (aire – aire) . 2 (aire – aceite) . 3 (aire - SF6)

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X = Tipo de medio ambiente, zona: . N = Normal. . C = Contaminación.

YYY = NBAI en kV ZZZZ = Corriente nominal en A. Ejemplo: E1N200-1250

E     1     N    200  ‐ 1250

Exterior

(Aire‐Aire)

Normal

NBAI

Corriente Nominal

7 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES 7.1 Dimensiones y Características Electromecánicas Las boquillas deben cumplir con los valores indicados en las tablas 2 y 3 de esta norma.

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TABLA 1.- Dimensiones y Características Electromecánicas

NOTA:

1.- La distancia de fuga mínima mencionada en la tabla no libera del cumplimiento con la prueba de contaminación, es un valor manejado generalmente como suficiente pero la geometría propia de la boquilla es determinante para poder cumplir con la prueba. 2.- Los valores establecidos en esta tabla están referidos a las condiciones atmosféricas

normalizadas, esto es, temperatura de 20 °C, presión de 101.3 kPa, humedad absoluta de 11 g/m3

.

Tensión máxima

del equipo (kV)

Distancia de fuga

mínima

(mm)

Tensión de

Aguante 60 Hz,

1 min, en húmedo

(kV)

Tensión nominal de aguante al

impulso por rayo (NBAI) (kV cresta)

Altitud recomendada de Instalación

Zona

- 1000 (m) Más de

1 000 (m)

Normal

Contaminad

a

1.2 30 --

20

25 10

-- 45 10

15.5

95 --

310

387

38

110 -- 38

-- 125 50

27.0

125 --

540

675

50

150 -- 60

-- 170 70

38.0

170 --

700

950

70

200 -- 80

-- 250 95

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TABLA 2 - Valores de corriente nominal

Tensión máxima de

diseño

(kV)

Conductor

Cable pasado o

barra (A)

Barra

(A)

1.2

< 400

100, 250, 500, 750, 1 000.

15.5

400, 630, 800, 1 250, 2 000.

400, 630, 800, 1 250.27.0

38.0

400, 630, 800, 1 250.

Los valores nominales de la corriente térmica de corta duración deben ser 25 veces la corriente nominal durante 1 s. En el caso de boquillas de transformadores el tiempo debe ser de 2 s. Los valores nominales de corriente dinámica deben tener una amplitud, en el primer pico de 2.5 veces el valor de la corriente térmica de corta duración. 7.1.2 Material 7.1.2.1 Aislamiento Debe ser de una sola pieza, con un acabado vidriado y liso en la superficie externa expuesta al ambiente exceptuando la superficie de apoyo en el horno. 7.1.2.2 Conectador Deben suministrarse los conectadores para recibir conductores, de cobre o aluminio, que se conectarán al equipo. En el Apéndice A se define el tipo de conectadores a emplear, así como el calibre y número de conductores por fase para cada caso. En caso de que el material de la terminal primaria del transformador de corriente sea distinto al material de los conductores, los conectadores del equipo deben tener un acabado que puede ser tipo estañado o plateado, y debe cumplir con lo establecido en la norma NMX-J-383-ANCE. 7.1.2.3 Cemento / material de unión El cemento utilizado como elemento de unión entre la boquilla y el herraje de sujeción, debe estar libre de burbujas, y no debe presentar grietas o desprendimientos durante la vida útil de la boquilla. Lo anterior se demuestra empleando la prueba de flexión indicada en la norma NMX-J-234-ANCE.

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8 CONDICIONES DE OPERACIÓN 8.1 Condiciones Ambientales Normalizadas Las corrientes y tensiones indicadas en las tablas 2 y 3 están referidas a valores ambientales normalizados, los cuales son:

a) Humedad absoluta = 11 g/m3. b) Presión atmosférica = 101.3 kPa. c) Temperatura ambiente = 20°C.

8.2 Condiciones Normales de Operación Las condiciones normales bajo las cuales deben operar las boquillas son las indicadas en la tabla 1.

TABLA 3 - Condiciones de Operación

Concepto Valores

Temperatura ambiente

-10 a + 50 ºC

Altitud 0 m a 2 500 m

Temperatura del aceite, caso transformador

(en el punto de contacto con la boquilla)

95 ºC

Elevación de temperatura en terminales externas de conexión (sobre la

temperatura ambiente sin influencia de otras fuentes de calor).

65 ºC

Ángulo de montaje respecto a la vertical

30 ºC

Nivel de contaminación Véase inciso 4.12 y 4.13

9 CONTROL DE CALIDAD Las boquillas deben cumplir con las pruebas de prototipo, rutina y aceptación indicadas en esta norma de referencia, lo anterior debe ser supervisado y aprobado por la CFE representada por el LAPEM o la persona física o moral que ésta designe. 9.1 Pruebas Prototipo Se realizan de acuerdo con lo establecido en la norma NMX-J-234-ANCE.

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9.2 Pruebas de Rutina Se realizan de acuerdo con la metodología establecida en la norma NMX-J-234-ANCE.

a) Prueba de tensión de aguante 60 Hz en seco.

b) Prueba de hermeticidad.

c) Inspección visual y verificación dimensional, deben efectuarse conforme a planos del tipo. 9.3 Pruebas de Aceptación Son para verificar la calidad del lote presentado a inspección y son las mismas que las de rutina, además de la verificación del marcado de la boquilla y del empaque. Además se debe realizar la prueba de galvanizado, (donde aplique) el cual debe ser tipo especial de acuerdo a la norma NMX-H-004-SCFI. El fabricante debe mostrar evidencia del control de calidad del material y los componentes utilizados en las boquillas. 9.3.1 Muestreo Se debe llevar acabo de acuerdo a lo indicado en la norma NMX-Z-012, utilizando un nivel de inspección II para un plan de muestreo simple normal con los niveles de calidad indicados a continuación: Defectos Nivel de calidad:

a) Críticos 1.0 b) Mayores 4.0

Las boquillas deben cumplir con las pruebas prototipo, rutina y aceptación que se indican en esta norma. El control de calidad debe ser supervisado por CFE. 9.3.2 Método para la inspección por atributos En este método se usan los conceptos, procedimientos y las tablas de la norma NMX-Z-12/1987, “Muestreo para la inspección por Atributos (Partes 1, 2 y 3)”. Esta inspección se refiere únicamente a los defectos visuales en el aislamiento y herrajes de las boquillas, de acuerdo a los límites de defectos visuales. El tamaño de la muestra para la inspección por atributos, debe ser considerando la cantidad reportada en la solicitud de aviso de prueba y aplicando la NMX-Z-12 y los niveles de calidad aceptable (NCA) establecidos en la especificación correspondiente para defectos críticos y mayores. En el caso en el que los Niveles de Calidad Aceptables no aparezcan en la especificación correspondiente se procede a aplicar para los defectos críticos un NCA de 1.0 y para defectos mayores un NCA de 4.0 10 MARCADO Las unidades que se emplean en el marcado deben cumplir con lo establecido en la norma NOM-008-SCFI.

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10.1 Marcado en la Boquilla El marcado debe ser indeleble y fijo en el primer faldón del cuerpo de la boquilla y debe tener como mínimo lo Siguiente:

a) Identificación del fabricante.

b) Tensión máxima de diseño.

c) Año y mes de fabricación.

d) NBAI.

e) Corriente (A) cuando la boquilla sea con conductor de barra sólida debe de indicarse el valor en el conectador, con excepción de las boquillas de 1.2 kV con corrientes menores a 500 A.

11 EMPAQUE, EMBALAJE, EMBARQUE, TRANSPORTACIÓN, DESCARGA, RECEPCIÓN, ALMACENAJE

Y MANEJO 11.1 Empaque Debe cumplir con lo indicado en la especificación L1000-11 más lo siguiente: Las boquillas deben empacarse en cajas de cartón corrugado y/o rejas de madera de acuerdo al tipo de boquilla de que se trate, con el objeto de que resistan las maniobras del transporte, embarque y almacenamiento. El marcado en el empaque de las boquillas debe llevar la siguiente información en un lugar visible:

a) Siglas de CFE.

b) Identificación del fabricante.

c) Descripción de la boquilla.

d) Número de lote de fabricación.

e) Cantidad de piezas por empaque.

f) Destino.

g) País de origen.

h) Indicación de que es un producto frágil y en su caso condición de almacenamiento.

i) Masa bruta y neta en kg.

j) Volumen en m3.

k) Número de contrato.

12 BIBLIOGRAFÍA No aplica.

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APÉDICE A (Normativo)

CARACTERISTICAS PARTICULARES

Tipos de conectadores:

a) Material b) Acabado c) Intervalo de calibres d) Conductores por fase e) Tipo según acometida: (recto o 90°)