GUÍA TÉCNICA
GTC
COLOMBIANA
56-2
2011-07-13
SELECCIÓN Y DIMENSIONAMIENTO DE AISLADORES
DE ALTA TENSIÓN PREVISTOS PARA USO EN
CONDICIONES DE CONTAMINACIÓN.
PARTE 2: AISLADORES DE CERÁMICA Y DE
VIDRIO PARA SISTEMA DE C.A.
E: SELECTION AND DIMENSIONING OF HIGH-VOLTAGE INSULATORS INTENDED FOR USE IN POLLUTED CONDITIONS. PART 2: CERAMIC AND GLASS INSULATORS FOR A.C SYSTEMS
CORRESPONDENCIA: esta norma es idéntica (IDT) por traducción de la IEC 60815-2:2008 DESCRIPTORES: aislador; aislador eléctrico; aislador de
cerámica; aislador de vidrio; selección de aislador; contaminación.
I.C.S.: 29.080.10
Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. (571) 6078888 - Fax (571) 2221435
PRÓLOGO
El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993.
ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental
para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo.
La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general.
La GTC 56-2 fue ratificada por el Consejo Directivo de 2011-07-13.
Esta guía está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales.
A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta guía a través de su participación en el Comité Técnico 142 Aisladores eléctricos.
AISPOL S.A. CIDET
CODENSA S.A. E.S.P.
ELECTRIFICADORA DEL CARIBE S.A. E.S.P. ELECTROTECNICAS
EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN GAMMA -AISLADORES CORONA- MULTIHERRAJES
POLANCA LTDA. PROPILCO
Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas:
CELSA
CENTRALES ELÉCTRICAS DE NORTE DE SANTANDER
COLREDES DE OCCIDENTE S.A. COMPONENTES TÉCNICOS S.A. DISICO
ELECTBUS COLOMBIA LTDA.
ELECTRIFICADORA DE SANTANDER EMPRESA DE ENERGÍA DE BOYACÁ EMPRESA DE ENERGÍA DE CUNDINAMARCA EMPRESA DE ENERGÍA DEL PACIFICO -EPSA-
EMPRESA DE ENERGÍA DEL QUINDÍO FUNDALCO
FUNDIHERRAJES DE COLOMBIA LTDA. INGENIERÍA Y REPRESENTACIONES INTERCONEXIÓN ELÉCTRICA S.A.
INVERSIONES URIBE MOLINA MATRIMOL
MELEC
MINISTERIO DE COMERCIO, INDUSTRIA Y TURISMO
MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA POLYUPROTEC
RETICERTIFICAMOS S.A.
S & T INGENIERÍA Y CONSULTORÍA LTDA. TODOHERRAJE
TRANSELCA
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA UNIVERSIDAD DEL VALLE UNIVERSIDAD NACIONAL
UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA UPS REDES
ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados
normas internacionales, regionales y nacionales y otros documentos relacionados.
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CONTENIDO
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1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN ... 1
2. REFERENCIAS NORMATIVAS ... 1
3. TÉRMINOS, DEFINICIONES Y ABREVIATURAS ... 2
3.1 TÉRMINOS Y DEFINICIONES ... 2
3.4 ABREVIATURAS ... 2
4. PRINCIPIOS... 3
5. MATERIALES ... 3
6. DETERMINACIÓN DE LA SEVERIDAD EN EL SITIO ... 4
7. DETERMINACIÓN DE LA DISTANCIA DE FUGA ESPECÍFICA UNIFICADA DE REFERENCIA (RUSCD) ... 4
8. SELECCIÓN DEL PERFIL ... 5
8.1 RECOMENDACIONES GENERALES PARA PERFILES DE PORCELANA Y DE VIDRIO ... 5
8.2 IDONEIDAD DEL PERFIL ... 9
9. VERIFICACIÓN DE LOS PARÁMETROS DEL PERFIL ... 9
9.1 NOTA INTRODUCTORIA ... 9
9.2 CAMPANAS ALTERNAS Y SALIENTE DE LA CAMPANA ... 12
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9.4 DISTANCIA MÍNIMA ENTRE CAMPANAS ... 13
9.5 DISTANCIA DE FUGA VERSUS DISTANCIA EN EL AIRE ... 14
9.6 ÁNGULO DE LA CAMPANA ... 15
9.7 FACTOR DE DISTANCIA DE FUGA ... 15
10. CORRECCIÓN DE LA RUSCD ... 16
10.1 NOTA INTRODUCTORIA ... 16
10.2 CORRECCIÓN PARA ALTITUD Ka ... 16
10.3 CORRECCIÓN PARA DIÁMETRO DEL AISLADOR Kad ... 16
11. DETERMINACIÓN DE LA DISTANCIA DE FUGA NOMINAL MÍNIMA REQUERIDA ... 17
12. CONFIRMACIÓN MEDIANTE ENSAYO ... 17
12.1 NOTA INTRODUCTORIA ... 17
12.2 DETERMINACIÓN DE LA TENSIÓN NO DISRUPTIVA DE LARGA DURACIÓN ... 17
12.3 SELECCIÓN DEL TIPO DE ENSAYO ESTÁNDAR DE RESISTENCIA A LA CONTAMINACIÓN ... 18
12.4 PARÁMETROS DE ENSAYO DE CONTAMINACIÓN ARTIFICIAL ... 18
12.5 CRITERIOS DE CONFIRMACIÓN ... 19
BIBLIOGRAFÍA ... 20
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FIGURAS
Figura 1. RUSCD en función de la clase de SPS ... 5
Figura 2a. Aisladores de disco estándar de caperuza y vástago ... 6
Figura 2b. Perfil de campana estándar. Aisladores de barra larga, aisladores tipo poste, aisladores huecos ... 6
Figura 2. Perfiles “estándar” típicos ... 6
Figura 3a. Aisladores de disco aerodinámicos ... 7
Figura 3b. Campanas aerodinámicas. Aisladores de barra larga, aisladores tipo poste, aisladores huecos ... 7
Figura 3. Perfiles “abiertos” típicos ... 7
Figura 4a. Aisladores de disco inclinados antiniebla ... 7
Figura 4b. Aisladores inclinados anti-niebla de barra larga, tipo poste, huecos ... 7
Figura 4c. Aisladores de disco con ondulaciones (rebordes) profundas ... 7
Figura 4d. Ondulaciones (rebordes) profundas en aisladores de barra larga, aisladores tipo poste, aisladores huecos ... 7
Figura 4. Perfiles “anti-niebla” típicos ... 7
Figura 5a. Aisladores de disco con campana alterna ... 8
Figura 5b. Campanas alternas sobre aisladores de barra larga, aisladores tipo poste, aisladores huecos ... 8
Figura 5. Perfiles “alternos” típicos ... 8
Figura 6a. Aislador de vástago de una pieza ... 8
Figura 6b. Aislador de vástago multielementos ... 8
Figura 6. Perfiles de campana típicos de aislador de vástago ... 8
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TABLAS
Tabla 1. Ventajas (+) y desventajas (-) importantes de los principales
tipos de perfiles ... 6 Tabla 2. Idoneidad de los perfiles en relación con un perfil estándar
para aisladores de porcelana y vidrio suponiendo la misma distancia de fuga
por unidad o cadena ... 10 Tabla 3. Idoneidad de los perfiles en relación con un perfil estándar
para aisladores de porcelana y vidrio, suponiendo que la longitud de aislamiento es la misma ... 11 Tabla 4. Parámetros de ensayo de contaminación artificial para confirmación
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SELECCIÓN Y DIMENSIONAMIENTO DE AISLADORES DE ALTA TENSIÓN PREVISTOS PARA USO EN CONDICIONES DE CONTAMINACIÓN.
PARTE 2: AISLADORES DE CERÁMICA Y DE VIDRIO PARA SISTEMAS DE C.A.
1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN
Esta guía es aplicable a la selección de aisladores de vidrio y de cerámica para sistemas de c.a y a la determinación de sus dimensiones pertinentes, que se usan en sistemas de alta tensión, con respecto a la contaminación.
Este documento presenta directrices y principios para llegar a un juicio bien sustentado sobre el comportamiento probable de un aislador dado en algunos ambientes de contaminación.
La base para la estructura y enfoque de esta guía se explica completamente en el documento IEC/TS 60815-1 (GTC 56-1).
El objeto de este documento es brindar al usuario medios para:
- determinar la distancia de fuga específica unificada de referencia (RUSCD) de la clase de severidad de contaminación en el sitio (SPS);
- evaluar la idoneidad de diferentes perfiles de aislador;
- determinar la USCD necesaria mediante la aplicación de correcciones relativas a la forma, tamaño, posición, etc., del aislador, con relación a la RUSCD;
- si se requiere, determinar los métodos de ensayo y parámetros adecuados para verificar el desempeño de los aisladores seleccionados.
2. REFERENCIAS NORMATIVAS
Los siguientes documentos referenciados son indispensables para la aplicación de este documento. Para referencias fechadas, solamente se aplica la edición citada. Para referencias no fechadas se aplica la última edición del documento referenciado (incluida cualquier enmienda).
IEC 60050-471, International Electrotechnical Vocabulary. Part 471: Insulators Insulators (NTC 2341).
IEC 60507, Artificial Pollution Tests on High-Voltage Insulators to Be Used on a.c. Systems (NTC 3379).
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IEC/TS 60815-1, Selection and Dimensioning of High-Voltage Insulators for Polluted
Conditions. Part 1: Definitions Information and General Principles (GTC 56-1).
3. TÉRMINOS, DEFINICIONES Y ABREVIATURAS
Para los propósitos de este documento se aplican los siguientes términos, definiciones y abreviaturas. Las definiciones presentadas a continuación son aquellas que no se encuentran en la IEC 60050-471 (NTC 2341) ó son diferentes de las que se encuentran en dicha norma.
3.1 TÉRMINOS Y DEFINICIONES
3.2 Distancia de fuga específica unificada (Unified Specific Creepage Distance) USCD.
Distancia de fuga de un aislador, dividida por el valor eficaz de la mayor tensión de operación a través del aislador.
NOTA 1 Esta definición se diferencia de la de distancia de fuga específica en donde se usa el valor entre líneas de la mayor tensión para el equipo (para sistemas c.a, usualmente Um/ 3 ). Para aislamientos de línea a tierra, esta
definición dará como resultado un valor que es 3 veces el de la definición de distancia de fuga específica en el documento IEC/TR 60815 (1986).
NOTA 2 Para ‘Um’ véase el IEV 604-03-01 [1]
NOTA 3 Generalmente se expresa en mm/kV y usualmente como un mínimo.
3.3 Distancia de fuga específica unificada de referencia (Reference Unified Specific Creepage Distance) RUSCD. Valor inicial de la distancia de fuga específica unificada para un
sitio de contaminación antes de hacer la corrección para tamaño, perfil, posición de montaje, etc., de acuerdo con este documento, y generalmente expresado en mm/KV.
3.4 ABREVIATURAS
CF Factor de distancia de fuga (Creepage Factor)
ESDD Densidad equivalente a la del depósito de sal (Equivalent Salt Deposit Density) NSDD Densidad del depósito no soluble (Non Soluble Deposit Density)
SDD Densidad del depósito de sal (Salt Deposit Density)
SES Salinidad equivalente a la del sitio (Site Equivalent Salinity) SPS Severidad de la contaminación en el sitio (Site Pollution Severity)
USCD Distancia de fuga específica unificada (Unified Specific Creepage Distance)
RUSCD Distancia de fuga específica unificada de referencia (Reference Unified Specific
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BIBLIOGRAFÍA
[1] IEC 60050-604, International Electrotechnical Vocabulary. Part 604: Generation,
Transmission and Distribution of Electricity. Operation.
[2] CIGRE Taskforce 33.04.01,. Polluted Insulators: A review of Current Knowledge, CIGRE
Brochure N° 158-2000.
[3] CIGRE WG C4.303, Outdoor Insulation in Polluted Conditions: Guidelines for Selection
and Dimensioning. Part 1: General Principles and the a.c. Case, CIGRE Technical
Brochure N° 361-2008.
[4] CIGRE Taskforce 33.13.07, Influence of Ice and Snow on the Flashover Performance of
Outdoor Insulators. Part 1: Effects of Ice, ELECTRA No. 187 December 1999, and Part
2: Effects of Snow, ELECTRA No. 188 February 2000.
[5] CIGRE Taskforce 33.04.03, Insulator Pollution Monitoring, Electra 152, February 1994.
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