NORMA TÉCNICA NTC COLOMBIANA 4559

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NORMA TÉCNICA NTC COLOMBIANA 4559

1998-11-25

ELECTROTECNIA.

MÉTODOS DE ENSAYO PARA ESTABLECER LA COMPATIBILIDAD ENTRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y FLUIDO DE SILICONA UTILIZADO EN AISLAMIENTO ELÉCTRICO

E: STANDARD TEST METHOD FOR COMPATIBILITY OF CONSTRUCTION MATERIAL WITH SILICONE FLUID USED FOR ELECTRICAL INSULATION.

CORRESPONDENCIA: esta norma es equivalente (EQV) a la ASTM D 5282

DESCRIPTORES: aislamiento eléctrico; fluido aislante.

I.C.S.: 29.035.99

Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Santafé de Bogotá, D.C. - Tel. 6078888 - Fax 2221435

Prohibida su reproducción

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PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993.

El 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 NTC 4559 fue ratificada por el Consejo Directivo el 98-11-25.

Esta norma 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 norma a través de su participación en el Comité Técnico 383101 Transformadores eléctricos.

ABB CIDET CODENSA

COMERCIALIZACIÓN

EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN ELECTRIFICADORA SANTANDER ELECTROPORCELANA GAMMA INDUSTRIAS TYF

RIELCO

RYMEL INGENIERÍA

TRANSFORMADORES DE COLOMBIA TRANSFORMADORES SIERRA

SIEMENS SERINCA SENA

TRANSFORMADORES TPL TESLA TRANSFORMADORES UNIVERSIDAD DEL VALLE UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA

El ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales.

DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN

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1 MÉTODOS DE ENSAYO PARA ESTABLECER LA COMPATIBILIDAD ENTRE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y FLUIDOS UTILIZADOS EN AISLAMIENTO ELÉCTRICOS

1. OBJETO

1.1 Esta norma cubre los métodos de ensayo para la selección para la compatibilidad de los materiales de construcción con los fluidos de silicona, para uso en equipo eléctrico.

1.2 Los valores expresados en unidades SI se deben considerar normativos.

1.3 Esta norma no pretende solucionar todos los problemas de seguridad asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas apropiadas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso. Véase en el numeral 5.2 una declaración específica de precaución.

2. REFERENCIAS NORMATIVAS 2.1 NORMAS ASTM

D 92: Test Method for Flash and Fire Points by Clevenland Open Cup.

D 445: Test Method for Kinematic Viscosity of Transparent and Opaque Liquids (and the Calculation of Dynamic Viscosity)

D 664: Test Method for Acid Number of Petroleum Products by Potentiometric Titration.

D 877: Test Method for Dielectric Breakdown Voltage of Insulating Liquids Using Disk Electrodes.

D 923: Test Method for Sampling Electrical Insulating Liquids.

D 924 Test Method for Dissipation Factor (or Power Factor) and Relative Primitivity (Dielectric Constant) of Electrical Insulation Liquids

D 974 Test Method for Acid and Base Number by Color-Indicator Titration

D 1169 Test Method for Specific Resistance (Resistivity) of Electrical Insulating Liquids

D 2129 Test Method for Color of Water White Electrical Insulating Liquids

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D 2161: Practice for Conversion of Kinematic Viscosity to Saybolt Universal Viscosity or to Saybolt Furol Viscosity

D 2225: Test Methods for Silicone Fluids Used for Electrical Insulation D 2864: Terminology Relating to Electrical Insulating Liquids and Gases D 4559: Test Method for Volatile Matter in Silicone Fluid

3. SIGNIFICADO Y USO

3.1 La magnitud del cambio en las propiedades eléctricas del fluido de silicona es importante para determinar la contaminación del fluido debido a la probeta.

3.2 Los cambios físicos y químicos en los fluidos, como color y acidez, también indican solubilidad u otros efectos adversos de la probeta sobre el fluido.

3.3 Los cambios físicos de la probeta, como dureza, hinchamiento y decoloración, muestran el efecto del fluido sobre ella y se emplean para determinar la idoneidad del material para usarlo en el líquido de silicona.

3.4 Que un material cumpla los criterios recomendados no necesariamente indica idoneidad para uso en equipos eléctricos. También se tienen que considerar otras propiedades.

Adicionalmente, ciertos materiales que contienen aditivos pueden cumplir los requisitos de esta norma, pero no ser satisfactorios cuando se someten a evaluaciones a más largo plazo.

3.5 Esta norma se puede utilizar como guía para ensayar la compatibilidad de los materiales para liquido de silicona diferente del 50 poli-dimetil cSt, pero se pueden necesitar criterios distintos de juicio.

4. APARATOS

4.1 APARATO PARA MANIPULACIÓN DE LAS MUESTRAS 4.1.1 Horno

Corriente forzada, ajustable a 120 °C ± 1 °C y un horno para secado, ajustable a 105 °C ± 5°C.

4.1.2 Contenedores de vidrio

De 1 l, con tapas de vidrio y sellados con empaques de caucho de nitrilo o papel aluminio y tapas metálicas atornillables.

4.1.3 Tubo de vidrio poroso para dispersión (sin pulir) 4.1.4 Gas nitrógeno seco

4.1.5 Dimetil fluido de silicona

(50 cSt), conforme con lo especificado en la norma D 4652.

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3 5. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

5.1 El tamaño de la muestra debe ser tal que la proporción entre el área superficial y el volumen del líquido sea cuatro veces la proporción que se encuentra en uso normal en equipos eléctricos, a menos que haya una razón especial para usar una proporción diferente. Algunas proporciones sugeridas son:

5.1.1 Si la muestra se puede medir, se usan no menos de 52 cm

²

con cada 800 ml de silicona.

5.1.2 Si la muestra es insoluble en silicona y no se puede medir el área de la superficie, la muestra se debe usar en la cantidad de 1 % por peso de la silicona.

5.1.3 Si el material es soluble en el líquido de silicona, la muestra se debe usar en la cantidad de 0.5 % por peso de la misma.

5.1.4 Los barnices y materiales que se usan como baños de recubrimiento se deben curar en papel aprobado o papel de aluminio y se deben ensayar a una proporción de 14 g. o aproximadamente 1 300 cm

²

de área superficial por 800 ml de líquido de silicona.

5.1.5 El material del núcleo magnético y su recubrimiento se deben ensayar a una proporción de 3 100 cm

²

por cada 400 ml de líquido de silicona para aplicaciones en transformadores. Una proporción realista de material del núcleo en el caso de reguladores, es 5 000 cm

²

de área superficial por cada 400 ml de líquido de silicona.

5.1.6 Los materiales de los empaques se deben ensayar a una proporción de 13 cm

²

de área superficial por 800 ml de líquido de silicona.

5.1.7 Los esmaltes para alambres se deben ensayar a una proporción de 1 300 cm

²

de área superficial por 800 ml de líquido de silicona.

5.2 PRECAUCIÓN

Se debe tener cuidado al obtener y preparar la muestra para garantizar que sea representativa del material tal como lo entrega el fabricante. No se debe manejar con los dedos.

5.3 Todos los materiales sólidos se deben secar previamente por 16 h. en un horno a 105 °C ± 5 °C.

5.4 Se retiran las muestras del horno y se colocan en un frasco de 1 l. con 800 ml de líquido de silicona. Se coloca el empaque sobre el frasco y se cubre la parte superior del mismo con el papel aluminio. Se insufla nitrógeno seco a través de la silicona por 5 min. a través de un tubo de vidrio poroso. Para minimizar la contaminación, se desliza la tapa de vidrio rápidamente mientras se retira el papel aluminio y el tubo. La tapa se asegura firmemente.

Nota. Hay ciertos materiales en los aparatos eléctricos para los que no son prácticas las proporciones sugeridas de material a líquido; cuando se presenta esta situación, se reporta la proporción.

5.5 Se prepara una muestra de liquido de silicona de control para cada grupo de muestras

ensayadas.

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6. ACONDICIONAMIENTO

6.1 Se colocan las muestras de control y las preparadas en un horno a 120 °C ± 1°C.

6.2 Se envejecen las muestras en el horno por 168 h.

6.3 Se retiran los frascos del horno y se enfrían a temperatura ambiente.

7. PROCEDIMIENTO

7.1 Con un par de pinzas limpias se retiran las muestras del líquido, se observa la condición y se realizan los ensayos deseados en el material.

7.1.1 Los ensayos típicos en materiales pueden incluir hinchamiento o cambios en las dimensiones, dureza, decoloración, fragilidad, etc.

7.1.2 Para ensayos comparativos, se usa el método apropiado.

7.2 Las siguientes normas, tal como se han modificado en la norma D 2225, se sugieren para las propiedades que se enumeran a continuación:

7.2.1 Punto de ignición - norma D 92.

7.2.2 Viscosidad - norma D 445.

7.2.3 Número de neutralización - normas D 664 y D 974.

7.2.4 Resistencia dieléctrica - D 877.

7.2.5 Factor de potencia - norma D 924.

7.2.6 Color - norma D 2129 7.2.7 Resistividad - norma D 1169

7.2.8 Porcentaje de volátiles - norma D 4559.

8. EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS

8.1 EVALUACIÓN DE LOS CAMBIOS FÍSICOS DEL MATERIAL A TEMPERATURA AMBIENTE

Los cambios en las propiedades físicas del material en ensayo se deben considerar con base en las necesidades específicas de la aplicación.

8.2 EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS DE ENSAYO EN EL LÍQUIDO DE SILICONA

8.2.1 Los resultados de ensayo que se obtienen en los líquidos que contienen las muestras

de material de construcción se deben comparar con los de la muestra líquida de control para

determinar cualquier variación.

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5 8.2.2 La ausencia de diferencias entre la muestra líquida y el líquido de control indica que la primera no fue afectada por el material y que el material es apto para posteriores consideraciones o ensayos, o ambos.

8.2.3 Una diferencia significativa en cualquiera de los resultados, como se definen en el numeral 8.2.5, puede indicar un problema de incompatibilidad y el material se debe seguir revisando o rechazar.

8.2.3.1 Antes de los ensayos se debe establecer mediante acuerdo entre el comprador y el vendedor, la cantidad de cambio, que se considere significativa, de cambio entre el líquido de control y el de muestra.

8.2.4 Si la muestra de control envejecida no cumple los criterios indicados en el numeral 8.2.5, se sospecha del líquido mismo, por una o más de las siguientes razones:

8.2.4.1 El líquido no cumple los requisitos para la silicona aprobada.

8.2.4.2 El líquido se ha contaminado.

8.2.4.3 La temperatura de envejecimiento superó el límite prescrito (véase numeral 6.1).

8.2.5 Las propiedades después del envejecimiento para la muestra de control de 50 cSt dimetil de líquido de silicona de control deben ser como se indica a continuación:

Punto de ignición Viscosidad

Número de neutralización Resistencia dieléctrica Factor de potencia, 100 °C Color

Resistividad, 100 °C Porcentaje de volátiles Condición de la silicona Condición del material

340 °C/min 47,5 cSt a 52.5 cSt 0,04 , máx.

38 kV, mín.

0,35 % , máx.

100, máx.

10 x 10

¹²

, mín.

0,5 % , máx.

clara sin cambios

9. PRECISIÓN Y SESGO

9.1 No es práctico especificar la precisión y sesgo en esta norma, porque se usa como un procedimiento de selección, que consiste en ensayos elegidos con base en las necesidades específicas de la aplicación.

DOCUMENTO DE REFERENCIA

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Compatibility of Construction Material

with Silicone Fluid Used for Electrical Insulation. ASTM D5282 - 92. 2 p. 1992.