NORMA TÉCNICA
NTC
COLOMBIANA 4591
2013-09-18TÉCNICAS DE ENSAYO A ALTA TENSIÓN.
DEFINICIONES GENERALES Y REQUISITOS DE
ENSAYO
E: HIGH VOLTAGE TEST TECHNIQUES. GENERAL DEFINITIONS AND TEST REQUIREMENTS
CORRESPONDENCIA: esta norma es idéntica (IDT) por traducción de la IEC 60060-1:2010. DESCRIPTORES: ensayo de alta tensión; ensayo de
aislamiento
I.C.S.: 19.080.00
Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. (571) 6078888 - Fax (571) 2221435
Prohibida su reproducción Primera actualización
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 NTC 4591 (Primera actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo de 2013-09-18.
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 142. Aisladores eléctricos.
CIDET
COMPAÑÍA ENERGÉTICA DE OCCIDENTE -CEO-
ELECTRIFICADORA DEL CARIBE S.A. E.S.P.
EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN
FUNDALCO
FUTECH GROUP S.A.
GAMMA – AISLADORES CORONA MATRIMOL S.A.S.
POLYPROTEC
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUÍA
Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas:
AISPOL S.A.
CODENSA S.A. E.S.P.
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 FUNDIHERRAJES DE COLOMBIA LTDA. INTERCONEXIÓN ELÉCTRICA S.A. INVERSIONES URIBE MOLINA
JEC MULTIHERRAJES LESATEL S.A.
MELEC
MINISTERIO DE COMERCIO, INDUSTRIA Y TURISMO
MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA POLANCA LTDA.
RETICERTIFICAMOS S.A.
S & T INGENIERÍA Y CONSULTORÍA LTDA. SGS
TODOHERRAJE TRANSELCA
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.
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 4591 (Primera actualización) RESUMEN CONTENIDO Página 1. CAMPO DE APLICACIÓN ... 1 2. REFERENCIAS NORMATIVAS ... 2 3. TÉRMINOS Y DEFINICIONES ... 2
3.1 DEFINICIONES RELACIONADAS CON LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS DESCARGAS ... 2
3.2 DEFINICIONES RELACIONADAS CON LAS CARACTERÍSTICAS DE LA TENSIÓN DE ENSAYO ... 3
3.3 DEFINICIONES RELACIONADAS CON LA TOLERANCIA Y LA INCERTIDUMBRE ... 3
3.4 DEFINICIONES RELACIONADAS CON LAS CARACTERÍSTICAS ESTADÍSTICAS DE LOS VALORES DE TENSIÓN DE DESCARGA DISRUPTIVA ... 4
3.5 DEFINICIONES RELACIONADAS CON LA CLASIFICACIÓN DEL AISLAMIENTO EN OBJETOS DE ENSAYO ... 5
4. REQUISITOS GENERALES ... 5
4.1 REQUISITOS GENERALES PARA LOS PROCEDIMIENTOS DE ENSAYO ... 5
4.2 DISPOSICIONES DEL OBJETO DE ENSAYO EN LOS ENSAYOS EN SECO ... 6
4.3 CORRECCIONES ATMOSFÉRICAS EN LOS ENSAYOS EN SECO ... 7
4.4 ENSAYOS EN HÚMEDO ... 13
4.5 ENSAYOS DE CONTAMINACIÓN ARTIFICIAL ... 15
5. ENSAYOS CON TENSIÓN CONTINUA ... 15
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5.2 TENSIÓN DE ENSAYO ... 15
5.3 PROCEDIMIENTOS DE ENSAYO ... 17
6. ENSAYOS CON TENSIÓN ALTERNA ... 18
6.1 DEFINICIONES PARA LOS ENSAYOS CON TENSIÓN ALTERNA ... 18
6.2 TENSIÓN DE ENSAYO ... 19
6.3 PROCEDIMIENTOS DE ENSAYO ... 22
7. ENSAYOS CON TENSIÓN DE IMPULSO TIPO RAYO ... 23
7.1 DEFINICIONES PARA LOS ENSAYOS CON TENSIÓN DE IMPULSO TIPO RAYO ... 23
7.2 TENSIÓN DE ENSAYO ... 30
7.3 PROCEDIMIENTOS DE ENSAYO ... 32
8. ENSAYOS CON TENSIÓN DE IMPULSO TIPO MANIOBRA ... 34
8.1 DEFINICIONES PARA ENSAYOS DE TENSIÓN DE IMPULSO TIPO MANIOBRA ... 34
8.2 TENSIÓN DE ENSAYO ... 35
8.3 PROCEDIMIENTOS DE ENSAYO ... 36
9. ENSAYOS CON TENSIONES COMBINADAS Y COMPUESTAS ... 37
9.1 DEFINICIONES PARA LOS ENSAYOS DE TENSIONES COMBINADAS Y COMPUESTAS ... 37
9.2 TENSIÓN COMPUESTA ... 38
9.3 TENSIONES DE ENSAYO COMPUESTAS ... 40
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BIBLIOGRAFÍA ... 71
ANEXOS
ANEXO A (Informativo)
TRATAMIENTO ESTADÍSTICO DE LOS RESULTADOS DE ENSAYO ... 42 ANEXO B (Normativo)
PROCEDIMIENTOS PARA CALCULAR LOS PARÁMETROS DE LA TENSIÓN DE IMPULSO TIPO RAYO NORMALIZADO CON SOBREIMPULSO
U OSCILACIONES SOBREPUESTAS ... 51 ANEXO C (Informativo)
DIRECTRICES PARA IMPLEMENTAR EL SOFTWARE PARA LA EVALUACIÓN
DE LOS PARÁMETROS DE LA TENSIÓN DE IMPULSO TIPO RAYO ... 57 ANEXO D (Informativo)
INFORMACIÓN GENERAL PARA LA INTRODUCCIÓN DEL FACTOR DE LA
TENSIÓN DE ENSAYO PARA EVALUAR LOS IMPULSOS CON SOBREIMPULSO ... 60 ANEXO E (Informativo)
MÉTODO DE CÁLCULO ITERATIVO EN EL PROCEDIMIENTO INVERSO
PARA DETERMINAR EL FACTOR DE CORRECCIÓN ATMOSFÉRICA ... 66
FIGURAS
Figura 1. Distancia D mínima recomendada de objetos externos vivos o aterrizados hasta el electrodo energizado de un objeto de ensayo,
durante ensayos de corriente alterna o de impulsos positivos tipo maniobra
a la tensión máxima u aplicada durante el ensayo ... 7 Figura 2. k en función de la relación entre la humedad absoluta h
y la densidad relativa del aire δ (véase el numeral 4.3.4.2 con respecto
a los límites de aplicabilidad) ... 10 Figura 3. Valores de los exponentes m y w ... 11 Figura 4. Humedad absoluta del aire en función de las lecturas con termómetro
de bulbo seco y de bulbo húmedo ... 12 Figura 5. Tensión de impulso pleno tipo rayo ... 23 Figura 6. Función de la tensión de ensayo ... 24
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Figura 7. Parámetros de tiempo de la tensión de impulso pleno ... 25
Figura 8. Intervalo de tiempo de la tensión ... 26
Figura 9. Integral de la tensión ... 27
Figura 10. Tensión de impulso tipo rayo recortado en el frente ... 28
Figura 11. Tensión de impulso tipo rayo recortado en la cola ... 28
Figura 12. Impulso de corte frontal ascendente en forma lineal ... 29
Figura 13. Curva de tensión/tiempo para tensión de impulso de forma probablemente constante ... 30
Figura 14. Tensión de impulso tipo maniobra ... 34
Figura 15. Circuito para un ensayo de tensión combinada ... 37
Figura 16. Ejemplo esquemático para tensión combinada y compuesta ... 16
Figura 17. Circuito para un ensayo de tensión compuesta ... 17
Figura 18. Definición del retraso de tiempo Δt ... 18
TABLAS Tabla 1. Valores de los exponentes, m para la corrección de la densidad del aire y w para la corrección de la humedad, en función del parámetro g ... 11
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1 de 72 TÉCNICAS DE ENSAYO A ALTA TENSIÓN.
DEFINICIONES GENERALES Y REQUISITOS DE ENSAYO
1. CAMPO DE APLICACIÓN Esta norma es aplicable a:
- ensayos dieléctricos con tensión continua;
- ensayos dieléctricos con tensión alterna;
- ensayos dieléctricos con tensión de impulso;
- ensayos dieléctricos con combinaciones de los anteriores.
Esta norma es aplicable para ensayos en equipos que tengan su máxima tensión para el equipo Um por encima de 1 kV.
NOTA 1 Para obtener resultados reproducibles y significativos es posible que se requieran procedimientos de ensayo alternativos. La selección de un procedimiento de ensayo adecuado, la debe hacer el comité técnico pertinente.
NOTA 2 Para tensiones Um superiores a 800 kV puede no ser factible satisfacer algunos procedimientos, tolerancias e incertidumbres específicos.
2. REFERENCIAS NORMATIVAS
Los siguientes documentos normativos referenciados son indispensables para la aplicación de este documento normativo. Para referencias fechadas, se aplica únicamente la edición citada. Para referencias no fechadas, se aplica la última edición del documento normativo referenciado (incluida cualquier corrección).
IEC 60060-2, High-Voltage Test Techniques. Part 2: Measuring Systems.
IEC 60270, High-Voltage Test Techniques. Partial Discharge Measurements.
IEC 60507:1991, Artificial Pollution Tests on High-Voltage Insulators to be Used on a.c.
Systems. (NTC 3379).
IEC 61083-1, Instruments and Software Used for Measurement in High-Voltage Impulse Tests,
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IEC 61083-2, Digital Recorders for Measurements in High-Voltage Impulse Tests. Part 2:
Evaluation of Software Used for the Determination of the Parameters of Impulse Waveforms.
IEC 62475, High-Current Test Techniques: Definitions and Requirements for Test Currents and
Measuring Systems.
3. TÉRMINOS Y DEFINICIONES
Para los fines de este documento, se aplican los siguientes términos y definiciones:
3.1 DEFINICIONES RELACIONADAS CON LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS DESCARGAS
3.1.1 Descarga disruptiva
Falla del aislamiento sometido a esfuerzo eléctrico en la que la descarga pone en cortocircuito completamente el aislamiento bajo ensayo, reduciendo la tensión entre los electrodos prácticamente a cero.
NOTA 1 Puede ocurrir descarga disruptiva no sostenida en que el objeto de ensayo sea cortocircuitado momentáneamente por una chispa o un arco. Durante estos eventos la tensión a través del objeto de ensayo se reduce momentáneamente a cero o a un valor muy pequeño. Dependiendo de las características del circuito de ensayo y del objeto de ensayo, puede ocurrir una recuperación de resistencia dieléctrica y puede inclusive permitir que la tensión de ensayo alcance un valor más alto. Tal evento se debe interpretar como una descarga disruptiva, salvo que el comité técnico pertinente lo especifique de otro modo.
NOTA 2 Una descarga disruptiva en un dieléctrico sólido produce pérdida permanente de la resistencia dieléctrica; en un dieléctrico líquido o gaseoso la pérdida puede ser solo temporal.
3.1.2 Formación de arco
Descarga disruptiva que ocurre en un dieléctrico gaseoso o líquido.
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