MÉXICO
CABLES SEMIAISLADOS PARA
LÍNEAS AÉREAS DE 15 A 38 kV
ESPECIFICACIÓN
CFE E0000-29
NOVIEMBRE 2017
REVISA Y SUSTITUYE A LA EDICIÓN DE FEBRERO 2002DOCUMENTO
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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 ____________________________________ 2 5.1 Conductor ______________________________________________________________________ 2 5.2 Descripción Corta ________________________________________________________________ 2 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 CONTROL DE CALIDAD ___________________________________________________________ 8 7.1 Pruebas ________________________________________________________________________ 8 8 GARANTÍA ______________________________________________________________________ 9 9 CUESTIONARIO ________________________________________________________________ 10 9.1 Valores Garantizados ____________________________________________________________ 10 9.2 Datos Técnicos _________________________________________________________________ 10
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9.3 Descripción General del Suministro ________________________________________________ 10
9.4 Precios ________________________________________________________________________ 10 10 BIBLIOGRAFÍA _________________________________________________________________ 13 APÉNDICE A PRUEBA DE RESISTENCIA A LA ABRASIÓN ___________________________________ 14
TABLA 1 Clasificación de cables semiaislados de 15 a 38 kV ____________________________________ 4 TABLA 2 Espesor mínimo de la pantalla semiconductora _______________________________________ 4 TABLA 3 Espesor promedio del aislamiento-cubierta y tensión de prueba _________________________ 5
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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 Comisión.
2 CAMPO DE APLICACIÓN
Estos cables se utilizan en redes 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
NOM-008-SCFI-2002 Sistema General de Unidades de Medida.
NOM-063-SCFI-2001 Productos Eléctricos Conductores-Requisitos de Seguridad.
NMX-EE-161-1983 Envase y Embalaje - Embalaje - Carretes de Madera
para Conductores Eléctricos y Telefónicos - Especificaciones.
NMX-J-040-ANCE-2007 Conductores-Determinación De La Absorción De Humedad En Aislamientos De Conductores Eléctricos-Método De Prueba.
NMX-J-091-1982 Fragilidad en Frío de Materiales Termoplásticos y Termofijos - Método de Prueba.
NMX-J-177-ANCE-2007 Conductores-Determinación De Espesores De Pantallas Semiconductoras, Aislamientos Y Cubiertas De Conductores Eléctricos-Método De Prueba.
NMX-J-178-ANCE-2012 Conductores-Determinación Del Esfuerzo Y Alargamiento Por Tensión A La Ruptura De Aislamientos, Pantallas Semiconductoras Y Cubiertas De Conductores Eléctricos-Método De Prueba.
NMX-J-180-ANCE-2011 Conductores-Determinación De La Estabilidad Dimensional De Aislamientos De Etileno-Propileno O Polietileno De Cadena Cruzada, Para Cables De Energía De 69 Kv A 161 Kv-Método De Prueba.
NMX-J-186-ANCE-2007 Conductores-Envejecimiento Acelerado En Horno A Pantallas Semiconductoras, Aislamientos Y Cubiertas Protectoras De Conductores Eléctricos-Método De Prueba.
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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.
NMX-J-212-ANCE-2007 Conductores-Resistencia, Resistividad Y Conductividad Eléctricas - Método De Prueba.
NMX-J-293-ANCE-2008 Conductores-Aguante Del Dieléctrico a la Tensión Eléctrica - Método De Prueba.
NMX-J-294-ANCE-2008 Productos Eléctricos – Conductores - Resistencia de Aislamiento - Método de Prueba.
NMX-J-432-ANCE-2015 Conductores-Determinación Del Alargamiento En Caliente Y Deformación Permanente, De Materiales Reticulados-Método De Prueba.
CFE L1000-11-2015 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 vigor o la última edición en la fecha de apertura de las propuestas de la licitación, salvo que la Comisión 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.
5 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES 5.1 Conductor
El conductor debe ser acuerdo a lo indicado en la norma NOM-063-SCFI concéntrico y comprimido, para el aluminio (AAC) o cobre se permite compacto.
5.2 Descripción Corta
La descripción de los conductores de la tabla 1, se indica en el siguiente listado:
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930928 Rev 940630 020215 171122 Descripción CABLE SA-AAC (1/0)-XLP15 CABLE SA-AAC (3/0)-XLP15 CABLE SA-AAC (266)-XLP15 CABLE SA-AAC (336)-XLP15 CABLE SA-AAC (477)-XLP15 CABLE SA-AAC (1/0)-XLP25 CABLE SA-AAC (3/0)-XLP25 CABLE SA-AAC (266)-XLP25 CABLE SA-AAC (336)-XLP25 CABLE SA-AAC (1/0)-XLP38 CABLE SA-AAC (3/0)-XLP38 CABLE SA-AAC (266)-XLP38 CABLE SA-AAC (336)-XLP38 CABLE SA-AAC (477)-XLP38 CABLE SA-ACSR (1/0)-XLP15 CABLE SA-ACSR (3/0)-XLP15 CABLE SA-ACSR (266)-XLP15 CABLE SA-ACSR (336)-XLP15 CABLE SA-ACSR (1/0)-XLP25 CABLE SA-ACSR (3/0)-XLP25 CABLE SA-ACSR (266)-XLP25 CABLE SA-ACSR (336)-XLP25 CABLE SA-ACSR (1/0)-XLP38 CABLE SA-ACSR (3/0)-XLP38 CABLE SA-ACSR (266)-XLP38 CABLE SA-ACSR (336)-XLP38 CABLE SA-CU (1/0)-XLP15 CABLE SA-CU (3/0)-XLP15 CABLE SA-CU (266)-XLP15 CABLE SA-CU (336)-XLP15 CABLE SA-CU (1/0)-XLP25 CABLE SA-CU (3/0)-XLP25 CABLE SA-CU (266)-XLP25 CABLE SA-CU (336)-XLP25 CABLE SA-CU (1/0)-XLP38 CABLE SA-CU (3/0)-XLP38 CABLE SA-CU (266)-XLP38 CABLE SA-CU (336)-XLP38
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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 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
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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.
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.
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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.
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.
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 105M
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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.
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:
- Marca o nombre del fabricante.
- Designación (sección transversal del conductor). - Tensión de operación.
- Según corresponda: aluminio (AAC), aluminio con refuerzo de acero galvanizado (ACSR) o cobre (Cu).
- Año de fabricación.
- La leyenda: “PELIGRO ALTA TENSIÓN, CUBIERTA NO AISLANTE”
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.
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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: - Siglas de CFE.
- Marca y nombre del proveedor. - Descripción corta.
- Longitud en metros por carrete. - Número de pedido.
- Lugar de destino. - Masa en kg.
- La leyenda: Hecho en México.
La identificación debe hacerse en una placa metálica, cuya impresión debe estar en alto relieve.
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 CONTROL DE CALIDAD
Se debe cumplir con la norma NOM-008-SCFI y las siguientes pruebas:
7.1 Pruebas
En cada caso se indica la norma que se debe aplicar.
7.1.1 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
7.1.2 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
7.1.3 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 8 GARANTÍA
El fabricante debe garantizar una vida útil del cable de 30 años.
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9 CUESTIONARIO
El licitante debe proporcionar con su propuesta toda la información que se indica en este capítulo, debiendo formular tantos cuestionarios como secciones transversales de cable se requiera.
9.1 Valores Garantizados
a) Tensión nominal de operación _____________________kV
b) Diámetro nominal sobre el aislamiento-cubierta
- Valor máximo ____________________mm - Valor mínimo ____________________mm
9.2 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)
9.3 Descripción General del Suministro
El licitante debe completar y anexar a su cotización la tabla C1.
9.4 Precios
El licitante debe indicar los precios de su propuesta en la tabla C2.
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TABLA C1 - 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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TABLA C2 - Precios del cable
Partida número Tensión nominal (kV) Sección transversal del conductor (mm²)
Precio en moneda nacional del conductor de: Aluminio AAC Aluminio ACSR Cobre Cu
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10 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.
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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 16 000 ciclos, sin que ocurra contacto eléctrico entre el cilindro abrasivo y el conductor.
