1. ALCANCE
La norma hace parte del grupo de materiales normalizados y tiene como propósito fundamental determinar todas las características que deberán tener los herrajes y accesorios que se usen e instalen en el sistema de distribución de energía de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P.
Esta norma incluye las exigencias y características que deben cumplir los cables trenzados múltiple de aluminio que se instalarán en la red secundaria.
2. FUNCIÓN
Los cables de que trata esta especificación serán instalados en el sistema aéreo de distribución secundaria de 120 y 120/240 V de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P. Los cables serán de dos tipos el trenzado tríplex para el sistema de 120/240 voltios y el trenzado dúplex para el sistema de 120 voltios.
3. REQUISITOS TÉCNICOS
Los cables especificados son:
- Calibre 2XN°1/0 AWG AL XLPE + 1XN°2 AWG ACSR. - Calibre 2XN°4 AWG AL XLPE + 1XN°4 AWG ACSR. - Calibre 1XN°1/0 AWG AL XLPE + 1XN° 1/0 AWG ACSR. - Calibre 1XN° 2 AWG AL XLPE + 1XN° 2 AWG ACSR. - Calibre 1XN°4 AWG AL XLPE + 1XN°4 AWG ACSR.
3.1 Conductor y cable terminado
El conductor de aluminio aislado podrá ser cableado redondo compacto (Norma ASTM B-400) ó cableado normal (norma ASTM B-291).
TABLA DE CARACTERISTICAS DE CONDUCTORES SEGÚN LA NORMA ASTM B-231
- Calibre AWG (redondo compacto) 1/0 2 4
- Diámetro 9.19 7.19 5.71
- Alambres de aluminio 19 7 7
- Diámetro alambres (mm) 3.12 2.47 1.961 - Masa Aproximada, kg/km 147.2 92.6 58.2 - Resistencia DC máxima, 20ºC, ohm/km 0.538 0.856 1.359 - Resistencia a la tracción (kN) 8.84 5.99 3.91 - Material aislamiento XLPE XLPE XLPE - Temperatura normal de funcionamiento 90°C 90 °C 90°C - Espesor aislamiento:
- Promedio mínimo (Mm) 1.52 1.14 1.14 - Mínimo en un punto (mm) 1.368 1.026 1.026 - Constante de resistencia de aislamiento mohm-km. 60.96 6096 6096
Para cable clase redondo compacto las dimensiones y demás característicasdel conductor serán de acuerdo con lo indicado en la norma ASTM B - 400.
3.2 Requisitos físicos
- Resistencia a la tracción (PSI): 1800 - Elongación a la rotura (%): 250
3.3 Requisitos de envejecimiento
Después de someter la probeta en horno de aire a 121ºC ± por 168 horas:
• Resistencia a la tracción (% del valor no envejecido): 75
• Elongación (% del valor no envejecido) : 75
Deformación térmica, Hot creep, 150ºC, ± 2ºC, máximo porcentaje del valor no envejecido (original):
• Hot creep elongación máxima (%) 100
• Hot creep conjunto máxima (%) 5
3.4 Conductor neutro - mensajero en ACSR
- Nombre clave SPARROW SWAN RAVEN
- Calibre 2 4 1/0 - Sección 39.247 24.663 53.51 - Diámetro 8.016 6.354 10.11 - Hilos-aluminio-acero 6/1 6/1 6/1 - Diámetro hilos mm. - Aluminio 2.672 2.118 3.37 - Acero 2.672 2.118 3.37
- Resistencia máxima DC 20ºC ohm/km 0.8499 85.41 0.53602
- Carga de rotura (Newton) 27,95 18,240 42,953
3.5 Conductor neutro - mensajero en AAAC 6201 - T81
El conductor neutro mensajero únicamente será para el calibre No.2 AWG.
- Calibre (AWG) 2
- Sección (mm2) 39.3
- Diámetro (mm)
- Hilos de AAAC 7
- Diámetro de los hilos (mm) 2.67
- Peso unitario (kg/km) 107.5
- Resistencia Máximo DC 20ºC (Ohm/km) 0
3.6 Marcación del cable de aluminio aislado
Todos y cada uno de los cables aislados que conforman el cable tríplex debe marcarse sobre el aislamiento y con una separación entre inicios de leyendas, de un (1) metro en forma legible e indeleble con la siguiente información:
- EMPRESAS PUBLICAS DE MEDELLIN (se admiten siglas o abreviaturas), para el caso cuando es contratación o suministro a Las Empresas.
- Nombre del fabricante. - Número del contrato.
- Material y calibre del conductor. - Tipo y clase del aislamiento. - Tensión nominal del aislamiento. - Año de fabricación.
- Identificación de la fase.
- En uno de los cables aislados, marca secuencial por metro de longitud del cable (es decir, entre una marca secuencial - cualquiera - y la siguiente, la separación debe ser como mínima de 1 m).
4. CARACTERÍSTICAS DE FABRICACIÓN
Los cables de aluminio aislado deben ser aptos para utilización en las condiciones de servicio estipuladas en esta especificación y serán usados como conductores de fase con las características que se especifican a continuación:
4.1 Materia prima
La materia prima utilizada en el alambrón de aluminio debe tener pureza del 99.5% y debe cumplir con los requisitos de la norma NTC 1743 (ASTM B 233).
4.2 Alambres de aluminio
Los alambres deben ser de aluminio 1350-H19, con una conductividad mínima del 61% IACS, según la norma NTC 360 (ASTM B 230).
4.3 Conductor
Los conductores estarán formados por alambres dispuestos en capas, cableados redondo compacto y deben cumplir con las características técnicas de fabricación especificadas en la norma ASTM B 400 ó cable clase B comprimido de acuerdo con lo indicado en la norma ASTM B-231 de tal manera que no permita el ingreso del aislamiento a las capas internas del conductor durante la extrusión. El diámetro los hilos de la tabla es antes de compactar.
El factor de paso, la resistencia a la tensión, la resistencia en DC, la masa y las características dimensionales serán de acuerdo con lo indicado en las normas ASTM B-400 ó ASTM B-231.
4.4 Aislamiento
Los compuestos para la elaboración del polietileno reticulado podrán ser rellenos o no rellenos tal como lo estipula la norma ANSI/ICEA S-76-474.
El aislamiento de XLPE debe ser adecuado para uso en medios húmedos y secos, adicionalmente debe ser resistente a los esfuerzos mecánicos durante la instalación y operación.
El aislamiento de XLPE, debe ser de color negro y debe contener negro de humo para resistir los rayos solares y las condiciones de intemperie.
El aislamiento de polietileno reticulado debe ser apto para soportar temperaturas en el conductor de aluminio de 90ºC bajo condiciones normales de operación y cumplir con los requisitos establecidos en la norma ANSI/ICEA-S-76-474). Las Empresas aceptarán el proceso de reticulación a partir de silanos para cuando el aislamiento es en XLPE pero el proponente debe anexar información técnica de las materias primas a utilizar y su sistema de proceso de producción (indicando tiempo y sistema de curado, control de la cantidad de la mezcla y deshumectante) empleado y recomendado por el proveedor del polietileno.
El espesor mínimo promedio del aislamiento del cable será el establecido en la tabla y el mínimo no será inferior, en ningún punto, al noventa por ciento (90%) del espesor mínimo promedio especificado.
4.5 Conductor neutro mensajero
Cuando el conductor es de ACSR debe cumplir con lo estipulado en esta especificación y en la norma NTC-308 (ASTM B-232). Cuando el conductor es AAAC 6201-T81 debe cumplir con lo estipulado en la norma ASTM-399.
4.6 Cable ensamblado
Los conductores aislados deben ser trenzados alrededor del conductor neutro mensajero, sin rellenos con un paso de 25 a 60 veces el diámetro de uno de los conductores aislados. La dirección de paso debe ser la misma que la de la capa exterior de los alambres del conductor neutro. El fabricante deberá garantizar que el paso aplicado garantice que el cable ACSR o AAAC, con el roce no dañe el aislamiento de los cables de fase. Se harán chequeos del factor en fábrica.
La identificación de los cables tríplex y cuádruplex para los cables aislados se harán de la siguiente manera: una traza en relieve para una fase y dos (2) trazas en relieve para la otra fase. Las trazas son a lo largo de toda la longitud del cable. Para el cable dúplex no es necesario este tipo de marcación.
Representación simbólica del cable: nombre del conductor aislado x calibre del conductor + 1 x calibre del neutro, así: Cable tríplex 2XN°1/0 AWG AL XLPE + 1XN°2 AWG ACSR; 2XN°4 AWG AL
XLPE + 1X N° 4 AWG ACSR; 1XN°1/0 AWG AL XLPE + 1XN°1/0 AWG ACSR; 1XN°2 AWG AL XLPE + 1xN°2 AWG ACSR, 1XN°4 AWG AL XLPE + 1xN°4 AWG ACSR.
4.7 Cable con chaqueta
Cuando la instalación del cable está cerca de las fachadas y exista la posibilidad de conexión fraudulenta al cable se le colocará la chaqueta.
El material de la cubierta exterior será polietileno de 75 °C, el cual debe cumplir con los requerimientos de la norma ASTM D1248 para el polietileno. Debe obtener una dureza que permita dificultar la conexión fraudulenta pero sin afectar la flexibilidad del cable terminado.
Los requisitos y pruebas serán los indicados en la norma NEMA WC-5 o NEMA WC-7, no obstante si existen compuestos de polietileno termoplásticos o reticulados de valores superiores a los especificados pero que garantice alta dureza y buena flexibilidad, Las Empresas lo preferirán.
El polietileno de la chaqueta exterior debe ser resistente a la abrasión, de color negro y contener negro de humo que lo haga resistente a los rayos solares. El coeficiente de absorción será el establecido en la tabla 4-3 de la norma ANSI/ICEA S-76-474.
Todo el conjunto del cable trenzado con chaqueta, no debe tener relleno ni burbujas o bolsas de aire entre la chaqueta y el trenzado, con el objetivo de no permitir que la chaqueta se deslice con respecto al núcleo. Su figura geométrica deberá ser tipo trébol (configuración equilátera).
5. CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DEL SISTEMA
Tensión nominal: 120 V y 120/240 V.
Tensión máxima: 600 V.
Conexión: Monofásica bifilar o monofásica trifilar.
Frecuencia nominal (Hz): 60.
6. CONDICIONES AMBIENTALES
Altura sobre el nivel del mar: 1000 - 2000 m Humedad relativa máxima: 99 %
Temperatura ambiente mínima: -2ºC Temperatura ambiente máxima: 40°C Temperatura ambiente promedio: 12ºC
7. INSPECCIÓN Y PRUEBAS DE RECEPCIÓN TÉCNICA
Para la inspección y pruebas en fábrica del cable se aplicará la inspección por atributos cuando es solicitado por licitación.
Las pruebas y recepción serán efectuadas por representantes de Las Empresas; así mismo las pruebas se realizarán en las instalaciones del fabricante quien debe asumir su costo y proporcionar el material, equipos y personal necesario para tal fin. Estos igualmente podrán ser repetidos en laboratorios oficiales o particulares reconocidos por Las Empresas.
Las Empresas se reservan el derecho de realizar una inspección previamente durante el proceso de fabricación; para tal efecto el fabricante suministrará los medios necesarios para facilitar la misma.
8. PLAN DE MUESTREO
Las muestras se extraerán aleatoriamente de tal manera que se asegure la representatividad del lote sometido a inspección, y se tomarán del extremo final de los carretes.
Ensayos del conductor de aluminio.
Para ensayos sobre el conductor de aluminio, las muestras se seleccionarán de acuerdo con la siguiente tabla:
Cantidad de cable Número de Longitud para
contratado (metros) muestras ensayo (m)
---
- Menos de 610 0 0
- De 610 a 3050 1 2
- Por cada 3050 o fracción
- Cada15200 adicionales o fracción. 1 2
---
9. ENSAYO DE PROPIEDADES DEL AISLAMIENTO
Las muestras de conductores aislados, para los ensayos físicos y de envejecimiento, se seleccionarán de acuerdo con la siguiente tabla.
Cantidad de cable Número de Longitud para
contratado (metros) muestras ensayo (m)
--- - Menos de 610 0 -- - De 610 hasta 15240 1 2.0 - Más de 15249 - Primeros 15240 1 2.0 - Cada 15240 adicionales 1 2.0 ---
9.1 Determinación del espesor del aislamiento
- Cuando el lote para inspección está formado por dos o menos carretes o rollos, la determinación del espesor del aislamiento se efectuará en cada carrete o rollo de cable.
- Cuando el lote consiste de más de dos (2) carretes o rollos y hasta veinte (20) carretes o rollos, al menos una determinación del espesor del aislamiento se efectuará a cada uno (1) de dos (2) carretes o rollos.
- Si el lote consiste de veintiuno (21) o más carretes o rollos de cable, diez (10) carretes más mínimo el diez por ciento (10%) de los carretes, se seleccionarán para determinar al menos un espesor de aislamiento de cada carrete o bobina seleccionada.
10. ENSAYOS SOBRE CABLE TERMINADO
Para los ensayos sobre cable terminado se aplicará el plan de muestreo estipulado para la determinación del espesor de aislamiento. Los ensayos para el cable terminado son:
- Tensión en corriente alterna y directa.
- Resistencia del aislamiento, requisito de absorción acelerada de agua y factor de paso del cable trenzado.
11. CRITERIO DE ACEPTACIÓN Y RECHAZO
Propiedades físicas, de envejecimiento y de determinación del espesor del aislamiento.
En caso del no cumplimiento de las anteriores propiedades del aislamiento, el criterio de reprueba y rechazo del lote de cable sometido a inspección, es el estipulado en la norma ANSI/ICEA S 66-524). Ensayo sobre muestras de conductor y cable trenzado terminado.
En caso de que por lo menos uno (1) de los carretes o rollos seleccionados para los ensayos sobre conductor y cable terminado no cumpla con cualquiera de los ensayos estipulados en las normas ANSI/ICEA S 66-524 y la ANSI/ICEA S-76-474, se procederá a efectuar los ensayos sobre la totalidad de los carretes o rollos que conforman el lote, y se aceptarán los que cumplen con los ensayos. (Factor de paso del cable trenzado).
12. PRUEBAS Y ENSAYOS
El fabricante deberá suministrar las pruebas y ensayos para los cables y deberá realizar las pruebas cuando Las Empresas lo soliciten.
Las Empresas se reservan el derecho de descartar los fabricantes que no ofrezcan la ejecución de las pruebas, o si considera que las ofrecidas con insuficientes para garantizar la calidad de los cables.
Los fabricantes deben indicar claramente los ensayos tipo y de rutina a que someterán los cables ofrecidos.
Los ensayos ofrecidos deben cubrir como mínimo los siguientes aspectos:
• Control dimensional de alambres de aluminio 1350 H-19 o del AAAC 6201-T81.
• Resistencia a la tracción y elongación de alambres que conforman el conductor de aluminio de la norma ACSR o del AAAC.
• Determinación de la resistividad y conductividad eléctrica del alambre de aluminio y del AAAC.
• Determinación de la resistencia eléctrica del conductor. (AAC, ACSR o AAAC).
• Ensayos físicos, de envejecimiento y de dureza del aislamiento.
• Ensayo de deformación en caliente.
• Esfuerzo de agrietamiento térmico (ASTM D-2951).
• Medición del espesor del aislamiento.
• Ensayo de tensión aplicada al cable terminado.
• Ensayo de resistencia de aislamiento en el cable terminado.
• Factor de paso del cable trenzado.
• Ensayo de abrasión ASTM D-3389 (método B).
• Ensayo de contenido de negro de humo.
• Prueba a los carretes de madera – Inmunización.
• Prueba de desentorche o destrenzado.
13. CONSIDERACIONES GENERALES
Las Empresas aceptarán un porcentaje de variación del + 1% de las cantidades totales de la entrega, sin requerir la elaboración de acta de modificación bilateral para los pagos o cantidades respectivas y realmente entregadas que estén dentro de dicho porcentaje estipulado y un porcentaje de variación del + 5% por carrete.
Todos los cables se deberán despachar en tramos de 500 metros en carretes que podrán ser de madera, metálicos, plásticos o híbridos.Para lo anterior se deberá tener presente lo estipulado en la norma NTC-3787 y NEMA WC-26. Los carretes deben estar adecuadamente protegidos, de tal manera que durante el transporte o almacenamiento no sufran daños por humedad, contacto o golpes con otros materiales y no se deterioren por almacenamiento a la intemperie de acuerdo con las especificaciones de Las Empresas.
Las Empresas le determinarán al Contratista si la madera utilizada en los carretes deberá ser inmunizada (tratada) o no dependiendo del tiempo de almacenamiento del cable. Los oferentes deberán informar en su oferta si los carretes son retornables o no y si son reciclables. Todos los carretes de cable deberán tener duelas o tablas de madera para protección del cable y carrete.
Todos los carretes deben tener una placa metálica de identificación en cada uno de los costados, la cual debe tener la siguiente información como mínimo:
• EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN.
• Nombre del fabricante.
• Número del carrete.
• Tipo y clase de cable.
• Material y calibre del conductor.
• Clase y tensión nominal de aislamiento.
• Peso bruto en Kg.
• Peso neto en Kg.
• Longitud en metros.
• Fecha de fabricación.
• Número del contrato.
• Número de la orden de compra.
La punta interior del cable no debe aflorar en las caras del carrete, el orificio o hueco deberá ser tapado a ras de la cara, ya sea de madera o metálica.
Los bienes ofrecidos que cumplan con normas internacionalmente aceptadas y obedezcan a los requisitos acordes con las especificaciones también se aceptarán.
14. NORMAS DE FABRICACIÓN
El conductor de aluminio debe estar de acuerdo con los requerimientos de las siguientes normas: NTC 308 (ASTM B 231), NTC 360 (ASTM B 230) y ASTM B-400.
El aislamiento y el cable terminado deben estar de acuerdo con los requerimientos de la norma ANSI/ICEA S-76-474. Para los conductores neutro mensajero se podrán utilizar conductor ACSR, el cual debe estar de acuerdo con la norma NTC 301 (NTC-232) o aleación de aluminio (AAAC) 6201 T 81 de acuerdo con la norma ASTM B-399.
Las normas citadas en la presente especificación se refieren a su última revisión. Las normas técnicas aplicables son las siguientes:
NORMA DESCRIPCIÓN
NTC 308 Conductores de aluminio 1350 cableado concéntrico (ASTM B 231).
NTC 360 Alambres de aluminio 1350 H19 de sección circular para usos eléctricos. (ASTM B 230).
NTC 1743 Alambrón de aluminio 1350 para usos eléctricos (ASTM B 233).
NTC 309 Conductores de aluminio cableado concéntrico reforzados con núcleo de acero recubierto (ACSR). ASTM B232.
ASTM B 400 Compact round concentric lay stranded aluminum 1350 conductors.
ASTM B-399 Concentric-Lay Stranded Aluminum-Alloy 6201-T81 Conductors.
ANSI/ICEA S-76-474 Neutral Supported Power cable assemblies with Weather-resistant extruded insulated rated 600 V.
