NORMA TÉCNICA NTC-IEC COLOMBIANA 34-18-1
2012-09-24
MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATORIAS.
EVALUACIÓN FUNCIONAL DE LOS SISTEMAS DE AISLAMIENTO DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATORIAS. PRINCIPIOS GENERALES
E: ROTATING ELECTRICAL MACHINES. FUNCTIONAL EVALUATION OF INSULATION SYSTEMS. GENERAL GUIDELINES
CORRESPONDENCIA: esta norma es idéntica (IDT) por traducción de la norma IEC 60034-18- 1:2010
DESCRIPTORES: máquina eléctrica rotatoria; motor eléctrico; generador eléctrico; sistema de aislamiento.
I.C.S.: 29.160.00
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 Segunda actualización
Editada 2012-10-02
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 norma NTC-IEC 34-18-1 (Segunda actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo de 2012-09-24.
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 131 Máquinas eléctricas rotatorias.
LABORATORIO TECNOELECTRICO SIEMENS
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE
UNIVERSIDAD DEL VALLE
Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas:
AGP REPRESENTACIONES ANDI
ASEA BROWN BOVERI CIDET
CODENSA
CONSORCIO INDUSTRIAL S.A CUMMINS API S.A
DABRAS LTDA DIPEL ANDINA
EMPRESA DE ENERGÍA DEL PACÍFICO -EPSA-
ENERCON INGENIERÍA ENERSA LTDA.
ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA EXTRACTORES Y MOTORES
INDUSTRIALES LTDA.
IME LTDA
INTELECA LTDA.
LKS LTDA.
MELECTRO LTDA.
MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA NIDEC MOTOR COLOMBIA S.A.S.
SGS
UNIDAD DE PLANEACIÓN MINERO ENERGÉTICA -UPME-
UNIVERSIDAD DE LA SALLE UNIVERSIDAD DEL NORTE UNIVERSIDAD NACIONAL
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA VIAKON
WEG COLOMBIA LTDA.
ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales y otros documentos relacionados.
DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC-IEC 34-18-1 (Segunda actualización)RESUMEN
CONTENIDO
Página
INTRODUCCIÓN ... 1
1. ALCANCE ... 2
2. REFERENCIAS NORMATIVAS ... 2
3. TÉRMINOS Y DEFINICIONES ... 3
3.1 TÉRMINOS GENERALES ... 3
3.2 TÉRMINOS RELACIONADOS CON LOS OBJETOS SOMETIDOS A ENSAYO ... 4
3.3 TÉRMINOS RELACIONADOS CON LOS FACTORES DE INFLUENCIA Y ENVEJECIMIENTO ... 5
3.4 TÉRMINOS RELACIONADOS CON LOS ENSAYOS Y LA EVALUACIÓN ... 5
4. ASPECTOS GENERALES DE LA EVALUACIÓN FUNCIONAL ... 5
4.1 COMENTARIOS INTRODUCTORIOS ... 5
4.2 EFECTOS DE LOS FACTORES DE ENVEJECIMIENTO ... 6
4.3 SISTEMA DE AISLAMIENTO DE REFERENCIA/CANDIDATO ... 6
4.4 EVALUACIÓN DE COMPONENTES MENORES O CAMBIOS EN LA FABRICACIÓN ... 7
4.5 ENSAYOS FUNCIONALES ... 7
4.6 ENSAYOS DE ACEPTACIÓN... 8
5. ENSAYOS FUNCIONALES TÉRMICOS ... 8
5.1 ASPECTOS GENERALES DE LOS ENSAYOS TÉRMICOS FUNCIONALES ... 8
5.2 ANÁLISIS, INFORME Y CLASIFICACIÓN ... 9
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC-IEC 34-18-1 (Segunda actualización)RESUMEN
Página
6. ENSAYOS FUNCIONALES ELÉCTRICOS ... 10
6.1 ASPECTOS GENERALES DE LOS ENSAYOS FUNCIONALES ELÉCTRICOS .... 10
6.2 ANÁLISIS E INFORME ... 11
7. ENSAYOS FUNCIONALES MECÁNICOS ... 11
8. ENSAYOS FUNCIONALES AMBIENTALES ... 12
9. ENSAYOS FUNCIONALES MULTIFACTORIALES ... 12
BIBLIOGRAFÍA ... 14
DOCUMENTO DE REFERENCIA ... 15
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1 de 15 MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATORIAS.
EVALUACIÓN FUNCIONAL DE LOS SISTEMAS DE AISLAMIENTO DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATORIAS.
PRINCIPIOS GENERALES
INTRODUCCIÓN
La serie de las normas IEC 60034-18 comprende varias partes que tratan los diversos tipos de evaluación funcional y clases especiales de procedimientos de ensayo para los sistemas de aislamiento de las máquinas eléctricas rotatorias. La NTC-IEC 34-18-1 brinda directrices generales para dichos procedimientos y principios de calificación, mientras que las partes posteriores NTC-IEC 34-18-21, NTC 4587 (IEC 60034-18-22), NTC 3984 (IEC 60034-18-31), NTC 4239 (IEC 60034-18-32), NTC 4240 (IEC 60034-18-33), NTC 4989 (IEC 60034-18-34), IEC 60034-18-41 e IEC 60034-18-42 suministran detalles de los procedimientos para los diversos tipos de devanados. Adicionalmente, las partes IEC 60034-18-41 e IEC 60034-18-42 contienen procedimientos de ensayos especiales para la evaluación eléctrica de los devanados sometidos a esfuerzo eléctrico debido a la alimentación por convertidor.
Las siguientes normas proporcionan la base y los antecedentes para el desarrollo de las normas anteriores:
La IEC 60505 establece las bases para estimar el envejecimiento de sistemas de aislamiento eléctrico bajo condiciones de esfuerzos eléctricos, térmicos, mecánicos, ambientales o la combinación de estos (esfuerzos multifactor). Esta especifica en general los principios y procedimientos que se deberían seguir definiendo ensayos funcionales y procedimientos de evaluación.
La serie IEC 60216 trata de la determinación de las propiedades de resistencia térmica de materiales de aislamiento únicos. Asumiendo que la ecuación de Arrhenius describe la tasa del envejecimiento térmico, se suministran los procedimientos de ensayo y las instrucciones para el análisis para obtener parámetros característicos como “Índice de temperatura” (TI), “Intervalo de división” (HIC) y el “Índice relativo de resistencia térmica” (RTE). Para todos los parámetros se especifican propiedades seleccionadas y se especifican los criterios aceptados del final de la vida útil. En consecuencia, a un material se le puede asignar más de un índice de temperatura, derivado de la medición de diversas propiedades y el uso de diferentes criterios para el final de la vida útil.
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La NTC 276 (IEC 60085) trata la evaluación térmica de los sistemas de aislamiento utilizados en equipos eléctricos. En particular, se definen las clases térmicas de los sistemas de aislamiento y se suministran las denominaciones, por ejemplo 130 (B), 155 (F) y 180 (H) para el uso en máquinas rotatorias según la NTC 2805 (IEC 60034-1). En el pasado, los materiales para los sistemas de aislamiento se seleccionaban únicamente con base en la resistencia térmica de los materiales individuales desarrollados según la serie IEC 60216. Sin embargo, la NTC 276 (IEC 60085) reconoce que tal selección se puede utilizar únicamente para tamizar materiales antes de la evaluación funcional adicional de un nuevo sistema de aislamiento que no ha sido probado en servicio. La evaluación se lleva a cabo con base en la comparación con un sistema de aislamiento de referencia probado en servicio. La experiencia en servicio es la base más adecuada para evaluar la resistencia térmica de un sistema de aislamiento.
La IEC 62539 define los métodos estadísticos para el análisis de los datos de los tiempos hasta la falla y la tensión de falla obtenidos a partir de ensayos eléctricos de materiales de aislamiento sólidos, con el fin de caracterizar el sistema y compararlo con otros sistemas de aislamiento. Los métodos de análisis se describen para la distribución de Weibull pero también se presentan otras distribuciones.
1. ALCANCE
Esta norma contiene los principios generales para la evaluación funcional de los sistemas de aislamiento eléctrico usados o que se propone usar en máquinas eléctricas rotatorias dentro del alcance de la NTC 2805 (IEC 60034-1) con el fin de calificarlos.
2. REFERENCIAS NORMATIVAS
Los siguientes documentos de referencia son indispensables para la aplicación de esta norma.
Para referencias con fecha, sólo se aplica le edición citada. Para referencias sin fecha, se aplica la edición más reciente del documento citado (incluyendo todas las enmiendas).
IEC 60034-1, Rotating Electrical Machines. Part 1: Rating and Performance (NTC 2805)
IEC 60034-18-21, Rotating Electrical Machines. Part 18-21: Functional Evaluation of Insulation Systems. Test Procedures for Wire-Wound Windings. Thermal Evaluation and Classification (NTC-IEC 34-18-21)
IEC 60034-18-22, Rotating Electrical Machines. Part 18-22: Functional Evaluation of Insulation Systems. Test Procedures for Wire-Wound Windings. Classification of Changes and Insulation Component Substitutions (NTC 4587).
IEC 60034-18-31, Rotating Electrical Machines. Part 18-31: Functional Evaluation of Insulation Systems. Test Procedures for Form-Wound Windings. Thermal Evaluation and Classification of Insulation Systems Used in Machines Up to and Including 50 MVA and 15 kV (NTC 3984).
IEC 60034-18-32, Rotating Electrical Machines. Part 18-32: Functional Evaluation of Insulation Systems – Test Procedures for Form-Wound Windings. Evaluation of Electrical Endurance of Insulation Systems Used in Machines Up to and Including 50 MVA and 15 kV (NTC 4239).
IEC 60034-18-33, Rotating Electrical Machines. Part 18-33: Functional Evaluation of Insulation Systems. Test Procedures for Form-Wound Windings. Multifactor Functional Evaluation.
Endurance Under Combined Thermal and Electrical Stresses of Insulation Systems Used in Machines Up to and Including 50 MVA and 15 kV (NTC 4240).
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IEC 60034-18-34, Rotating Electrical Machines. Part 18-34: Functional Evaluation of Insulation Systems. Test Procedures for Form-Wound Windings. Evaluation of Thermomechanical Endurance of Insulation Systems (NTC 4989).
IEC 60034-18-41, Rotating Electrical Machines. Part 18-41: Qualification and type tests for Type I Electrical Insulation Systems Used in Rotating Electrical Machines Fed From Voltage Converters.
IEC/TS 60034-18-42, Rotating Electrical Machines. Part 18-42: Qualification and Acceptance Tests for Partial Discharge Resistant Electrical Insulation Systems (Type II) used in Rotating Electrical Machines Fed From Voltage Converters.
IEC 60085, Thermal Evaluation and Designation of Electrical Insulation (NTC 276) IEC 60216 (all parts), Electrical Insulating Materials. Properties of Thermal Endurance.
IEC 60493-1, Guide for the Statistical Analysis of Ageing Test Data. Part 1: Methods Based on Mean Values of Normally Distributed Test Results.
IEC 60505:2004, Evaluation and Qualification of Electrical Insulation Systems.
IEC 62539, Guide for the Statistical Analysis of Electrical Insulation Breakdown Data.
3. TÉRMINOS Y DEFINICIONES
Para los propósitos de esta norma, se aplican las siguientes definiciones.
3.1 TÉRMINOS GENERALES
3.1.1 Clase térmica. Temperatura para la cual el sistema de aislamiento es adecuado, según la definición de la clase térmica dada en la NTC 276 (IEC 60085) y tal como se usa en la IEC 60505.
3.1.2 Sistema de aislamiento. Estructura aislante que contiene uno o más materiales aislantes eléctricos, aplicados sobre las partes conductoras usadas en las máquinas eléctricas rotatorias.
IEC 60505:2004, 3.1.1, modificado
NOTA 1 Puede haber varios componentes de aislamiento en los devanados, cada uno de ellos diseñado para diferentes esfuerzos durante el servicio, a saber, aislamiento entre espiras, aislamiento de ranuras y aislamiento de los devanados. Se pueden aplicar diferentes criterios a los diversos componentes que forman el sistema total.
NOTA 2 Puede haber más de un sistema de aislamiento en un tipo particular de máquina. Esos sistemas pueden tener diferentes clases térmicas (por ejemplo, devanados del estator y del rotor).
3.1.3 Sistema de aislamiento candidato (prototipo). Sistema de aislamiento sometido a ensayos para determinar su resistencia a los factores de envejecimiento (por ejemplo, su clase térmica).
NTC 5124 (IEC 60050-411), Enmienda 1:2007, 411-39-16, modificado
3.1.4 Sistema de aislamiento de referencia. Sistema de aislamiento cuyo desempeño ha sido establecido mediante una experiencia en servicio satisfactoria.
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC-IEC 34-18-1 (Segunda actualización)RESUMEN
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NTC 5124 (IEC 60050-411), Enmienda 1:2007, 411-39-27
3.1.5 Bobina. Una o varias espiras de conductores aislados conectados en serie y rodeados por un aislamiento común, dispuesto de manera tal que conduzca o produzca un flujo magnético.
NTC 5124 (IEC 60050-411:1996), 411-38-03, modificado
3.1.6 Barra. Cualquiera de las dos partes que están conectadas después de haber sido colocadas en sus ranuras y que formaran una bobina preformada completa (véase el numeral 3.1.8) y el cual comprende un lado de bobina y la cabeza de devanado apropiado.
NTC 5124 (IEC 60050-411:1996), 411-38-05, modificado
NOTA Las grandes máquinas de corriente alterna suelen estar equipadas con barras y, generalmente, pero no siempre, ellas forman bobinas de una espira en un devanado de doble capa.
3.1.7 Devanado aleatorio. Devanado compuesto de bobinas que constan de uno o varios conductores aislados y cuyos conductores individuales ocupan posiciones aleatorias en la bobina.
NOTA Generalmente se trata de un devanado aleatorio con conductores redondos.
NTC 5124 (IEC 60050-411:1996), 411-38-13, modificado
3.1.8 Devanado preformado. Devanado compuesto por bobinas o barras preformadas, aisladas y prácticamente acabadas antes de ser insertadas en sus lugares definitivos.
NOTA Las bobinas y las barras generalmente se devanan con conductores rectangulares.
NTC 5124 (IEC 60050-411:1996), 411-38-11, modificado
3.2 TÉRMINOS RELACIONADOS CON LOS OBJETOS SOMETIDOS A ENSAYO 3.2.1 Objeto de ensayo. Unidad sometida a los ensayos.
NOTA 1 Se puede tratar de una verdadera máquina, de un componente de una máquina o de un modelo (véanse los numerales 3.2.3 y 3.2.4) que se puede someter a ensayos funcionales.
NOTA 2 Un objeto de ensayo puede contener una o varias muestras (véase el numeral 3.2.2).
3.2.2 Muestra de ensayo. Componente individual dentro de un objeto de ensayo que puede ser usado para generar una parte de los datos de ensayo (por ejemplo: tiempo a la falla).
NOTA Una muestra puede contener más de un componente de aislamiento (por ejemplo: aislamiento de espira y aislamiento del conductor a tierra), cualquiera de los cuales puede proporcionar datos.
3.2.3 Formaleta. Modelo de ensayo especial utilizado para la evaluación de sistemas de aislamiento para devanados preformados.
NTC 5124 (IEC 60050-411), Enmienda 1:2007, 411-53-64
…
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IMPORTANTE
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