iec 60071 - coordinacion de aislamiento
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NORMA CEIINTERNACIONAL IEC
60071-1Séptima edición
1993-11
Versión oficial en español
Coordinación de aislamiento
Parte 1:Definiciones, principios y reglas
Insulation co-ordination
Part 1:Definitions, principles and rules
Coordination de l'isolement
Partie 1:Définitions, principes et règles
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CÓDIGO DEPRECIO NPara información sobre el precio deesta norma, véase catálogo envigor.
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ÍNDICE
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ANTECEDENTES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACI ÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2 NORMAS PARA CONSULTA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3 DEFINICIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.1 Coordinación de aislamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.2 Aislamiento externo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.3 Aislamiento interno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.4 Aislamiento autorregenerable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.5 Aislamiento no autorregenerable. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.6 Borne de la configuración del aislamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.7 Configuración del aislamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.8 Tensión nominal de una red . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.9 Tensión más elevada de una red . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.10 Tensión más elevada para el material (Um) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.11 Red con neutro aislado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.12 Red con neutro puesto directamente a tierra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.13 Red con neutro puesto a tierra a través de una impedancia. . . . . . . . . . . . . . . 8
3.14 Red con neutro puesto a tierra compensada mediante bobina de extinción. . . . . 8
3.15 Factor de defecto a tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.16 Sobretensión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.17 Clasificación de tensiones y sobretensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.18 Formas de tensión normalizadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.19 Sobretensiones representativas (Urp) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.20 Dispositivo de limitación de sobretensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.21 Nivel de protección a los impulsos tipo rayo (o maniobra). . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.22 Criterio de comportamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.23 Tensión soportada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.24 Tensión soportada de coordinación (Ucw) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.25 Factor de coordinación (Kc) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.26 Condiciones atmosféricas normalizadas de referencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.27 Tensión soportada especificada (Urw) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
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3.28 Factor de corrección atmosférico (Ka) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.29 Factor de seguridad (Ks) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.30 Tensión soportada normalizada (Uw) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.31 Factor de conversión de ensayo (Kt) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.32 Nivel de aislamiento asignado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.33 Nivel de aislamiento normalizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.34 Ensayos de tensión soportada normalizados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4 PROCEDIMIENTO PARA LA COORDINACI ÓN DE AISLAMIENTO . . . . . . 11
4.1 Generalidades sobre el procedimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4.2 Determinación de las sobretensiones representativas (Urp) . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4.3 Determinación de las tensiones soportadas de coordinación (Ucw) . . . . . . . . . . . 12
4.4 Determinación de las tensiones soportadas especificadas (Urw) . . . . . . . . . . . . . 13
4.5 Elección del nivel de aislamiento asignado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4.6 Lista de tensiones soportadas normalizadas de corta duración afrecuencia industrial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.7 Lista de tensiones soportadas a los impulsos normalizados . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.8 Gamas de la tensión más elevada para el material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.9 Elección de los niveles de aislamiento normalizados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
5 REQUISITOS PARA LOS ENSAYOS DE TENSIÓNSOPORTADA NORMALIZADOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
5.1 Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
5.2 Ensayos normalizados de tensión soportada de corta duracióna frecuencia industrial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
5.3 Ensayos normalizados de tensión soportada a los impulsos. . . . . . . . . . . . . . . 175.4 Situación de ensayo alternativo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175.5 Ensayos normalizados de tensión soportada de aislamiento entre fases
y de aislamiento longitudinal para el material de la gama I . . . . . . . . . . . . . . . 18
5.6 Ensayos normalizados de tensión soportada de aislamiento entrefases y de aislamiento longitudinal para el material de la gama II . . . . . . . . . . . 18
Figura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Tablas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
ANEXO A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
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COMISIÓN ELECTROTÉCNICA INTERNACIONAL
Coordinación de aislamiento
Parte 1: Definiciones, principios y reglas
ANTECEDENTES
1) CEI (Comisión Electrotécnica Internacional) es una organización mundial para la normalización, que comprende todos los comités electrotéc-nicos nacionales (Comités Nacionales de CEI). El objetivo de CEI es promover la cooperación internacional sobre todas las cuestiones relati-vas a la normalización en los campos eléctrico y electrónico. Para este fin y también para otras actividades, CEI publica Normas Internacio-nales. Su elaboración se confía a los comités técnicos; cualquier Comité Nacional de CEI que esté interesado en el tema objeto de la normapuede participar en su elaboración. Organizaciones internacionales gubernamentales y no gubernamentales relacionadas con CEI también par-ticipan en la elaboración. CEI colabora estrechamente con la Organización Internacional de Normalización (ISO), de acuerdo con las condi-ciones determinadas por acuerdo entre ambas.
2) Las decisiones formales o acuerdos de CEI sobre materias técnicas, expresan en la medida de lo posible, un consenso internacional de opiniónsobre los temas relativos a cada comité técnico en los que existe representación de todos los Comités Nacionales interesados.
3) Los documentos producidos tienen la forma de recomendaciones para uso internacional y se publican en forma de normas, informes técnicos oguías y se aceptan en este sentido por los Comités Nacionales.
4) Con el fin de promover la unificación internacional, los Comités Nacionales de CEI se comprometen a aplicar de forma transparente las Nor-mas Internacionales de CEI, en la medida de lo posible en sus normas nacionales y regionales. Cualquier divergencia entre la Norma CEI y lacorrespondiente norma nacional o regional debe indicarse de forma clara en ésta última.
5) CEI no establece ningún procedimiento de marcado para indicar su aprobación y no se le puede hacer responsable de cualquier equipo decla-rado conforme con una de sus normas.
6) Se debe prestar atención a la posibilidad de que algunos de los elementos de esta Norma Internacional puedan ser objeto de derechos de pa-tente. No se podrá hacer responsable a CEI de identificar alguno o todos esos derechos de patente.
La Norma Internacional CEI 71-1 ha sido elaborada por el comité técnico 28 de CEI: Coordinación de aislamiento.
Esta séptima edición anula y sustituye a la sexta edición publicada en 1976 que se refería únicamente a la coordina-ción del aislamiento entre fase y tierra, y asimismo a la primera parte de la primera edición -publicada en 1982- dela norma 71-3 de CEI que se ocupaba de la coordinación del aislamiento entre las fases.
Esta publicación es una revisión técnica y constituye la Parte 1 de la Norma 71 de CEI.
La Norma 71-2 de CEI (en preparación) constituirá la Guía de Aplicación para la coordinación del aislamiento delos materiales eléctricos.
El texto de esta norma se basa en los siguientes documentos:
DIS Informe de Voto
28(CO)58 28(CO)60
El informe de voto indicado en la tabla anterior contiene toda la información sobre la votación para la aprobaciónde esta norma.
El anexo A tiene únicamente carácter informativo.
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1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACI ÓN
Esta parte de la Norma Internacional CEI 71 se aplica a las redes de tensión alterna trifásica cuya tensión más ele-vada para el material es superior a 1 kV. Especifica el procedimiento para la elección de tensiones soportadas nor-malizadas para el aislamiento fase-tierra, el aislamiento entre fases y el aislamiento longitudinal del material e insta-laciones de estas redes. Establece igualmente las listas de valores normalizados de entre los cuales deben elegirselas tensiones soportadas normalizadas.
Esta parte recomienda que las tensiones soportadas elegidas se asocien a las tensiones más elevadas para el mate-rial. Esta asociación está destinada únicamente a fines de la coordinación del aislamiento. Los requisitos referentesa las reglas para la seguridad de las personas no están amparados por esta norma.
A pesar de que los principios de esta parte se aplican igualmente al aislamiento de las líneas de transporte de ener-gía, los valores de las tensiones soportadas pueden ser diferentes de las tensiones soportadas normalizadas.
Corresponde a los comités encargados de materiales, especificar las tensiones soportadas y los procedimientos deensayo adecuados a los materiales correspondientes, tomando en consideración las recomendaciones de esta norma.
NOTA – Todas las reglas para la coordinación de aislamiento dadas en esta norma están justificadas detalladamente en la Guía de aplicaciónCEI 71-2 (en revisión), especialmente en lo que se refiere a la asociación de tensiones soportadas normalizadas con las tensiones máselevadas para el material. Cuando varias series de tensiones soportadas normalizadas están asociadas al mismo valor de la tensión máselevada para el material, se da una guía para la elección de la serie más apropiada.
2 NORMAS PARA CONSULTA
Las normas que a continuación se relacionan contienen disposiciones válidas para esta Norma Internacional. En elmomento de la publicación las ediciones indicadas estaban en vigor. Toda norma está sujeta a revisión por lo quelas partes que basen sus acuerdos en esta Norma Internacional deben estudiar la posibilidad de aplicar la ediciónmás reciente de las normas indicadas a continuación. Los miembros de CEI e ISO poseen el registro de NormasInternacionales en vigor en cada momento.
CEI 38:1983 – Tensiones normales de CEI.
CEI 60-1:1989 – Técnicas de ensayo de alta tensión. Parte 1: Definiciones y prescripciones generales relativas alos ensayos.
3 DEFINICIONES
Para las necesidades de esta Norma Internacional, se aplican las definiciones siguientes.
3.1 coordinación de aislamiento: Selección de la rigidez dieléctrica de los materiales, en función de las tensionesque pueden aparecer en la red a la cual estos materiales están destinados y teniendo en cuenta las condiciones am-bientales y las características de los dispositivos de protección disponibles. (VEI 604-03-08, modificada)
NOTA – La "rigidez dieléctrica" de los materiales se considera aquí en el sentido de nivel de aislamiento asignado o de nivel de aislamientonormalizado tal como se define respectivamente en 3.32 y 3.33.
3.2 aislamiento externo: Distancias en el aire atmosférico y en las superficies de los aislamientos sólidos de unmaterial en contacto con la atmósfera, que se someten a los esfuerzos dieléctricos y a la influencia de las condicio-nes ambientales u otros agentes externos tales como polución, humedad, insectos, etc. (VEI 604-03-02, modificada)
NOTA – El aislamiento externo es, protegido o bien expuesto, según sea diseñado para utilizarse en el interior o en el exterior de recintos ce-rrados.
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3.3 aislamiento interno: Elementos internos sólidos, líquidos o gaseosos del aislamiento de un material que estánal amparo de la influencia de las condiciones ambientales u otros agentes externos. (VEI 604-03-03)
3.4 aislamiento autorregenerable: Aislamiento que recupera íntegramente sus propiedades aislantes después deuna descarga disruptiva. (VEI 604-03-04)
3.5 aislamiento no autorregenerable: Aislamiento que pierde sus propiedades aislantes, o no las recupera íntegra-mente, después de una descarga disruptiva. (VEI 604-03-05)
NOTA – Las definiciones 3.4 y 3.5 se aplican únicamente cuando la descarga está provocada por la aplicación de una tensión de ensayo en unensayo dieléctrico. No obstante, las descargas que aparecen en funcionamiento pueden conducir a un aislamiento autorregenerable aperder parcial o completamente sus propiedades aislantes originales.
3.6 borne de la configuración del aislamiento: Uno de los dos electrodos entre los cuales puede aplicarse unatensión que permite el aislamiento. Los tipos de borne son:
a) borne de fase, entre él y el neutro se aplica en funcionamiento la tensión fase-neutro de la red;
b) borne de neutro, que representa, o está conectado al punto neutro de la red (borne de neutro de transformador,etc.);
c) borne de tierra, siempre conectado directamente a tierra en funcionamiento (cuba del transformador, zócalo deseccionador, estructura de poste, placa de conexión a tierra, etc.).
3.7 configuración del aislamiento: Configuración geométrica completa del aislamiento en funcionamiento quecomprende el aislamiento y todos sus bornes. Incluye todos los elementos (aislantes y conductores) que influyen ensu comportamiento dieléctrico. Se distinguen las configuraciones del aislamiento siguientes:
– trifásica: que tiene tres bornes de fase, un borne neutro y un borne de tierra;
– fase-tierra: configuración de aislamiento trifásica en la cual no se tienen en cuenta los bornes de dos fases y, ex-cepto en casos especiales, en la cual el borne de neutro se conecta a tierra;
– entre fases: configuración de aislamiento trifásico en la cual no se considera un borne de fase. En ciertos casos,los bornes de neutro y de tierra no son tampoco considerados;
– longitudinal : teniendo dos bornes de fase y un borne de tierra. Los bornes de fase pertenecen a la misma fase deuna red trifásica, separada temporalmente en dos partes independientes bajo tensión (aparatos de conexión abier-tos). Los cuatro bornes que pertenecen a las otras dos fases no se tienen en cuenta o se conectan a tierra. Enciertos casos, uno de los dos bornes de fase considerados se conecta a tierra.
3.8 tensión nominal de una red: Valor aproximado adecuado de la tensión utilizado para designar o identificaruna red. (VEI 601-01-21)
3.9 tensión más elevada de una red: Valor máximo de la tensión que se presenta en un instante y en un puntocualquiera de la red en condiciones de funcionamiento normales. (VEI 601-01-23)
3.10 tensión más elevada para el material (Um): Valor eficaz máximo de la tensión entre fases para el cual estáespecificado el material en relación a su aislamiento así como a algunas otras características que están provisional-mente conectadas a esta tensión en las normas propuestas para cada material. (VEI 604-03-01)
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3.11 red con neutro aislado: Red en la que ningún punto neutro tiene conexión intencionado con la tierra, a ex-cepción de las conexiones a alta impedancia destinadas a dispositivos de protección o de medida. (VEI 601-02-24)
3.12 red con neutro puesto directamente a tierra: Red cuyo(s) punto(s) neutros están conectados directamente atierra. (VEI 601-02-25)
3.13 red con neutro puesto a tierra a través de una impedancia: Red cuyo(s) punto(s) neutro(s) están conecta-dos a tierra mediante impedancias destinadas a limitar las corrientes de defecto a tierra. (VEI 601-02-26)
3.14 red con neutro puesto a tierra compensado mediante bobina de extinción: Red en la que uno o variospuntos neutros están conectados a la tierra mediante reactancias que compensan aproximadamente la componentecapacitiva de la corriente de defecto monofásica a tierra. (VEI 601-02-27)
NOTA – Para una red compensada mediante bobina de extinción, la corriente residual de defecto se limita hasta el punto que un arco de de-fecto en el aire es generalmente autoextinguible.
3.15 factor de defecto a tierra: En un lugar dado de una red trifásica, y para un esquema de explotación dado deesta red, la relación entre, la tensión eficaz más elevada, a la frecuencia de la red, entre una fase sana y la tierradurante un defecto a tierra que afecte a una fase cualquiera o varias fases en un punto cualquiera de la red, y porotra parte el valor eficaz de la tensión entre fase y tierra a la frecuencia de la red que se obtendrá en el lugar consi-derado en ausencia de defecto. (VEI 604-03-06)
3.16 sobretensión: Cualquier tensión entre un conductor de fase y la tierra, o entre conductores de fase, cuyo va-lor de cresta sobrepasa el valor de cresta correspondiente a la tensión más elevada para el material.(VEI 604-03-09, modificada)
NOTAS
1 Salvo indicación contraria (tal como para los pararrayos), los valores de sobretensiones expresados en p.u. deben ser referidos a
Um × .
2 Para toda configuración de aislamiento, una sobretensión es cualquier tensión, entre sus bornes, superior al valor de cresta de la tensióna frecuencia industrial existente entre estos bornes cuando todos los bornes de fase del material se llevan a la tensión más elevada para elmaterial.
3.17 clasificación de tensiones y sobretensiones
Las tensiones y sobretensiones se distribuyen según las categorías siguientes según su forma y su duración (véasetambién la tabla 1):
a) tensión permanente (a frecuencia industrial): Tensión a la frecuencia de la red, considerada como que tieneun valor eficaz constante, aplicada permanentemente a cualquier par de bornes de una configuración de aisla-miento;
b) sobretensión temporal: Sobretensión a frecuencia industrial de duración relativamente larga. (VEI 604-03-12,modificada);
NOTA – La sobretensión puede ser no amortiguada o amortiguada débilmente. En algunos casos, su frecuencia puede ser algunas vecesinferior o superior a la frecuencia industrial.
c) sobretensión transitoria: Sobretensión de corta duración, que no sobrepasa de unos milisegundos, oscilatoriao no, generalmente fuertemente amortiguada. (VEI 604-03-13)
NOTA – Las sobretensiones transitorias pueden ser inmediatamente seguidas por sobretensiones temporales. Si es así, los dos tipos desobretensiones se consideran como acontecimientos separados.
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Las sobretensiones transitorias se dividen en:
– sobretensión de frente lento: Sobretensión transitoria, generalmente unidireccional, de duración Tp hasta el va-lor de cresta tal que 20 µs < Tp ≤ 5 000 µs y de duración de cola T2 ≤ 20 ms;
– sobretensión de frente rápido: Sobretensión transitoria, generalmente unidireccional, de duración T1 hasta el va-lor de cresta tal que 0,1 µs < T1 ≤ 20 µs y de duración de cola T2 < 300 µs;
– sobretensión de frente muy rápido: Sobretensión transitoria, generalmente unidireccional, de duración hasta elvalor de cresta Tf ≤ 0,1 µs, de duración total < 3 ms y con oscilaciones superpuestas de frecuencia30 kHz < f < 100 MHz;
d) sobretensión combinada (temporal, de frente lento, de frente rápido, de frente muy rápido), que consisteen dos componentes de tensión aplicadas simultáneamente entre cada uno de los dos bornes de fase de un aisla-miento entre fases (o longitudinal) y la tierra. Dicha sobretensión se clasifica como su componente de valor decresta más elevado.
3.18 formas de tensión normalizadas
Las formas normalizadas de tensión son las siguientes:
a) La tensión normalizada de corta duración a frecuencia industrial: una tensión sinusoidal de frecuenciacomprendida entre 48 Hz y 62 Hz y de duración igual a 60 s.
b) La tensión normalizada de impulso tipo maniobra: una tensión de impulso que tenga un tiempo hasta lacresta de 250 µs y un tiempo hasta la mitad del valor de 2 500 µs.
c) La tensión normalizada de impulso tipo rayo: una tensión de impulso que tenga un tiempo de frente de1,2 µs y un tiempo hasta la mitad del valor de 50 µs.
NOTA – En la CEI 60-1 se dan definiciones más detalladas de las formas de tensión normalizadas (véase también la tabla 1)
d) La tensión normalizada de impulso tipo maniobra combinada: Una tensión de impulso combinada que tengados componentes de valores de cresta iguales y de polaridades opuestas. La componente positiva es una tensiónde impulso de maniobra normalizada y la componente negativa es una tensión de impulso de maniobra cuyostiempos hasta la cresta y hasta la mitad del valor no son inferiores a los de la componente positiva. Convieneque las dos tensiones de impulso alcancen su valor de cresta en el mismo instante. En consecuencia, el valorde cresta de la tensión combinada es la suma de los valores de cresta de sus componentes.
3.19 sobretensiones representativas (Urp): Sobretensiones que se supone producen el mismo efecto dieléctrico enel aislamiento que las sobretensiones de una categoría dada que aparecen en funcionamiento y de diversos orígenes.Están constituidas por tensiones que tienen la forma normalizada de la categoría en cuestión y pueden definirse porun valor, un conjunto de valores o una distribución estadística de los valores que caracterizan las condiciones defuncionamiento.
NOTA – Esta definición se aplica igualmente a la tensión permanente a frecuencia industrial que representa el efecto de la tensión de funciona-miento sobre el aislamiento.
3.20 dispositivo de limitación de sobretensiones: Dispositivo que limita los valores de cresta de las sobretensio-nes, o sus duraciones o ambos. Estos dispositivos se clasifican en dispositivos de prevención (tal como resistenciade preinserción) o en dispositivos de protección (tal como pararrayos).
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3.21 nivel de protección a los impulsos tipo rayo (o maniobra): Valor de cresta máximo de la tensión admisibleen los bornes de un dispositivo de protección sometido, en condiciones especificadas, a impulsos de tipo rayo (omaniobra). (VEI 604-03-56 y 604-03-57)
3.22 criterio de comportamiento: Base sobre la cual se elige el aislamiento de forma que se reduzca a un nivelaceptable, desde el punto de vista de la economía y del funcionamiento, la probabilidad de que los esfuerzos produ-cidos por la tensión resultante sobre los materiales causen daños en los aislamientos de los materiales o afecten lacontinuidad del funcionamiento. Este criterio se expresa habitualmente en términos de una tasa de defecto aceptable(número de defectos por año, número de años entre defectos, riesgo de defecto, etc.) de la configuración del aisla-miento.
3.23 tensión soportada: Valor de la tensión de ensayo a aplicar, en condiciones especificadas, en un ensayo detensión soportada durante el cual se tolera un número especificado de descargas disruptivas. La tensión soportada sedesigna mediante:
a) tensión soportada prevista convencional, cuando el número de descargas disruptivas tolerado es nulo. Esto sesupone que corresponde a una probabilidad de resistencia Pw = 100%;
b) tensión soportada estadística, cuando el número de descargas disruptivas tolerado corresponde a una probabi-lidad de resistencia especificada. En esta norma, la probabilidad especificada es Pw = 90%.
NOTA – En esta norma, las tensiones soportadas que se estiman convencionales están especificadas para el aislamiento no autorregene-rable y las tensiones soportadas estadísticas son para el aislamiento autorregenerable.
3.24 tensión soportada de coordinación (Ucw): Para cada categoría de tensión, valor de la tensión soportada de laconfiguración del aislamiento, en las condiciones reales de funcionamiento, que satisface el criterio de comporta-miento.
3.25 factor de coordinación (Kc): Factor por el cual el valor de la sobretensión representativo debe multiplicarsepara obtener el valor de la tensión soportada de coordinación.
3.26 condiciones atmosféricas normalizadas de referencia: Las condiciones atmosféricas normalizadas de refe-rencia son:
– temperatura to = 20 º C– presión bo = 101,3 kPa (1 013 mbar)– humedad absoluta hao = 11 g/m3
3.27 tensión soportada especificada (Urw): Tensión de ensayo que el aislamiento debe mantener en un ensayo detensión soportada normalizado para asegurarse de que el aislamiento satisfará el criterio de comportamiento cuando sesometa a una categoría dada de sobretensiones en las condiciones reales de funcionamiento y durante todo el tiempode funcionamiento. La tensión soportada especificada tiene la forma de tensión soportada de coordinación y se especificaen relación a todas las condiciones del ensayo de tensión soportada normalizado elegido para verificarla.
3.28 factor de corrección atmosférico (Ka): Factor a aplicar a la tensión soportada de coordinación para tener encuenta la diferencia entre las condiciones atmosféricas medias en funcionamiento y las condiciones atmosféricasnormalizadas de referencia. Este factor sólo se aplica al aislamiento externo.
3.29 factor de seguridad (Ks): Factor global a aplicar a la tensión soportada de coordinación, después de la apli-cación del factor de corrección atmosférico (donde sea necesario), para obtener la tensión soportada especificadateniendo en cuenta todas las otras diferencias entre las condiciones de funcionamiento y las del ensayo de tensiónsoportada normalizado.
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3.30 tensión soportada normalizada (Uw): Valor normalizado de la tensión de ensayo aplicado en un ensayo detensión soportada normalizado. Es un valor asignado del aislamiento que permite verificar que el aislamiento satis-face una o varias de las tensiones soportadas especificadas.
3.31 factor de conversión de ensayo (Kt): Factor aplicado a la tensión soportada especificada, en el caso en quela tensión soportada normalizada es de forma diferente, para obtener el valor límite inferior de la tensión de ensayode tensión soportada normalizada que puede suponerse para verificar esta resistencia.
3.32 nivel de aislamiento asignado: Conjunto de tensiones soportadas normalizadas que caracterizan la rigidezdieléctrica de aislamiento.
3.33 nivel de aislamiento normalizado: Nivel de aislamiento asignado cuyas tensiones soportadas normalizadasestán asociadas a Um como se recomienda en las tablas 2 y 3.
3.34 ensayos de tensión soportada normalizados: Ensayo dieléctrico efectuado en las condiciones especificadaspara demostrar que el aislamiento satisface a la tensión soportada normalizada.
Esta norma cubre:
– los ensayos a la tensión de corta duración a frecuencia industrial;
– los ensayos a los impulsos tipo maniobra;
– los ensayos a los impulsos tipo rayo;
– los ensayos a la tensión combinada.
NOTAS
1 Las informaciones detalladas complementarias sobre los ensayos de tensión soportada normalizados se dan en la CEI 60-1 (véase igual-mente la tabla 1 para las formas de la tensión de ensayo).
2 Conviene que los ensayos normalizados de tensión soportada a los impulsos muy rápidos sean especificados por los comités encargadosde los referidos materiales, cuando sea aplicable.
4 PROCEDIMIENTO PARA LA COORDINACI ÓN DE AISLAMIENTO
4.1 Generalidades sobre el procedimiento
El procedimiento para la coordinación del aislamiento consiste en elegir un conjunto de tensiones soportadas norma-lizadas que caracteriza el aislamiento del material que entra en el campo de aplicación de esta norma. Este procedi-miento se indica en la figura 1 y sus etapas se describen en los apartados 4.2 a 4.5. La optimización del procedi-miento puede precisar la reconsideración de algunos datos de entrada y la repetición de una parte de este procedi-miento.
Las tensiones soportadas normalizadas deben elegirse en las listas de los apartados 4.6 y 4.7. El conjunto de tensio-nes normalizadas elegidas constituye un nivel de aislamiento asignado. Si las tensiones soportadas normalizadas es-tán igualmente asociadas al mismo valor de Um de acuerdo con el apartado 4.9, este conjunto constituye un nivel deaislamiento normalizado.
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4.2 Determinación de las sobretensiones representativas (Urp)
Las tensiones y las sobretensiones que esfuercen el aislamiento deben determinarse en amplitud, forma y duración,mediante un análisis de red que incluye la elección y la localización de los dispositivos de limitación de las sobre-tensiones.
Para cada categoría de sobretensión, este análisis debe permitir por tanto, determinar una sobretensión representati-va que tenga en cuenta las características de aislamiento.
La sobretensión representativa puede caracterizarse por:
– un valor máximo estimado, o
– un conjunto de valores de cresta, o
– una distribución estadística completa de valores de cresta.
NOTA 1 – En el último caso, las características complementarias referentes a las formas de sobretensión pueden tener que ser tomadas en con-sideración.
Cuando se considera adecuada la adopción de un valor máximo estimado, la sobretensión representativa de las dife-rentes categorías debe ser:
– para la tensión permanente a frecuencia industrial: Una tensión a frecuencia industrial de valor eficaz igual ala tensión máxima de la red y de duración que corresponda a la vida del material;
– para la sobretensión temporal: Una tensión normalizada de corta duración a frecuencia industrial de valor eficaz
igual al valor máximo estimado de las sobretensiones temporales, dividido por ;
– para la sobretensión de frente lento: Una tensión normalizada de impulso de maniobra de valor de cresta igualal valor de cresta máximo estimado de sobretensiones de frente lento;
– para la sobretensión de frente rápido: Una tensión normalizada de impulso tipo rayo de valor de cresta igual alvalor de cresta máximo estimado de las sobretensiones de frente rápido;
– para la sobretensión de frente muy rápido: Las características de esta categoría de sobretensión son especifica-das por los comités encargados de los referidos materiales;
– para la sobretensión entre fases de frente lento: Una tensión normalizada de impulso tipo maniobra combinadade valor de cresta igual al valor de cresta máximo previsto de las sobretensiones entre fases de frente lento;
NOTA 2 – Una característica útil es la relación real α, en funcionamiento, del valor de cresta de la componente negativa U-, al valor decresta U+ + U- de la sobretensión máxima prevista entre fases: α = U-/(U+ + U-).
– para la sobretensión longitudinal de frente lento (o de frente rápido): Una tensión combinada compuesta deuna tensión normalizada de impulso tipo maniobra (o de impulso tipo rayo) y de una tensión de frecuencia indus-trial, cada una de valor de cresta igual a los dos valores de cresta máximos previstos correspondientes y en elque el instante que corresponde a la cresta de la tensión de impulso coincide con el de la cresta de la tensión defrecuencia industrial de polaridad opuesta.
4.3 Determinación de las tensiones soportadas de coordinación (Ucw)
La determinación de las tensiones soportadas de coordinación consiste en fijar los valores mínimos de las tensionessoportadas del aislamiento que satisfacen el criterio de comportamiento cuando el aislamiento se somete a las sobre-tensiones representativas en las condiciones de funcionamiento.
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Las tensiones soportadas de coordinación del aislamiento tienen la forma de sobretensiones representativas de lacategoría considerada y sus valores se obtienen multiplicando los valores de las sobretensiones representativas porun factor de coordinación. El valor del factor de coordinación depende de la precisión de la evaluación de las so-bretensiones representativas y de una estimación empírica o estadística de la distribución de las sobretensiones y delas características del aislamiento.
Las tensiones soportadas de coordinación pueden determinarse, ya sea como tensiones soportadas previstas conven-cionales, o bien como tensiones soportadas estadísticas. Esto influye en el procedimiento de determinación y en losvalores del factor de coordinación.
La simulación de los fenómenos de sobretensión, combinado con la evaluación simultánea del riesgo de defecto,utilizando las características adecuadas del aislamiento, permite determinar directamente las tensiones soportadas decoordinación estadísticas sin las etapas intermedias de determinación de las sobretensiones representativas.
4.4 Determinación de las tensiones soportadas especificadas (Urw)
La determinación de las tensiones soportadas especificadas del aislamiento consiste en convertir las tensiones sopor-tadas de coordinación en condiciones de ensayo normalizadas adecuadas. Esto se realiza multiplicando las tensionessoportadas de coordinación por factores que compensen las diferencias entre las condiciones reales de servicio delaislamiento y las de los ensayos de tensiones soportadas normalizados.
Los factores a aplicar deben compensar:
– las diferencias en el montaje del material;
– la dispersión en la calidad de producción;
– la calidad de la instalación;
– el envejecimiento del aislamiento durante la vida esperada;
– otras influencias desconocidas.
Si, no obstante, estos factores no pueden evaluarse individualmente, debe adoptarse un factor de seguridad global,deducido de la experiencia.
Para el aislamiento externo únicamente, debe aplicarse un factor adicional para tener en cuenta las diferencias entrelas condiciones ambientales normalizadas de referencia y las esperadas en funcionamiento.
4.5 Elección del nivel de aislamiento asignado
La elección del nivel de aislamiento asignado consiste en seleccionar el conjunto de tensiones soportadas normaliza-das (Uw) del aislamiento más económico, suficiente para demostrar que se satisfacen todas las tensiones soportadasespecificadas.
La tensión soportada permanente del aislamiento, a frecuencia industrial, que es su tensión más elevada para el ma-terial, se elige entonces como la más próxima al valor normalizado de Um igual o superior a la tensión soportadapermanente a frecuencia industrial especificada.
La normalización de los ensayos, así como la elección de tensiones de ensayo adecuadas, para demostrar la confor-midad a Um, son efectuadas por los comités encargados de los materiales referidos (por ejemplo, ensayos de polu-ción o ensayos de la tensión de aparición de descargas parciales).
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Las tensiones soportadas para demostrar que se satisfacen las tensiones soportadas especificadas temporales, defrente lento y de frente rápido, para el aislamiento fase-tierra, el aislamiento entre fases y el aislamiento longi-tudinal , pueden elegirse de la misma forma que la tensión soportada especificada, o de forma diferente teniendoen cuenta, para esta última elección, las características intrínsecas del aislamiento.
El valor de la tensión soportada se elige entonces de la lista de tensiones soportadas normalizadas que figuran enlos apartados 4.6 y 4.7, como el valor más próximo igual o superior a:
– la tensión soportada especificada, en el caso en que se elija la misma forma;
– la tensión soportada especificada multiplicada por el factor de conversión de ensayo adecuado, en los casos enque se elige una forma diferente.
NOTA – Esto puede permitir la adopción de una sola tensión soportada normalizada para demostrar la conformidad a más de una tensiónsoportada especificada, dando así la posibilidad de reducir el número de tensiones soportadas normalizadas que conducen a defi-nir un nivel de aislamiento asignado (véase el apartado 4.9, por ejemplo).
La elección de la tensión soportada normalizada para demostrar la conformidad con la tensión soportada especifica-da de frente muy rápido debe ser estudiado por los comités encargados de los referidos materiales.
4.6 Lista de tensiones soportadas normalizadas de corta duración a frecuencia industrial
Los valores eficaces siguientes, expresados en kV, están normalizados:
10
185
570
20
230
630
28
275
680
38
325
50
360
70
395
95
460
140
510
4.7 Lista de tensiones soportadas a los impulsos normalizados
Los valores de cresta siguientes, expresados en kV, están normalizados:
20250
1 0502 100
40325
1 1752 250
60450
1 3002 400
75550
1 425
95650
1 550
125750
1 675
145850
1 800
170950
1 950
4.8 Gamas de la tensión más elevada para el material
Las tensiones normalizadas más elevadas para el material se dividen en dos gamas:
Gama I: Por encima de 1 kV hasta 245 kV inclusive. Esta gama cubre a la vez las redes de transporte y las redesde distribución. Los diferentes aspectos referentes a la explotación deben, en consecuencia, tomarse enconsideración cuando se elige el nivel de aislamiento asignado del material.
Gama II: Por encima de 245 kV. Esta gama cubre principalmente las redes de transporte.
4.9 Elección de los niveles de aislamiento normalizados
La asociación de tensiones soportadas normalizadas a la tensión más elevada para el material se ha normalizadopara beneficiarse de la experiencia adquirida a partir del funcionamiento de las redes diseñadas según las normas dela CEI y para enfatizar la normalización.
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Las tensiones soportadas normalizadas se asocian a la tensión más elevada para el material según la tabla 2 para lagama I y la tabla 3 para la gama II. Las asociaciones obtenidas relacionando las tensiones soportadas normalizadasde todas las columnas sin cruzar las líneas horizontales marcadas se definen estando normalizados los niveles deaislamiento.
NOTAS
1 En algunos países, se utilizan todavía otros valores de Um y de tensiones soportadas asignados para la gama I. La tabla A.1 del anexo Aindica estos valores, así como las asociaciones correspondientes, que, no obstante, no constituyen niveles de aislamiento normalizados.
2 Si, para el ensayo de la tensión soportada a los impulsos tipo maniobra, los comités encargados de los materiales especifican una com-ponente positiva inferior a la componente negativa, la tensión soportada especificada del aislamiento externo no queda demostrada a me-nos que se introduzca un factor de conversión de ensayo adecuado.
Además, están normalizadas las asociaciones siguientes para el aislamiento entre fases y el aislamiento longitudinal:
– Para el aislamiento entre fases, gama I, las tensiones soportadas normalizadas de corta duración a frecuencia in-dustrial y a los impulsos tipo rayo entre fases son iguales a las tensiones soportadas fase-tierra correspondientes(tabla 2). No obstante, los valores entre paréntesis pueden ser insuficientes para demostrar que las tensiones so-portadas especificadas son satisfactorias y pueden ser necesarios ensayos complementarios de tensión soportadaentre fases.
– Para el aislamiento entre fases, gama II, la tensión soportada normalizada a los impulsos tipo rayo entre fases esigual a la tensión soportada a los impulsos tipo rayo fase-tierra.
– Para el aislamiento longitudinal, gama I, las tensiones soportadas normalizadas de corta duración a frecuenciaindustrial y a los impulsos tipo rayo son iguales a las tensiones soportadas fase-tierra correspondientes (tabla 2).
– Para el aislamiento longitudinal, gama II, la componente normalizada de impulso tipo maniobra de la tensión so-portada combinada se da en la tabla 3, mientras que el valor de cresta de la componente a frecuencia industrial
de polaridad opuesta es igual a Um × , y la componente normalizada de impulso tipo rayo de la tensiónsoportada combinada es igual a la tensión soportada fase-tierra correspondiente (tabla 3), mientras que el valor
de cresta de la componente a frecuencia industrial de polaridad opuesta es igual a 0,7 × Um × .
Para la mayor parte de las tensiones más elevadas para el material, está prevista más de una asociación preferen-te a fin de permitir aplicar diferentes criterios de comportamiento o diferentes valores de sobretensiones.
Para las asociaciones preferentes, solamente son suficientes dos tensiones soportadas normalizadas para definir elnivel de aislamiento normalizado del material:
– Para los materiales de la gama I:
a) tensión soportada normalizada a los impulsos tipo rayo, y
b) tensión soportada normalizada de corta duración a frecuencia industrial.
– Para los materiales de la gama II:
a) tensión soportada normalizada a los impulsos tipo maniobra, y
b) tensión soportada normalizada a los impulsos tipo rayo.
Si esto se justifica técnica y económicamente, pueden adoptarse otras asociaciones. Las recomendaciones de losapartados 4.2 a 4.8 deben seguirse en cada caso. El conjunto resultante de las tensiones soportadas normalizadasdebe designarse, en consecuencia, como nivel de aislamiento asignado. Dos ejemplos particulares son:
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– Para el aislamiento externo, para los valores de Um situados en lo alto de la gama I, puede ser más económicoespecificar una tensión soportada normalizada a los impulsos de maniobra en lugar de una tensión soportada nor-malizada de corta duración a frecuencia industrial.
– Para el aislamiento interno en la gama II, las sobretensiones temporales elevadas pueden requerir la especifica-ción de una tensión soportada normalizada de corta duración a frecuencia industrial.
5 REQUISITOS PARA LOS ENSAYOS DE TENSIÓN SOPORTADA NORMALIZADOS
5.1 Generalidades
Los ensayos de tensión soportada normalizados se efectúan para demostrar, con un grado de confianza adecuado,que la tensión soportada real del aislamiento no es inferior a la tensión soportada especificada correspondiente. Lastensiones aplicadas para los ensayos de tensión soportada son tensiones soportadas normalizadas, salvo especifica-ción contraria del comité de producto concerniente.
En general, los ensayos de tensión soportada son ensayos realizados en seco, efectuados en una situación normaliza-da (disposiciones de ensayo especificadas por el comité de producto concerniente y condiciones atmosféricas norma-lizadas de referencia). No obstante, para el aislamiento externo expuesto, los ensayos normalizados de corta dura-ción a frecuencia industrial y a los impulsos tipo maniobra se efectúan bajo lluvia, en las condiciones especificadasen la CEI 60-1.
Durante los ensayos bajo lluvia, la lluvia debe aplicarse simultáneamente sobre todos los aislamientos al aire y so-bre las superficies aislantes en tensión.
Si las condiciones atmosféricas en el laboratorio de ensayo difieren de las condiciones normalizadas, las tensionesde ensayo deben corregirse de acuerdo con la CEI 60-1.
Todas las tensiones soportadas a los impulsos deben verificarse en las dos polaridades, a menos que el comité deproducto concerniente solo especifique una polaridad.
Cuando se demuestre que una condición (en seco o bajo lluvia) o una polaridad, o una combinación de las dos, dala tensión soportada más baja, es suficiente verificar la tensión soportada en esta situación particular.
Los defectos del aislamiento que se produzcan durante el ensayo son la base de la aceptación o del rechazo del ob-jeto ensayado. Los comités de producto concernientes o el Comité Técnico 42 de la CEI deben definir lo que cons-tituye un defecto y los métodos para detectarlo.
Si la tensión soportada normalizada del aislamiento entre fases (o longitudinal) es igual a la del aislamiento fase-tierra, se recomienda efectuar simultáneamente los ensayos de aislamiento entre fases (o longitudinal) y del aisla-miento fase-tierra, conectando uno de los dos bornes de fase a la tierra.
5.2 Ensayos normalizados de tensión soportada de corta duración a frecuencia industrial
Un ensayo normalizado de tensión soportada de corta duración a frecuencia industrial consiste en una sola aplica-ción de la tensión soportada normalizada adecuada, a los bornes de la configuración del aislamiento.
Salvo especificación distinta del comité de producto concerniente, el aislamiento se considera como que ha satisfe-cho el ensayo si no se produce ninguna descarga disruptiva. No obstante, si se produce una descarga disruptiva enel aislamiento autorregenerable durante un ensayo con lluvia, el ensayo puede repetirse una vez y el material seconsidera como que ha satisfecho el ensayo si no se produce ninguna otra descarga disruptiva.
Cuando el ensayo no puede efectuarse (por ejemplo para los transformadores de aislamiento no uniforme), el comi-té de producto concerniente puede especificar frecuencias que tengan hasta algunas centenas de hertz y tiempos in-feriores a un minuto. Salvo justificación contraria, las tensiones de ensayo deben ser las mismas.
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5.3 Ensayos normalizados de tensión soportada a los impulsos
Un ensayo normalizado de tensión soportada a los impulsos consiste en un número especificado de aplicaciones dela tensión soportada normalizada adecuada, en los bornes de la configuración del aislamiento. Pueden elegirse pro-cedimientos distintos de ensayo para demostrar que las tensiones soportadas se satisfacen con un grado de confianzaque la experiencia adquirida ha demostrado como aceptable.
El procedimiento de ensayo debe ser elegido por el comité de producto entre los procedimientos siguientes que es-tán normalizados y completamente descritos en la CEI 60-1:
– Ensayo de tensión soportada bajo 3 impulsos, en el cual no se tolera ninguna descarga disruptiva.
– Ensayo de tensión soportada bajo 15 impulsos, en el cual no se toleran más de dos descargas disruptivas sobre elaislamiento autorregenerable.
– Ensayo de tensión soportada bajo 3 impulsos en el cual se tolera una sola descarga disruptiva sobre el aislamien-to autorregenerable. Si esto se produce, se aplican otros nueve impulsos para los cuales no se tolera ninguna des-carga disruptiva.
– Ensayo de tensión soportada de subida y descenso con siete impulsos por nivel, en el cual se toleran descargasdisruptivas sobre el aislamiento autorregenerable.
– Ensayo de subida y descenso con un impulso por nivel solamente recomendado si la desviación de tipo conven-cional, z, definida por la CEI 60-1, es conocida. Los valores sugeridos aquí, z = 6% para los impulsos tipo ma-niobra y z = 3% para los impulsos tipo rayo, deben utilizarse si, y solamente si, se sabe que respectivamentez ≤ 6% y z ≤ 3%. De otra forma, deben utilizarse otros métodos.
En todos los procedimientos de ensayo descritos arriba no se tolera ninguna descarga disruptiva en el aislamientono autorregenerable.
No se puede dar ningún significado estadístico al ensayo de tensión soportada bajo tres impulsos en el cual no setolera ninguna descarga (Pw se supone del 100%). Su utilización se limita a los casos en los que el aislamiento noautorregenerable podría ser dañado por un gran número de aplicaciones de tensión.
Cuando se elige un ensayo para un material en el cual el aislamiento no autorregenerable está en paralelo con elaislamiento autorregenerable, conviene hacer una seria consideración sobre el hecho de que, en algunos procedi-mientos de ensayo, pueden aplicarse tensiones superiores a la tensión soportada asignada y que pueden producirsenumerosas descargas disruptivas.
5.4 Situación de ensayo alternativo
Cuando resulta demasiado caro o difícil, o incluso imposible, efectuar los ensayos de tensión soportada en las con-diciones de ensayo normalizadas, los comités de producto o el Comité Técnico 42 de la CEI deben especificar lamejor solución para probar las tensiones soportadas asignadas concernientes. Una posibilidad es efectuar el ensayoen otra situación de ensayo.
Una situación de ensayo alternativo consiste en una o varias condiciones de ensayo diferentes a las condiciones nor-malizadas (disposición de ensayo, valor o tipo de tensiones de ensayo, etc.). Es preciso, por tanto, demostrar quelas condiciones físicas para el desarrollo de una descarga disruptiva, correspondiente a la situación normalizada, novarían.
NOTA – Un ejemplo típico de variante es el empleo de una única fuente de tensión aislando el chasis en lugar de un ensayo de tensión combi-nado para los ensayos del aislamiento longitudinal. En este caso, la demostración citada arriba en relación con el desarrollo de unadescarga disruptiva es una condición muy estricta de la aceptación de la variante.
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5.5 Ensayos normalizados de tensión soportada de aislamiento entre fases y de aislamiento longitudinal parael material de la gama I
a) Ensayos a frecuencia industrial.
El aislamiento entre fases (o longitudinal) de algunos materiales para los cuales 123 kV ≤ Um ≤ 245 kV puede pre-cisar una tensión soportada a frecuencia industrial superior a la tensión soportada a frecuencia industrial fase-tierradada por la tabla 2. En dichos casos, es preferible efectuar el ensayo con dos fuentes de tensión. Un borne debellevarse a la tensión soportada a frecuencia industrial fase-tierra y el otro a una tensión igual a la diferencia entrelas tensiones soportadas a frecuencia industrial entre fases (o longitudinal) y fase-tierra. El borne de tierra debe co-nectarse a tierra.
Alternativamente, el ensayo puede efectuarse:
– con dos fuentes de tensiones a frecuencia industrial iguales y opuestas, aplicándose cada una en un borne de fasela mitad de la tensión soportada a frecuencia industrial del aislamiento entre fases (o longitudinal). El borne atierra debe conectarse a tierra;
– con una sola fuente de tensión a frecuencia industrial. Está permitido llevar el borne de tierra a una tensión sufi-ciente para evitar una descarga disruptiva a tierra o al borne de tierra.
NOTA – Si, durante el ensayo, el borne conectado a tierra en funcionamiento se lleva a una tensión que repercute en la solicitación eléc-trica sobre el borne de fase (tal como ocurre en los aislamientos longitudinales en un gas comprimido que corresponde aUm ≥ 72,5 kV), deben emplearse medios para mantener esta tensión tan cerca como sea posible de la diferencia entre la tensiónde ensayo del aislamiento entre fases (o longitudinal) y aquella del aislamiento fase-tierra.
b) Ensayos a los impulsos tipo rayo del aislamiento entre fases (o longitudinal).
El aislamiento entre fases (o longitudinal) puede exigir una tensión soportada a los impulsos tipo rayo superior a latensión soportada fase-tierra normalizada de la tabla 2. En dichos casos, los ensayos relativos deben efectuarse in-mediatamente después de los ensayos del aislamiento fase-tierra aumentando la tensión sin cambiar la disposición deensayo. En la evaluación del ensayo, no se consideran los impulsos que hayan engendrado una descarga disruptivaa tierra.
Cuando el número de descargas a tierra impida efectuar el ensayo, debe utilizarse un ensayo combinado con unacomponente de impulso igual a la tensión soportada a los impulsos tipo rayo entre fase y tierra y una componente afrecuencia industrial cuya cresta sea de polaridad opuesta y de valor igual a la diferencia entre las tensiones sopor-tadas a los impulsos tipo rayo entre fases (o longitudinal) y fase-tierra. Alternativamente, el comité de productoconcerniente puede especificar un aumento del aislamiento externo fase-tierra.
5.6 Ensayos normalizados de tensión soportada de aislamiento entre fases y de aislamiento longitudinal parael material de la gama II
El ensayo de tensión soportada combinado debe efectuarse teniendo en cuenta las indicaciones siguientes:
– la configuración de ensayo debe reproducir convenientemente la configuración en funcionamiento, especialmenteen relación con la influencia del plano de tierra;
– cada componente de la tensión de ensayo debe tener el valor especificado en 4.9;
– el borne de tierra debe conectarse a tierra;
– para los ensayos entre fases, el borne de la tercera fase debe extraerse, o bien conectarse a tierra;
– para los ensayos del aislamiento longitudinal, los bornes de las otras dos fases deben extraerse o conectarse atierra.
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El ensayo debe repetirse para todas las combinaciones posibles de los bornes de fase, a menos que consideracionesde simetría eléctrica las hagan innecesarias.
El ensayo de tensión soportada bajo los impulsos tipo rayo del aislamiento longitudinal del material de la gama IIprueba igualmente la resistencia a los impulsos tipo rayo entre fase y tierra en posición abierto.
En la evaluación de los resultados de ensayo, cualquier descarga disruptiva debe tenerse en cuenta. Los comités deproducto y la CEI 60-1 dan recomendaciones más detalladas para los ensayos.
Para aplicaciones especiales, los comités de producto concernientes pueden extender a la gama II los procedimientosde ensayo de tensión soportada a los impulsos tipo rayo del aislamiento longitudinal aplicables a los materiales de lagama I.
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Origen y clasificación de las tensiones soportadas
Características del aislamiento
(véase 3.21)
(véase 3.16)
Nivel de protección de los dispositivoslimitadores de sobretensión
Tensiones y sobretensionesrepresentativas, Urp (véase 3.19)
Análisis de la red (véase 4.2)
Elección del aislamiento que satisfaceel criterio de comportamiento (véase 4.3)
(véase 3.22)
Características del aislamiento
Criterio de comportamiento
Distribución estadística (+)
Imprecisión de datos de entrada (+)
(+) Efectos combinados en un factor de coordinación Kc (véase 3.25)
Tensiones soportadas de coordinación, Ucw
(véase 3.24)
Aplicación de factores teniendo en cuenta lasdiferencias entre condiciones de ensayo de tipoy condiciones reales de servicio
(véase 4.4)
Tensiones soportadas especificadas, Urw (véase 3.27)
Elección de tensiones soportadasnormalizadas, Uw (véase 4.5 y 4.9)
Factor de corrección atmosférico, Ka (véase 3.28)
*Efectos combinados en un factor de seguridad, K
Montaje del material ensayado*
Dispersión en fabricación*
Calidad de instalación*
Envejecimiento en servicio*
Otros factores desconocidos*
s (véase 3.29)
Condiciones de ensayo
Factor de conversión de ensayo Kt
Tensiones soportadas normalizadas(véase 4.6 y 4.7)
(véase 3.31)
(véase 5)
Gamas de valores de Um (véase 4.8)
Nivel de aislamiento asignado o normalizado: conjunto de Uw (véase 3.32 y 3.33)
NOTA - Entre paréntesis, apartados donde se define el término o se describe la acción.
rectángulos que indican las acciones a efectuar.
rectángulos que indican los resultados obtenidos.
rectángulos que indican los datos a tener en cuenta.
Fig. 1 – Organigrama de determinación de los niveles de aislamiento asignados y normalizados
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EI 1993
Tabla 1Clases y formas de solicitaciones de tensión y de sobretensión
ClaseBaja frecuencia Transitoria
Permanente Temporal De frente lento De frente rápido De frente muy rápido
Forma detensión
Rango deformas de
tensión
f = 50 Hz ó 60 Hz
Tt ≥ 3 600 s
10 Hz < f < 500 Hz
3 600 s ≥ Tt ≥ 0,03 s
5 000 µs ≥ Tp > 20 µs
T2 ≤ 20 ms
20 µs ≥ T1 > 0,1 µs
T2 ≤ 300 µs
100 ns ≥ Tf > 3 ns0,3 MHz < f1 < 100 MHz30 kHz < f2 < 300 kHz
Tt ≤ 3 ms
Formanormalizada de
tensión
f = 50 Hz ó 60 Hz
Tt*
48 Hz ≤ f ≤ 62 Hz
Tt = 60 s
Tp = 250 µs
T2 = 2 500 µs
T1 = 1,2 µs
T2 = 50 µs
*
Ensayo detensión
soportadanormalizada
* Ensayo de cortaduración a frecuencia
industrial
Ensayo de impulsos tipomaniobra
Ensayo de impulsostipo rayo
*
* A especificar por el comité de producto concerniente.
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Tabla 2Niveles de aislamiento normalizados para la gama I
(1 kV < Um ≤ 245 kV)
Tensión más eleva-da para el material
Um
kV(valor eficaz)
Tensión soportada normalizadade corta duración afrecuencia industrial
kV(valor eficaz)
Tensión soportadanormalizada a losimpulsos tipo rayo
kV(valor de cresta)
3,6 102040
7,2 204060
12 28607595
17,5 387595
24 5095
125145
36 70145170
52 95 250
72,5 140 325
123(185) 450
230 550
145 (185) (450)
230 550
275 650
170 (230) (550)
275 650
325 750
245 (275) (650)
(325) (750)
360 850
395 950
460 1 050
NOTA – Si los valores entre paréntesis son insuficientes para probar que las tensiones soportadas espe-cificadas entre fases se cumplen, se requieren ensayos complementarios de tensiones soporta-das entre fases.
- 23 - 71-1 © CEI 1993
Tabla 3Niveles de aislamiento normalizados para la gama II
(Um > 245 kV)
Tensión más elevadapara el material
Um
Tensión soportada normalizada a los impulsos tipo maniobra
Tensión soportadanormalizada a los
impulsostipo rayo
Aislamientolongitudinal
(nota 1)Fase-tierra
Entre fases(relación al valor
de crestafase-tierra)
kV(valor eficaz)
kV(valor de cresta)
kV(valor de cresta)
kV(valor de cresta)
300 750 750 1,50850950
750 850 1,50950
1 050
362 850 850 1,50950
1 050
850 950 1,501 0501 175
420 850 850 1,601 0501 175
950 950 1,501 1751 300
950 1 050 1,501 3001 425
525 950 950 1,701 1751 300
950 1 050 1,601 3001 425
950 1 175 1,501 4251 550
765 1 175 1 300 1,701 6751 800
1 175 1 425 1,701 8001 950
1 175 1 550 1,601 9502 100
NOTAS
1 Valor de la componente de impulso del ensayo combinado aplicable.
2 La introducción de Um = 550 kV (en lugar de 525 kV), de 800 kV (en lugar de 765 kV), de 1 200 kV, de un valor comprendido entre765 kV y 1 200 kV y las tensiones soportadas normalizadas asociadas está en estudio.
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ANEXO A (Informativo)
Tabla A.1Valores de niveles de aislamiento asignados para 1 kV < Um ≤ 245 kVpara tensiones más elevadas para el material Um no normalizado por
la CEI, basados en la práctica existente en algunos países
Tensión más eleva-da para el material
Um
kV(valor eficaz)
Tensión soportada normalizada decorta duración a frecuencia indus-
trial
kV(valor eficaz)
Tensión soportadanormalizada a losimpulsos tipo rayo
kV(valor de cresta)
2,75 15 304560
5,5 19 456075
8,25 27 607595
15,5 35 7585
110
27,0 50 95125150
30,0 70 160
38,0 70 125150200
40,5 80 190
48,3 105 150200250
82,5 150 380
100 150 380
185 450
204 275 650
325 750
ICS 29.080
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