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CRITERIOS DE DISEO Y NORMAS PARA CONSTRUCCIN DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIN NIVELES I Y II EN LAS ZONAS NO INTERCONECTADAS ZNI DEL PAS

CAPITULO XII REVISIN 00

CARACTERSTICAS DE LOS MATERIALES

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TABLA DE CONTENIDO 12 CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES 1 12.1 CONDUCTORES 1 12.1.1 Caractersticas de los conductores de aluminio 1 12.1.2 Redes con conductores de aluminio 2 12.1.3 Redes subterrneas con conductores de aluminio 4 12.2 CARACTERSTICAS DE LOS CONDUCTORES DE COBRE 4 12.2.1 Generalidades 4 12.2.2 Redes areas con conductores de cobre 10 12.2.3 Redes subterrneas con conductores de cobre 12 12.2.4 Regulacin 12 12.2.5 Cables y cargabilidad 14 12.2.6 Caractersticas del cable de acero galvanizado para templete y guarda. 15 12.2.7 Cable con neutro concntrico 17 12.2.8 Cable cuadruplex de aluminio aislado tipo xlpe 19 12.2.9 Caractersticas de fabricacin 20 12.3.9.1. Cable aislado 20 12.3.9.2. Alambres de aluminio 20 12.3.9.3. Conductor 20 12.2.10 Aislamiento 21 12.2.11 Marcacin del cable de aluminio aislado 21 12.2.12 Conductor neutro -mensajero ACSR 22 12.2.13 Cable ensamblado 23 12.3 CALCULO DE LAS CONSTANTES DE REGULACION PARA CONDUCTORES EN RED AREA TRENZADA DE NIVEL I 23 12.3.1 Condiciones bsicas 23 12.3.2 Configuracin de la red 24 12.3.3 Empalmes 27 12.4 POSTERIA 30 12.4.1 Postes de madera 31 12.4.2 Postes de concreto 34 12.4.3 Normas que se aplican 35 12.4.4 Acero de refuerzo principal 36 12.4.5 Cimentacin de postes 36 12.4.6 Excavacin para poste de concreto tipo lnea 37 12.4.7 Excavacin para poste de concreto tipo reforzado 37 12.4.8 Excavacin para poste de madera 37 12.5 AISLADORES 39 12.5.1 Especificaciones generales 39 12.5.2 Aislador tipo pin o espigo 40 12.5.3 Aislador tipo suspensin o retencin 40 12.5.4 Aisladores de lnea tipo poste (Lnea Post) 41 12.5.5 Aislador tipo carrete para distribucin 42




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12.5.6 12.6 12.6.1 12.6.2 12.7 12.8 12.8.1 12.8.2 12.9 12.10 12.11 12.12 12.13 12.14 12.15 12.16 12.17 12.18 12.19 12.20 12.21 12.22

Aislador tensor para templetes CRUCETAS Especificaciones para crucetas de madera Crucetas metlicas BAYONETAS PERCHAS Percha galvanizada Percha fundida en bronce HERRAJES DE HIERRO Y ACERO GALVANIZADO DIAGONALES METALICAS VARILLAS DE ANCLAJE Y PERNO DE OJO GUARDACABOS GRAPA PRENSORA DE TRES TORNILLOS CINTA Y HEBILLAS DE ACERO INOXIDABLE ARANDELAS CUADRADAS REDONDAS Y DE PRESION TUERCAS Y CONTRATUERCAS HEXAGONALES NORMA MN TUERCA DE OJO ALARGADO PORTA AISLADOR PASANTE CONECTORES CONECTORES PARA EMPALME CONECTORES TERMINALES TIPO PALA PERNOS, TORNILLOS, ESPARRAGOS. ABRAZADERAS EN U Y TORNILLOS DE CARRUAJE 12.23 TORNILLERIA 12.24 ABRAZADERAS 12.25 TRANSFORMADORES 12.25.1 Transformadores de corriente 12.25.2 Transformadores de potencial 12.26 PARARRAYOS 12.27 CORTACIRCUITOS 12.28 SECCIONADORES

42 42 43 48 49 50 51 51 51 53 55 58 60 64 66 68 70 73 75 76 77 78 81 82 85 85 87 89 89 90

INDICE DE TABLAS Tabla 12.1 Cableado concntrico ............................................................................................................ 2 Tabla 12.2 Caractersticas generales de los conductores ACSR........................................................... 3 Tabla 12.3 Caractersticas Particulares de los conductores ACSR........................................................ 4 Tabla 12.4 Conductores de cobre........................................................................................................... 10 Tabla 12.5 Caractersticas generales de los conductores de cobre..................................................... 12 Tabla 12.6 Constantes de regulacin para nivel II. ............................................................................... 13 Tabla 12.7 Capacidad de corriente en cables monopolares (A) ........................................................... 14 Tabla 12.8 Capacidad de corriente (A) para no ms de 3 conductores............................................... 14




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Tabla 12.9 Capacidad de corriente(A) conductor desnudo monopolar..................................................14 Tabla 12.10 Capacidad de corriente(A) conductor en Cu aislado.........................................................15 Tabla 12.11 Caractersticas generales ..................................................................................................16 Tabla 12.12 Pesos mnimos de recubrimiento (g/m 2)............................................................................16 Tabla 12.13 Caractersticas del Conductor y Cable Terminado............................................................18 Tabla 12.14 Constante de aislamiento mnimo. ....................................................................................29 Tabla 12.15 Caractersticas de los postes en madera ..........................................................................31 Tabla 12.16 Enterramiento de los postes de madera............................................................................32 Tabla 12.17 Caracterstica de los postes de concreto............................................................................34 Tabla 12.18 Excavacin para postes .....................................................................................................37 Tabla 12.19 Especificaciones aisladores tipo pin. .................................................................................40 Tabla 12.20 Caractersticas aislador tipo suspensin o retencin ........................................................41 Tabla 12.21 Caractersticas aislador tipo line post. ................................................................................41 Tabla 12.22 Caractersticas mecnicas y elctricas..............................................................................42 Tabla 12.23 Caracterstica mecnica y elctrica...................................................................................42 Tabla 12.24 Requisitos qumicos...........................................................................................................48 Tabla 12.25 Requisitos qumicos............................................................................................................50 Tabla 12.26 Requisitos qumicos............................................................................................................51 Tabla 12.27 Requisitos qumicos...........................................................................................................51




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12 CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES Los materiales y equipos a utilizar en el diseo de sistemas de distribucin cumplirn con las normas de fabricacin aprobadas por la Norma Tcnica Colombiana - NTC para cada caso particular. En este captulo se dan las especificaciones mnimas que se deben cumplir, as como tablas de utilizacin que contribuyen a facilitar la seleccin y coordinacin de los diferentes componentes de un sistema. En zonas de alta contaminacin o de accin corrosiva, a los equipos, se les deber adelantar una doble proteccin o galvanizacin para evitar la celeridad del deterioro 12.1 CONDUCTORES

El conductor es el elemento metlico, generalmente de cobre o aluminio, permeable al paso de la corriente elctrica, y que por lo tanto, cumple la funcin de transportar la presin electrnica de un extremo a otro del cable. El material de los conductores a utilizar en los niveles I y II en redes areas, tanto para urbana y rural, ser preferiblemente en conductores de aluminio en acero galvanizado (Aluminium Conductor Steel Reinforced-ACSR), en zonas donde requiera por condiciones ambientales se utilizar conductores tipo aleacin de aluminio (AAC) y donde se requiera por condiciones tcnicas y econmicas conductores de red trenzada de aluminio con aislamiento XLPE, adems conductores de cobre desnudo con y sin alma de acero en aquellas zonas en que las condiciones del medio ambiental no permitan el uso de conductores de aluminio. Para redes subterrneas ser en material de Cu XLPE, Cu THW y Cu TW. Los calibres de los conductores de AAAC y ACSR son los nmeros: 4, 2, 1/0, 2/0, y 4/0 AWG. Para materiales en Cobre (Cu) los nmeros: 6, 4, 2, 1/0, 2/0 AWG. 12.1.1 Caractersticas de los conductores de aluminio Los conductores sern de Aluminio duro de conductividad 61%, podrn ser con o sin alma de acero. Los primeros se utilizarn para lneas de nivel II en instalaciones con conductores desnudos. As mismo, se utilizarn para nivel I, conductores desnudos o aislados cuando los esfuerzos mecnicos as lo requieran. Con la debida consideracin de los esfuerzos mecnicos, se podr usar conductores individuales de aluminio sin refuerzo de acero, desnudos o aislados, en niveles I.




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Los conductores de aluminio tendrn el siguiente cableado concntrico:Calibre (AWG MCM) 4 2 1 4/0 250 - 500 Tabla 12.1 Cableado concntrico Sin refuerzo 7 19 37 Con refuerzo (hilos/refuerzo) 6/1 6/1 26 / 7

La materia prima utilizada en el alambrn de aluminio debe tener una pureza del 99.5% y debe cumplir con los requisitos de la norma ICONTEC 1743 (ASTM B 233). Los alambres deben ser de aluminio 1350-H19, con una conductividad mnima del 61%, segn la norma NTC 360 (ASTM B 230). Los alambres de acero debern tener el siguiente recubrimiento: Capa de Zinc (galvanizado) clase B de acuerdo con la norma NTC 461 (ASTM B 498) Capa de aluminio (Aluminizado) de acuerdo con la norma ASTM B 341. En alambres terminados no se aceptan empalmes.

El ncleo de acero estar conformado por alambres de acero cableados concentricamente, segn caractersticas de la tabla 12.1 o de fabricacin especificadas en la norma ASTM B 500. Los conductores estarn formados por alambres dispuestos en capas, cableados concentricamente y deben cumplir con las caractersticas tcnicas de fabricacin especificadas en la norma NTC 309 (ASTM B-232). 12.1.2 Redes con conductores de aluminio Fuera de las anteriores especificaciones, las caractersticas que deben reunir los conductores de aluminio con ncleo de acero galvanizado (ACSR) en redes areas de distribucin de niveles I y II, son las siguientes: a. b. Condiciones de servicio: Los conductores sern instalados en sistemas areos de niveles I y II del Instituto de Planificacin y Promocin de Soluciones Energticas IPSE. Condiciones ambientales:Altura sobre el nivel del mar Ambiente Hum edad relativa mxima Temperatura ambiente mxima Temperatura ambiente mnima Temperatura ambiente promedio Contaminacin salina e industrial 0 a 2000m Tropical altamente contaminado 96% 40 C 14 C 28 C Alta




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c.

Caractersticas elctricas del sistema:Tensiones nominales de lnea: Tensin mxima (segn norma NTC 1340) Frecuencia: Conexin: 13.2 kV 13.8 kV 13.97 kV 14.49 kV 60 Hz. Y, slidamente aterrizada en subestacin y multiaterrizada

d.

Condiciones de instalacin: Los conductores de tipo ACSR sern utilizados en redes areas de niveles I y II, cumpliendo con los requerimientos de las siguientes normas:NORMA NTC 309 (ASTM B 232) NTC 360 (ASTM B 498) NTC 461 (ASTM B 498) NTC 1743 (ASTM B 233) ASTM B 341 ASTM B 500 DESCRIPCIN Conductores de aluminio cableado concntrico reforzados con ncleo de acero recubierto para usos elctricos Alambres de aluminio 1350 H 19 de seccin circular para usos elctricos Alambres de acero cincado para cables de aluminio reforzados con acero Alambrn de aluminio 1350 para usos elctricos Aluminum -Coated (Aluminized) Steel Core Wire for Aluminum conductors, Steel reinforced (ACSR/AZ). Zinc-Coated (Galvanized) and Aluminum-Coated(Aluminized) Stranded Steel Core for Aluminum Conductors, Steel Reinforced (ACSR).

De acuerdo con los diseos de los fabricantes pueden emplearse otras normas internacionalmente reconocidas equivalentes o superiores a las aqu sealadas. e. Requisitos tcnicos particulares: Los conductores tipo ACSR cumplirn con las siguientes caractersticas generales:Tabla 12.2 Caractersticas generales de los conductores ACSR NOMBRE CLAVE RAVEN QUAIL Calibre AWG kcmil 1/0 2/0 Seccin (mm2) 62,475 78,610 Dimetro (mm) 10.11 11.35 Alambres aluminio / acero 6/1 6/1 Dimetro alambres (mm) Aluminio 3,371 3,782 Acero 3,371 3.782 Peso unitario (kg/km) 216.06 272.45 Resistencia DC mxima,-20C, /Km. 0.5340 0.4242 Resistencia de rotura mnima (Kg.) 1,988 2,407 PENGUIN 4/0 125,070 14.31 6/1 4,770 4,770 433.16 0.2667 2,783




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Los conductores terminados deben estar libres de asperezas e imperfecciones que no sean consistentes con la buena prctica comercial y adems cumplir los parmetros de la tabla 12,3:Tabla 12.3 Caractersticas Particulares de los conductores ACSR RESISTENCIA DE LOS ALAMBRES ACERO A 1% DE DEFORMACION RECUBRIMIENTO DEL NUCLEO RESISTENCIA DEL CABLE A LA ROTURA RECUBRIMIENTO DEL NCLEO

CALIBRE (AWG/KCM)

NOMBRE

RESISTENCIA A LA ROTURA DE LOS ALAMBRES DE ALUMINIO (Mpa)

Clase A Clase B Clase C AZ (Mpa) (Mpa) (Mpa) (Mpa) 1240 1170 1170 1310 1170 1100 1100 1240 1100 1070 1070 1170 1030 1000 930 1170

Clase A (Kg.) 1986 2403 3781 6400

Clase B Clase C (Kg.) (Kg.) 1925 2326 3659 6210 1864 2293 3606 6020

AZ (kg.) 1803 2216 3361 6020

1/0 2/0 4/0 336.4

RAVEN QUAIL PENGUIN LINNET

172 169 165 176

12.1.3 Redes subterrneas con conductores de aluminio En ningn caso se utilizara el material de aluminio para instalacin de redes subterrneas para los niveles I y II. 12.2 CARACTERSTICAS DE LOS CONDUCTORES DE COBRE

Los conductores sern de cobre electroltico de 99.9 % de pureza tanto para los niveles I y II, en lneas areas y subterrneas. 12.2.1 Generalidades En el sistema de distribucin nivel II subterrneo del IPSE, se utilizan cables con conductor de cobre aislados (100% del nivel de aislamiento) con polietileno reticulado termoestable (XLPE) o caucho etileno-propileno (EPR) para las tensiones de 15KV y 35KV. Los calibres utilizados son:Tensin Nominal (KV) 15 15 15 15 35 35 35 Calibres utilizados MCM o AWG 300 4/0 2/0 2 350 4/0 2/0 Material Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu




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Los requerimientos tcnicos que deben cumplir los componentes y el cable completo se especifican en las Normas de materiales NM-088- y NM-089-. Para distribucin nivel I subterrnea se utilizan cables en conductor de cobre aislados 60OV con polietileno termoplstico (PE) y recubierto el aislamiento con una chaqueta exterior protectora de cloruro de polivinilo (PVC). Ver Norma NM-081- y NM-085Los calibres utilizados son:Tensin Nominal (KV) 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 Calibres utilizados MCM o AWG 350 Material Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu

4/0250 2/0 1/0 2 4 6

En los tratados anteriores se especifican los requerimientos tcnicos exigidos tanto a los componentes como al cable completo. Las pruebas a que han de someterse los cables, para su aceptacin, tanto de nivel II como de nivel I, tambin se indican. En las restantes normas pueden consultarse las consideraciones de tendido del cable tales como empalmes, terminales, codos y barrajes preformados, derivaciones en cables subterrneos y tensiones mecnicas de tendido.CARACTERSTICAS DEL CONDUCTOR DEL CABLE DE 35 KV Y 15 KVrea deccional (2) Calibre AWG o mcm Dimetro Ext. Aprox. (mm) Hilos rea seccional (mm2) Dimetro (mm) Resistencia dc,20c ( km) Tipo de cableado Peso aproximado (kg/km) Cdigo IPSE Tensin Kv35 35 35 15 15 15 15

Material

350 4/0 2/0 300 4/0 2/0 2

Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu

177,3 107,2 67,43 152 107,2 67,43 33,62

17,3 13,43 10,66 15,52 13,43 10,66 7,42

B B B B C C C

Numero37 19 37 37 37 37 7

2,47 2,68 1,52 2,29 1,92 1,52 2,47

4,79 5,64 1,81 4,12 2,89 1,81 4,79

1610 972 611 1.380 972 611 305

0,0992 0,164 0,26 0,1157 0,164 0,260 0,523

NOTAS.- El rea seccional del conductor no podr ser inferior al 98% del rea anotada en la Tabla.




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-

El conductor se construir con hilos de cobre recocido de acuerdo con la Norma ASTM B3. El cobre de los conductores se conformar segn la Norma ASTM B8 para conductores de cobre.

El blindaje del conductor es un material semiconductor de por lo menos 0,0635 mm ( 2.5 mils) de espesor aplicado sobre la superficie del conductor. Si el blindaje del conductor es extrudo, tendr una resistencia volumtrica mxima de 5.000 ohm-cm a temperatura ambiente y 50.000ohm-cm a 91C. El blindaje debe tener adems las siguientes caractersticas: Elongacin mnima despus de haber sido sometido a aire caliente (121 C +- 1C) durante 168 horas: 100 %. Temperatura a la cual se hace quebradizo: a -10C y temperaturas ms bajas.

Material El aislamiento de los cables de 35 KV y 15 KV ser Polietileno Reticulado- XLPE (cross- LinkedThermosetting Polyethylene), o caucho Etileno-propileno (EPR) (Ethylene-Propylene- Rubber), sin contenido de carbn negro y libre de cualquier contaminante o porosidad. Espesor El espesor del aislamiento no ser menor al valor dado en la siguiente tabla:Tensin Nominal del Cable ( KV) 35 15 Espesor del Aislamiento ( mm ) 8.76 4.45

El espesor mnimo del aislamiento no ser inferior al 90% del valor anotado en la tabla anterior. Temperatura El aislamiento debe ser adecuado para uso en sitios hmedos y secos y a la siguiente temperatura del conductor: 90C en operacin normal. 130C en condiciones de sobrecarga de emergencia (para no ms de 100 horas en un (1) ao o no ms de 500 horas en la vida del cable). 250C en condiciones de cortocircuito




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Caractersticas fsicas - Resistencia a la traccin: 12.5 Mpa (1800 PS1) Mnimo para XLPE 4.9 Mpa (700 PS1) Mnimo para EPR tipo I 8.2 Mpa (1200 PS1) Mnimo para EPR tipo II

Norma ICONTEC 2204 parte 3.6 y 3.7 Norma ICONTEC 2186 parte 3.7

-

Elongacin a la rotura 250% mnimo en el cable XLPE y EPR tipo I, y 150% mnimo en el cable EPR tipo II Resistencia a la traccin y elongacin a la rotura despus de haber sido sometido al aire caliente: (121C +- 1C) durante 168 horas, 75% mnimo del valor original. Elongacin: Porcentaje mnimo con aislamiento XLPE sin relleno 175%, con aislamiento XLPE con relleno 175% y con aislamiento EPR/50%. Contraccin permanente: Porcentaje mximo aislamiento XLPE sin relleno 10%, con relleno 5% y con aislamiento EPR 5%.

Caractersticas elctricas Constante de resistencia del aislamiento 6096 Mega ohm-Km. (20.000 mega ohm 1000 pies) a 15.6C Nivel de extincin de descargas parcialesTensin nominal del circuito Fase Fase ( KV) 35 15 Nivel de extincin de descargas parciales (KV) Mnimo 26 11

Absorcin de humedad Constante dielctrica despus de 24 horas: Mximo incremento en la capacitancia, 3.5. para cable XLPE y 4.0 para cable EPR. Aumento de la capacidad, mxima 1 a 14 das: Para XLPE 3.0% para el EPR 3.5% 7 a 14 das: Para XLPE 1.5 % y para el EPR 3.5%

Factor de estabilidad despus de 14 das: 1.0 mximo Factor de estabilidad alterno. Diferencia del factor de estabilidad 1-14 das: 0. 5 mximo. Material Material semiconductor no metlico extrudo directamente sobre el aislamiento. Se aplica sobre el aislamiento en una o ms capas en contacto directo. El material de la capa semiconductora ser compatible con el aislamiento.




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Espesor El espesor promedio de la pantalla semiconductora no ser menor al valor dado en la siguiente tabla:Tamao del Conductor ( AWG o MCM) 350 4/0 2/0 300 4/0 2/0 2 Tensin Nominal del Cable (KV) 35 35 35 15 15 15 15 Espesor de la pantalla (m m) 1.27 1.27 1.27 0.76 0.76 0.76 0.76

El espesor mnimo de la pantalla semiconductora, en cualquier punto no ser inferior al 80% del valor anotado en la tabla anterior. Fuerza para remocin La fuerza necesaria para remover la cubierta semiconductora del cable a 20C no ser menor de 13.3N (30 pounds) para cables de 15 KV y no menor a 17.8 (4 pounds) para cables de 35KV. Caractersticas fsicas (Tabla 4a y 4b Norma ICONTEC 220 o Tabla 4 -1 y 4-2 Norma ICONTEC 2186).

Resistencia a la traccin: 8.27 MPa (1200 Psi) mnimo. Elongacin a la rotura luego de someterse a aire caliente (121C +- 1C) durante 168 horas: 100% mnimo. Temperatura a la cual se hace quebradizo, no mayor a 10C Resistividad volumtrica a 20C +- 1C : 500 ohm-metro mximo

La pantalla metlica del cable de 35 KV y 15 KV ser en cinta o hilos de cobre. Los hilos de cobre mnimos requeridos en cada uno de los cables se anotan en la siguiente tabla:Tamao del Conductor cada AWG o MCM 2 300 4/0 2/0 350 4/0 2/0 Material Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Tensin Nominal del cable (KV) 15 15 15 15 35 35 35 Mnimo Nmero de hilos 11 18 18 11 18 18 18 Tamao de hilo (AWG) 14 12 14 14 12 14 14




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Los hilos de cobre se aplicarn directamente sobre la pantalla semiconductora en tal forma que la continuidad o contigidad no sea distorsionada o interrumpida durante la instalacin Los hilos de cobre de la pantalla metlica deben tener las siguientes caractersticas :Calibre AWG 12 14 rea Seccional (mm2) 3.31 2.08 Dimetro Exterior ( mm ) 2.05 1.63

En caso de pantalla metlica en cinta, esta ser de cobre con un espesor mnimo de 2.5mils (0.0635mm) . Material La chaqueta esta conformada de un compuesto de cloruro de polivinilo (PVC) adecuada para una temperatura mnima de 10C. Espesor El espesor mnimo de la chaqueta no ser inferior al 30% del valor anotado en la tabla anterior.Tamao del Conductor AWG o MCM 2 300 4/0 2/0 350 4/0 2/0 Tensin Nominal del cable (KV) 15 15 15 15 35 35 35 Mnimo Nmero de hilos 2.03 2.03 2.03 2.03 2.03 2.03 2.03

Caractersticas fsicas Resistencia a la traccin : 10.3 Mpa (Norma ICONTEC 2186 parte 4.4.1 y Norma ICONTEC 2204 parte 4.4.5. (1500 psi) mnimo. Elongacin a la rotura : 100% mnimo Resistencia a la rotura despus de someterse a aire caliente a 100C +- 1C durante 168 horas: 85% mnimo, del valor original. Elongacin a la rotura despus de someterse a aire caliente, a 100C + 1C durante 168 horas: 60% mnimo, del valor original. Resistencia a la rotura despus de sumergirse en aceite a 70C + 1C durante cuatro horas: 80% mnimo del valor original. Elongacin a la rotura despus de sumergirse en aceite a 70C +- 1C durante cuatro horas: 60% mnimo del valor original. Deformacin por calor 121C +- 1C 50% mximo




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Choque trmico (calentamiento en horno de aire a 121C +- 1C durante 1 hora): no debe agrietarse Doblado en fro (doblar el cable a 180C despus de una hora de estar sometido a una temperatura de 35C no debe agrietarse.

CARACTERISTICAS ELECTRICAS La chaqueta debe soportar sin fallar la tensin de descarga (spark-test voltaje) de 3.0 KV. MARCACION Sobre la chaqueta y en bajo relieve se debe imprimir a intervalos no mayores de 2 m el siguiente aviso: Instituto de Planificacin y Promocin de Soluciones Energticas IPSE. FabricanteAo de fabricacinPedido-material-y Calibre del conductor Material de aislamiento clase-itemFase-kv. 12.2.2 Redes areas con conductores de cobre Los conductores areos de nivel II sern cableados con hilos helicoidales concntricos alrededor de un ncleo central. El cableado deber ser el siguiente:Calibre AWG MCM 6 - 2 1 - 4/0 250 - 350 Tabla 12.4 Conductores de cobre Nmero de Hilos Aceptable 7 7 12 - 19

Preferible 7 19 37

Para conductores desnudos, se usar cobre duro de conductividad mnima de 96.16% a 97.16%, segn el calibre del conductor y de cobre semiduro (utilizados en nivel I y I, los conductores de puesta a tierra y en mallas de puesta a tierra). Para conductores aislados se usar cobre duro y su cableado ser el indicado en la tabla 12.4. Los conductores de cobre semiduro deben ser aptos para utilizacin en las condiciones de servicio estipuladas en el numeral 12.2.2.1.b y sern usados como conductores de fase con las caractersticas que se especifican. La materia prima utilizada en el alambrn de cobre debe tener una pureza del 99.9% y debe cumplir con los requisitos de la norma NTC 1818 (ASTM B 2). Los alambres deben ser de cobre semiduro,




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con una conductividad mnima del 96.66%, segn la norma NTC 1745 (ASTM B 2). Los conductores estarn formados por alambres dispuestos en capas, cableados concentricamente y deben cumplir con las caractersticas tcnicas de fabricacin especificadas en la norma NTC 307 (ASTM B 8). a. Tendido de cable en canalizacin: Los esfuerzos mecnicos que soporta un cable durante la instalacin, no debe sobrepasar los limites elsticos del conductor ni exceder la presin lateral permisible sobre el aislamiento o chaqueta del cable. Por lo tanto, es importante que se calcule antes de tenderse un cable o se disminuya su vida til, a consecuencia de un mal trabajo de tendido. b. Condiciones de servicio: Los conductores sern instalados en sistemas areos de niveles I y II del Instituto de Planificacin y Promocin de Soluciones Energticas IPSE. c. Condiciones ambientales:Altura sobre el nivel del mar Ambiente Humedad relativa Mxima Temperatura ambiente mxima Temperatura ambiente mnima Temperatura ambiente promedio Contaminacin salina e industrial 0 a 2000 m Tropical altamente contaminado 96% 40 C 14 C 28 C Alta

d.

Caractersticas elctricas del sistema:Tensiones nominales d e lnea: 13.2 kV 13.8 kV Tensin mxima (segn norma NTC 13.97 kV 14.49 kV 1340) Frecuencia: 60 Hz. Conexin: Y, slidamente aterrizada en subestacin y multiaterrizada

e. Condiciones de instalacin: Los conductores de cobre semiduro sern utilizados en redes areas de nivel I, conductores de puesta a tierra y en mallas de puesta a tierra. Los conductores de cobre semiduro debern estar de acuerdo con los requerimientos de las siguientes normas:NORMA NTC 307 (ASTM B 8) NTC 1745 (ASTM B 2) NTC 1818 (ASTM B 49) DESCRIPCIN Conductores concntricos de cobre duro, semiduro y blandos para usos elctricos Alambres de cobre semiduro de seccin circular para usos elctricos Alambrn de cobre laminado en caliente para usos elctricos

De acuerdo con los diseos de los fabricantes pueden emplearse otras normas internacionalmente reconocidas, equivalentes o superiores a las aqu sealadas.




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f.

Requisitos tcnicos particulares: Los conductores cumplirn con las siguientes caractersticas generales:Tabla 12.5 Caractersticas generales de los conductores de cobre Calibre AWG 4 2 1 1/0 Clase A A A Aa Seccin, mm2 21.14 33.65 42.36 53.48 Dimetro, mm 5.883 7.422 8.328 9.327 Nmero de alambres 7 7 7 7 Dimetro de alambres, mm 1.961 2.474 2.776 3.119 Peso unitario, Kg. / Km. 191.71 305.13 384.18 484.97 0.8605 0.5407 0.4294 0.3402 Resistencia dc mxima 20C, / Km. Resistencia de rotura mnima, Kg. 696.6 1093.24 1368.7 1713.0 Resistencia de rotura mxima, Kg. 879.62 1382.80 1732.43 2170.6 Longitud requerida del tramo, m 500 500 500 500 2/0 Aa 67.47 10.51 7 3.503 611.75 0.2697 2142.3 2774.2 500 4/0 Aa 107.20 13.25 7 4.417 972.63 0.1696 3366.6 4276.6 500

Los conductores terminados deben estar libres de asperezas e imperfecciones que no sean consistentes con la buena prctica comercial. 12.2.3 Redes subterrneas con conductores de cobre Los conductores por canalizaciones subterrneas, sern de cobre electroltico de 99.9% de pureza, tipo suave de conductividad 100%. El cableado podr ser redondo concntrico, redondo compacto o sectorial, de acuerdo con las necesidades y caractersticas de la instalacin, adems con excelente aislamiento. 12.2.4 Regulacin La cada de tensin de un conductor depende de la corriente consumida por su carga y la resistencia implcita en el conductor (rea transversal, su longitud y D coeficiente de permeabilidad). Luego por la ley de Ohm, establece C XLIL que la cada de tensin en los conductores (uno de alimentacin y otro de retorno) es DV=2RI, donde I es la corriente consumida por R1IL A la carga y R es la resistencia de cada uno de los conductores utilizados en la conduccin de la corriente elctrica. En funcin de E1 E2 la resistencia r por unidad de longitud de los conductores, esta igualdad puede ser escrita en la forma:

V = 2 rIl

(1) a j I

Si la alimentacin es hecha en corriente alterna considerando la carga inductiva y la inductancia de la lnea, el circuito tendr que ser analizado por el diagrama vectorial.

O




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Donde: E1 : Tensin en la fuente (voltios). E2 : Tensin en la carga (voltios). I : Corriente absorbida por la carga(amperios). cosj : Factor de potencia de la carga. XL : Reactancia inductiva de la lnea de alimentacin (ohm/km). R1 : Resistencia de los alimentadores en corriente alterna (ohm/km), L : Distancia de la alimentacin a la carga (Km.) Despreciando el ngulo a, que en la mayora de los casos es muy pequeo, el segmento OC puede ser confundido con OD, y la cada de tensin E1-E2 con mdulo AC, puede ser considerada como teniendo mdulo AD. Como AD = R1ILcosj + XLILsenj (ver diagrama), podemos escribir (respectivamente para circuitos monofsicos y trifsicos): DV = 2 * L* l (R1cosj + XL senj) o DV = (2)

3 *L*l (R1cosj + XLsenj) (3).

Como se puede ver en las ecuaciones (2) y (3), la cada de tensin depende del sistema (monofsico o trifsico), de la carga (corriente absorbida I) y de la longitud de la instalacin (1). En la tabla 12.6, se encuentra algunas constantes de regulacin, teniendo en cuenta la resistencia propia de los conductores (Cu, Al. ACSR), esta tabla se da para una tensin de lnea de 13.2 kV. Y un factor de potencia de 0.9MATERIAL CALIBRE 4/0 3/0 2/0 1/0 2 4 4/0 3/0 2/0 1/0 2 4 4/0 3/0 2/0 1/0 2 4 Tabla 12.6 Constantes de regulacin para nivel II. R(Ohm/m) X(Ohm/m) 3F 2F 0.0001883 0.0003126 1.7546E-07 3.9479E-07 0.0002374 0.0003219 2.0315E-07 4.5709E-07 0.0002988 0.0003305 2.3702E-07 5.3329E-07 0.0003772 0.0003393 2.7972E-07 6.2936E-07 0.000599 0.0003566 3.9861E-07 8.9687E-07 0.0009432 0.0003722 5.8030E-07 1.3057E-06 0.0003019 0.0003129 2.3422E-07 5.2699E-07 0.0003809 0.0003217 2.7722E-07 6.2375E-07 0.000479 0.0003304 3.3007E-07 7.4266E-07 0.0006046 0.0003376 3.9675E-07 8.9269E-07 0.0009631 0.0003566 5.8668E-07 1.3200E-06 0.0015286 0.0003853 8.8596E-07 1.9934E-06 0.0003679 0.000361 2.8034E-07 6.3077E-07 0.0004493 0.0003859 3.2862E-07 7.3939E-07 0.0005561 0.0003983 3.8688E-07 8.7049E-07 0.0006959 0.0004076 4.6142E-07 1.0382E-06 0.0010501 0.0004132 6.4578E-07 1.4530E-06 0.0015969 0.0004095 9.2729E-07 2.0864E-06 1F 1.0528E-06 1.2189E-06 1.4221E-06 1.6783E-06 2.3917E-06 3.4818E-06 1.4053E-06 1.6633E-06 1.9804E-06 2.3805E-06 3.5201E-06 5.3157E-06 1.6820E-06 1.9717E-06 2.3213E-06 2.7685E-06 3.8747E-06 5.5637E-06

Cu

Al

ACSR




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12.2.5 Cables y cargabilidad Capacidad de corriente (A) permisibles para conductores de nivel I. Cables aislados monopolares (en Cu y Al) al aire libre. Temperatura ambiente 30 C.TAMAO AWG o MCM 8 6 4 3 2 1 1/0 2/0 4/0 Tabla 12.7 Capacidad de corriente en cables monopolares (A) 60 C TW 75 C THW 90 C XLP Conductor Desnudo Cu Al Cu Al Cu Al Cu Al 60 45 70 55 80 60 70 55 80 60 95 75 105 80 100 80 105 80 125 100 140 110 130 100 120 95 145 115 165 130 150 115 140 110 170 135 190 150 175 135 165 130 195 155 220 175 200 160 195 150 230 180 260 205 235 185 225 175 265 210 300 235 275 250 235 360 280 405 315 370 290 290

Capacidad de corriente (A), permisibles para conductores aislados para nivel I (en Cu y Al). Para no ms de tres conductores en canalizacin o cable o directamente enterrados. Temperatura ambiente 30 C.Tabla 12.8 TAMAO AWG o MCM 8 6 4 3 2 1 1/0 2/0 4/0 Capacidad de corriente (A) para no ms de 3 conductores. 60 C TW 75 C THW 90 C XLPE Cu Al Cu Al Cu Al 40 30 50 40 55 45 55 40 65 50 75 60 70 55 85 65 95 75 85 65 100 75 110 85 95 75 115 90 130 100 110 85 130 100 150 115 125 100 150 120 170 135 145 115 175 135 195 150 195 150 230 180 260 205

Capacidad de corriente (A), permisible para conductores desnudos para nivel II. Cables monopolares al aire libre, temperatura ambiente 30 C. Temperatura del conductor de 90 C.Tabla 12.9 Capacidad de corriente(A) conductor desnudo monopolar. TAMAO AWG o MCM 8 6 4 3 2 1 Cu 90 130 180 200 230 270 Conductor Desnudo Al 100 140 160 180 200




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Tabla 12.9 Capacidad de corriente(A) conductor desnudo monopolar. TAMAO AWG o MCM 0 00 000 0000 Cu 310 360 420 480 Conductor Desnudo Al 230 270 300 340

Capacidad de corriente (A), permisibles para conductores aislados para nivel II. Temperatura ambiente 30 C.Tabla 12.10 Capacidad de corriente(A) conductor en Cu aislado Cobre aislado 15 kV CALIBRE AWG o MCM Nmero de conductores por ducto Tres Seis Nueve 2 179 156 146 1 204 177 165 1/0 232 201 188 2/0 265 228 212 4/0 344 294 273

12.2.6 Caractersticas del cable de acero galvanizado para templete y guarda. Esta especificacin establece las caractersticas que deben reunir los cables de acero galvanizado que sern utilizados como templetes o cable de guarda en niveles I y II. a. Condiciones ambientales:Altura sobre el nivel del mar Ambiente Humedad relativa mxima Temperatura ambiente mxima Temperatura ambiente mnima Temperatura ambiente promedio Contaminacin salina e industrial 0 a 2000 m Tropical altamente contaminado 96% 40 C 14 C 28 C Alta

b. Caractersticas elctricas del sistemaTensiones nominales de lnea Tensin mxima (segn norma NTC 1340) Frecuencia Conexin 13.2 kV 13.8 kV 13.97 kV 14.49 kV 60 Hz. Y slidamente aterrizada en subestacin y multiaterrizada




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c. Condiciones de instalacin: Los cables de acero galvanizado sern utilizados como templete y/o cable de guarda en los niveles I y II. d. Normas de fabricacin y pruebas: Los cables de acero galvanizado utilizados como cable de guarda y/o templetes debern estar de acuerdo con los requerimientos de las siguientes normas:NORMA (ASTM A 363) NTC 2145 (ASTM A 475) DESCRIPCIN Zinc-Coated (galvanized) Steel Overhead Ground Wire Strand. Especificaciones para cables de acero galvanizado. (Zinc-Coated Steel Wire Strand).

e. Requisitos tcnicos particulares: Los cables de acero galvanizado cumplirn con las siguientes caractersticas generales (Ver tabla 12.11):Tabla 12.11 Caractersticas generales Calibre 6.35 mm (1/4) 5/16 Nmero de alambres 7 7 Dimetro nominal del alambre, mm 2.03 2.64 Dimetro nominal del cable, mm 6.35 7.94 Peso unitario, kg / km 180.0 305.0 Resistencia de rotura mnima, kn 29581.0 49820.0 Grado Extra Alta Extra Alta Resistencia Resistencia Clase de galvanizado B B Longitud requerida del tramo, m 1000 1000 9.52 (3/8) 7 3.05 9.52 406.0 58503 Extra Alta Resistencia B 1000 1/2 7 4.19 12.7 770.0 119657.0 Extra Alta Resis tencia B 1000

Los cables terminados deben estar libres de asperezas e imperfecciones que no sean consistentes con la buena prctica comercial y debe cumplirse lo recomendado en la tabla 12.12.Tabla 12.12 Pesos mnimos de recubrimiento (g/m 2) 2 Dimetro Nominal del Alambre Recubrimientos (g/m ) de superficie no galvanizada Galvanizado, mm CLASE A CLASE B CLASE C 2.03 183 366 549 2.64 244 488 732 3.05 259 519 778 4.19 275 549 824

f. Caractersticas de fabricacin: Alambres de acero : Los alambres de acero debern tener el recubrimiento de zinc, de acuerdo con la norma NTC 2145 (ASTM A-475). En alambres terminados no se aceptan empalmes. Los cables estarn formados por alambres de acero y debern cumplir con las caractersticas tcnicas de fabricacin especificadas en la norma ASTM-A 363 (cable de guarda) y NTC 2145 (cable para templete y guarda).




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12.2.7 Cable con neutro concntrico Los cables de que trata esta especificacin sern instalados en acometidas de la red de nivel I al medidor de energa, bajo las siguientes condiciones generales: a. Condiciones ambientales: Altura sobre el nivel del mar Humedad relativa mxima Temperatura ambiente mnima Temperatura ambiente mxima Temperatura ambiente promedio Caractersticas elctricas del sistema: Tensin nominal Tensin mxima Conexin: Frecuencia Nominal (Hz) Mxima corriente de cortocircuito (kA) 0 2000 m 96 % 14 C 40 C 28 C 120/240 120/208 V 600 V Monofsica trifilar 60 25

b.

c. Condiciones de instalacin: Los cables de cobre sern utilizados en la conexin entre la red y el medidor de energa del usuario y su instalacin es area y/o por ductos. d. Normas de fabricacin y pruebas: Las normas aplicables son las siguientes:

NORMA NTC 307 (ASTM B 8) NTC 359 (ASTM B 3) NTC 1818 (ASTM B 49) NTC 1099 (ICEA S 61-402) NTC 2447 ASTM D1248

DESCRIPCION Cables concntricos de cobre duro, semiduro y blanco para usos elctricos. Alambres de cobre blando o recocido desnudo de seccin circular para usos elctricos. Alambrn de cobre laminado en caliente para usos elctricos. Alambres y cables aislados con termoplstico para transmisin y distribucin de Energa Elctrica. Plsticos, Compuestos flexibles de polmeros y copolmeros de cloruro de vinilo para moldeo y extrusin. Polyethylene Plastics Molding and Extrusion Materials, Specification For.

e. Requisitos tcnicos particulares: El conductor de cobre y el cable terminado debern cumplir con las siguientes caractersticas generales de la tabla 12.13:




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NOMBRE DESIGNACIN CONDUCTOR DE FASE Calibre AWG Clase Seccin, mm Dimetro, mm

Tabla 12.13 Caractersticas del Conductor y Cable Terminado CMA 8 CMA 6 CTA 8 CTA 6 CTA 4 3x8 3x6+8 2x8AWG 2x6AWG 3x4+6 WG +10AWG AWG 8 Slido 8.367 3.264 6 slido 13.299 4.115 8 slido 8.367 3.264 6 B 13.3 4.68 7 1.56 121.0 1.348 Cobre 41 0.511 50 8 8.367 XLPE 1.19 1.14 1.03 9.146 PVC 1.52 1.21 Negro 200 4 B 21.15 5.88 7 1.96 192 0.8481 Cobre 41 0.643 55 6 13.3 XLPE 1.19 1.14 1.03 9.146 PVC 1.52 1.21 Negro 200

CBA 8 2x8+8 AWG 8 Slido 8.367 3.264

CBA 6 2x6+6 AWG 6 B 13.3 4.68 7 1.56 121.0 1.348 Cobre 41 0.643 66 6 8.367 XLPE 1.19 1.14 1.03 9.146 PVC 1.14 0.92 Negro 200

No. Alambres cobre Dimetro alambres Peso unitario, Kg. /KM 74.38 RESISTENCIA DC Mxima, 20C ohm/Km 2.102 CONDUCTOR NEUTRO CONCENTRICO Material Cobre No. de alambres 26 Dimetro de los alambres (mm) 0.643 Cubrimiento (%) 75 Calibre equivalente mnimo 8 AWG rea mnima conductor 5.26 concntrico (mm) Material aislamiento del XLPE conductor de fase Espesor aislamiento nominal 1.19 Promedio mnimo (mm) 1.14 Mnimo en un punto, mm 1.03 Constante resistencia de 9.146 aislamiento Mohmio-Km Material de la cubierta cable PVC terminado ESPESOR CUBIERTA Promedio mnimo (mm) 1.14 Mnimo en un punto (mm) 0.92 Color de la cubierta Negro Longitud requerida del tramo, m 200

118.2 1.323 Cobre 17 1.024 75 6 8.367 XLPE 1.19 1.14 1.03 9.146 PVC 1.14 0.92 Negro 200



f. Aislamiento Requisitos fsicos Resistencia a la traccin MPA 9.61 mn. - Elongacin a la rotura % 350.00 mn. - Requisitos de envejecimiento: Despus de someter la probeta en horno de aire a 100C 1C por 48 horas - Resistencia a la traccin (% del valor no envejecido) 75 mn.




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-

Elongacin (% del valor no envejecido)

75 mn.

g. Cubierta Requisitos fsicos Resistencia a la traccin MPa 10.3 mn. Elongacin a la rotura % 100.0 mn. Requisitos de envejecimiento: Despus de someter la probeta en horno de aire a 100C 1C por 120 horas Resistencia a la traccin 85 mn o Elongacin 60 mn Despus de la inmersin en aceite a 70C 1C por 4 horas Resistencia a la traccin 80 Elongacin 60 Deformacin trmica, 121C 1C, mximo 50 Choque trmico 121C 1C Sin grietas Doblado en fro 35C 1C Sin grietas

h. Marcacin del cable de cobre aislado con neutro concntrico para acometida: El cable de acometida de cobre debe marcarse sobre la cubierta de PVC y con una separacin mxima de un (1) metro en forma legible e indeleble con la siguiente informacin: - Nombre de la empresa - Nombre del fabricante - Nombre y designacin del cable (de acuerdo con la tabla 12.13) - Tensin nominal del aislamiento - Ao de fabricacin - Marca secuencial por metro de la longitud del cable 12.2.8 Cable cuadruplex de aluminio aislado tipo xlpe Especificaciones para cable cuadruplex de aluminio aislado tipo xlpe 600V. Los cables cuadruplex se instalan en los sistemas areos de distribucin nivel I de acuerdo con las siguientes condiciones: Tensin nominal Conexin : : 208/120 V En sistema trifsico tetrafilar Frecuencia nominal 60 Hz

Los cables normalizados son: 3 x 4/0 AWG XLPE + 1 x 2/0 AWG ACSR 3 x 2/0 AWG XLPE + 1 x 1/o AWG ACSR 3 x 2 AWG XLPE + 1x4 AWG ACSR




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12.2.9 Caractersticas de fabricacin Los cables de aluminio aislado son aptos para su utilizacin en redes areas de nivel I y usados como conductores de fase con las caractersticas que se especifican a continuacin: 12.3.9.1. Cable aislado

a. Conductor de aluminio b. Materia prima La materia prima utilizada en el alambrn de aluminio debe tener una pureza del 99.5 % y cumplir con los requisitos de la norma NTC 1743 (ASTM B 233). 12.3.9.2. Alambres de aluminio

Los alambres deben ser de aluminio 1350-H19, con una conductividad mnima del 61 % IACS de acuerdo con la norma NTC 360 (ASTM B 230) y deben tener una resistencia a la traccin de 117 Mpa: 12.3.9.3. Conductor

Los conductores estarn formados por alambres dispuestos en capas, cableados concntricamente y deben cumplir con las caractersticas tcnicas de fabricacin especificadas en la norma NTC 308 (ASTM B 231) .El cableado debe ser clase 3 para todos los calibres especificados en la Tabla No. 12.14.Tabla No. 12.14 CABLE AISLADO (Conductor de aluminio) Calibre AWG 2 Clase B 33,65 Seccin [mm2] 7,422 Dimetro [mm] No. Alambres de Aluminio 7 2,474 Dimetro Alambres [mm] 92,75 Peso Unitario [Kg/Km] 0,8539 Resistencia mxima D.C. a 20 C [ / Km] 117 Resistencia a la traccin [mPa] Aislamiento XLPE Material del Aislamiento 90 Temperatura Normal de Funcionamiento [oC] Espesor aislamiento: 1,37 Espesor promedio Mnimo [mm] 1,14 Espesor mnimo en un punto [mm] 2190 Constante de Resistencia de Aislamiento [M - Km] Reuisitos Fsicos: Resistencia mnima a la traccin 11,7 [Mpa]

1/0 B 53,48 9,46 19 1,892 147,4 0,5372 117 XLPE 90 1,83 1,52 2100 11,7

2/0 B 67,47 10,63 19 2,126 186 0,4259 117 XLPE 90 1,83 1,52 2100 11,7

4/0 B 107,2 13,4 19 2,68 295,7 0,268 117 XLPE 90 1,83 1,52 2100 11,7




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Elongacin a la rotura [%] Requisitos de Envejecimiento: Despus de someter la probeta En horno de aire a 121C +/-1C Por 168 horas: Resistencia a la traccin [% del valor no envejecido] Elongacin [% del valor no envejecido] Deformacin trmica a 121C +/- 1C: Mnimo porcentaje del valor no envejecido (original) Conductor Neutro Mensajero Nombre Clave Swan Calibre AWG 4 24,633 Seccin [mm2] 6,354 Dimetro [mm] Hilos Aluminio / Acero 6/1 Dimetro hilos Aluminio 2,118 Dimetro Hilos Acero 2,118 85,41 Peso Unitario [Kg / Km] 1,3527 Resistencia Mxima D.C. a 20C [ / Km]

Tabla No. 12.14 CABLE AISLADO (Conductor de aluminio) 150 75

150

150

150

75

75

75

65 30 Sparrow 2 39,247 8,016 6/1 2,672 2,672 135,85 0,4899

65 30 Raven 1/0 62,475 10,11 6/1 3,371 3,371 216,06 0,534

65 30 Quail 2/0 78,61 11,35 6/1 3,782 3,782 272,45 0,4242

65 30 -

12.2.10

Aislamiento

El aislamiento debe ser de polietileno reticulado termoestable (XLPE) de color negro y contener un mnimo de 10 % de negro de humo y/o minerales de relleno por peso, que lo hagan resistente a los rayos solares. El aislamiento debe ser adecuado para uso en medios hmedos y secos, adicionalmente deber ser resistente a los esfuerzos mecnicos durante la instalacin y operacin. El aislamiento de XLPE debe tener capacidad de soportar temperaturas en el conductor de aluminio de 90C bajo condiciones normales de operacin y cumplir con los requisitos establecidos en la norma NTC 2186. El espesor mnimo promedio del aislamiento del cable deber ser el establecido en la Tabla No. 12.14 y el espesor mnimo no ser inferior en ningn punto al noventa por ciento (90 %) del espesor mnimo promedio especificado. 12.2.11 Marcacin del cable de aluminio aislado

Los cables de aluminio debern tener marcas sobre el aislamiento, con una separacin mxima de un (1) metro entre ellas y elaboradas de forma legible e indeleble, con por lo menos la siguiente informacin:




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Empresa (IPSE) Nombre del fabricante Nmero del pedido y/o contrato Material y calibre del conductor Tipo y clase de aislamiento Tensin nominal del aislamiento Ao de fabricacin Identificacin de la fase 12.2.12 Conductor neutro -mensajero ACSR

El conductor ACSR ser usado como conductor neutro-mensajero y tendr las caractersticas que se especifican a continuacin: Materia Prima La materia prima utilizada en el alambre de aluminio deber tener una pureza del 99.5 % y cumplir con los requisitos de la norma NTC 1743 (ASTM B 233) . Alambres de aluminio Los alambres deben ser de aluminio 1350 -H19, con una conductividad mnima del 61% IACS de acuerdo con la norma NTC 360 (ASTM B 230). Alambres de Acero Los alambres de acero deben tener los siguientes recubrimientos: Capa de Zinc (galvanizado) clase A de acuerdo con la norma NTC 461 (ASTM B 498) . Capa de Aluminio (aluminizado) de acuerdo con la norma ASTM B 341. En alambres terminados no se aceptarn empalmes. Torones de acero El ncleo de acero puede estar conformado por alambres de acero, cableados concntricamente segn las caractersticas de fabricacin especificadas en la norma ASTM B 500. Conductores Los conductores estarn formados, por alambres dispuestos en capas, cableados concntricamente y deben cumplir con las caractersticas tcnicas de fabricacin especificadas en la norma NTC 309 (ASTM B 232) .




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12.2.13

Cable ensamblado

Los cables aislados debern ser cableados, sin rellenos, alrededor del conductor Neutro-mensajero, con un paso de 25 a 60 veces el dimetro de uno de los cables aislados, con el fin de conformar la configuracin del cable cuya representacin simblica se expresar de la siguiente manera: N entero de cables aislados * Calibre del conductor + 1 * Calibre del Neutro Ejemplos: Cable dplex: 1x 4 AWG XLPE + 1x 4 AWG ACSR Cable trplex:: 2 x 2 AWG XLPE + 1x 4 AWG ACSR Cable cuadruplex: (2 x 2/0 AWIG + 1x 4 AWG)XLPE + 1x 2/0 AWG ACSR El nmero de cables aislados estar de acuerdo con el nmero requerido para cumplir la configuracin solicitada y la direccin del paso deber ser la misma que la de la capa exterior de los alambres del conductor neutro. 12.3 CALCULO DE LAS CONSTANTES DE REGULACION PARA CONDUCTORES EN RED AREA TRENZADA DE NIVEL I

12.3.1 Condiciones bsicas Estn en conformidad con las caractersticas ambientales y tcnicas bajo las cuales opera el sistema de distribucin de las empresas del IPSE, las cuales son: Temperatura ambiente mxima absoluta: Factor de potencia: Frecuencia: Tensin nominal del sistema: Calibres a utilizar en los conductores 25C 0.9 60Hz 208/120V

3x 4/0 AWG XLPE + 1x 2/0 AWG ACSR 3x 2/0 AWG XLPE + 1x 1/0 AWG ACSR 3 x 2 AWG XLPE + 1 x 4 AWG ACSR




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12.3.2 Configuracin de la red La red trenzada de nivel I tiene la siguiente configuracin en la disposicin de sus conductores :

r

a

D

A: D:

Aislamiento del conductor Dimetro del conductor = 2(r+a)

Distancia Media Geomtrica = DMG

DMG = 3 DxDxDProcedimiento de clculo La constante de regulacin se define mediante la siguiente expreson :

K=

rCos + x LSen 10 kVf

(

)

2

Donde : r = resistencia en A.C. del conductor XL = reactancia inductiva del conductor = ngulo de desfase entre la tensin y la corriente El valor de resistencia del conductor es tomado de tablas de datos de caractersticas de conductores, las que normalmente presentan los datos a una temperatura de 20C, por lo que es necesario corregir




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dichos valores a la temperatura ambiente mxima de 25C, para lo cual se aplica la siguiente expresin

2281 C +T2 . R2 = R1 2281 C +T . 1Donde: R1= resistencia del conductor a la temperatura T1 [] R2= resistencia del conductor a la temperatura T2 [] T1= temperatura referencia del conductor [C] T2= temperatura de operacin del conductor [C] Aplicando la anterior expresin con T1 = 20C y T2 = 25C. el factor por correccin de temperatura queda de la siguiente manera:

228.1 C + 25 C R2 = R1 228.1 C + 20 C = R1 (1.020153) 1Una vez corregido el valor de la resistencia, por efecto de la temperatura, se calcula la reactancia inductiva con ayuda de la expresin que a continuacin se presenta :

6 DMG X l = 2f 0.4606 log + 0.050197 10 r Donde: f : DMG : r : Frecuencia elctrica [Hz) Distancia Media Geomtrica [mm] radio del conductor [mm]

Por ltimo, con los resultados obtenidos de resistencia y reactancia para cada conductor considerado, se procede a calcular la constante de regulacin (K):




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Ejemplo de clculo A manera de ejemplo se presenta el clculo de l constante de regulacin para el conductor N a 4AWG. Datos generalesAWG 4 Seccin [mm2] 21.14 Dimetro [mm] 5.883 Espesor aislamiento [mm] 1.37 DMG [mm] 8.623 Resistencia 20C [ /km] 1.359

Correccin de la resistencia por temperatura

228.1 C + 25 C R2 [ 25 C ] = 1 .359 / km 228 .1 C + 20 C = 1.386388 / km 1Clculo de la reactancia inductiva

X

l

S = 2 f 0 . 4606 log + 0 . 050197 r

10

6

X

l

8 . 623 mm = 2 60 Hz 0 . 4606 log + 0 . 050197 2 . 942 mm

10

6

XL=1.00032592* 10-4 /m Clculo de la constante de regulacin

K=

rCos + x L Sen 10(kV f

)

2




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Con: () = 25.84 (fp=0.9) kVf =0.208 kV

1 .359 / km Cos (25.84 ) + 1.00032592 x10 4 Sen (25.84 ) K = 1000 m 10 0.208 kV 2

(

)

K=2.9848200* 10-3 /mkV2 Las constantes calculadas son las siguientes :Conductores 3x 4/0 AWG XLPE + 1x 2/0 AWG ACSR 3x 2/0 AWG XLPE + 1x 1/0 AWG ACSR 3 x 2 AWG XLPE + 1 x 4 AWG ACSR Constante [K] 6.59x10-4 9.98x10-4 19.08x10-4

12.3.3 Empalmes Las conexiones y empalmes en las lneas de niveles I y II tienen extrema importancia en la confiabilidad de un sistema. Son ellas los eslabones en la continuidad del flujo elctrico. No importa que tan bien construida est una lnea, su eficiencia ser tan buena como lo sean sus conexiones y empalmes. Una seleccin e instalacin inadecuada o deficiente de los artefactos para conectar o empalmar, es causa frecuente de interrupciones de servicio, que muy bien pudieran evitarse si ponemos empeo en seguir los pasos correctos. a. Empalmes para cables de 15 kV hasta 35 kV. Empalmes es la conexin y reconstruccin de todos los elementos que constituyen un cable de potencia aislado, protegido mecnicamente dentro de una misma cubierta o carcaza. Existen varios tipos de empalmes, los cuales son identificables considerando los materiales utilizados y la forma en que se aplican para restituir el aislamiento de los cables a empalmar, se tiene los siguientes tipos: Empalmes en cinta: Son aquellos que la restitucin de los diferentes componentes del cable, a excepcin del conductor, se lleva a cabo aplicando cintas en forma sucesiva, hasta obtener todos los elementos del cable. Las cintas aislantes aplicadas para obtener un nivel de aislamiento adecuado pueden ser de tipo autovulcanizable o del tipo no vulcanizable, las cuales no contienen adhesivo. Dependiendo del elemento a restituir, se determinan las caractersticas fsicas y qumicas de las cintas a utilizar en la elaboracin del empalme. Empalmes moldeados en fabrica: Son aquellos en que los componentes son moldeados por el fabricante utilizando materiales elastomricos. Los componentes se ensamblan sobre los

-




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cables a empalmar en el sitio de trabajo. Algunos fabricantes elaboran los empalmes en forma integral de tal forma que los elementos elastomricos que constituyen se encuentran contenidos en una sola pieza. Puesto que este tipo de empalme consta de elementos moldeados con dimensiones especificas, es necesario que la seleccin se efectue teniendo en cuenta las caractersticas exactas del cable que se va a instalar. Empalmes moldeados en campo: Son aquellos en que los componentes del empalme se aplica en el cable a empalmar, utilizando materiales slidos vulcanizables por medio de calor y presin que se suministran por medio de un equipo diseado para tal fin (prensa porttil). Empalmes termocontraibles: Son aquellos en que los componentes se aplican en el cable por unir, utilizando materiales con caractersticas retractiles por la accin del calor suministrado con un equipo diseado para tal fin. Las caractersticas tcnicas de los empalmes son: Tensin Nominal : 15 hasta 35 kV. Mxima tensin a 60 Hz durante 6 horas : 36 y 77 kV. Tensin de impulso : 95 y 200 kV. Mxima tensin DC durante 15 minutos: 55 y 100 kV. Descarga mxima aparente: 5 PC Temperatura de operacin normal: 90 C. Temperatura de operacin en emergencia: 130 C. Temperatura de operacin en condiciones de cortocircuito: 250 C.

-

Aislamiento: Un material aislante es aquel que, debido a que los electrones de sus tomos estn fuertemente unidos a sus ncleos, prcticamente no permiten su desplazamiento y, por ende, el paso de la corriente elctrica cuando se aplica una diferencia de tensin entre dos puntos del mismo. En estos materiales para conseguir una determinada corriente seria necesario aplicar una tensin muchsimo ms elevada que en el conductor. Se produce antes la destruccin del cable por perforacin del aislamiento que el paso de una corriente elctrica detectable. Por ello se dice que su resistividad es mucho mayor. El material aislante se coloca alrededor del conductor de forma que lo cubra totalmente y con un espesor adecuado a la tensin de servicio del cable, de tal manera que a la intensidad del campo elctrico a que est sometido el aislamiento sea inferior a la tensin de perforacin rigidez dielctrica. Debe reunir una serie de caractersticas elctricas, qumicas, trmicas y mecnicas adecuadas al servicio que ha de prestar el cable. a. Resistencia de aislamiento: Es la resistencia que ofrece el aislamiento al paso de la corriente. Se mide en x Km. La resistencia de los aislamientos es de orden de miles de trillones de mm 2/Km, en un cable, la longitud del aislante sometida a una diferencia de potencial es muy




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pequea, es el espesor del aislamiento, que es de orden de pocos mm, (una millonsima de kilmetro), mientras que la superficie a considerar es muy grande, de varios millones de mm2, ya que es la de toda la envolvente que rodea el conductor. Por lo tanto, el orden de magnitud de la resistencia de aislamiento es un billn de veces menor que el de la resistividad, unos mil millones de x Km. Ambos factores dependen de los dimetros interior y exterior de la capa aislante. En la practica, la resistencia de aislamiento se determina multiplicando una constante caracterstica de cada material aislante, proporcional a su resistividad, denominada constante de aislamiento, Ki, por una expresin funcin de los dimetros antes citados.

Ri = Ki log ( De / Di )Donde:

(en M x Km).

Ki, es la constante de aislamiento. De, es el dimetro sobre el aislamiento y Di, es el dimetro sobre el conductor. Los valores mnimos aceptables de la constante de aislamiento de cada material vienen especificados en la tabla 12.14:Tabla 12.14 Constante de aislamiento mnimo. Material aislante Ki (M x Km) PVC 36.7 EPR 3670

En un cable aislado con PVC puede aceptarse resistencias de aislamiento de algunas decenas de M x Km. En cambio, en cables aislados con XLPE o EPR, tipo Voltenax o Eprotenax, cuya constante de aislamiento es cien veces mayor deben exigirse valores del orden de los 1000 M x Km. o superiores. b. Constante dielctrica: Tambin conocida con el nombre de permitividad es la relacin de la densidad de flujo elctrico que, en presencia de un campo elctrico, atraviesa un aislante determinado y la que obtendra si el dielctrico fuera el vaco. Es un factor determinante de la capacidad electrosttica de un condensador, pero no se debe olvidar que un cable es un condensador cilndrico, cuyas armaduras son el propio conductor y el medio conductor que rodea al aislamiento: pantallas, armaduras o, incluso, el propio suelo, por lo que presenta una capacidad que, en ocasiones es determinante. El valor de la capacidad electrosttica de un cable se obtiene por la formula: ( F/Km). C = 0 .024 r / log( De / Di ) Donde:




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r , es la constante dielctrica, que vale 2.3 para XLPE, 2.6 para EPR y 5 y 8 para PVC.De, es el dimetro exterior del aislamiento. Di, es el dimetro interior del aislamiento Este valor de la capacidad se necesita para evaluar las prdidas en el dielctrico. c. Rigidez dielctrica: Es la mxima tensin que soporta un aislante de espesor unidad sin perforarse. Es un gradiente elctrico que se mide en V/m. Cada material aislante presenta un gradiente de potencial limite, en base al cual se determina el gradiente mximo de servicio al que puede trabajar el cable sin dao, en algunos casos puede llegar a valer hasta 10 kV/mm. Se define el gradiente elctrico como el cociente de dividir la diferencia de potencial aplicada entre las dos caras de un material aislante de dicho aislamiento por su espesor. Esto es valido en el supuesto de que el material aislante est constituido por una lmina plana. En el caso de un cable, el aislamiento esta limitado por dos superficies cilndricas concntricas, por lo que el gradiente elctrico no tiene un valor constante, es inversamente proporcional al radio de curvatura del campo elctrico y responde a la expresin:

G=Donde:

0. 434 Eo r log( De / Di)

(en V/m)

G, es el gradiente en V/m. Eo, es el potencial con respecto a tierra del cable. R, es el radio de curvatura del campo elctrico, en metros, que generalmente coincide con la distancia desde el centro del cable al punto considerado, y. De y Di son, como antes, los dimetros exterior e interior del aislamiento. 12.4 POSTERIA

Se utilizaran postes de madera inmunizada o postes de concreto segn se seleccione para cada sitio. La longitud de la postera depender de la topografa del terreno. En general, se utilizan postes de 10, 12, y 14 metros para nivel II y para nivel I poste de 8 y 10 metros. El uso de postera de madera se limitar para los casos donde sea difcil el transporte, montaje y por situaciones ambientales, hagan que sea ms econmico utilizar esta p osteria. En cada caso se deber hacer el estudio econmico teniendo en cuenta todos estos factores. Todos los postes debern llevar, en forma clara y a una altura de 2 m sobre la seccin de empotramiento, una leyenda en bajo relieve o placa que indique las caractersticas principales: Nombre o razn social del fabricante Longitud de poste en metros por carga de diseo en Kg.




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-

Fecha de fabricacin IPSE.

12.4.1 Postes de madera Los postes de madera podrn ser usados para instalarse en altitudes entre o 3000m sobre el nivel de mar, bajo condiciones tropicales con variaciones de temperatura entre 0 y 40 C, con existencia de termitas y diferentes tipos de hongos y humedad. Recomendaciones para los postes de madera: a. b. Tratamiento: Los postes deben ser tratados a presin con productos qumicos preservativos. El grado de humedad de la madera, antes de su tratamiento, no deber ser mayor del 16%. Contextura: La impregnacin deber ser profunda. Los postes debern ser de madera sana y seca, libre de partes en descomposicin o astillosas, huecos y grietas que la debiliten o que produzcan su deterioro progresivo. Los extremos debern estar exentos de rajaduras, daos por rodadura durante el transporte, huecos y otros desperfectos. As mismo, los postes no debern contener clavos u otros elementos metlicos, distintos de los necesarios para la instalacin de los circuitos. Apariencia: Los postes de madera debern ser rectos, torneados y cumplir con las caractersticas dadas en la tabla 12.15:Tabla 12.15 Caractersticas de los postes en madera CLASE CLASE 2 CLASE CLASE 1Circunferencia Circunferencia 3Circunferencia 4Circunferencia (cm) (cm) (cm) (cm) 89.2 84.2 79.2 74.2 91.6 86.6 81.6 76.6 94.0 89.0 84.0 79.0 96.4 91.4 86.4 71.4 98.8 93.8 88.8 83.8 101.2 96.2 91.2 86.2 103.6 98.6 93.6 88.6 106.0 101.0 96.0 91.1 108.4 103.4 98.4 93.4 110.8 105.8 100.8 95.8 113.2 108.2 103.2 98.2 CLASE 5Circunferencia (cm) 69.2 71.6 74.0 76.4 78.8 81.2 83.6 86.0 88.4 90.0 93.2

c.

Distancia punta Superior (m) 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18




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d. Enterramientos: El enterramiento de los postes debe hacerse de acuerdo a lo especificado en la tabla 12.16:Tabla 12.16 Enterramiento de los postes de madera PROFUNDIDAD DE ENTERRAMIENTO (m) EN TIERRA BLANDA 1.6 1.7 1.8 2.0 2.2 2.4 EN ROCA 1.4 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 EN ZONAS INUNDABLES

LONGITUD DEL POSTE (m) 8 10 12 14 16 18

Rellenar con rocas o concreto pobre

Nota: Para estructuras de retencin y ngulos fuertes, aumentar la profundidad de enterramiento en un 15%. Especificaciones para postes de madera: a. b. c. d. e. Los postes deben provenir de rboles sanos, vivos, con un mnimo de ocho aos de edad y cortados en la poca de menor circulacin de sabia. No deben cortarse durante la estacin lluviosa y menos que se use secado artificial o inhibidores qumicos para proteger los postes de los hongos e insectos antes de la inmunizacin. Dentro de los ocho das posteriores al corte, los postes debern ser liberados de la corteza, del liber y de cualquier otra materia extrao que se haya adherido. Los dos primeros metros inferiores del poste no deben ser pelados a mquina, si se pela por encima de esta altura, ser para quitar la corteza o alisar los nudos; la albura no debe removerse. Todos los postes deben ser secados inmediatamente d espus del corte, a una humedad uniforme inferior al 20%, medida en la profundidad mxima de la albura con un medidor Delmhorst RC-1 equivalente. Despus del secado, los postes no deben mostrar grietas en las secciones de corte en sus extremos. Maderas elegibles: Bsicamente se utilizara el eucalipto (Eucaliptus globulus) pero se podrn emplear otras especies una vez se demuestre que el procedimiento sea aceptable. Caractersticas Fsicas: - El esfuerzo de trabajo de la fibra no ser inferior a 200 kg/cm2, siendo tres el factor de seguridad. - El material debe garantizar una operacin que no sea desmejorada por la accin de la humedad y dems aparatos biolgicos y qumicos en un lapso mnimo de 20 aos. - Los postes tendrn un mnimo de 20mm de albura a la altura de la lnea de la tierra. Dimensiones: - Los postes deben tener ocho perforaciones de dimetro 11/16 para postes de 10, 12 metros, situadas la primera a 0.10m del extremo superior y las dems espaciadas a 0.20m.

f. g.

h.




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i. j.

k.

El corte del poste en la punta debe ser inclinado en 30 con relacin al eje y la base perpendicular al eje del poste. Marca: Todos los postes se marcarn con una placa metlica al fuego en la que se indique el nombre del proveedor, el ao de inmunizacin, tiempo de tratamiento, especie de madera. La placa o marca, se colocar a 3.5m de la base. Deformaciones: - La desviacin mxima admisible con respecto al eje es de 14 mm por metro. - Cuando se presenta curvatura en dos direcciones, el eje no debe quedar fuera del poste. - Cuando se presenta cambios de eje, la desviacin mxima permitida es de dimetro medido en 1.50m de longitud. - Para grano espiralado se acepta 120 de torsin. - Cualquier hueco proveniente de un nudo no podr tener una profundidad mayor del 10% de dimetro del poste del sitio donde se encuentre a su dimetro promedio no podr ser mayor de 50mm. - Se admitir hasta dos nudos firmes, aislados, o cinco nudos agrupados en una longitud de un metro, siempre que la suma promedio no exceda de 0.15m - Cuando una grieta se origina en el extremo superior o inferior del poste, la abertura no podr ser mayor de la dcima parte o de la quinceava parte o del dimetro medido en la seccin de mxima abertura respectivamente. - Fuera de la lnea de empotramiento la suma de las aberturas mxima de las grietas en una seccin de 2m de longitud no podr ser mayor de la dcima parte del dimetro promedio de esta seccin; y la abertura de una sola grieta no podr ser mayor a la dieciochoava parte del dimetro medido en la seccin de mxima abertura. - La longitud de cada rajadura no deber exceder de dos veces el dimetro en la seccin de carga y tres veces el correspondiente en la seccin de empotramiento. - La abertura mxima de una rajadura no podr ser mayor de la dcima parte del dimetro en la seccin correspondiente. - El poste tendr hasta una rajadura en la seccin de carga hasta dos en la seccin de empotramiento, en este ltimo caso, la longitud de la segunda rajadura no podr ser mayor de 0.20m - La suma total de grietas y rajaduras, en una misma seccin no podr ser superior a un tercio de dimetro en la base o un quinto en la punta. - Ningn poste debe tener orificios grandes que indique la penetracin de insectos en el tejido leoso. - El almacenamiento deber evitar: - Aireacin y secado o impropio o parcial, recargando humedad en centro del poste. - Desproteccin de la lluvia o agente externos que afecten la uniformidad de la humedad. - Pudricin e influencia de madera en pudricin. Secado: Antes del proceso de inmunizacin, deber someterse el poste a un proceso de secado, preferiblemente artificial con ciclos de tratamiento que eviten el secamiento no uniforme. Segn el destino final que tenga cada lote de postera. -




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l.

Inmunizacin: Los postes debern inmunizarse por el proceso de clula llena, de acuerdo a las normas American Wood Presever Association (AWPA) C1 y C4. El proceso de impregnacin y las especificaciones y propiedades benficas de los inmunizantes a utilizar debern considerar no solo el poder de inmunizacin, sino la resistencia a la disminucin de concentracin causada por agentes atmosfricos. Los postes debern ser tratados preferiblemente con sales de Cr, Cu y As, CCA en pasta o semilquido. El inmunizante deber estar especificado en base de oxido y no en peso comercial. El inmunizante debe ajustarse a la AWPA P-5 como sigue: CrO3 CuO As 2O5 TIPO B 35.3 % 19.6 % 45.1 % TIPO C 47.5 % 18.5 % 34.0 %

m.

La retencin del CCA en el poste no deber ser inferior al 9.6 kg/m 3 y la penetracin debe impregnar la totalidad de la albura. La inmunizacin con utilizacin con creosota a sales o sales por otro sistema que el indicado debern someterse a un perodo de prueba o una aprobacin previa del procedimiento y el equipo que emplee el fabricante. Repeticin del tratamiento de inmunizacin: El tratamiento de inmunizacin se podr repetir nicamente una vez.

12.4.2 Postes de concreto Los postes de concreto que se utilizarn en la construccin de niveles I y II sern de los tipos aceptados por las normas colombianas. Estos pueden construirse con diversas tcnicas (vibracin, centrifugado, pretensado). A continuacin se presenta la tabla 12.17. donde se especifica las caractersticas principales de postes de concreto centrifugado con refuerzo de acero y forma troncnica.Tabla 12.17 Caracterstica de los postes de concreto DIMETROS CARACTERISTICASLARGO (m) PUNTA (cm) BASE (cm) TIPO CARGA DE ROTURA(kg) PESO APROX (kg)

8

10

12 12 12 12 12 12 12 17 17 22

24 24 24 27 27 27 27 32 32 37

Telfono Lnea Reforzado Extra Reforzado Telfono Lnea Reforzado Extra Reforzado Extra Reforzado Sper Reforzado

300 510 750 900 300 510 750 1050 1350 1500

400 400 400 530 600 600 600 800 800 1000




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Tabla 12.17 Caracterstica de los postes de concreto DIMETROS CARACTERISTICASLARGO (m) PUNTA (cm) BASE (cm) TIPO CARGA DE ROTURA(kg) PESO APROX (kg)

12

14

14 14 19 19 16 16

32 32 37 37 37 37

Lnea Reforzado Extra Reforzado Extra Reforzado Reforzado Extra Reforzado

510 750 1050 1350 750 1050

900 900 1450 1450 1600 1600

Resistencia a la compresin del concreto: La resistencia mnima a la compresin para el concreto, ser de 246 kg/cm para los postes con refuerzo convencional y de 350 kg/cm para los postes de concreto pretensionado. Esta resistencia deber ser comprobada mediante ensayos de laboratorio de los cilindros tomados de varias cochadas, de acuerdo con la norma NTC 673. En cuanto a la calidad del concreto, se deben seguir los procedimientos establecidos en el captulo c.4 del Cdigo Colombiano de Construcciones Sismo-Resistentes. Decreto 1.400 de 1.984. Si las circunstancias de transporte, manipulacin en obra, deformaciones bajo carga de trabajo as lo exigen, se podr solicitar al fabricante la utilizacin de un concreto de mayor resistencia. 12.4.3 Normas que se aplicanNTC 2 NTC 30 NTC 116 NTC 121 NTC 159 NTC 161 NTC 174 NTC 248 NTC 321 NTC 673 NTC 1097 NTC 1299 NTC 1329 NTC 2010 Ensayo de traccin para productos de acero Cemento Prtland - Clasificacin y nomenclatura Alambre duro para refuerzo de hormign Especificaciones fsicas y mecnicas que debe cumplir el cemento Portland. Refuerzo de pretensionamiento alambre trenzado Barras lisas de acero al carbono Especificaciones de los agregados para el hormign Barras corrugadas de acero al carbono, para hormign armado Especificaciones qumicas del cemento Portland Ensayo de resistencia a la compresin, de cilindros normales de hormign. Control estadstico de calidad. Inspeccin por atributos. Planes de muestra nica, doble y mltiple con rechazo. Aditivos qumicos para el hormign Postes de hormign armado para lneas areas de Energa y Telecomunicaciones Refuerzo de pretensionamiento alambrn

Cdigo Colombiano de Construcciones Sismo Resistentes - Materiales y calidad del concreto A.W.S.D 12.1 (A.C.I 318) - "Prcticas recomendables para soldar acero de refuerzo, insertos metlicos y conexiones, en construcciones de Concreto Reforzado".




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Se entiende que todas las Normas citadas en estas especificaciones se refieren a la ltima revisin. 12.4.4 Acero de refuerzo principal El acero de refuerzo utilizado en la fabricacin de los postes, debe cumplir con las normas NTC 116, 161 y 248. Para los postes pretensionados el refuerzo debe cumplir con lo especificado en la norma NTC 2010. Las varillas de refuerzo deben ser de acero de alta resistencia, con lmite mnimo de fluencia de 4.200 kg/cm. El acero de refuerzo no debe presentar una deformacin mayor del 14% sobre probeta de 200 mm., en ensayo de laboratorio ejecutado segn la Norma NTC No. 2. Tanto el concreto y sus materiales constitutivos como el acero de refuerzo, deben cumplir con lo especificado para "materiales" y "calidad del concreto" en el Cdigo Colombiano de Construcciones Sismo-resistentes. Decreto 1.400 de 1.984 en sus captulos c.3 y c.4. En cuanto a la calidad y especificaciones de los agregados para el concreto, estos debern cumplir con la Norma NTC 174. 12.4.5 Cimentacin de postes Para la cimentacin de postes se tendr en cuenta la siguiente expresin:

t = D + 0.1mDonde: D =H + 0 .6 m 10

t = Profundidad de la cimentacin. D = Profundidad de enterramiento del poste. H = Altura del poste. = Dimetro de excavacin. Para entender su aplicacin, observar la figura 12.1, adems la tabla 12.18:




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Tipo de poste (Madera o Concreto) 10 m 12 m 14 m

Tabla 12.18 Excavacin para postes Dimetro (m) Enterramiento del Poste (m) 0.3 + a 1.6 0.4 + a 1.8 0.5 + a 2.0

Profundidad de excavacin t (m) 1.7 1.9 2.1

En caso de tenerse una condicin diferente a la aqu mencionada debe realizarse un estudio y anlisis que ser evaluado para su autorizacin por el IPSE. 12.4.6 Excavacin para poste de concreto tipo lnea El relleno utilizado alrededor del poste puede ser de dos tipos: a. b. En terrenos normales, recebo compactado. Para andenes con acabado en concreto o en terrenos de baja capacidad portante, se usa el recebo compactado ms un anillo en concreto de 3000 psi. El anillo en concreto debe tener las siguientes dimensiones mnimas: a = 15 cm, b = 20 cm.

12.4.7 Excavacin para poste de concreto tipo reforzado El relleno utilizado alrededor del poste debe ser de recebo compactado, ms un anillo en concreto de 3000 psi. El anillo de concreto debe tener las siguientes dimensiones mnimas : a = 20 cm, b = 80 cm. 12.4.8 Excavacin para poste de madera El relleno utilizado alrededor del poste debe ser relleno compactado. No se recomienda utilizar cimentaciones de concreto alrededor de los postes de madera. Tampoco utilizar como relleno piedras, ni tierra que contenga residuos vegetales. Como la portera de madera se usa preferencialmente en electrificacin rural los esfuerzos que se ejercen sobre los postes tipo pesado, se compensan utilizando solamente templetes.




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H

LINEA DE ENTERRAMIENTO b

CONCRETO

f CIMENTACION

a

a

Figura 12.1 Cimentacin de postes

Nota: La cimentacin es valida para las torrecillas metlicas




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12.5

AISLADORES

Esta especificacin establece las caractersticas que deben reunir los aisladores de porcelana para ser utilizados principalmente en sistema de nivel I y II. 12.5.1 Especificaciones generales a. Material de los Aisladores: Los aisladores sern de porcelana del tipo de proceso en hmedo Wet Process o vidrio templado de altas propiedades aislantes, alta resistencia mecnica, alta inercia qumica, elevado punto de fusin, esmalte color caf, o gris porosidad nula, libre de defectos tales como grietas, calcinaciones, burbujas y estar completamente vitrificado. Toda la superficie expuesta del aislador debe cubrirse con un esmalte de tipo compresin duro, liso, brillante, impermeable a la humedad que le permita mantenerse fcilmente libre de polvo o suciedad residuales ocasionada por la contaminacin ambiental por medio de lavado natural de las aguas lluvias. El material utilizado en la fabricacin de las campanas metlicas y los pernos debe cumplir con la norma ASTM A47 o A536 segn se trate de hierro maleable o hierro dctil, y las normas NTC 1576, NTC 1920 cuando se trate de acero. Las chavetas deben ser de acero austentico inoxidable o bronce o latn y deben tener seccin aproximadamente semicircular. La fijacin de las partes metlicas y de porcelana, cuando se requiera, deben hacerse mediante una capa de cemento uniforme y homognea, que no reaccione qumicamente con las partes metlicas ni produzca rotura por las expansiones o se afloje por contracciones que puedan presentarse durante el servicio. El cemento deber estar de acuerdo con las normas NTC 30,117,121, 225, 297, 321, 397 y 597. Los aisladores tipo poste debern ser de ncleo slido, para instalacin vertical u horizontal sobre crucetas de madera o metlicas con base metlica de material altamente resistente a la corrosin. Marcacin: Los aisladores deben tener impresa la marca del fabricante, el nombre de la empresa compradora y el ao de manufactura, Adicionalmente para los aisladores de suspensin debe incluirse la resistencia mecnica de prueba y electromecnica garantizadas. Las marcas deben imprimirse antes de la coccin y permanecer legibles despus de la misma y del vidriado Normas tcnicas utilizadas en la presente especificacin:NORMA NTC 693 (ANSI-C29.3) NTC 694 (ANSI C29.4) NTC 2620 (ANSI C29.7) NTC 1243 (DIN 40680) NTC 1285 (ANSI C29.1) NTC 2076 (ASTM A-153) (ASTM A-153) DESCRIPCIN Aisladores de porcelana tipo carrete, fabricados por el proceso hmedo. Aisladores de porcelana tipo tensor fabricados por proceso hmedo. Aisladores de Lnea tipo poste (line post) fabricados en porcelana por el proceso hmedo. Tolerancias para piezas en cermica utilizadas en electrotecnia. Aisladores. Definiciones, pruebas elctricas y mecnicas. Galvanizado por inmersin en caliente para herrajes y perfiles estructurales en hierro y acero. Determinacin de la capa de zinc en elementos de fundicin y/o acero mediante el mtodo preece.

b.

c.




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NORMA ASTM A-47 ASTM A- 536 NTC 30 NTC 117 NTC 121 NTC 225 NTC 297 NTC 321 NTC 397 NTC 597

DESCRIPCIN mtodo preece. Especificaciones para las piezas fundidas en hierro maleable. Especificaciones para las piezas fundidas en hierro dctil. Cemento Portland. Clasificacin y nomenclatura. Cemento Portland. Determinacin del calor de hidratacin. Cemento Portland. Especificaciones fsicas y mecnicas. Cemento Portland. Determinacin del falso fraguado. Mtodo del mortero. Cemento Portland. Determinacin del falso fraguado. Mtodo de la pasta. Cemento Portland. Especificaciones qumicas. Cemento Portland. Expansin potencial de morteros expuestos a la accin de sulfatos. Cemento Portland. Determinacin de la finura. Mtodo del turbidmetro.

12.5.2 Aislador tipo pin o espigo Esta clase de aislador puede presentar una o varias faldas dependiendo de la tensin de utilizacin, teniendo adems un agujero roscado, que es donde se introduce el pin o espigo para su montaje. Los aisladores tipo pin deben cumplir las siguientes especificaciones, basada en la norma ANSI C29 de 1977.Tabla 12.19 Especificaciones aisladores tipo pin. Caractersticas Unidad Pin hasta 15 kV Utilizacin Alineamiento Referencia ANSI 55-4 Distancia de Fuga Mm 229 Distancia de arco en Seco Mm 127 Resistencia electromecnica Kg Resistencia al Impacto Kg/cm Resistencia al Cantiliver Kg 1363 Tensin de Prueba Kg Tensin Sostenida Kg Tensin mxima de trabajo Kg Flameo de baja frecuencia en seco kV 70 Flameo de baja frecuencia en hm edo Kv 40 Flameo crtico al impulso positivo KV 110 Flameo crtico al impulso negativo KV 140 Tensin de perforacin de baja frecuencia KV 95 Pin hasta 35 Kv Alineamiento 56-3 533 241 1363 125 80 200 265 165

12.5.3 Aislador tipo suspensin o retencin Este tipo de aislador se utiliza para estructuras de retencin o suspensin en los niveles I y II. Los aisladores tipo suspensin (plato) deben cumplir las siguientes especificaciones, basada en la norma ANSI C29 de 1977.




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Tabla 12.20 Caractersticas aislador tipo suspensin o retencin Caractersticas Unidad Disco de 6 Disco de 10 Utilizacin Retencin o Suspensin Retencin o Suspensin Referencia ANSI 52-1 52-3 Distancia de Fuga Mm 178 292 Distancia de arco en Seco Mm Resistencia electromecnica Kg 4550 6820 Resistencia al Impacto Kg/cm 52 64 Resistencia al Cantiliver Kg Tensin de Prueba Kg 2300 3410 Tensin Sostenida Kg 2730 4550 Tensin mxima de trabajo Kg 2300 3410 Flameo de baja frecuencia en seco kV 60 80 Flameo de baja frecuencia en hmedo Kv 30 50 Flameo crtico al impulso p ositivo KV 100 130 Flameo crtico al impulso negativo KV 100 125 Tensin de perforacin de baja frecuencia KV 80 100

12.5.4 Aisladores de lnea tipo poste (Lnea Post) Los aisladores tipo poste debern ser de ncleo slido, para instalacin vertical u horizontal sobre crucetas de madera o metlicas con base metlica de material altamente resistente a la corrosin. Adems los aisladores deben cumplir las siguientes caractersticas mecnicas y elctricas

Tabla 12.21 Caractersticas aislador tipo line post. DESCRIPCIN AISLADOR TIPO POSTE (LINE POST) NTC Alp-1 Alp-2 ANSI 57.1 57.2 Tensin en voladizo (Cantilever= ( KN) 12.5 12.5 Tensin de flameo a: Baja frecuencia en seco (kV) 70 100 Baja frecuencia en hmedo (kV) 50 70 Crtica de impulso positivo ( kV) 120 160 Tensin de radio influencia: Tensin de prueba rms a tierra (kV) 15 22 R.I.V. mximo a 1000 KHz sin RF ( uv) 100 100 Distancia de Fuga (mm) 356 559 Distancia de Arco (mm) 165 241




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12.5.5 Aislador tipo carrete para distribucin Los aisladores deben cumplir las siguientes caractersticas mecnicas y elctricas:Tabla 12.22 Caractersticas mecnicas y elctricas. DESCRIPCIN AISLADOR CARRETE NTC Ac-4 ANSI 53-4 Resistencia Transversal (kn) 20 Tensin de flameo a Baja frecuencia en seco (kV) 25 Baja frecuencia en hmedo Vertical (kV) 12 Baja frecuencia en hmedo horizontal (kV) 15

12.5.6 Aislador tensor para templetes Los aisladores deben cumplir las siguientes caractersticas mecnicas y elctricas:Tabla 12.23 Caracterstica mecnica y elctrica. DESCRIPCIN AISLADOR TIPO TENSOR NTC At-2 At-3 ANSI 54.2 54.3 Resistencia a la traccin (kn) 53 89 Tensin de flameo a Baja frecuencia en seco(kV) 30 35 Baja frecuencia en hmedo (KV) 15 18 Distancia de Fuga(mm) 48 57

12.6

CRUCETAS

Las crucetas son elementos estructurales que soportan los aisladores en las lneas de transmisin. Las cruce

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