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MÉXICO

BATERÍAS ABIERTAS PARA SERVICIO ESTACIONARIO

ESPECIFICACIÓN CFE V7100-19

MAYO 2017 REVISA Y SUSTITUYE A LA

EDICIÓN DE JULIO 2010

9AJB9

Texto escrito a máquina

Se anexa Fe de Erratas 181004

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170505

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170804

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BATERÍAS ABIERTAS PARA SERVICIO ESTACIONARIO ESPECIFICACIÓN

CFE V7100-19

850620 Rev 861216 930616 000707 080711 100712 170427 170505

C O N T E N I D O

1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN _______________________________________________________ 1

2 NORMAS QUE APLICAN ___________________________________________________________________ 1

3 DEFINICIONES ___________________________________________________________________________ 1

4 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES ____________________________________________ 1

4.1 Capacidad Nominal _______________________________________________________________________ 1

4.2 Tipo de Servicio __________________________________________________________________________ 2

4.3 Requisitos para la Instalación ______________________________________________________________ 2

4.4 Tensión del Sistema ______________________________________________________________________ 2

4.5 Electrolito _______________________________________________________________________________ 2

4.6 Rejilla __________________________________________________________________________________ 3

4.7 Tensión Inicial en Circuito Abierto __________________________________________________________ 3

4.8 Capacidad_______________________________________________________________________________ 3

4.9 Tipo de Construcción de las Celdas _________________________________________________________ 3

4.10 Materiales de las Celdas ___________________________________________________________________ 4

4.11 Número de Celdas por Batería ______________________________________________________________ 4

4.12 Densidad del Electrolito ___________________________________________________________________ 4

4.13 Tensión de Flotación ______________________________________________________________________ 5

4.14 Tensión de Igualación _____________________________________________________________________ 5

4.15 Tensión Final de Descarga _________________________________________________________________ 5

4.16 Recipiente de las Celdas __________________________________________________________________ 5

4.17 Tapones de Transporte, Llenado y Ventilación _______________________________________________ 6

4.18 Terminales de las Celdas Tipo Plomo-Ácido __________________________________________________ 6

4.19 Terminales de las Celdas Tipo Alcalino ______________________________________________________ 6

4.20 Bastidor de Montaje ______________________________________________________________________ 6

4.21 Conectores Intercelda _____________________________________________________________________ 7

4.22 Accesorios Opcionales ____________________________________________________________________ 7

4.23 Accesorios que Forman parte del Suministro _________________________________________________ 7

4.24 Partes de Repuesto _______________________________________________________________________ 8

5 CONDICIONES DE OPERACIÓN ____________________________________________________________ 8

5.1 Condiciones de Servicio __________________________________________________________________ 8


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5.2 Condiciones de desempeño operativo Eficiencia ______________________________________________ 8

6 CONDICIONES DE DESARROLLO SUSTENTABLE _____________________________________________ 9

7 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL _________________________________________________ 9

8 CONTROL DE CALIDAD ___________________________________________________________________ 9

9 TIEMPO DE VIDA ESPERADA _____________________________________________________________ 10

10 MARCADO _____________________________________________________________________________ 10

10.1 Placa de Identificación ___________________________________________________________________ 10

11 EMPAQUE, EMBALAJE, EMBARQUE, TRANSPORTACIÓN, DESCARGA, RECEPCION,

ALMACENAJE Y MANEJO ________________________________________________________________ 11

12 BIBLIOGRAFÍA __________________________________________________________________________ 12

13 CARACTERÍSTICAS PARTICULARES _______________________________________________________ 12

APÉNDICE A (Normativo) PRUEBA DECAPACIDAD _________________________________________________ 13

APÉNDICE B (Informativo) INFORMACIÓN TÉCNICA REQUERIDA _____________________________________ 15

APÉNDICE C (Informativo) RESUMEN DE CARÁCTERÍSTICAS TÉCNICAS ______________________________ 15

APÉNDICE D (Informativo) DENSIDAD PARA TEMPERATURAS DIFERENTES A 25 °C PARA BATERÍAS DE

PLOMO – ÁCIDO SERÁN PROPORCIONADAS POR EL FABRICANTE ____________________________ 20

TABLA 1 - Tensiones de sistema V c.d. ___________________________________________________________ 2

TABLA 2 - Número de celdas por batería __________________________________________________________ 4

TABLA 3 – Pruebas de prototipo y rutina / aceptación _______________________________________________ 9


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1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN Establecer las características y requerimientos técnicos que deben cumplir las baterías abiertas con electrolito líquido, para servicio interior, que utiliza la Comisión Federal de Electricidad (CFE), en sus instalaciones para suministrar la energía eléctrica en corriente directa de los sistemas de control, protección, señalización, comunicación, alumbrado de emergencia, excitación inicial de generadores, alimentación de equipos auxiliares de unidad y otros usos. 2 NORMAS QUE APLICAN

NOM-008-SCFI-2002 Sistema General de Unidades de Medida. NMX-J-523/486-ANCE-2000 Aparatos y Equipos de Uso doméstico – Vocabulario Electrotécnico

Internacional Capítulo 486: Celdas Secundarias y Baterías. NMX-Z-012-2-1987 Muestreo para Inspección por Atributos- Parte 2: Métodos de

Muestreo, Tablas y Gráficas. IEC 60623-2001 Secondary Cells and Batteries Containing Alkaline or other non-Acid

Electrolytes - Vented Nickel-Cadmium Prismatic Rechargeable Single Cells.

IEC 60896-11-2002 Stationary Lead-Acid Batteries - Part 11: Vented Types - General

Requirements and Methods of Tests. CFE L1000-11-2015 Empaque, Embalaje, Embarque, Transporte, Descarga, Recepción y

Almacenamiento de Bienes Muebles Adquiridos por CFE. CFE L1000-32-2015 Manuales, Procedimientos e Instructivos Técnicos. CFE H1000-17-2015 Guantes de Protección contra Sustancias Químicas. CFE D8500-01-2009 Selección y Aplicación de Recubrimientos Anticorrosivos. CFE D8500-02-2009 Recubrimientos Anticorrosivos. CFE D8500-03-2007 Recubrimientos Anticorrosivos y Pinturas para Centrales

Termoeléctricas.

NOTA: En caso de que los documentos anteriores sean revisados o modificados, debe tomarse en cuenta la edición en vigor en la fecha de publicación de la convocatoria de la licitación, salvo que la CFE indique otra cosa.

3 DEFINICIONES Son las contenidas en la norma mexicana NMX J-523/486-ANCE. 4 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES 4.1 Capacidad Nominal La capacidad nominal de una batería se expresa en ampere-hora, considerando un régimen de descarga de acuerdo al tipo de celda, temperatura del electrólito de 25 °C.


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El fabricante debe proporcionar en forma escrita las tablas y graficas con los valores de corrección de la capacidad de la batería para las siguientes condiciones:

a) Para temperaturas de – 10 ºC a 55 ºC, con incrementos de 1 ºC.

b) Periodos de descarga de 1 h a 15 h, con incrementos de 1 h. Estos factores de corrección, se deben proporcionar en forma numérica, ordenados en una tabla y entregarse con el equipo en sobre cerrado a prueba de intemperie. 4.2 Tipo de Servicio Las baterías tipo estacionario deben ser para servicio interior. 4.3 Requisitos para la Instalación Las baterías deben ser alojadas en un cuarto cerrado y acondicionado, con instalaciones eléctricas a prueba de explosión, con dimensiones apropiadas al tamaño y capacidad del banco de baterías con: extractores de aire, lámparas, lava ojos, sustancias para neutralizar la acción por derrame de ácido, tarja, dicho local debe proteger de fenómenos naturales, fenómenos por fuego, explosión y fluidos. 4.4 Tensión del Sistema Son las tensiones indicadas en la tabla 1.

TABLA 1 - Tensiones de sistema V c.d.

Nominal Máxima Mínima

12 14 10

24 28 20

48 56 42

125 140 105

250 280 210

NOTA: En las Características Particulares se indica la tensión de operación de la batería, la cual corresponde a la tensión nominal del

sistema al que se conecta. Este valor se debe seleccionar de la tabla 1.

4.5 Electrolito 4.5.1 Para baterías plomo-ácido La densidad del electrolito a 25 °C debe estar dentro los dos diseños siguientes:

a) Tipo 1.210: La densidad del electrolito debe ser de 1.200 mínimo a 1.220 g/cm3 máximo

b) Tipo 1.240: La densidad del electrolito debe ser de 1.230 mínimo a 1.240 g/cm3 máximo La fórmula para corregir la densidad a 25 °C es la siguiente:

D25°C= Dt + (0.0006 * (t-25°C))


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En donde: D25°C= Densidad corregida a 25 °C. Dt= Densidad real medida. t= Temperatura real del electrolito. 4.5.2 Para baterías alcalinas La densidad del electrolito a 25 °C debe estar en el valor mínimo de 1.180 g/cm3 y máximo el valor de diseño del fabricante. La temperatura del electrolito no debe de exceder de 45 °C ya que este efecto es perjudicial para la vida y funcionamiento de las celdas. Las altas temperaturas aceleran el proceso de carbonatado dentro de las celdas. Es necesario remplazar el electrolito de las baterías alcalinas si el contenido de carbonato llega o supera los 75 g/l, para esto hay que tomar muestras y enviarlas al laboratorio. En caso de que el resultado sea positivo se requerirá el reemplazo inmediatamente. 4.6 Rejilla Las rejillas y soportes de las placas, deben ser de un material tal que no intervenga la reacción química de las celdas y no se deteriore con la operación de la batería durante la vida esperada de la misma. 4.7 Tensión Inicial en Circuito Abierto Para baterías de plomo-ácido debe ser de: 2.0 V c.d. por celda como mínimo. Para baterías alcalinas debe ser de: 1.2 V c.d. por celda como mínimo.

4.8 Capacidad 4.8.1 Para batería de plomo-ácido Para una celda nueva, referida a 25 °C y con régimen de descarga de 8 h, debe ser como mínimo del 90 % de la indicada en los datos de placa y después de los primeros 10 ciclos de carga y descarga debe ser como mínimo del 100 % de la indicada, cuando se pruebe de acuerdo con el método de prueba descrito en el capítulo de control de calidad. La capacidad de una batería varía con el régimen de descarga al que está siendo sometido y a la temperatura a la que se efectúa la prueba, así como al tiempo de vida esperado. Retención de carga: La pérdida de capacidad cuando se efectúe la prueba de retención de carga, no debe exceder del 30 % de la capacidad inicial en cada tipo de celda. 4.8.2 Para baterías alcalinas Para una celda nueva, referida a 25 °C y con régimen de descarga de 5 h, debe ser como mínimo del 100 % de la indicada en los datos de placa. La capacidad de una batería varía con el régimen de descarga al que está siendo sometida y a la temperatura a la que se efectúa la prueba, se debe tener como referencia lo descrito en el párrafo anterior. 4.9 Tipo de Construcción de las Celdas Todas las celdas que forman una batería, deben ser de un solo tipo de los dos siguientes:

a) Tipo plomo - ácido (plomo - antimonio).


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b) Tipo alcalino (níquel - cadmio). En las Características Particulares se debe indicar el tipo de batería a suministrar, así como el tipo de construcción de las placas (placa plana, placa tubular, entre otros), y si se requiere que las placas estén contenidas en bolsa microporosa. Las celdas deben estar contenidas individualmente, no se acepta más de una celda en un mismo vaso y que estas compartan sus paredes, de tal modo que deben ser extraíbles en forma individual. No se aceptan celdas cargadas en húmedo. 4.10 Materiales de las Celdas Los materiales empleados en la fabricación de las celdas, no se deben degradar por la acción del electrolito y gases, durante la vida esperada de la batería. 4.11 Número de Celdas por Batería El número de celdas por batería correspondientes a cada tipo de celda y tensión de operación, no debe ser mayor a lo se indica en la tabla 2.

TABLA 2 - Número de celdas por batería

Tensión del sistema V c.d.

Número de celdas por batería

Plomo-ácido Alcalinas

12 6 10

24 12 20

48 24 37

125 60 92

250 120 184

4.12 Densidad del Electrolito 4.12.1 Densidad para celdas tipo plomo-ácido La densidad del electrolito a 25 °C debe estar dentro los dos diseños siguientes:

a) Tipo 1.210: La densidad del electrolito debe ser de 1.200 mínimo a 1.220 g/cm3 máximo

b) Tipo 1.240: La densidad del electrolito debe ser de 1.230 mínimo a 1.240 g/cm3 máximo * NOTA: Para densidades mayores a 1.210 g/cm3 se recomienda instalar el número de celdas adecuado a la tensión del sistema a

suministrar. Ej. Celdas de 1.240 g/cm3 se ajusta de 120 a 116 celdas para sistemas de 250 V c.d.

4.12.2 Densidad del electrolito para celdas tipo alcalina La densidad del electrolito a 25 °C debe estar en el valor mínimo de 1.180 g/cm3 y máximo los valores de diseño del fabricante. 4.12.3 Manejo del electrolito Se debe utilizar una bomba y accesorios de material adecuados para el manejo del electrolito, para el llenado de las celdas desde el envase a cada una de las celdas, con seguridad y sin riesgo para el personal.


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4.13 Tensión de Flotación Las tensiones de flotación debe ser referenciadas a su densidad y temperatura nominales a 25 ºC por celda, para los diferentes tipos de baterías, deben ser las siguientes:

a) Para celdas tipo plomo-ácido (plomo-antimonio) Tipo 1.210 2.15 V c.d./Celda a 2.17 V c.d./Celda. Tipo 1.240 2.23 V c.d./Celda

b) Para celdas tipo alcalinas (níquel-cadmio) 1.38 V c.d./Celda a 1.45 V c.d./Celda.

4.14 Tensión de Igualación Las tensiones de igualación a 25 ºC por celda para los diferentes tipos de baterías, deben ser las siguientes:

a) Para celdas tipo plomo-ácido (plomo-antimonio) 2.30 V c.d./Celda a 2.33 V c.d./celda.

b) Para celdas tipo alcalinas (níquel-cadmio) 1.47 V c.d./Celda a 1.52 V c.d./celda.

4.15 Tensión Final de Descarga La tensión final de descarga al régimen especificado para cada tipo de batería, debe ser la siguiente:

a) Para celdas plomo - antimonio 1.75 V c.d./celda.

b) Para celdas níquel - cadmio 1.14 V c.d./celda. 4.16 Recipiente de las Celdas El recipiente de las celdas debe ser de material aislante transparente o translúcido claro, que permita observar las placas positivas y negativas, así como la sedimentación y el nivel del electrolito. Las características mecánicas de los recipientes deben ser tales que resistan impactos o los esfuerzos externos debidos al transporte, manejo, instalación y operación de las mismas. Así mismo durante su vida útil el recipiente no debe presentar deformación, fisuras, agrietamiento y/o cambios de coloración que afecten la operación y/o que no permita observar el interior del mismo. El recipiente debe tener marcas de bajo o alto relieve al menos en dos lados paralelos, para indicar los niveles máximos y mínimos del electrolito en forma indeleble. El recipiente de las celdas plomo-ácido del tipo empastado, debe tener un espacio para recibir los sedimentos entre el extremo inferior de las placas y el fondo del recipiente, como mínimo del 10 % de la altura de las placas, pero nunca menor de 30 mm. A excepción de las celdas cuyas placas estén contenidas en bolsa (microporosa). 4.16.1 Fugas (hermeticidad) No se deben presentar fugas en el sello del recipiente y tapa, ni en postes terminales. En su caso tener espacio para soportar el crecimiento natural del poste durante la vida esperada de la batería a fin de evitar fisuras o agrietamiento en el cuerpo del vaso y tapa. El compuesto sellador de la parte superior debe ser un compuesto tal que forme un solo cuerpo, entre el vaso y la tapa y debe permanecer hermético durante toda la vida útil de la batería.


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4.17 Tapones de Transporte, Llenado y Ventilación Cada celda debe contar con dos tapones uno para transporte y otro para operación. El tapón de operación de cada celda debe ser antiflama que permita el llenado y medición del electrolito además de permitir la salida de los gases producidos. 4.18 Terminales de las Celdas Tipo Plomo-Ácido Las terminales de las celdas deben ser de plomo tipo poste de sección cuadrada o rectangular, con caras paralelas y con capacidad suficiente de conducción para todas las condiciones de carga y descarga a la máxima corriente que puede manejar la celda y deben indicar la polaridad en forma permanente en cada poste. Las terminales deben contar con los conectores y tuercas necesarias para formar una batería a la capacidad nominal del banco y que los materiales empleados eviten el par galvánico y/o sulfatación. 4.19 Terminales de las Celdas Tipo Alcalino Las terminales deben ser de acero, protegidas contra la corrosión y con capacidad suficiente de conducción para todas las condiciones de descarga y máxima corriente que puede manejar la celda. Las terminales deben contar con los conectores y tuercas necesarias del mismo material para formar una batería. 4.20 Bastidor de Montaje Cada batería se debe suministrar con su correspondiente bastidor de montaje.

a) Este bastidor de montaje debe estar formado de acero estructural o estructuras de lámina de acero de calibre no menor de 3.18 mm.

b) Este bastidor se debe tratar y recubrir para resistir los efectos corrosivos del electrólito y del medio

ambiente, de acuerdo con las especificaciones CFE D8500-01, CFE D8500-02 y CFE D8500-03.

c) Este bastidor debe estar formado por no más de dos escalones salvo que se indique otra cosa en las Características Particulares y debe tener un arreglo tal que permita el mantenimiento, llenado de electrólito, toma de lecturas de tensión, densidad, inspección de nivel y reemplazo de celdas. No se acepta el arreglo en el cual el segundo escalón queda encima del primero. La distancia de separación entre escalones no debe ser menor a 30 cm.

d) El plano del arreglo y dimensiones del bastidor, que incluye el número de escalones del mismo, debe

ser aprobado por CFE, previo al inicio del proceso de fabricación. e) El bastidor debe ser para montaje directo sobre el piso y contar con los dispositivos necesarios para

conectarse a tierra. En los puntos de apoyo debe contar con base y orificios para anclarse al piso.

f) Debe llevar entre los recipientes de las celdas y el bastidor, un material aislante y resistente a la corrosión que evite el contacto entre ellos. Los bastidores deben contar con un aislamiento dieléctrico especial que impida la continuidad eléctrica en caso de derrame del electrolito.

g) En zonas sísmicas, el bastidor debe contar con los medios para sujetar las celdas según se indique

en las Características Particulares de esta especificación.

h) Para centrales de generación se debe considerar el suministro de los vibroniveladores de montaje al piso para disminuir la transmisión de las vibraciones del equipo electromecánico a la batería.


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4.21 Conectores Intercelda Los conectores intercelda, deben tener una longitud tal que permita la separación entre celdas mínimo de 10 mm con protección de material aislante en conector y tornillería y de un material que evite el par galvánico para celdas de plomo-ácido, para celdas alcalinas, los conectores deben ser de acero. Deben tener la capacidad suficiente para transportar la máxima corriente de descarga durante el tiempo de régimen nominal de 8 h, sin presentar calentamientos y/o deformaciones. Se debe suministrar puentes de interconexión a compresión con el torque adecuado o apriete, suministrado por el fabricante, a fin de garantizar una menor resistencia de contacto entre escalones para la conexión serie de las celdas, con capacidad suficiente de conducción para todas las condiciones de carga y descarga y máxima corriente que puede manejar la celda. El fabricante debe proporcionar el par de apriete de los tornillos para las conexiones interceldas. 4.21.1 Conectores terminales de salida de la batería Se deben suministrar dos (2) conectores terminales de salida, para cable de 67.43 mm2 a 107.2 mm2, uno de cada extremo eléctrico de la batería, a menos que se indique un conductor mayor en las Características Particulares, para recibirlos cables de cobre de fuerza de la CFE, debiendo indicar al fabricante el par de apriete de estos conectores. 4.22 Accesorios Opcionales En caso de requerirse los accesorios opcionales se deben indicar en Características Particulares:

a) Un (1) densímetro – termómetro, capaces de tomar muestras de electrolito de las celdas para lecturas

en campo con al menos las características siguientes: - Los valores de temperatura deben leerse en ºC. - Los valores de densidad deben cumplir con las unidades descritas en la norma NOM-008-SCFI. - Tener calibración vigente.

b) Herramientas especiales:

- Llaves abiertas (españolas) aisladas.

- Torquímetro. c) Equipo de seguridad para el personal:

- Guantes para manejo de electrólito de acuerdo a la especificacion H1000-17.

- Peto, botas y careta que resistan la acción de substancias ácidas.

4.23 Accesorios que Forman parte del Suministro

a) Electrolito suficiente para cada batería.

b) Medio para izaje de una celda.

c) Conectores intercelda y tornillos.

d) Tapones para transporte y almacenaje.


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e) Tapones de operación con supresor de flama y de llenado libre de derrames.

f) Bomba y accesorios para llenado de las celdas con electrolito.

g) Bastidor soporte.

h) Conectores de puesta a tierra.

i) Grasa libre de óxido para instalar en cada una de las terminales de los postes.

j) Puentes de interconexión.

4.24 Partes de Repuesto Por cada batería, se deben de considerar las partes de repuesto siguientes:

a) Una celda igual a la batería cotizada, cargada en seco, con terminales, tuercas y conectores.

b) Cuatro (4) conectores intercelda.

c) Cinco (5) tapones de operación con supresor de flama y de llenado libre de derrames. 5 CONDICIONES DE OPERACIÓN 5.1 Condiciones de Servicio Las baterías deben operar bajo las siguientes condiciones:

a) Temperatura de operación ambiente máxima de 55 °C y mínima de – 10 °C en condiciones diferentes a estas se deben especificar en las Características Particulares.

b) Altitud de operación de 2 500 m.

5.2 Condiciones de desempeño operativo Eficiencia La eficiencia está dada por el coeficiente entre la capacidad del acumulador y la cantidad de electricidad absorbida en la carga, y se calcula empleando la fórmula siguiente:

En donde: η= Eficiencia en %. C= Capacidad de la batería a 25 °C determinada por el fabricante. Cc= Cantidad de electricidad absorbida en la carga, corregida a 25 °C.


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6 CONDICIONES DE DESARROLLO SUSTENTABLE

El fabricante debe tomar en cuenta, desde la etapa del diseño de la batería, las condiciones de protección ambiental

como parte de un desarrollo sustentable que se establecen en las normas nacionales e internacionales vigentes, que

debe acatar en los lugares de trabajo durante las maniobras de entrega del equipo, el almacenaje, el montaje, las

pruebas, la operación y el mantenimiento.

Lo que queda sujeto a ser verificado por el personal asignado por la CFE.

Si derivado de las actividades que desarrolle el fabricante, por la aplicación de esta especificación:

Se generan residuos peligrosos de manejo especial o tipo municipal, tiene la obligación de manejarlos con estricto apego

a la normativa ambiental vigente establecida para cada tipo de residuo.

7 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL Durante la fase de fabricación, el fabricante debe identificar las características críticas o de riesgo de seguridad, que se presentan durante su montaje, operación y mantenimiento, debiendo cumplir con la normatividad en materia de seguridad en el trabajo aplicable y en su caso cumplir con las normas internacionales y/o extranjeras equivalentes que estén relacionadas con la seguridad.

8 CONTROL DE CALIDAD Todas las baterías deben ser supervisadas y probadas por CFE representada por el LAPEM o la persona física o moral que se designe. La liberación del equipo se realizara una vez que se entregue la evidencia de evaluación de las pruebas de aceptación en fábrica y pruebas de aceptación en sitio. Las pruebas a que se someten las baterías son de: prototipo y rutina / aceptación.

TABLA 3 – Pruebas de prototipo y rutina / aceptación

Prueba

Plomo – ácido Alcalinas

Prototipo Aceptación Prototipo Aceptación

Normas que Aplican IEC 60896-11 IEC 60623

Inspección visual: datos de placa indeleble

X X X X

Dimensiones y masa X X X X

Capacidad (véase apéndice A) (Prueba en sitio)

X X X X

Capacidad a 1 m, 1h, 3hs y 5hs X - X -

Resistencia interna X - - - - - -

Retención de carga X - - X - -

Descarga intensa X - - X - -

Densidad del electrolito X X - - - -

Tensión inicial (circuito abierto) X X X X

Continua…


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…Continuación

Eficiencia X - - - - - -

Fugas (hermeticidad) X X X X

Prueba de envejecimiento prematuro*. X

NOTA: * Conforme a la referencia 5.

Para la prueba de hermeticidad se debe someter a una presión de 14.71 kPa durante 5 s en el caso de las baterías alcalinas y de 10.35 kPa durante 15 s para las baterías de plomo - ácido.

Los protocolos de prueba se deben suministrar con las baterías. Las baterías se deben suministrar con electrolito por separado, se debe tomar una muestra de acuerdo a las tablas de muestreo dadas en la norma NMX-Z-012-2, para llevar a cabo las pruebas de aceptación con excepción de las pruebas de tensión a circuito abierto y capacidad. No se aceptan celdas cargadas en húmedo. Es responsabilidad del fabricante realizar las pruebas de rutina, de acuerdo a la tabla 3, previo a las pruebas de aceptación. El fabricante debe presentar para su análisis y aceptación por parte de CFE-LAPEM, las pruebas de prototipo, las cuales deben cumplir con las normas y pruebas indicadas en la tabla 3 de esta especificación. 8.1 Pruebas de Aceptación en Sitio El fabricante debe llevar a cabo las pruebas que se listan, estas deben ser realizadas en el sitio de instalación las cuales deben ser verificadas y aprobadas por el LAPEM al momento de la puesta en servicio.

a) La prueba de capacidad de acuerdo al apéndice A b) La prueba de impedancia o resistencia interna.

c) Medición de tensión en cada celda y tensión en terminales.

d) Prueba de densidad del electrolito

El fabricante debe proporcionar al área usuaria y al LAPEM las curvas y/o tablas de las pruebas solicitadas en este punto.

9 TIEMPO DE VIDA ESPERADA Las baterías cubiertas por esta especificación, el fabricante debe cumplir y garantizar una vida útil esperada en condiciones normales de operación de por lo menos 20 años de duración. 10 MARCADO 10.1 Placa de Identificación Cada celda debe llevar en la tapa marcados en forma clara y permanente, como mínimo los datos siguientes:

a) Nombre o razón social del fabricante.


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b) Tipo de construcción: Plomo – ácido o Alcalinas.

c) Marca y modelo.

d) Composición del electrolito.

e) Capacidad en ampere – horas.

f) Régimen de descarga en horas.

g) Año de fabricación y número de serie.

h) Densidad a plena carga a 25 ºC.

i) Temperatura de operación: mín.______ máx.______.

j) Tensiones de flotación e igualación en V c.d. por celda.

k) Número de contrato de CFE.

l) Leyenda "CFE" o logotipo.

m) Torque de ajuste de las conexiones interceldas.

n) Peso de la celda en kg. 11 EMPAQUE, EMBALAJE, EMBARQUE, TRANSPORTACIÓN, DESCARGA, RECEPCION, ALMACENAJE

Y MANEJO

La batería debe ser empacada y embarcada de acuerdo a lo indicado en la norma de referencia NRF-001-CFE, adicionalmente se debe tomar en cuenta lo siguiente:

a) La batería se debe embarcar totalmente cargada, en seco y totalmente sellada. Además se debe indicar la parte superior y posición de verticalidad de las celdas.

b) El electrólito se debe embarcar por separado en recipientes de plástico resistentes al ácido sulfúrico

o al hidróxido de potasio, según sea el caso.

c) Los conectores, tuercas, accesorios sueltos, entre otros, deben embarcarse por separado, formando un solo paquete debidamente identificado.

d) Las celdas deben ser empacadas en bolsas de plástico individualmente y agrupadas en empaque

adecuado contra daño alguno.

e) En cada caja o bulto debe pintarse con letra visible lo siguiente:

- Siglas CFE. - Número de pedido y lote. - Destino. - Masa en (kg).


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- Parte superior y posición de verticalidad para el empaque de las celdas.

f) Todas las partes de repuesto deben enviarse en cajas debidamente protegidas para evitar deterioros de las partes, durante su almacenamiento.

12 BIBLIOGRAFÍA [1] IEEE 450-1987 Recommended Practice for Maintenance Testing and Replacement

of Large Lead Storage Batteries for Generating Stations and Substations.

[2] IEEE 484-1996 Recommended Practice for Installation. [3] IEEE 1106-1987 Recommended Practice for Maintenance Testing and Replacement

of Nickel Cadmium Storage Batteries for Generating Stations and Substations.

[4] NEMA IB5-1987 Life Testing of Lead-Acid Industrial Storage Batteries (With Free

Electrolyte) for Stationary Service.

[5] IEEE 535-2013 Standard for Qualification of Class 1E Lead Storage Batteries for Nuclear Power Generating Stations.

13 CARACTERÍSTICAS PARTICULARES Las características Particulares son las indicadas en el formato CPE-214, que se anexa a esta especificación.


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APÉNDICE A (Normativo)

PRUEBA DE CAPACIDAD

La prueba de capacidad se realiza, como parte de las pruebas de aceptación y prototipo. Esta prueba de capacidad no acorta la vida de la batería, ya que la vida esperada aproximada en ciclos de carga-descarga es de 1 200 ciclos para celdas con placas tubulares y 300 ciclos para las de placas planas.

En la prueba de aceptación se permite que la batería tenga una capacidad mínima del 90 % de la indicada en los datos de placa, la prueba de capacidad se debe realizar a 8 h.

Si en la prueba de aceptación la batería no tiene la capacidad mínima del 90 % de la nominal, no se debe permitir que vuelva a cargarse y repetir la prueba, ya que con esta acción las placas de la batería terminarán de formarse, aumentando su capacidad. A.1 PRUEBAS DIAGNOSTICO O DE GARANTIA. La prueba de capacidad para garantizar la correcta operación se recomienda realizarse después de la prueba de aceptación periódicamente cada 3 años, esto con el fin de detectar condiciones anormales de operación o defectos en la batería que representen un riesgo para la instalación. La capacidad de la prueba diagnostico siempre debe ser mayor al 80 % hasta el fin de su vida esperada. A.2 EL PROCEDIMIENTO DE PRUEBA ES EL SIGUIENTE

a) La batería debe estar completamente cargada siguiendo las instrucciones del fabricante (el fabricante debe proporcionar las curvas de carga y descarga).

b) Después de que ha sido completamente cargada, se deja en flotación por un periodo de más de 72 h

y menos de 168 h, con objeto de iniciar la prueba.

c) Se debe medir la densidad de la batería para garantizar que se encuentre dentro de los parámetros especificados en el punto 4.12, para baterías plomo acido tipo 1.210 o tipo 1.240.

d) Durante la prueba se deben mantener las celdas sin tapón, para mejor liberación de los gases

producidos. e) Batería se deja en circuito abierto durante 6 h antes de iniciar la prueba. f) Se mide la tensión por celda en circuito abierto y se conecta la batería al equipo automático de descarga

asegurándose que la polaridad sea la correcta. g) Se somete a una descarga continua a la corriente nominal de descarga, hasta que la tensión haya

descendido al valor establecido como límite mínimo en el punto 4.15 de esta especificación.

h) La regulación de la corriente de descarga, se debe mantener dentro de los límites del 0.5 %. i) Para tiempos de descarga de 8 h, las lecturas de tensión en cada una de las celdas y en terminales de

la batería, se deben registrar en tiempo real durante toda la prueba. j) La densidad y temperatura deben registraste antes de iniciar la prueba, cada hora durante la misma, y

durante la última hora cada 10 min a las celdas críticas que tengan la tensión más baja, hasta alcanzar la tensión de 1.75 V por celda.


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k) Cuando una de las celdas en prueba llegue a 1.75 V la prueba se considera terminada, debiéndose registrar las densidades finales corregidas por temperatura a 25 °C.

En el informe se deben de reportar cualquier desviación a la presente especificación, CFE se reserva el derecho de aceptar la batería. A.3 APARATOS Y EQUIPO Equipo de descarga con control automático de corriente de prueba, equipo para monitorear en tiempo real y simultáneamente la tensión por celda y en terminales de la batería, voltímetro, amperímetro y densímetro-termómetro digital con corrección por temperatura a 25 °C. A.4 CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO La prueba exige el empleo de equipo para medición de corriente y tensión en corriente continua con exactitud de 0.5 % y resolución de 0.001. Densímetro-termómetro digital, capaz de tomar muestras de electrolito de las celdas con capacidad para almacenar los datos de las lecturas de densidad y temperatura realizadas durante toda la prueba a baterías hasta de 120 celdas (junto con los registros de fecha y hora de las lecturas tomadas) y descargarlos en formato con extensión xls en una computadora personal, con al menos las características siguientes:

Resolución Densidad: 0.0001 g/cm3 Temperatura: 0.1 °C

Exactitud Densidad: ± 0.001 g/cm3 Temperatura: ± 0.2 °C


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APÉNDICE B (Informativo)

INFORMACIÓN TÉCNICA REQUERIDA

B.1 CON LA PROPUESTA TÉCNICA Las propuestas deben acompañarse de la documentación siguiente:

a) Apéndice C.

b) Planos preliminares con dimensiones generales, indicando:

- Longitud total del bastidor de la batería.

- Número de escalones.

c) Catálogo descriptivo de la batería y bastidor para soportar la batería.

d) Copia de los certificados de prueba prototipo.

e) Curvas características de descarga de la batería referidas a 25 °C.

f) Capacidad de la batería y corriente de descarga a 1 h, 3 h, 5 h y 8 h.


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APÉNDICE C (Informativo)

RESUMEN DE CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

C.1 GENERALIDADES El licitante debe proporcionar a la CFE los datos que se solicitan en este resumen, utilizando los espacios previstos y en las unidades que se indican en cada caso. Además de proporcionar la información del presente apéndice con cada copia de su propuesta, debiendo llenar un resumen por cada tipo de batería. C.2 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA BATERÍA Nombre de la instalación__________________________________________________________________________ No. de licitación o invitación _______________________________________________________________________ Partida No. _____________________________________________________________________________________ Cantidad y descripción general de las baterías._________________________________________________________ C.3 CARACTERÍSTICAS DE GARANTÍA DE LA BATERÍA Temperaturas máximas y mínimas de operación de la batería.

a) Temperatura máxima __________________________°C

b) Temperatura mínima __________________________°C

Capacidad nominal de la batería _________________________A-h

a) Referida a una temperatura de, _________________________°C

b) Y un periodo de descarga de, __________________________h Tipo de servicio ___________________________ Tensión de designación de la batería _______________________V c.d. Tipo de construcción de: Las baterías plomo-ácido ______________________________________________Alcalinas____________________ Modelo ___________________________ No. de celdas por batería con envases individuales por batería ___________________________ Configuración geométrica de los bornes ___________________________


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Densidad del electrolito con las celdas totalmente cargadas a 25 °C ____________________________ Corriente de corto circuito a la salida de la batería ___________________________A Resistencia total de la batería ____________________________ Conductividad de la batería ____________________________ Tensión de flotación por celda __________________ V c.d./celda Tensión de igualación por celda __________________V c.d./celda Tensión final de descarga al régimen especificado __________________ V c.d./celda Regímenes de descarga en A-h para los siguientes tiempos:

a) 1 min ______________________A-min

b) 1 h _______________________A – h

c) 3 h _______________________A – h

d) 5 h _______________________A – h

e) 8 h _______________________A – h Material del recipiente de las celdas ___________________________ Cantidad de electrólito por celda y por batería ___________________________l Cuentan con tapón de transporte Si___________ No ___________ Cuentan con tapón de llenado y ventilación Si___________ No ___________ Material de las terminales de las celdas ___________________________ Se suministra bastidor de montaje para batería Si___________ No___________ Se suministra puente de interconexión entre escalones aislados eléctricamente Si___________ No___________ Material del bastidor ___________________________ Separación entre escalones __________________________cm No. de filas del bastidor ___________________________ Vida esperada de la batería ___________________________ Composición del electrolito ___________________________ Contenido de carbonato (baterías alcalinas) __________________________g/l Se suministran conectores de salida de la batería Si__________ No____________


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Material del conector ___________________________ Material y calibre del conductor que recibe ___________________________ Se suministran dentro del precio del equipo los accesorios normales solicitados en la especificación Si____________ No____________ Se suministran dentro del precio, accesorios opcionales Si____________ No____________ Especiales Si____________ No____________ Descripción_____________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ C.4 CONTROL DE CALIDAD Se suministran con la propuesta protocolos de las pruebas de prototipo indicadas en el capítulo 8. Para la batería Si___________ No___________

Enliste las pruebas de rutina a las que se debe someter la batería cotizada. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________


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C.5 MASAS Y DIMENSIONES Masa aproximada de una celda de la batería __________________________kg Masa total de la batería completa, con bastidor y accesorios. __________________________kg Masa total de embarque de todo el equipo amparado por este lote. __________________________kg Dimensiones de una celda de la batería en (cm) Alto________________________ Largo _________________________Ancho________________________________ Dimensiones entre el extremo inferior de las placas y el fondo de la base para recibir los sedimentos. __________________________cm Dimensiones totales máximas de la batería completa, con bastidor soporte y accesorios en (m) Alto________________________Largo__________________________Ancho_______________________________

TABLA C.1 - Equipo y refacciones

Descripción Cantidad Obra

NOTA: Se entregan con el equipo


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C.6 ENTREGA DE LA INFORMACIÓN

TABLA C.2 – Información requerida

Información requerida Entrega

Planos aprobados Con la oferta

Plano de dimensiones generales incluyendo las dimensiones y masas definitivas

Con la oferta

Detalles de la base, localización y soportes de anclas, para el diseño de cimentación, de las terminales y conectores de las baterías de la conexión de la batería

Con la oferta

Diagramas elementales de control (esquemáticos) Con la oferta

Reporte de pruebas de rutina Con la entrega del

equipo

Instructivos de montaje, operación y mantenimiento Con la entrega del

equipo


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APÉNDICE D (Informativo)

FACTORES DE CORRECIÓN PARA BATERÍA DE PLOMO-ÁCIDO

a) FACTOR DE CORRECCION DE CAPACIDAD REFERIDA 25 °C

Cuando la temperatura promedio es diferente a 25 °C, usar la siguiente fórmula: (IEC-60896-11-2002)

𝐶𝑎25°𝐶 =𝐶

[1 + 0.006(∅ − 25)] 𝐴ℎ

Donde: 𝐶𝑎25°𝐶 = Es la capacidad corregida a 25 °C. 𝐶= Capacidad medida en Ah de la batería en 3, 5, 8, 10 h. ∅= Temperatura promedio durante prueba de capacidad.

b) FACTOR DE CORRECCIÓN DE DENSIDAD REFERIDA A 25 °C:

𝑑25°𝐶 (𝑔

𝑐𝑚3) = 𝑑𝑚𝑒𝑑 (

𝑔

𝑐𝑚3) + 0.0006 (

𝑔

𝑐𝑚3°𝐶) [𝑡𝑚𝑒𝑑(°𝐶) − 25 (°𝐶)]

Donde:

𝑑25°𝐶 (𝑔

𝑐𝑚3)= Densidad referida a 25 °C.

𝑑𝑚𝑒𝑑 (𝑔

𝑐𝑚3)= Densidad medida.

𝑡𝑚𝑒𝑑(°𝐶) = Temperatura medida en el electrólito. La tabla D1 proporciona una guía rápida para la selección y evaluación de la densidad del electrolito, dependiendo de la temperatura de operación, y el tipo de batería. (tipo 1.210 o tipo 1.240)

Tabla D1. Rangos de densidad dependiendo de la temperatura de operación.

TEMPERATURA VALOR NOMINAL DE DENSIDAD

TIPO 1.210 TIPO 1.240

1.200 1.220 1.230 1.240

°C Factor de corrección

Mínimo Máximo Mínimo Máximo

13 0.007 1.207 1.227 1.237 1.247

14 0.007 1.207 1.227 1.237 1.247

15 0.006 1.206 1.226 1.236 1.246

16 0.005 1.205 1.225 1.235 1.245

17 0.005 1.205 1.225 1.235 1.245

Continua…


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…Continuación

18 0.004 1.204 1.224 1.234 1.244

19 0.004 1.204 1.224 1.234 1.244

20 0.003 1.203 1.223 1.233 1.243

21 0.002 1.202 1.222 1.232 1.242

22 0.002 1.202 1.222 1.232 1.242

23 0.001 1.201 1.221 1.231 1.241

24 0.001 1.201 1.221 1.231 1.241

25 0.000 1.200 1.220 1.230 1.240

26 -0.001 1.199 1.219 1.229 1.239

27 -0.001 1.199 1.219 1.229 1.239

28 -0.002 1.198 1.218 1.228 1.238

29 -0.002 1.198 1.218 1.228 1.238

30 -0.003 1.197 1.217 1.227 1.237

31 -0.004 1.196 1.216 1.226 1.236

32 -0.004 1.196 1.216 1.226 1.236

33 -0.005 1.195 1.215 1.225 1.235

34 -0.005 1.195 1.215 1.225 1.235

35 -0.006 1.194 1.214 1.224 1.234

36 -0.007 1.193 1.213 1.223 1.233

37 -0.007 1.193 1.213 1.223 1.233

38 -0.008 1.192 1.212 1.222 1.232

39 -0.008 1.192 1.212 1.222 1.232

40 -0.009 1.191 1.211 1.221 1.231

41 -0.010 1.190 1.210 1.220 1.230

42 -0.010 1.190 1.210 1.220 1.230

43 -0.011 1.189 1.209 1.219 1.229

44 -0.011 1.189 1.209 1.219 1.229

45 -0.012 1.188 1.208 1.218 1.228

46 -0.013 1.187 1.207 1.217 1.227

47 -0.013 1.187 1.207 1.217 1.227

48 -0.014 1.186 1.206 1.216 1.226

49 -0.014 1.186 1.206 1.216 1.226

50 -0.015 1.185 1.205 1.215 1.225

Ejemplos de Cálculo: Ejemplo 1:

La densidad medida en una celda de la batería del tipo 1.210, es de 1.220 𝑔

𝑐𝑚3 , la temperatura medida es de 40.0 °C

corregir la densidad a 25 °C.


𝑐𝑚3)= 1.220

𝑡𝑚𝑒𝑑(°𝐶) = 40.0

𝑑25°𝐶 (𝑔

𝑐𝑚3)= ?


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𝑑25°𝐶 (𝑔


𝑔

𝑐𝑚3) + 0.0006 (

𝑔

𝑐𝑚3°𝐶) [𝑡𝑚𝑒𝑑(°𝐶) − 25 (°𝐶)]

𝑑25°𝐶 (𝑔

𝑐𝑚3) = 1.220 (

𝑔

𝑐𝑚3) + 0.0006 (

𝑔

𝑐𝑚3°𝐶) [40.0 (°𝐶) − 25 (°𝐶)]

𝑑25°𝐶 (𝑔

𝑐𝑚3) = 1.220 (

𝑔

𝑐𝑚3) + 0.0006 (

𝑔

𝑐𝑚3°𝐶) [15 (°𝐶)]

𝑑25°𝐶 (𝑔

𝑐𝑚3) = 1.220 (

𝑔

𝑐𝑚3) + 0.009 (

𝑔

𝑐𝑚3)

𝑑25°𝐶 (𝑔

𝑐𝑚3) = 1.229 (

𝑔

𝑐𝑚3)

𝑑25°𝐶 = 1.229 (𝑔

𝑐𝑚3)

Criterio:

Tipo 1.210: La densidad del electrolito debe ser de 1.200 mínimo a 1.220 𝑔

𝑐𝑚3 máximo.

La densidad medida de 1.220 𝑔

𝑐𝑚3 a 40 °C (en la tabla D1 para 40°C el valor mínimo es de 1.191 y el máximo 1.211),

referida a 25 °C es 1.229 𝑔

𝑐𝑚3 , es mayor a 1.220 𝑔

𝑐𝑚3 que es el límite máximo permitido, por lo que, no cumple con el

criterio de aceptación. Ejemplo 2

La densidad medida en una celda de la batería del tipo 1.210, es de 1.216 𝑔

𝑐𝑚3 , la temperatura medida es de 15.0 °C,

corregir la densidad a 25 °C.


𝑐𝑚3)= 1.216

𝑡𝑚𝑒𝑑(°𝐶) = 15.0

𝑑25°𝐶 (𝑔

𝑐𝑚3)= ?

𝑑25°𝐶 (𝑔


𝑔

𝑐𝑚3) + 0.0006 (

𝑔

𝑐𝑚3°𝐶) [𝑡𝑚𝑒𝑑(°𝐶) − 25 (°𝐶)]

𝑑25°𝐶 (𝑔

𝑐𝑚3) = 1.216 (

𝑔

𝑐𝑚3) + 0.0006 (

𝑔

𝑐𝑚3°𝐶) [15.0 (°𝐶) − 25 (°𝐶)]

𝑑25°𝐶 (𝑔

𝑐𝑚3) = 1.216 (

𝑔

𝑐𝑚3) + 0.0006 (

𝑔

𝑐𝑚3°𝐶) [−10 (°𝐶)]

𝑑25°𝐶 (𝑔

𝑐𝑚3) = 1.216 (

𝑔

𝑐𝑚3) − 0.006 (

𝑔

𝑐𝑚3)

𝑑25°𝐶 (𝑔

𝑐𝑚3) = 1.210 (

𝑔

𝑐𝑚3)


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𝑑25°𝐶 = 1.210 (𝑔

𝑐𝑚3)

Criterio:

Tipo 1.210: La densidad del electrolito debe ser de 1.200 mínimo a 1.220 𝑔

𝑐𝑚3 máximo.

La densidad medida de 1.216 𝑔

𝑐𝑚3 a 15 °C (se encuentra entre el valor máximo y mínimo proporcionado en la tabla D1)

y su valor referido a 25 °C es 1.210 𝑔

𝑐𝑚3 , por lo que, cumple con el criterio de aceptación.

COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD CARACTERISTICAS PARTICULARES PARA: BATERIAS ABIERTAS PARA SERVICIO ESTACIONARIO

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Correspondiente a la especificación CFE V7100-19

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CP

E-2

14

DATOS DIVERSOS

Capacidad _________________ A-h

Tensión de operación: ________________ V c.d. Tipo de construcción: Plomo-ácido __________________ Alcalina __________________ Bastidor de montaje: si____ no _____ (De no requerirse el bastidor indicar las dimensiones del bastidor actual) Construcción de las placas positivas _____________________ Calibre cable de conectores terminales de salida de la batería: ________________________________________________________________________________ OTROS: Indicar características de los accesorios opcionales, herramientas especiales, equipos de seguridad (entre otros)

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________


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FE DE ERRATAS

En la página 9 de 24 en la TABLA 3 – Pruebas de prototipo y rutina / aceptación DICE:


Prueba





X X X X



X X X X









Prueba de envejecimiento prematuro*. X

NOTA: * Conforme a la referencia 5.

DEBE DECIR:


Prueba





X X X X



X X X X









mÉxico - lapem.cfe.gob.mx · cfe l1000-11-2015. empaque, embalaje, embarque, transporte, descarga,...

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