N I 56.31.91 Octubre de 1994 E D I C I O N : 1ª N O R M A

I B E R D R O L A

Cables unipolares DN-RA con conductores de aluminio para redes subterráneas de BT 0,6/1 kV

DESCRIPTORES:

Cables unipolares de Al de BT, cables BT, cables subterráneos, cables DN-RA.

NI

56.31.91

Octubre de 1994 EDICION: N O R M A

1ª

I B E R D R O L A

Cables unipolares DN-RA con conductores de aluminio para redes subterráneas de BT 0,6/1 kV

Indice Página 0

Introducción .........................................

2

1

Objeto y campo de aplicación .........................

2

2

Normas de consulta ...................................

2

3

Tipos normalizados y características esenciales ......

3

4

Características ......................................

4

5

4.1

Aspecto y color ................................

4

4.2

Adherencia de aislamiento y cubierta ...........

4

4.3

Otras características ..........................

4

Ensayos ..............................................

7

5.1

6

Ensayo sobre el aislamiento ....................

7

5.2 Ensayo sobre cable completo .....................

9

Marcas ...............................................

10

-2-

NI 56.31.91 94-10

Página 7

Utilización .........................................

10

8

Designación y denominación ..........................

10

9

Suministro ..........................................

11

10 Calificación ........................................

11

10.1 Calificación ...................................

11

10.2 Recepción ......................................

11

Anexo A

...............................................

15

Anexo B

...............................................

16

0

Introducción

Esta norma anula y sustituye a la NIDSA 5.54.54.04. El cable DN-RA es un cable de buen comportamiento frente a la absorción de agua y con una buena resistencia contra los agentes químicos que en ocasiones están presentes en el terreno.

1

Objeto y campo de aplicación

Esta norma especifica las características que deben reunir y los ensayos que han de superar los cables unipolares de BT con conductores de aluminio que se instalarán en el ámbito de Iberdrola.

2

Normas de consulta

UNE 21 022: Conductores de cables aislados UNE 21 123: Cables de transporte de energía aislados con dieléctricos secos extruidos para tensiones nominales de 1 kV a 30 kV. UNE 21 167: Bobinas de madera para cables aislados. Características generales. UNE 21 170: Métodos de ensayo comunes para materiales de aislamiento y cubierta de cables eléctricos. UNE 21 303: Determinación de la resistencia transversal y superficial de los materiales aislantes eléctricos.

-3-

M2 NI 56.31.91 98-02

NI 00.08.00: Calificación de suministradores y elementos tipificados.

3

Tipos normalizados y características esenciales

Los tipos normalizados y las características esenciales son los que figuran en la tabla 1. Tabla 1 Tipos normalizados: características esenciales y códigos

Tipo

Tensión

construc.

nominal

Sección

alambres

kV

DN-RA

0,6/1

Nº mínimo Suministro

Tipo

Long + 2%

bobina

m

UNE 21 167

mm²

Código

1 x

50

6

1500

10

56 31 911

1 x

95

15

700

10

56 31 913

1 x 150

15

800

12

56 31 915

1 x 240

30

500

12

56 31 917

La constitución del cable (ver figura 1) será la siguiente: - conductor: aluminio, sección circular, clase 2, UNE 21 022 - aislamiento: polietileno, etileno-propileno (D) - cubierta: policloropreno (N)

CUBIERTA

AISLAMIENTO

CONDUCTOR

Fig. 1.- Constitución del cable

-4-

4

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Características

Los cables DN-RA deberán tener unas características que les permitan soportar las condiciones de servicios siguientes: - una temperatura continua de 90°C - sobrecargas que provoquen temperaturas de 130°C durante, como mínimo, 100 h/año - una temperatura de cortocircuito de 250°C Las características de estos cables son las que señala la norma UNE 21 123 para el tipo DN, complementadas con las siguientes: 4.1

Aspecto y color

La cubierta del cable será de color negro y no presentará señales de cera exudada en su superficie. 4.2

Adherencia de aislamiento y cubierta

La cubierta de neopreno deberá estar adherida al aislamiento en toda la superficie del conductor, de forma que pueda separarse del aislamiento sin producir daño alguno al mismo. 4.3

Otras características

A continuación se establecen los valores específicos que deben tener los aislamientos, cubiertas y los cables completos tipo DN-RA. (Tablas 2, 3 y 4). Tabla 2 Espesores nominales de aislamiento y cubierta

Sección del conductor

Espesores nominales mm

mm²

Aislamiento

Cubierta

50

1,4

1,4

95

1,6

1,5

150

1,8

1,6

240

2,2

1,8

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Tabla 3 Características del aislamiento Características

a) Carga de rotura y alargamiento en estado inicial Carga de rotura mínima Alargamiento mínimo b) Después de envejecimiento en bomba de oxígeno a 210 N/cm² Tiempo Temperatura Variación de los valores iniciales de carga y alargamiento. c) Absorción de agua: método gravimétrico Tiempo de inmersión Temperatura Máxima variación de la masa d) Plegado en frío Tiempo Temperatura Resultado e) Constante de aislamiento Ki a 20ºC, mínimo f) Constante de aislamiento Ki a 90ºC g) Constante dieléctrica a 75ºC, máximo h) Pérdidas dieléctricas en función de la temperatura Temperatura 75ºC Temperatura 20ºC Variación tgδ a 75ºC < 1,03 tgδ a 20ºC a < 1,03 b i) Constante dieléctrica en función del agua absorbida. Método eléctrico Temperatura Tiempo Variación de la constante dieléctrica Tiempo Variación de la constante dieléctrica j) Absorción de humedad. Método eléctrico. Pérdidas dieléctricas (tgδ) y constante dieléctrica en función de la temperatura y de la humedad Tiempo Temperatura del agua Incremento tgδ en relación a la medida a las 24 h, máximo Incremento constante dieléctrica en relación a la medida a las 24 h, máximo

Unidad

Valor exigido

N/mm² %

5 200

d ºC(+1)

7 80

%

-25

d ºC(+2) mg//cm²

14 70 0,8

h ºC MΩ.km

1 -40 Sin grietas 4800

MΩ.km

25

-

4,5

%

a b 3

ºC (+1) d % d %

75 1 a 14 4 7 a 17 2

Ensayo

UNE 21 170

Apdo. 5.1.1

Meses ºC(+1)

6 90

%

30

%

20

(Continúa)

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Tabla 3 Características del aislamiento (fin)

Características

Unidad

Valor exigido

Ensayo

MΩ

> 2.105

UNE 21 303

l) Resistencia al ozono Concentración Temperatura Tiempo sin fisuras Concentración Temperatura Tiempo sin fisuras

% ºC (+1) h % ºC (+1) h

0,03 ambiente 24 0,005 52 24

ll) Módulo en caliente Tiempo Temperatura Carga mínima al 100% de alargamiento

min. ºC (+1) N/mm²

15 130 1,75

k) Resistencia superficial, mínimo

UNE 21 170

Apdo. 5.1.2.

m) Resistencia a la degradación con el tiempo y temperatura Tiempo máximo Temperaturas superiores a 110ºC con una diferencia de, como mínimo, 10ºC Tiempo necesario para una disminución de la carga de rotura de un 40% para 110ºC Idem. referido al alargamiento

Apdo. 5.1.3 meses ºC

6 Varios escalones

h h

10.000 10.000

Tabla 4 Características de la cubierta Características

a) Absorción de agua. Método gravimétrico Tiempo de inmersión Temperatura Máxima variación de la masa b) Resistencia al aceite mineral Tiempo Temperatura Variación de los valores iniciales: Carga mínima a la rotura Alargamiento a la rotura, mínimo

Unidad

Valor exigido

d ºC (+1) mg/cm²

7 70 4,65

h ºC (+1)

4 70

% %

80 60

Ensayo

UNE 21 170

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Tabla 5 Características del cable completo Características

Unidad

a) Resistencia del cable a alta temperatura (en horno) Temperatura del horno Tiempo Resultado b) Resistencia del cable a altas temperaturas del conductor entubado Temperatura del conductor Tiempo de ensayo Resultado

5 5.1

Valor exigido

Ensayo

Apdo. 5.2.1 ºC h

260 4 Sin daños Apdo. 5.2.2

ºC h

260 2 Sin daños

Ensayos Ensayo sobre el aislamiento

5.1.1 Absorción de humedad (método eléctrico).- El control de la absorción de humedad se realizará a través de los ensayos de pérdidas en el dieléctrico (tgδ) y en la constante dieléctrica (ε). a) Pérdidas en el dieléctrico (tgδ). Se toma una muestra del conductor, formada por un hilo conductor de 2 mm² de sección, aislado con el etilenopropileno a adoptar y de un espesor e = 1,19 mm + 12%. Se sumerge la muestra en agua a 90°C ± 1°C, y se le aplica una tensión eléctrica de 600 V. Manteniendo la muestra en estas condiciones, se realizan dos medidas de la tgδ. La primera a las 24 h y la segunda transcurridos 6 meses, aplicándole una tensión de:

V = 40

e 0,0254

El ensayo se considerará superado si la diferencia entre los valores obtenidos en las dos mediciones es inferior al 30%. b) Constante dieléctrica (ε). Este ensayo se llevará a cabo en la misma muestra y condiciones del ensayo anterior. Se mide la constante dieléctrica a las 24 h, y transcurridos los 6 meses.

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M1 NI 56.31.91 96-04

El ensayo se considerará superado si la diferencia entre los valores obtenidos en las dos mediciones es inferior al 20%. 5.1.2 Módulos en caliente.- Se aplicará el método de ensayo de tracción descrito en UNE 21 170/1.1, la resistencia a la tracción se determinará para un alargamiento del 100%. Las muestras, con un espesor mínimo de 2 mm, se acondicionarán, durante 15 min, a 130°C, a continuación se someterán al ensayo de tracción a esta misma temperatura. El ensayo se considerará superado si el resultado obtenido no es inferior a 1,75 N/mm². 5.1.3 Ensayo de endurancia térmica.- Resistencia a la degradación del aislamiento en función del tiempo y de la temperatura. Este doble ensayo está encaminado a establecer la vida útil del cable a diferentes temperaturas, midiendo el tiempo necesario para reducir: - el alargamiento a la rotura a un 40% de su valor inicial - la carga mínima de rotura a un 40% de su valor inicial a) Equipo de ensayo. Varias cámaras o compartimientos donde puedan establecerse temperaturas diferentes. b) Procedimiento de ensayo. Se dispone en cada cámara un juego de muestras extraídas del aislamiento del cable. Cada cámara se gradúa a una temperatura fija y determinada. La diferencia de temperatura de una cámara a la siguiente será, como mínimo, de 10K. La temperatura mínima será de 140°C. A partir de ese momento, y hasta un período máximo de 6 meses, se controlará la pérdida de carga de rotura y de alargamiento a la rotura en las muestras hasta poder establecer, para cada cámara, el tiempo necesario para que estas disminuciones alcancen el 40% de su valor inicial. Obtendremos una serie de pares de valores tiempo-temperatura.

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c) Método de cálculo. En base a la serie de pares de valores obtenidos experimentalmente, y mediante el método de mínimos cuadrados, se obtiene la curva de regresión. Utilizando la ecuación de la curva o un gráfico de cálculo puede obtenerse el comportamiento del cable a cualquier otra temperatura y, concretamente, podrá comprobarse el valor de tiempo exigido en la norma, 10.000 h mínimo, para una temperatura de 110°C. 5.2

Ensayo sobre cable completo

5.2.1 Ensayo de resistencia del cable a alta temperatura.- Se toma una muestra del cable, de longitud comprendida entre 200 mm y 300 mm. En los dos extremos de la muestra y en una longitud de 50 mm, se desprenden el aislamiento y la cubierta hasta dejar el conductor al descubierto. La muestra se deposita horizontalmente en un horno. A continuación se calienta el horno hasta alcanzar los 260°C de temperatura y se mantiene durante 4 horas. Transcurrido este tiempo se extrae la probeta, y se somete a un examen visual. El ensayo se considerará superado si no se detectan roturas, grietas, ampollas, etc. en el aislamiento o en la cubierta. No se admitirán tampoco cambios de color en la envolvente aislante y exudaciones en el revestimiento interno. 5.2.2 Ensayo de resistencia de cable a altas temperaturas del conductor entubado.- Para la realización de este ensayo se toma una muestra del cable, de 6 m de longitud, y se introduce en un tubo de 100 mm de diámetro. Se le aplica al conductor una corriente tal que, en un tiempo máximo de 2 horas, alcance los 260°C de temperatura. Inmediatamente después de alcanzar esta temperatura se extrae la muestra, y se somete a un examen visual. El ensayo se considerará superado si no se detectan roturas, grietas, ampollas, etc. en el aislamiento o en la cubierta.

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6

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Marcas

Llevarán inscritas sobre la cubierta de forma legible e indeleble las marcas siguientes: - nombre del fabricante - designación - año de fabricación (dos últimas cifras) - indicación de la calidad concertada (cuando la tenga) La separación entre marcas no será superior a 30 cm.

7

Utilización

El cable DN-RA es de utilización cuando el cable ha de ser instalado en zanjas sin canalizar, practicadas en terrenos con alto grado de humedad o impregnado de elementos químicos, tales como amoniacos, petróleo, etc. así como en aquellos lugares donde el índice de averías detectado sobre otros cables haga suponer, con fundamento, la existencia de alguna de las causas citadas. Afecta a instalaciones subterráneas de baja tensión que deba construir Iberdrola directamente y a aquellas otras que aunque deban ser realizadas por terceros, vaya a pasar a ser explotadas por Iberdrola.

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Designación y denominación

Estos cables se designarán mediante una serie de siglas y números cuyo significado es el siguiente: - DN-RA: aislamiento de etileno-propileno (D), cubierta de policloropreno (N), resistente al agua (RA) - 0,6/1 kV: tensión nominal - 1: unipolar seguido del signo x - sección: valor, en mm², de la sección del conductor - Al: conductor de aluminio

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Ejemplo de denominación: Cable DN-RA 0,6/1 kV 1 x 150 Al NI 56.31.91.

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Suministro

Estos cables se suministrarán en las bobinas indicadas en la tabla 1 y en las longitudes allí reflejadas, con una tolerancia de ± 2%. Se aceptarán hasta un 5% de bobinas con longitudes de cable diferentes a las fijadas, siempre que esta diferencia no sea superior al 50%. El cierre de las bobinas se realizará con duelas de madera. Iberdrola podrá, no obstante, admitir otros sistemas (Ver Anexo A). Los extremos de los cables irán protegidos contra la penetración de agua con capuchón retráctil, o por otro método aprobado por Iberdrola.

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Calificación y recepción

10.1 Calificación Con carácter general, la inclusión de suministradores y productos se realizará siempre de acuerdo con lo establecido en la norma NI 00.08.00: "Calificación de suministradores y productos tipificados": Para la calificación de los cables según esta norma se exigirá: - Registro de Empresa (a partir de 95-01-01) - calificación de Iberdrola que incluye . ensayos de calificación según UNE 21 123 . ensayos complementarios según esta norma . visita a fábrica para la comprobación del sistema de calidad y/o el Registro de Empresa

10.2 Recepción Los criterios de recepción variarán a juicio de Iberdrola, en función del Control de Calidad instaurado en fábrica y de la relación Iberdrola-Sumi-

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nistrador en lo que respecta a este producto (experiencia acumulada, calidad concertada, etc.). A este respecto, después del proceso de calificación, se elaborará, para cada fabricante y modelo, un anexo de gestión de calidad a realizar por aquél. Los ensayos individuales se efectuarán sobre todas las piezas de cable. Los ensayos de muestreo se efectuarán sobre muestras de cable terminado o sobre componentes de un cable terminado. El comprador se reserva el derecho de asistir a los ensayos de recepción. Para cada partida de cable ensayada, el fabricante extenderá y se remitirá al comprador, un acta de pruebas en la que figurarán los valores obtenidos y, además, los establecidos en esta norma. 10.2.1 Ensayos individuales.- Son los de la siguiente tabla: Tabla 6 Ensayos individuales Ensayo

Método y condiciones de

Valores a obtener y

ensayo

prescripciones

Medida de la resisten- UNE 21 123 (1), apdo. 14.2 No superiores a los cia

eléctrica

de

los UNE 21 022, capítulo 6

UNE 21 022

conductores Ensayo de tensión

de la Tabla II

UNE 21 123 (1), apdo. 14.3 No una

debe

producirse

perforación

del

aislamiento

10.2.2 Ensayos de muestreo.- Además de los ensayos individuales anteriores, y como condición complementaria para la recepción de las piezas de cable correspondientes al pedido, se efectuarán unos ensayos de muestreo con dos estudios diferentes, tipo 1 y tipo 2. Si uno cualquiera de estos ensayos no es satisfactorio, se someterán a ensayo dos nuevas muestras del mismo lote de cables. Si los dos contraensayos resultan satisfactorios, se considerará que el conjunto de los cables del lote cumple las prescripciones exigidas. En caso contrario no se aceptará el conjunto de los cables del lote.

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a) Según el muestreo tipo 1 en una pieza de cada serie de fabricación de la misma sección de cable, limitándose, sin embargo, el número de piezas al 10 por 100 del total de piezas del pedido, se efectuarán los siguientes ensayos: Tabla 7 Ensayos de muestreo tipo 1

Ensayo

Muestra a ensayar

Examen del conductor

Método y condiciones de ensayo

Piezas de cable ele- UNE 21 022, apdo. 4.3 gidas

Medida del espesor De las piezas de ca- UNE 21 170 P(1-1) del aislamiento ble elegidas y según apdo. 8.1 UNE 21 123 (1),

Valores a obtener y prescripciones Apdo. 4.3 y Tabla II de UNE 21 022 UNE 21 123 (1), apdo. 15.4 c) y apdo. 15.4 a)

apdo. 15.4.a) Medida del espesor de De las piezas de ca- UNE 21 170 la cubierta ble elegidas y según apdo. 8.2

P(1-1) UNE 21 123 (I), apdo. 15.5 c) y

UNE 21 123 (1),

apdo. 15.5 a)

apdo. 15.5.a)

b) En el muestreo tipo 2 sobre el número de muestras indicado en el cuadro que sigue:

Longitud del cable

Número de muestras

4 a 20 km........

1

De 20 a 40 km........

2

De 40 a 60 km........

3

Etc..................

etc.

De

tomadas de los cables fabricados para el suministro, a condición de que la longitud total del suministro sea superior a 4 km, se realizarán los siguientes ensayos:

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Tabla 8 Ensayos de muestreo tipo 2

Ensayo

Muestra a ensayar

Método y condiciones de ensayo

Valores a obtener y prescripciones

Medida de la resis- Una muestra del cable UNE 21 123 (1) tencia de aislamiento terminado, de 10 a 15 apdo. 16.2.1.1 metros de longitud a tª ambiente

No inferiores a los de UNE 21 123 (1),

Alargamiento en ca- UNE 21 170 p (2-1) apdo. 9 liente del aislamiento

UNE 21 123 (1),

Determinación de las UNE 21 170 p (1-1) propiedades mecánicas del aislamiento antes del envejecimiento

UNE 21 123 (1),

Tabla VI (*)

Tabla 12

Tabla 8

(*) Hasta la definición de los mismos por UNE 21 123, se adoptarán los valores de 10 000 MΩ.km y 1 000 mΩ.km para las resistencias de aislamiento a la temperatura ambiente y a la máxima asignada, respectivamente.

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NI 56.31.91 94-10 Anexo A

1994-10

Anexo A (Normativo)

A.1

Suministro: cierre de las bobinas

Generalidades Aún cuando en la norma se establece que el cierre de las bobinas se realice mediante duelas de madera, Iberdrola podrá admitir otros sistemas. Para la aprobación de un determinado sistema el fabricante del cable o, en su caso, el fabricante del sistema de cierre, presentará su o sus alternativas a Iberdrola quien, en caso de que, a su juicio, sea satisfactorio, lo autorizará y lo incluirá expresamente en la norma NI del cable correspondiente, tal y como a continuación se indica. A.1.1 Sistemas alternativos aprobados A.1.1.1 Sistema de láminas de fibras de madera (Nolco Flex).- Constituído por láminas de fibras de madera protegidas con plástico exteriormente, este embalaje resulta hidrófugo y cumple las siguientes características: - resistencia a la penetración > 350 daN/cm² - resistencia a la flexión > 14 N/mm² - resistencia a la compresión: reducción máxima del espesor de la lámina en un 50% cuando se aplican 15 daN/cm²

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NI 56.31.91 94-10 Anexo B

1995-09

Anexo B (Normativo)

B.1 Marcado CE El material objeto de esta norma debe cumplir las exigencias del marcado CE y declaración CE de conformidad, según se indica en el Real Decreto 154/1995 del 3 de Febrero. El marcado CE se colocará de forma visible, fácilmente legible e indeleble en el material, o en su defecto en el embalaje, las instrucciones de uso o la garantía. No obstante de lo anterior, se tendrá en cuenta que dicho Real Decreto establece un periodo transitorio hasta el 1 de Enero de 1997, durante el cual autoriza la comercialización y la puesta en servicio del material eléctrico que sea conforme con el sistema de marcado vigente hasta la entrada en vigor del mismo.

NI

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Octubre de 1994 EDICION: N O R M A

1ª

I B E R D R O L A

MODIFICACION Nº 1 Fecha:

1996-04

Cables unipolares DN-RA con conductores de aluminio para redes subterráneas de BT 0,6/1 kV

En la página 8, donde dice: 5.1.2 Módulos en caliente.- Se aplicará el método de ensayo de tracción descrito en UNE 21 505/3-1 (apartados 9.1 ó 9.2 según el caso), la resistencia a la tracción se determinará para un alargamiento del 100%. Debe decir: 5.1.2 Módulos en caliente.- Se aplicará el método de ensayo de tracción descrito en UNE 21 170/1.1, la resistencia a la tracción se determinará para un alargamiento del 100%.

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Octubre de 1994 EDICION: N O R M A

1ª

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MODIFICACION Nº 2 Fecha:

1998-02

Cables unipolares DN-RA con conductores de aluminio para redes subterráneas de BT 0,6/1 kV

El objeto de esta modificación es actualizar la tabla nº 1 de los elementos normalizados cambiando los códigos de seis dígitos por los correspondientes, en vigor, de siete dígitos.