INTRODUCCIÓN El rendimiento confiable de las conexiones de conductores y conectores es esencial para la operación de cualquier sistema eléctrico. En el ambiente competitivo de hoy en día, sin embargo, ha surgido un nuevo criterio conforme continúa la búsqueda de formas más económicas de lograr, y superar las altas expectativas de instaladores, legisladores y usuarios finales. Los conductores de aleación de aluminio ofrecen una opción para conductores de cobre y Alcan Cable cree que igualan el rendimiento del cobre en circuitos eléctricos gobernados por requerimientos de código. Para poner materia a esta reclamación, se diseño un programa y se llevo a cabo para Alcan Cable por parte de Southern Development Investment Group (SDIG) / Georgia Power Research Center, con los siguientes objetivos. •

Para verificar que conexiones de los conductores de aleación de aluminio AA-8030 con conectores de tipo tornillo mecánico se desempeñe también como las conexiones similares de conductores de cobre eléctricamente equivalentes en una prueba por ciclos térmica que 1 es más severa que los estándares aceptados industriales (UL 486B o CSA C22.2 No. 65 y ANSI C119.4).

•

Para verificar que conexiones de los conductores de aleación de aluminio AA-8030 con conectores tipo tornillo mecánicos se desempeñen también como las funciones similares de conductores de cobre en una prueba de retención de torsión.

•

Para comparar las propiedades físicas de los materiales de conductor de cobre y AA-8030 antes y después de la prueba por ciclos térmica.

La prueba puede proporcionar un medio importante para evaluar el rendimiento de conexión con respecto a diferentes diseños de conector y tipos de conductores. Elegidas con cuidado, las pruebas también pueden proporcionar un indicador conveniente de vida esperada bajo condiciones normales de uso. Existe un número de diferentes pruebas que simulan el envejecimiento de los conectores, lo más importante de lo cual requiere carga de corriente cíclica para duplicar la expansión repetitiva y fases de contracción de los contactos de metal a metal encontrados en conectores tipo presión. Los estándares de utilidad eléctrica generalmente son más demandantes debido a las cargas de circuito más altas, tamaño por tamaño, que normalmente puede permitirse bajo reglas de Código Eléctrico Nacionales. Instalaciones eléctricas en sectores residenciales, comerciales, institucionales e industriales se requieren para cubrir o exceder los requerimientos del Código Eléctrico Nacional (NEC), estándar NFPA 70 en 2 Estados Unidos o el Código Eléctrico Canadiense (CE Code) , estándar CSA C22.1 estándar en Canadá. Los conectores de alambre pretendidos para su uso como conductores de aluminio reconocidos en el NEC se evalúan de acuerdo con el estándar Underwriters Laboratories (UL) para Conectores de Alambre para Conductores de Aluminio - UL 486B. Generalmente, conectores para conductores de aluminio se fabrican y se evalúan de manera que también son aceptables para conductores de cobre. Además del listado necesario de conectores por un laboratorio respectivamente. Para simplicidad, solamente los requerimientos de NEC se refieren después de esto en este reporte. 1 UL 486B y CSA C22.2 No. 65 son estándares equivalentes utilizados en Estados Unidos y Canadá, respectivamente. Para simplicidad, solamente los requerimientos UL 486B se refieren después de esto en este reporte. 2 NEC y CE Code son códigos equivalentes utilizados en Estados Unidos y Canadá,

Independiente el material conductor para conductores de aluminio se requiere que sea de un material conductor de aleación de aluminio de grado eléctrico serie AA-8000 para especificar los requerimientos de NEC. Alcan Cable ha registrado la aleación de aluminio AA-8030. Los ingenieros de utilidad con frecuencia especifican que conectores utilizados en sus sistemas de transmisión y distribución cumplen o exceden los requerimientos del Código de Seguridad Eléctrica Nacional (NESC), el estándar ANSI C2 del Instituto de Estándares Nacionales Americanos. Conectores de alambre pretendidos para su uso entre conductores aéreos desnudos de aluminio a aluminio o de aluminio a cobre, generalmente se evalúan de acuerdo con el Estándar ANSI C119.4. Algunas instalaciones eléctricas creen que conexiones encontradas en aparatos con este estándar pueden esperarse que duren 30 años de uso normal en circuitos de distribución. Una comparación de requerimientos para la prueba por ciclos térmica extraída de los dos estándares, como se muestra en el Apéndice - 1B, sugiere que los requerimientos de ANSI C119.4 son más severos. El nivel de severidad se incrementa si conductores aislados se sustituyen por conductores desnudos, ya que con la corriente de prueba debe incrementarse por 20%-28% para lograr la misma temperatura sobre el conductor de control. Los conectores de estados de UL, cuando se prueban con conductores base del mismo tipo que se utilizan en forma aislada en el protocolo de prueba UL 486B, también cumplen los requerimientos del Estándar ANSI C119.4. En conocimiento de todos los hechos, el Estándar ANSI C119.4 se ha adoptado como el medio principal de evaluación de rendimiento de conexión, con la modificación, como se describe, de que conductores aislados en lugar de conductores desnudos se emplearon para propósitos de prueba. Para los propósitos de evaluación de rendimiento de conductores en las conexiones, los conectores tipo tornillo mecánico listados en un UL comercialmente disponibles fueron reducidos a conductores aislados seleccionados para este proyecto. Para evaluar un amplio margen de productos, los datos de cinco tamaños de conductores Tipo XHHW-2 con aleación de aluminio AA-8030 y sus tamaños eléctricamente equivalentes de conductores Tipo THHN-2 con cobre se presentan en este reporte. Las ampacidades del conductor de cobre se pueden comparar con aquellas de los conductores de aluminio, como se muestra en la Tabla 3. Estas ampacidades se obtuvieron a partir de la Tabla 310-16 del NEC. Además se decidió evaluar las variables adicionales de la preparación de conductores, torsión de apriete, retención de la torsión de apriete del tornillo de ajuste del conector, y las propiedades físicas de los materiales de conductores después de la prueba por ciclos térmica. Dos condiciones de preparación se establecieron “Preparación Recomendada” y “Sin Preparación”. Similarmente, tres niveles de torsión se aplicaron en esta evaluación, “Elevada”, “Recomendada” y “Baja”. No todas las seis combinaciones de preparación de conductores y torsiones se evaluaron. “Preparación Recomendada” con los tres niveles de torsión y “Sin Preparación” con “Torsión Recomendada” formaron las cuatro condicones que se evaluaron. Cuatro conexiones para cada condición se preparon en un bucle en serie que consiste de dieciséis conexiones y se sometieron a la Prueba de Sumersión de Ciclo de Corriente (CCST). La prueba fue llevada a cabo en Centro de Investigación de Energía de Georgia, por el Southern Development Investment Group (SDIG), en Forest Park, Georgia.

CONDUCTORES Y CONECTORES DE PRUEBA Alcan Cable proporciono todos los conductores de aluminio y cobre que son típicos de la producción comercial normal para su uso en la prueba. Los conectores de terminal listados se compraron de ILSCO y son típicos de producción comercial normal. Los conectores de terminal tipo tornillo mecánico son listados por Underwriters Laboratories, Inc. y se designaron como “AL9CU” indicando que son clasificados en 90° C para su uso con conductores d e cobre o aluminio. Puesto que la prueba para clasificación de 90° C para conectores es más sever a que para la clasificación de 75° C, se decidió utilizar conectores clasificados AL9CU y probar sus conexiones por consiguiente. La Tabla 3 contiene el material conductor y tamaños comparados en el programa de prueba. La Tabla 4 contiene los números de catálogo del fabricante del conector, los tamaños del conductor, los niveles de torsión, y el tamaño de tornillo de ajuste del conector (ranurado/hexagonal).

TABLA 3: MATERIALES Y TAMAÑOS DE CONDUCTORES AA-8030

COBRE*

TAMAÑO DE AMPACIDAD CORRIENTE XHHW-2 (RW90DE PRUEBA + 600V)**

TAMAÑO de THHN-2 (T90)**

AMPACIDAD CORRIENTE DE PRUEBA +

AWG # 2 CP

100

215

AWG # 4 CPR

95

204

AWG # 2/0 CP

150

347

AWG # 1 CPR

150

335

AWG # 4/0 CP

205

475

AWG # 2/0 CPR

195

448

500 kcmil CP

350

832

350 kcmil CPR

350

833

750 kcmil CP

435

1095

500 kcmil CPR

430

1058

CP = Compacto CPR = Comprimido * Conductores de cobre de ampacidad comparable en 90° C a partir de la Tabla 310-16 del Código Eléctrico Nacional se selecionan. ** RW 90 listado en CSA con material conductor de aleación de aluminio y espesor de aislamiento de 600 Voltios y T90 con conductor de cobre son productos equivalentes con XHHW-2 listado en UL y productos THHN-2, respectivamente, mostrados en lo anterior y evaluados en este proyecto. + Corriente de prueba es la corriente, en amperes, requerida para elevar la temperatura del conductor de control en un bucle de prueba dado por 100° C so bre la temperatura de aire ambiente en la Prueba de Sumerción de Ciclo de Corriente.

EQUIPO DE PRUEBA El siguiente equipo se empleo para lleva a cabo las pruebas de Sumersión de Ciclo de Corriente y las Pruebas de Retención de Torsión. • • • • • • •

Accesorio de Tanque de Prueba de Sumersión de Ciclo de Corriente. Sistema de Adquisición de Datos Apple III / Hewlett Packard 3421A (Cal. Fecha 6-7-94) Sistema de Adquisición de Datos Apple III / Hewlett Packard 3421A (Cal. Fecha 4-20-94) Llave de Torción SNAP-ON Modelo # TEC-100FU, Serie # 4066 (Cal. Fecha 11-14-94) Llave de Torción SNAP-ON Modelo # TE12-FUA, Serie # 16008 (Cal. Fecha 11-14-94) Llave de Torción SNAP-ON Modelo # TE-50F FUA, Serie # 5100 (Cal. Fecha 11-14-94) Llave de Torción SNAP-ON Modelo # TECP1-FUA, Serie # 1151 (Cal. Fecha 11-14-94)

TABLA 4: CONDUCTORES, CONECTORES Y NIVELES DE TORSIÓN TAMAÑO CONDUCTORAW G/Kcmil

CONECTOR ILSCO No de Catalogo, Tamaño de Tornillo

NIVELES DE TORSIÓN (PULGADAS -LIBRAS)

Torsión Baja (UL-486B)

Torsión Recomendada

Alta Torsión

2 Al y 4 Cu

TA-2 5/16x24,5/16

40

50

60

1 Cu

TA-0 3/8x24,3/8

40

50

60

2/0 Al y 2/0 Cu

TA-2/0 7/16x20,3/16

100

120

140

4/0 Al

TA-250 11/16x16,5/16

225

275

325

500 Al 500 Cu

TA-600-2NS 13/16x16,1/2

400

500

600

350 Cu

TA-350-2NS 3/4x16, 3/8

300

375

450

750 Al

TA-800-2NS 15/16x16,1/2

400

500

600

PROGRAMA DE PRUEBA Prueba de Sumersión de Ciclo de Corriente La Prueba de Sumersión de Ciclo de Corriente (CCST) de 100 ciclos, ANSI C119.4, se eligió para evaluar la temperatura y el rendimiento de resistencia de los conectores. El método CCST de 100 ciclos es una evolución de una alternativa al Estándar ANSI C119.4 para “Conectores Eléctricos Conectores para su Uso Entre Conductores Aéreos Desnudos de Aluminio a Aluminio o de Aluminio a Cobre”, prueba de 500 ciclos. El método de CCST difiere de la Prueba de Ciclo de Corriente (CCT) de ANSI C119.4 tradicional en que los conectores de prueba se enfrian rápidamente por inmersión en agua fría al comienzo del ciclo de corriente ‘apagado’. La prueba comparativa ha demostrado que el método de CCST proporcionará los mismos resultados de prueba de 3 rendimiento que el CCT tradicional en menos ciclos de prueba . Una descripción detallada del CCST se incluye en el Apéndice 1A. 3

Lambert, F. , “Una prueba de Rendimiento Acelerada de Conectores Eléctricos” IEEE/PES Anaheim, CA Sept. 14-19, 1986

Un bucle de prueba se requirió para cada tamaño de conductor para completar el programa de prueba. Cada bucle de prueba consistió de 16 conectores, que incorporan cuatro diferentes condiciones de instalación, unidas en un bucle en serie con ecualizadores soldados. Los ecualizadores soldados proporcionan un plano equipotencial para asegurar que todos los hilos del conductor estén en contacto entre sí para medidas de resistencia y también para evitar la influencia térmica de un conector en otro. Las cuatro condiciones de instalación son como sigue: • • • •

Cuatro conexiones con torsión recomendada y preparación de conductor 4 recomendada. Cuatro conexiones con torsión recomendada y ninguna preparación de conductor. Cuatro conexiones con alta torsión (típicamente alrededor de 20% por encima de la recomendada) y preparación de conductor recomendada. Cuatro conexiones con baja torsión (típicamente alrededor de 20% por debajo de la recomendada) y preparación de conductor recomendada.

Antes del ensamblaje del bucle de prueba, las almohadillas de los conectores también se rebajaron con un cepillo de alambre para remover cualquier acumulación de óxido en la superficie como se 5 representa en el estándar ANSI C119.4. . Inmediatamente después de limpiar, una capa delgada de inhibidor de óxido EJC #2 Alcoa se aplico a la superficie. Una sección pequeña de la barra colectora de aluminio, del mismo tamaño que la almohadilla del conector, entonces se talló con cepillo y se intercalo entre las almohadillas de los conectores y se colocó con pernos junto con accesorios apropiados. Los pernos se apretaron utilizando los valores de torsión representados en la Tabla 2 del estándar ANSI C119.4. Después de colocar el bucle en el accesorio de prueba de Sumersión de Ciclo de Corriente, se unieron hilos de conexión de termopar y resistencia. A la corriente se ajusto, durante los primeros tres ciclos, para lograr una elevación de temperatura de estado estable de 100°C por encima de la temperatura de aire ambiente en el conductor de control. Cada bucle se sometió a un mínimo de 100 ciclos con cada ciclo consistiendo de un periodo de corriente “activa” y corriente “inactiva”. La duración del periodo de “activo” / “inactivo” es de acuerdo con la Tabla 4 del estándar ANSI C119.4. Durante el periodo de corriente “inactiva” los conectores de prueba se sumergieron en agua enfriada a 4° C. Al final del periodo de corriente “inactiva”, el tanque de agua fría bajo y el bucle se energizo durante el ciclo. Las medidas de temperatura de los conectores y el conductor de control se tomaron al final de cada ciclo térmico con la corriente “activa”. Termopares con armadura de acero inoxidable sub-miniatura Tipo “T”, se utilizaron para monitorear la temperatura de los conectores y el conductor de control. Un orificio de 2.25 pulgadas de profundidad de0.033 pulgadas de diámetro se perforo en el cuerpo del conector para la instalación del termopar. El orificio se localizó en la trayectora de transferencia de corriente donde se anticipo la temperatura más alta. El conductor de control fue monitoreado con dos termopares colocados en el centro de la longitud del conductor.

4

La preparación recomendada del conductor consiste de rebajar mecánicamente (tallar con cepillo de almabre) los hilos de conexión del conductor para remover cualquier acumulación de óxido y aplicación de un compuesto inhibidor de corrosión. Para esta prueba se utilizó el Compuesto de Junta Eléctricas Alcoa (EJC #2). 5 En las instalaciones de campo, el revestimiento en los conectores, si está presente, no se rebaja. Los conectores se revisten para proporcionar protección contra oxidación.

Al final del ciclo uno se tomaron medidas de resistencia, y cada décimo ciclo después de éste, a través de 100 ciclos. Las líneas de resistencia se hicieron a través de cada conector, de ecualizador a ecualizador, después de que los conectores hayan regresado a la temperatura ambiente. La temperatura del conector se registro con cada conjunto de medidas de resistencia para permitir la corrección de valores de resistencia medidos en 20°C. Los valores corregidos se utilizaron para evaluar el rendimiento de cada conector.

Prueba de Retención de Torsión Con la conclusión de la Prueba de Sumersión de Ciclo de Corriente de 100 ciclos, cada conector de prueba se sometió a una prueba de retención de torsión. Los valores de torsión requeridos para hacer girar los tornillos de ajuste del conecor, en una dirección de las manecillas del reloj (apriete), se midieron y registraron para proporcionar una indicación del efecto del ciclo de calientamiento y enfriamiento sobre la fuerza de contacto entre el tornillo de ajuste y el conductor. La torsión en los tornillos de ajuste después del ciclaje se determino al apretar los tornillos en una dirección de las manecillas del reloj hasta que comenzo a girar. Generalmente, aunque no siempre, la torsión requerida para comenzar a girar el tornillo excede la torsión inicial aplicada en la instalación. Esta porción generalmente sse refiere como la torsión de “rompimiento” o “inicio” y representa la torsión requerida para sobrepasar la fricción y unión entre la parte inferior del tornillo y el conductor y en las roscas del tornillo y el conector. Una vez que se sobrepasa la fricción, existe una reducción abrupta en la torsión a una magnitud mucho menor que el tornillo que comienza a girar. Esto se refiere como torsión de “en operación” y es la torsión mínima requerida para hacer girar el tornillo inmediatamente después de que se sobrepasa la torsión de inicio. La magnitud actual de la torsión de inicio, si es menor o mayor que la torsión inicial, dependerá de uno de los factores. Estos factores incluyen lo siguiente: • • • •

Fricción o adherencia entre el tornillo y el cuerpo del conector y el conductor. La magnitud de la fuerza ejercida por el tornillo sobre el conductor. Relajación de esta fuerza debido a la relajación de avance del conductor bajo el tornillo. La posibilidad de que las roscas y el tornillo se expongan a un compuesto de inhibición 6 de corrosión durante la intalación.

Si la fuerza ejercida por el tornillo sobre el conductor permanece elevada, la torsión de inicio será elevada. Si existe una reducción considerable en esta fuerza contacto debido al avance del conductor bajo el efecto de tiempo o temperatura, la torsión de inicio puede ser mucho menor que aquella de la instalación. Por lo tanto, puesto que la torsión de inicio es afectada por la fricción y enlace de la rosca de tornillo, la torsión en operación generalmente se acepta como una indicación mucho mejor del grado de relación de fuerzas.

6 Este es el único factor que puede introducirse por error humano. Los otros factores son una función de las propiedades físicas del material. Para esta prueba, debe tenerse cuidado de no exponer la porción roscada del conector al compuesto inhibidor de corrupción.

Prueba Física La resistencia a la atracción final, la resistencia a la deformación, y las propiedades de alargamiento de los materiales conductor se midieron en el Centro de Tecnología de Alcan Cable en Williamsport, Pensilvania. La razón principal para llevar a cabo estas medidas en la instalación de Alcan Cable fue la naturaleza del equipo disponible en esta ubicación y la experiencia de las personas para llevar a cabo tales pruebas. Estas propiedades se midieron antes y después de CCST. El siguiente equipo disponible en el Centro de tecnología se empleo para llevar a cabo las medidas antes mencionadas. •

INSTRON Modelo 4483, Serie # G4383 con Celda de Carga Tipo 2525-818, Serie # 059 (Cal. Fecha 1-31-95) y con Celda de Carga Tipo 2525-807, Serie # 175 (Cal. Fecha 4-11-95). Este equipo está equipado con un control automatizado, colección de datos, y sistema de análisis de datos de INSTRON.

RESULTADOS DE PRUEBA Y CONCLUSIONES Conducdores de Aleación de Aluminio AA-8030 contra Conductores de Cobre: Los resultados demuestran que conexiones instaladas en aleación de aluminio AA-8030 se desempeñan también, omejor que las conexiones instaladas en conectores de cobre de ampacidad equivalente en la Prueba de Sumersión de Ciclo de Corriente. Generalmente, los máximos valores de temperatura, los valores de estabilidad a la resistencia y valores de estabilidad de temperatura son muy cercanos. 1. Prueba de Sumersión de Ciclo de Corriente (Rendimiento de Temperatura) Las gráficas de ANSI de C119.4 que detallan las temperaturas y rendimiento de resistencia de cuatro conexiones con torsión recomendada y preparación de conductor recomendada para 4/0 XHHW-2 (RW90-600V) el conductor AA-8030 y su conductor de cobre 2/0 THHN-2 (T90) 7 eléctricamente equivalente se incluyen en el Apéndice-2A y Apéndice-2B, respectivamente . Notese que los datos de DIFERENCIA DE TEMPERATURA se muestran en estas gráficas de ANSI C119.4. Esto es de acuerdo con el Estándar de Prueba ANSI C119.4. La diferencia de temperatura se determina al restar la temperatura registrada del conector de la temperatura registrada del conductor de control al momento de la medida. Por lo tanto, una diferencia de temperatura mayor indica que la temperatura de conexión es MÁS FRÍA que una diferencia de temperatura menor. Una diferencia de temperatura de 0°C, o un valor de dif erencia de temperatura negativo, indica que la conexión está operando a una temperatura igual a o mayor que el conductor de control y se considera una falla. También se muestra en las gráficas de temperatura de ANSI C119.4 una DIFERENCIA DE TEMPERATURA ACEPTABLE MÍNIMA, definida como las diferencias de temperatura promedio calculadas sobre el transcurso de la prueba para esa conexión, menos 10°C. Cualquier temperatura menor que este límite refleja la inestabilidad térmica y también es fundamento para que falle la conexión. Este método proporciona un medio para normalizar los datos reunidosal variar las temperaturas ambiente. Adicionalmente, las gráficas de barras se comparan a temperatura promedio y el rendimiento de resistencia promedio de cuatro conexiones con torsión recomendada y preparación de conductor recomendada para conductor de AA-8030 4/0 XHHW-2 (RW90-600V) y su conductor de cobre eléctricamente equivalente 2/0 THHN-2 (T90) se incluyen en el apéndice-2C y Apéndice-2D, 8 respectivamente . Estas gráficas proporcionan una comparación del rendimiento de los conductores de aleación de aluminio AA-8030 contra los conductores de cobre en el CCST.

7 RW90 listado en CSA con material de conductor de aleación de aluminio y espesor de aislamiento de 600 Voltios y T90 con conductor de cobre son productos equivalentes a los productos XHHW-2 y THHN-2 listados en UL, respectivamente, mostrados en lo anterior y evaluados en este proyecto. 8 Ibid.

TABLA 5 y TABLA 6 resumen el cumplimiento general de los conductores AA-8030 y de cobre, respectivamente, con el criterio de rendimiento de la prueba. Los resultados del CCST de 100 ciclos indica que el rendimiento térmico de los conectores de tipo tornillo mecánico instalados en los conductores de aleación de aluminio AA-8030 es comparable con o mejor que las conexiones similares instaladas en conectores de cobre eléctricamente equivalentes. Los datos muestran que para conectores instalados en conductores de aleación de aluminio AA-8030 2/0 AWG, y más pequeños, conexiones de aleación de alumnio AA-8030 operan a una temperatura ligeramente por encima de aquella de los conectores en lugar de los conductores de cobre de ampacidad equivalente. Para conductores de aleación de alumino AA-8030 4/0 AWG y más, los conectores de prueba operan a una teperatura menor que aquella de los conductores de cobre eléctricamente equivalentes. La GRÁFICA 1 muestra que las temperaturas máximas promedio registradas para AA-8030 y conductores de cobre se probaron. Un examen adicional de los datos de temperatura sugiere que si los conductores de AA-8030 se sometieron al mismo nivel de corriente que los tamaños equivalentes de cobre, entonces todas las conexiones de AA-8030 pueden operar a una temperatura menor que las conexiones con conductores de cobre. Existen dos razones por esta afirmación. Primero, la clasificación de ampacidad para los conductores AA-8030 es menor por lo menos a o mayor que la clasificación de ampacidad para los conductores de cobre equivalentes. La segunda razón es que todo, excepto uno, los conductores de cobre requirieron mayor corriente para obtener una elevaciónde 100°C por encima de la temperatura ambiente para el control que el conductor correspondiente AA-8030. El único que no requirió de una corriente mayor fue 350 kcmil y sólo requirió un Amperio menos de corriente (832 Amperes contra 833Amperes) que el conductor AA-8030 de 500 kcmil correspondiente. A pesar de esta diferencia, AA8030 de 500 kcmil aún operó a una temperatura menor que el conductor de cobre de 350 kcmil. De este modo, cuando conductores de AA-8030 se utilizaron en lugar de sus conductores de cobre equivalentes, las conexiones con conductores de AA-8030 probablemente operarán a temperaturas más bajas que los conductores de cobre equivalente. La afirmación anterior es una observación importante puesto que generalmente se juzga mal que en las conexiones con conectores de aluminio operan a tempertura ligeramente mayorque sus tamaños de cobre equivalentes. Además, el cumplimiento con la temperatura absoluta y el criterio de estabilidad de temperatura sugiere que ambos conectores de cobre y AA-8030 muestran una tolerancia importante a los niveles de torsión utilizados y los métodos de preparación empleados. Esto no es para sugerir que uno deba ignorar las practicas recomedadas para buenas conexions. La práctica recmendada para una preparación de conexión para conductores de aleación de aluminio AA-8030 también es una buena práctica para conductores de cobre.

TABLA 5: RESULTADOS DE ANSI C119.4 PARA CONDUCTORES DE ALEACIÓN DE ALUMINIO AA-8030 XHHW-2 (RW90-600V)* ALLOY CONDUCTORS NÚMERO DE AWG # 2 AWG # 2/0 AWG # 4/0 500 KCMIL 750 KCMIL CONECTOR T DT R T DT R T DT R T DT R T DT R 1 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 2 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 3 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 4 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 5 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N 6 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N 7 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N 8 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 9 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 10 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 11 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 12 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 13 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 14 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 15 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 16 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y TABLA 6: RESULTADOS DE ANSI C119.4 PARA CONDUCTORES DE COBRE DE THHN-2 (T90)* COPPER CONDUCTORS NÚMERO DE AWG # 4 AWG # 1 AWG # 2/0 350 KCMIL 500 KCMIL CONECTOR T DT R T DT R T DT R T DT R T DT R 1 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 2 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 3 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 4 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 5 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 6 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 7 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 8 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 9 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 10 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N 11 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N 12 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N 13 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 14 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N 15 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 16 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 1-4 = Torsión Recomendada y Preparación Recomendada 5-8 = Torsión Recomendada y Sin Preparación Y = Se Cumple con el Requerimiento 9-12 = Torsión Elevada y Preparación Recomendada N = No cumplio con el Requirimiento 13-16 = Torsión Baja y Preparación Recomendada T = Requerimiento de Temperatura Absoluta DT = Requerimiento de Estabilidad de Temperatura R = Requerimiento de Estabilidad de Resistencia * RW90 listado en CSA con material de conductor de aleación de aluminio y espersor de de aislamiento de 600 Voltios y T90 conductor de cobre son productos equivalentes a los productos de XHHW-2 y THHN-2 listados en UL, respectivamente, mostrados en lo anterior y evaluados en este proyecto.

GRADOS C TEMPERATURA PROMEDIO

VALORES DE TEMPERATURA MÁXIMA PROMEDIO DE LA PRUEBA DE CCST DE 100 CICLOS PARA CONDUCTORES DE AA-8030 y COBRE 12 0 110 10 0

AA-8030 CU

9 0 80 70 #2 - #4

2/0 - 1

4/0 - 2/0

500/350

750/500

RESISTENCIA PROMEDIO MICROOMIOS

GRÁFICA 1: TAMAÑOS DE CONDUCTOR DE AA-8030 XHHW-2 (RW90-600V)*DE COBRE THHN-2 (T90)*

VALORES DE RESISTENCIA MÁXIMA PROMEDIO DE LA PRUEBA DE CCST de 100 CICLOS PARA AA-8030 y CONDUCTORES DE COBRE 30 0 250 20 0

AA-8030 CU

15 0 100 50 0 #2 - #4

2/0 - 1

4/0 - 2/0

500/350

750/500

GRÁFICA 2: TAMAÑOS DE CONDUCTOR DE AA-8030 XHHW-2 (RW90-600V)* COBRE THHN-2 (T90)*

* RW90 listado en CSA con material conductor de aleación de aluminio y espesor de aislamiento de 600 Volios y T90 con condutor de cobre son productos equivalentespara los productos de XHHW-2 y THHN-2 listados en UL, respectivamente, mostrados en lo anterior y evaluos en este proyecto.

2. Prueba de Sumersión de Ciclo de Corriente (Rendimiento de Resistencia) Los resultados de prueba demuestran que la estabilidad de resistencia de los conectores instalados en conductores de aleación de aluminio AA-8030 son igualmente tan estables como aquellos conectores instalados en conductores de cobre de ampacidad equivalente. GRÁFICA 2 muestra los valores de resistenia máxima promedio registrados para AA-8030 y conductores de cobre probados. Tres fallas de estabilidad de resistencia se observaron en conductores AA-8030, mientras cuatro fallas se observaron en conductores de cobre. En ambos casos, para cobre y aluminio, los conductores fallaron por un máximo de dos microohmios. Para conductores AA-8030, una falla se presentó en una de cada uno de 2/0 AWG, 500 kcmil, y conductores de 750 kcmil. Los tres se registraron de torsión recomendada y sin condición de preparación de conductor para instalación del conector. Para conductores de cobre, todas las fallas ocurrieron en el conductor de 500 kcmil. Dos fallas, cada una, se registraron de torsión elevada y preparación de conductor recomendada y torsión baja y condiciones de preparación de conductor recomendadas para instalación del conector. El examen de los datos para rendimiento de temperatura, realizados previamente, igualmente se puede aplicar aquí para el rendimiento de resistencia. De este modo, cuando se utilizan conductores de AA-8030 en lugar de sus conductores de cobre equivalentes, las conexiones con conductores AA-8030 probablemente es para operar a una resistencia menor que los conductores de cobre equivalenes. El criterio de estabilidad de resistencia soporta la observación hecha utilizando la temperatura absoluta y el criterio de estabilidad de temperatura con respecto a la practica recomendada para preparación de conexión. Una vez, la practica recomendada para la preparación de conexión para los conductores de aleación de aluminio AA-8030 también es una buena práctica para conductores de cobre. 3. Rendimiento de Prueba de Retención de Torsión Una gráfica que compara la distribución de frecuencia con el porciento de valores de torsión retenidos después de realizado CCST en conductores de AA-8030 XHHW-2 (RW90-600V) y de 9 cobre THHN-2 (T90) se incluyen en el Apéndice-2E . El valor de torsión en operación retenido de por ciento promedio para conectores instalados en los cinco tamaños de conductores de AA-8030 es de 90.6% con una desviación estándar de 16.0%. Para conectores instalados en cinco tamaños eléctricamente equivalentes de conductores de cobre, el valor de torsión en operación retenido por ciento promedio es del 106.3% con una desviación estándar de 15.8%. Los valores de torsión en operación retenidos del por ciento de las conexiones instaladas en #2 AWG AA-8030 fue significativamente diferente (menor que) los valores similares de todas las conexiones restantes en conductores de AA-8030 y de cobre. Además, el valor de torsión en operación retenido de por ciento promedio para conectores instalados en los otros cuatro tamaños de conductores AA-8030 es de 95.5% con una desviación estándar de 12.7%. Estos cambios en las desviaciones promedio y estándar sugieren a cierta causa para tal variación. Sin embargo, todas las conexiones instaladas en el conductor #2 AA-8030 cumple con los requerimientos de criterio de CCST en una forma consiste con las condiciones instaladas en otros tamaños de AA-8030 y todos los tamaños de conductores de cobre.

9

RW90 listado en CSA con material de conductor de aleación de aluminio y espesor de aislamiento de 600 Voltios y T90 con conductor de cobre son productos equivalentes a los productos de XHHW-2 y THHN-2 listados en UL, respectivamente, mostrados en lo anterior y evaluados en este proyecto.

Dada la confianza sobre la detección física del movimiento de los tornillos o tuercas y la capacidad de medición de los instrumentos utilizados para este propósito, trabajo adicional es necesario para reducir la variabilidad de la medida de la torsión retenida. Recursos requeridos para realizar mejoras pueden tener que ponderarse contra los beneficios para derivarse de tales medidas. Puede ser posible que los conectores de tipo tornillo mecánico, independientemente de si se intalán en conductores de AA-8030 o de cobre, pueden ser capaces de demostrar una tolerancia aún más amplia para el nivel de torsión de apriete el examinado en este proyecto con esos dconductores. Esto no es para sugerir que uno deba ignorar las practicas recomendadas para buenas conexiones. Análisis antes mencionados de los datos sugiere que la diferencia entre los valores promedio generales del por ciento de torsión retenida de conexiones instaladas en conductores de AA-8030 y de cobre es significamente menor que las desviciones estándar observadas a partir de conexión instaladas en cualqiera de sus conductores. Por lo tanto, dada la variabilidad de la medida de la retención de torsión, existe poca diferencia entre los rendimientos de las conexiones de aleación de aluminio AA-8030 y conductores de cobre equivaletes. La temperatura absoluta, la estabilidad de temperatura y el criterio de estabilidad de resistecia de la prueba del ciclado térmico son muchos mejores pronósticos de rendimiento a largo plazo y una conexión, ys se encuentre con el cobre o con condures de AA-8030 que la torsión retenida. 4. Propiedades Físicas Las gráficas que detallan el porciento de propiedades físicas retenidas después de CCST como función del método de prepración de conexión se incluyen en el Apéndice-2F. Ambos conductores de cobre y AA-8030 muestran una retencion excelente de sus propiedades físicas después de CCST. La resistencia a la atración final, la resistencia de deformación y el alargamiento de las muestras de los conductores después de que CCST se compara con los valores de las mismas propiedaes antes de CCST para los cinco tamaños de ambos, los conductores de cobre y AA-8030. El porcentaje promedio general de los valores retenidos para esas propiedades para conductores de cobre son 99.7%, 100.2%, y 89.5%, respectivamente. Similarmente, el porcentaje de promedio general de los valores retenidos para estas propiedades para conductores de AA-8030 son 100.2%, 96.8% y 92.1%, respectivamente. El rendimiento estable mostrado por los conductores de cobre y AA-8030 en el CCST se reflejan en los valores retenidos de las propieades físicas de los materiales del conductor después del CCST.

APÉNDICES

ÍNDICE

Apéndice.

Descripción

1A

Description de la Prueba de Sumersión de Ciclo de Corriente (CCST)

1B

Comparación de los Requerimientos de UL 486B y los Métodos de Prueba ANSI C119.4 Para Prueba Cíclica Térmica

2A

Gráficas de ANSI C119.4 de la Diferencia de Temperatura y los Valores de Resistencia para cuatro conexiones hechas utilizando torsión recomendada y método de práctica recomendada para Conductores de AA-8030 de 4/0 XHHW-2 (RW90-600V)*

2B

Gráficas de ANSI C119.4 de Diferencia de Temperatura y Valores de Resistencia para cuatro conexiones hechas utilizando torsión recomendada y método de práctica recomendado de conductores de cobre de 2/0 THHN-2 (T90)*

2C

Gráfica de Barras que Compara los Valores de Temperatura Promedio para cuatro conexiones hechas utilizando la torsión recomendada y el método de práctica recomendada para conductores de AA-8030 4/0 XHHW-2 (RW90-600V)* contra de cobre 2/0 THHN-2 (T90)*

2D

La Gráfica de Barras Compara los Valores de Resistencia Promedio para cuatro conexiones hechas utilizando torsión recomendada y método de práctica recomenda para Conductores de AA-8030 4/0 XHHW-2 (RW90-600V)* contra cobre 2/0 THHN-2 (T90)*

2E

Bar Graph Comparing Frequency Distribution of Percent Retained Torque after CCST for XHHW-2 (RW90-600V)* AA-8030 against THHN-2 (T90)* Conductores de cobre

2F

Bar Graphs Comparing Percent Retained Physical Properties After CCST as a Function of Connection Preparación Method for XHHW-2 (RW90-600V)* AA8030 against THHN-2 (T90)* Conductores de cobre

* CSA listed RW90 con aleación de aluminio conductor material y 600 Volt insulation thickness y T90 with copper conductor are equivalent products to UL listed XHHW-2 y THHN-2 products, respectivamente, shown above y evaluated in this project. UNA PRUEBA DE RENDIMIENTO ACELERADA DE CONECTORES ELÉCTRICOS Este Apéndice contiene una breve explicación de un procedimiento de prueba acelerada para conectores eléctricos desarrollándose en el Centro de Investigación de Energía de Georgia. Este procedimiento, la Prueba de Sumersión de Ciclo de Corriente (CCST), requiere sólo 100 ciclos para producir resultados similares a la prueba de ANSI C119.4 500 ciclos.

PROCEDIMIENTO DE PRUEBA: El procedimiento de prueba de 500 ciclos ANSI C119.4 ha permanecido virtualmente sin cambio desde la adopción en 1962. Años de experiencia han probado la conveniencia de este procedimiento de prueba. El procedimiento de Prueba de Sumersión de Ciclo de Corriente se pretende sólo para acelerar los efectos de envejecimiento de la prueba existente. No se pretende para cambiar la severidad de la prueba de 500 ciclos. Al estar con esta filosofía, el nuevo procedimiento de prueba ha incorporado la mayoría de los requerimientos de ANSI C119.4, Sección 6., “Procedimientos de Prueba de Ciclos de Corriente”. Los conectores se ensamblan en un bucle en serie con ecualizadores. Los ecualizadores proporcionan un plano equipotencial para las medidas de resistencia y también minimiza la influencia la térmica de un conector sobre otro. La longitud expuesta del conductor entre el conector y el ecualizador es de acuerdo con la Tabla 2 del estándar ANSI. Un conductor de control se instala de acuerdo con ANSI C119.4, Sección 6.5, para poder medir precisamente la temperatura el conductor. El amperaje de la corriente se ajusta durante los primeros cinco ciclos de corriente “activo” para dar como resultado en una elevación de temperatura de estado estable de 100°C por encima del aire ambiente en el conductor de control. Esta corriente se mantiene durante el resto de la prueba sin importar la elevación en la temperatura del conductor de control. Cada ciclo de la prueba consiste de un periodo de corriente “activa” de acuerdo con ala Tabla 4 del estándar de ANSI. La longitud del periodo de corriente ‘INACTIVO’ es de ½ hora. Al comienzo del periodo de corriente ‘inactivo’, los conectores se sumergen rápidamente en un baño de agua mantenido a una temperatura entre 2°C y 7°C. Dos métodos de sumersión se emplean en esta serie de pruebas. El método uno se logra al elevar un tanque de agua para sumergir los conectores a una proporción de aproximadamente una pulgada por segundo con mínima perturbación mecánica. Al final del periodo de corriente ‘inactivo’, el tanque se baja y comienza el periodo de corriente ‘activo’. El método dos se logra al bajar el bucle de serie en un tanque de agua enfriada para sumergir los conectores en una proporción de aproximadamente 0.1 pulgadas por segundo con mínima perturbación mecánica. Las medidas de temperatura se hacen de cada conector y el conductor de control justo antes del final del periodo de corriente ‘activo’. Las medidas de temperatura serán tomadas en ciclos 1, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, y 100. La medidas de resistencia se toman para cada conector al final del periodo de corriente ‘inactivo’ después de que la temperatura del conector se haya establecido en la temperatura de aire ambiente. Se mide la resistencia de ecualizador a ecualizador y se corrige a 20°C para evaluación. Las medidas de resistencia deben tomarse en los ciclos 1, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 y 100.

Apéndice A

1

PRUEBA DE SUMERSIÓN DE CICLO DE CORRIENTE: Requerimientos de Rendimiento: 1. La resistencia de cualquier conector en cualquier momento durante la prueba no variará más de ± 5% del promedio de todas las resistencias medidas de ese conector, o

Donde: R conn, i = valor de resistencia medido en el tiempo i N= número total de medidas de resistencia 2. La temperatura de un conductor no excederá la temperatura del conductor de control en cualquier momento. 3. La diferencia de temperatura entre el conductor de control y el conector (incluyendo la concesión de error de medición) no variará del promedio de la suma de las diferencias de temperatura medidas entre el conductor de control y el conector por más 10 C, o

donde: Tconn, i = temperatura medida del conector en el tiempo i Tcond, i = temperatura medida del conductor de control en el tiempo i K = Número total de medidas de temperatura

Apéndice-1A

2

Comparación de los Requerimientos de los Métodos de Prueba UL 486B y ANSI C119.4 para la Prueba de Ciclo Térmico

TABLA DE RESUMEN

PARÁMETRO No. de ciclos Tipo de Conductor Preparación del conductor Torsión Corriente Tiempos de corriente ACTIVA/INACTIVA Longitud de la Muestra Longitud Derivada y Tolerancia

UL 486B CCT 500 Aislado (USE o USE-2 para Aluminio) Ninguno Especificado Especificado Especificado

ANSI C119.4 500 (CCT) o 100 (CCST) Desnudo Cepillo de alambre y uso de EJC Especificado Para obtener 100° C de Eleva ción Especificado

Especificado Especificado

Especificado Especificado

Apéndice - 1B

1

COMPARACIÓN DEL CRITERIO DE PRUEBA

•

Temperatura Absoluta

UL 486B: La temperatura del conector no puede exceder 125° C de elevación de temperatura por encima de la temperatura ambiente por cualquier sitio registrado (temperatura registrada para por lo menos un ciclo cada día). ANSI C119.4: La temperatura del conector no puede exceder la temperatura del conductor de control para cualquier ciclo (registrado justo antes del final del periodo ‘activo’).

•

Estabilidad de Temperatura

UL 486B: Factor de Estabilidad: “S” =((Control de Conector) - Σ (Control de Conector)/N) puede no exceder más de +10° C cuando se determina para cada una de las medidas 11 (es decir, N=11) tomada en 25, 50, 75, 100, 125, 175, 225, 275, 350, 425, y 500 ciclos. ANSI C119.4: Diferencia de temperatura entre una conexión y el control en un bucle dado, no será menor al limite de control mínimo. Limite de Control = Avg... de las diferencias - 10°C

•

Estabilidad de Resistencia

UL 486B: No especificado ANSI C119.4: – Resistencia de cualquier conexión que no excederá los limites. Limites de Resistencia = +5% de promedio de todas resistencias medidas de esa conexión al final de 1, 10, 20,..., y 100 ciclos.

Apéndice 2

COMPARACIÓN DE LOS DOS MÉTODOS DE PRUEBA PARA ESTE PROGRAMA DE PRUEBA AMP T310-16 CONECTO CDR. UL ANSI C119.4 (CCST) R 486B+ DE AMP. MARGEN TORSIÓ HORAS HORAS LONGITU AMP DE TORSIÓ HORA HORAS LONGITU CORRIEN AL9CU CORRIENT N TE DE D N EN S D 90°C CORRIEN LIBRAS, INACTIVO ACTIVO INACTIV ESTIMAD E EN EN ACTIV , **** EN TE** O *** A***** LIBRAS PULGAD O PULGAD ACTUAL CURREN AS AS T CONDUCTORES DE ALUMINIO AA-8030 XHHW-2 (RW90-600V)* #2 100 TA-2 2-14 40 1 1 18 190 50 1 0.5 12 170 215 #2/0 150 TA-2/0 2/0-6 100 1 1 18 295 120 1 0.5 12 270 347 #4/0 205 TA-250 250-6 225 1.5 1.5 18 390 275 1 0.5 12 380 475 500 kcmil 350 TA-600600-2 400 2 2 18 680 500 1.5 0.5 24 685 832 2NS 750 kcmil 435 800-300 400 2 2 26 870 500 1.5 0.5 24 930 1095 TA-8002NS CONDUCTORES DE COBRE THHN-2 (T90)* #4 95 TA-2 2-14 40 1 1 12 175 50 1 0.5 12 130 204 #1 150 TA-0 1/0-14 40 1 1 18 275 50 1 0.5 12 290 335 #2/0 195 TA-2/0 2/0-6 100 1 1 18 370 120 1 0.5 12 400 448 350 kcmil 350 TA-350350-6 300 1.5 1.5 18 705 375 1.5 0.5 24 780 833 600-2 400 2 2 18 870 500 kcmil 430 2NS 500 1.5 0.5 24 990 1058 TA-6002NS + Notas CSA C22.2 No. 65 es un estándar equivalente utilizado en Canadá, para el estándar de UL 486B utilizado en Estados Unidos. * RW90 listado en CSA con material de condutor de aleación de aluminio y un espesor de aislamiento de 600 Voltios y T90 con conductor de cobre son productos equivalentes para los productos XHHW-2 y THHN-2 listados en UL, respectivamente, mostrados en lo anterior y evaluados en este proyecto. CDR.

** Corriente estimada en UL 486B es para los conductores tipo USE. *** ANSI C119.4 proporciona un valor de torsión recomendado. Sin embargo, la referencia de tamaño de sujetador es diferente. Por lo tanto, la recomendación del fabricante se muestra aquí. **** En el método CCST las conexiones se sumergen en agua enfriada estática (5 C +/- 4 C) dentro de 30 segundos del inicio del periodo de corriente INACTIVA.. Permanece sumergido por 15 minutos después de que la temperatura del conector se reduce en la temperatura del agua.. ***** Corriente estimada en CCST para conductores desnudos. 1. Longitud del conductor de control es dos veces aquella de la longitud de muestra en ambos métodos de prueba.

Apéndice - 1B

3

COMPARACIÓN DEL RENDIMIENTO DE CONDUCTOR PARA ALCAN CABLE DIFERENCIA DE TEMPERATURA DE ANSI C119.4 Y LOS VALORES DE RESISTENCIA DE LA PRUEBA DE SUMERSIÓN DE CICLO DE CORRIENTE (100 CICLOS) REALIZADA EN CONDUCTORES DE ALEACIÓN DE ALUMINIO AA-8030 4/0 AWG XHHW-2 (RW90-600V)* UTILIZANDO CONECTORES DE TIPO TORNILLO LISTADOS

20 10

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

55

1

60 50

30 20 10

DIFERENCIA DE TEMPERATURA (GRADOS C)

65

40

100

30

90

70

50 #1

80

40

70

80 75

60 CONECTOR #2 UBICACIÓN DEL TERMOPAR

60

50

CONECTOR #1 UBICACIÓN DEL TERMOPAR #1

50

85

70

40

60

30

90

80

20

70

90

10

RESISTENCIA (MICROOMIOS)

95

110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50

1

80

100

RESISTENCIA (MICROOMIOS)

90

105

DIFERENCIA DE TEMPERATURA (GRADOS C)

110

0

0 CICLOS CICLOS MAX R

R MIN R

DT

MAX R

MIN R

DT

MIN DT

MIN DT

10 0

MAX R

MIN R

90

80

70

60

50

30 20 10 0

CICLOS R

40

CICLOS DT

MIN DT

R

MAX R

MIN R

DT

MIN DT

DIFERENCIA DE TEMPERATURA (GRADOS C)

20

50 #1

100

30

60 CONECTOR #4 UBICACIÓN DEL TERMOPAR 40

100

90

80

70

60

50

40

30

20

40

70

30

50

CONECTOR #3 UBICACIÓN DEL TERMOPAR #1

80

20

60

90

10

70

110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50

1

80

DIFERENCIA DE TEMPERATURA (GRADOS C)

90

10

110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50

1

RESISTENCIA (MICROOMIOS)

R

CONEXIONES CON TORSIÓN RECOMENDADA Y PREPARACIÓN RECOMENDADA Conductores RW90 listados en CSA con material de conductor de aleación de aluminio y espesor de aislamiento de 600 Voltios son productos equivalentes a los productos de XHHW-2 listados en UL mostrados en lo anterior y evaluados en este proyecto. Apéndice 2A COMPARACIÓN DEL RENDIMIENTO DE CONDUCTOR PARA ALCAN CABLE DIFERENCIA DE TEMPERATURA DE ANSI C119.4 Y LOS VALORES DE RESISTENCIA DE LA PRUEBA DE SUMERSIÓN DE CICLO DE CORRIENTE (100 CICLOS) REALIZADA EN * CONDUCTORES DE COBRE DE 2/0 AWG THHN-2 (T90) UTILIZANDO CONECTORES DE TIPO TORNILLO LISTADOS

60 100

90

80

70

60

0

CICLOS

30 20 10 0

MAX R

MIN R

100

90

80

60 50

#1

40 30 20 10 0

CICLOS R

40

CONECTOR #4 UBICACIÓN DEL TERMOPAR

CICLOS DT

MIN DT

R

MAX R

MIN R

DT

MIN DT

DIFERENCIA DE TEMPERATURA (GRADOS C)

40

MIN DT

70 30

50

DT

80 20

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

60

MIN R

90

10

70

110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50

MAX R

1

80

CONECTOR #3 UBICACIÓN DEL TERMOPAR #1

R

MIN DT

RESISTENCIA (MICROOMIOS)

DT

DIFERENCIA DE TEMPERATURA (GRADOS C)

MIN R

90

1

RESISTENCIA (MICROOMIOS)

110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50

MAX R

10 0

CICLOS R

DIFERENCIA DE TEMPERATURA (GRADOS C)

20

70

50

40

30

20

50

10

1

55

10

30

100

20

40

90

65

75 70 65 60 55 50

50 #1

80

30

70

70

80

60

40

60

80 75

60 CONECTOR #2 UBICACIÓN DEL TERMOPAR

50

50

CONECTOR #1 UBICACIÓN DEL TERMOPAR #1

50

85

70

40

60

30

90

80

20

70

90

10

95

110 105 100 95 90 85

1

RESISTENCIA (MICROOMIOS)

80

100

RESISTENCIA (MICROOMIOS)

90

105

DIFERENCIA DE TEMPERATURA (GRADOS C)

110

CONEXIONES CON TORSIÓN RECOMENDADA Y PREPARACIÓN RECOMENDADA Conductores T90 listados en CSA son productos equivalentes a los productos THHN-2 listados en UL mostrados en lo anterior y evaluados en este proyecto.

Apéndice 2B

TEMPERATURA PROMEDIO GRADO C

COMPARACIÓN DE RENDIMIENTO DE CONDUCTOR PARA ALCAN CABLE VALORES DE TEMPERATURA PROMEDIO DE LA PRUEBA DE SUMERSIÓN DE CICLO DE CORRIENTE (100 CICLOS) REALIZADA EN LA ALEACIÓN DE ALUMINIO AA-8030 Y LOS CONDUCTORES DE COBRE UTILIZANDO LAS CONEXIONES TIPO TORNILLO LISTADAS EN LO ANTERIOR

12 0

11 4

11 0 10 0

96

96

97

11 1

11 3

99

1 2 3 4

9 0 8 0 70 AA-8030 4/0 XHHW-2 (RW90-600V)* AL

113

COBRE DE 2/0 THHN-2 (T90)*

TEMPERATURA DE CONTROL PROMEDIO GRADOS C: AA-8030 = 126.4, COBRE = 126.4 CUATRO CONECTORES CON TORSIÓN RECOMENDADA Y PREPARACIÓN RECOMENDADA PROBADO EN EL CENTRO DE INVESTIGACIÓN DE ENERGÍA DE GEORGIA

* RW90 listado en CSA con material conductor de aleación de aluminio y espesor de aislamiento de 600 Voltios y T90 con conductor de cobre son productos equivalentes para productos XHHW-2 y THHN-2 listados en UL, respectivamente, mostrados en lo anterior y evaluados en este proyecto.

Apéndice - 2C COMPARACIÓN DE RENDIMIENTO DE CONDUCTOR PARA ALCAN CABLE VALORES DE TEMPERATURA PROMEDIO DE LA PRUEBA DE SUMERSIÓN DE CICLO DE CORRIENTE (100 CICLOS) REALIZADA EN LA ALEACIÓN DE ALUMINIO AA-8030 Y LOS CONDUCTORES DE COBRE UTILIZANDO LAS CONEXIONES TIPO TORNILLO LISTADAS EN LO ANTERIOR

RESISTENCIA PROMEDIO MICROORMAS

110

10 0

97

97

10 0

94

97

95

96

96 1 2 3 4

9 0

8 0 70 AA-8030 4/0 XHHW-2 (RW90600V)*

COBRE DE 2/0 THHN-2 (T90)*

RESISTENCIA DE CONTROL PROMEDIO (MICROHMS): AA-8030 = 174.2, COBRE = 163.0 CUATRO CONECTORES CON TORSIÓN RECOMENDADA Y PREPARACIÓN RECOMENDADA PROBADO EN EL CENTRO DE INVESTIGACIÓN DE ENERGÍA DE GEORGIA * RW90 listado en CSA con material conductor de aleación de aluminio y espesor de aislamiento de 600 Voltios y T90 con conductor de cobre son productos equivalentes para productos XHHW-2 y THHN-2 listados en UL, respectivamente, mostrados en lo anterior y evaluados en este proyecto.

Apéndice - 2D COMPARACIÓN DE RENDIMIENTO DE CONDUCTOR PARA ALCAN CABLE DISTRIBUCIÓN DE FRECUENCIA PARA % DE VALORES DE TORSIÓN EN OPERACIÓN RETENIDOS DESPUÉS DE LA PRUEBA DE SUMERSIÓN DE CICLO DE CORRIENTE (100 CICLOS) REALIZADA EN LOS CONDUCTORES DE ALEACIÓN DE ALUMNIO AA-8030 XHHW-2 (RW90)* Y COBRE THHN-2 (T90)* QUE UTILIZAN CONECTORES TIPO TORNILLO LISTADO

FRECUENCIA: NO. DE CONEXIONES

30 25 20 15 10 5 0 AA-8030

Cobre

AA-8030 W/O #2

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

CELDAS QUE DEFINEN EL % DE TORSIÓN EN OPERACIÓN RETENIDA * RW90 listado en CSA con material conductor de aleación de aluminio y espesor de aislamiento de 600 Voltios y T90 con conductor de cobre son productos equivalentes para productos XHHW-2 y THHN-2 listados en UL, respectivamente, mostrados en lo anterior y evaluados en este proyecto. NÚMERO DE CELDA 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 MARGEN PARA % 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90 90-100 100- 110- 120- 130- 140DE TORSIÓN EN 110 120 130 140 150 OPERACIÓN RETENIDA 3 8 8 21 20 12 5 2 1 FRECUENCIA PARA CONEXIONES DE AA-8030 CONNECTIONS 1 1 3 27 26 13 3 3 1 FRECUENCIA PARA CONEXIONES DE COBRE CONNECTIONS FRECUENCIA PARA 3 21 20 12 5 2 1 CONEXIONES DE AA-8030 W/O #2 CONNECTIONS Notas: 1. Rendimiento de los cinco tamaños de los conductores de AA-8030 se comparan nuevamente con los cinco tamaños eléctricamente equivalentes de los conductores de cobre en estos datos. 2. Medidas de torsión retenidas de 80 conexiones se expresaron en % retenido de la torsión de apriete original utilizada para cada conexión. 3. Un bucle que consiste de 16 conexiones se hizo por tamaño de conductor para cada tipo de conductor para CCS. Estas 16 conexiones se dividieron además en grupos de cuatro a seguir condiciones de instalación: 1. Torsión recomendada y preparación de conductor recomendada 2. Torción recomendada y ninguna reparación de conductor 3. Alta Torsión y preparación de conductor recomendada 4. Baja Torsión y preparación de conductor recomendada 4. Medidas de torsión en operación de dos conexiones en un conductor de cobre no pueden obtenerse. 5. Los números de celdas 1 a 3 no se muestran ya que no existe ninguna medida de torsión que pueda fallar bajo estos margenes.

Apéndice - 2E % DE UTS REFERIDA, DEFORMACIÓN Y ALARGAMIENTO DE ESPECIMENES DESPUÉS DE CCST COMO FUNCIÓN DE LA PREPARACIÓN DE CONEXIÓN % DE RESISTENCIA A LA ATRACIÓN FINAL RETENIDA

110 100.7

99.8

99.9

100.3

99.7

99.5

99.7

99.8

100 90

1 2 3 4

80 70 AA-8030

COBRE

CADA BARRA REPRESENTA UN PROMEDIO DE CINCO TAMAÑOS DE CONDUCTOR DE CADA MATERIAL COMO FUNCIÓN DE LA PREPARACIÓN DE CONEXIÓN

% DE RESISTENCIA DE DEFORMACIÓN RETENIDA

11 0 98 10 0

97.

95. 6

97. 4

101. 6

100. 2

99. 9

99.3

1

2 3 4

90 80 70 AA-8030

COBRE

% DE ALARGAMIENTO RETENIDO EN 10 PULGADAS

CADA BARRA REPRESENTA UN PROMEDIO DE CINCO TAMAÑOS DE CONDUCTOR DE CADA MATERIAL COMO FUNCIÓN DE LA PREPARACIÓN DE CONEXIÓN 11 0 10 0 9 0 8

94. 5

93. 4

0

91. 6

91. 1

88. 2

90. 4

88. 7

90.7

1 2 3 4

7 0

AA-8030

COBRE

CADA BARRA REPRESENTA UN PROMEDIO DE CINCO TAMAÑOS DE CONDUCTOR DE CADA MATERIAL COMO FUNCIÓN DE LA PREPARACIÓN DE CONEXIÓN 1 = DISTORSIÓN RECOMENDADA Y PREPARACIÓN DE CONDUCTOR RECOMENDAD 2 = TORSIÓN RECOMENDADA Y NINGUNA PREPARACIÓN DE CONDUCTO 3 = ALTA TORSIÓN Y PREPARACIÓN DE CONDUCTOR RECOMENDADA 4 = BAJA TORSIÓN Y PREPARACIÓN DE CONDUCTOR RECOMENDADA