NORMA
NORMA MEXICANA ANCE CAPACITORES – PARTE 1: CAPACITORES DE POTENCIA EN CONEXIÓN PARALELO ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE PRUEBA
NMX-J-203/1-ANCE-2005
CAPACITORS – PART 1: SHUNT POWER CAPACITORS – SPECIFICATIONS AND TEST METHODS
La presente norma fue emitida por la Asociación de Normalización y Certificación, A. C., "ANCE" y aprobada por el Comité de Normalización de la ANCE, "CONANCE", y por el Consejo Directivo de ANCE. La entrada en vigor de esta norma será 60 días naturales después de la publicac ión de su declaratoria de vigencia en el Diario Oficial de la Federación. Esta norma es de aplicación nacional.
CONANCE
Publicación de la Declaratoria de Vigencia en el Diario Oficial de la Federación: 12 de mayo de 2005
Cancela a la : NMX-J-203-1996-ANCE
Derechos Reservados Asociación de Normalización y Certificación, A. C.
Av. Lázaro Cárdenas No. 869 Fracc. 3, Col. Nueva Industrial Vallejo C.P. 07700, Del. Gustavo A. Madero México D.F. JULIO 1997 / MARZO 2005 _______________________________________ ______________________________________________________ _______________
Derechos Reservados Asociación de Normalización y Certificación, A. C.
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NMX-J-203/1-ANCE-2005
COMITÉ DE NORMALIZACIÓN DE ANCE “CONANCE”
PRESIDENTE VICEPRESIDENTE
SECRETARÍA TÉCNICA
VOCALIAS DIRECCIÓN GENERAL DE NORMAS
CT 14 TRANSFORMADORES
CÁMARA NACIONAL DE MANUFACTURAS ELÉCTRICAS CT 20 CONDUCTORES COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD
COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD LAPEM
CT 28 COORDINACIÓN DE AISLAMIENTO
LUZ Y FUERZA DEL CENTRO
CT 32 FUSIBLES
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES ELÉCTRICAS
CT 34 ILUMINACIÓN
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
ASOCIACIÓN NACIONAL DE FABRICANTES DE APARATOS DOMÉSTICOS
SC 32A Alta tensión SC 32B Baja tensión SC SC SC SC
34A 34A Lámparas 34B Portalámparas 34C 34C Balastros 34D Luminarios
SC 1, SC 2, SC 3, SC 4, SC 5, SC 6, SC 7, SC 8, SC 9 y SC 10
CT CONTROL Y DISTRIBUCIÓN DISTRIBUCIÓN INDUSTRIAL (CDI)
CT
PRODUCTOS Y ACCESORIOS PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS (PIE)
CÁMARA NACIONAL DE COMERCIO
CÁMARA NACIONAL DE LA INDUSTRIA DE TRANSFORMACIÓN CT
COLEGIO DE INGENIEROS MECÁNICOS ELECTRICISTAS
SC 28A Coordinación de aislamiento GT 28B Técnicas de prueba en alta tensión
CT 64 INSTALACIONES ELÉCTRICAS ELÉCTRICAS
PROCURADURÍA FEDERAL DEL CONSUMIDOR
FEDERACIÓN DE COLEGIOS DE INGENIEROS MECÁNICOS Y ELECTRICISTAS DE LA REPÚBLICA MEXICANA
SC 20A Alta tensión SC 20B Baja tensión SC 20D Conectadores SC 20E Accesorios para conductores conductores eléctricos aislados de energía GT AM Alambre magneto GT CA Cintas aislantes
SC 61-A Enseres mayores SC 61-B Enseres menores menores SC 61-D Aire acondicionado SC 61-F Herramientas eléctricas cas portátiles SC PB Pilas y baterías
COMISIÓN NACIONAL PARA EL AHORRO DE ENERGÍA
ASOCIACIÓN MEXICANA DE EMPRESAS DEL RAMO DE INSTALACIONES PARA LA CONSTRUCCIÓN
SC 14A Transformadores Transformadores de Distribución SC 14B Transformadores de Potencia GT 14TS Transformadores secos GT 14LA Líquidos aislantes
CT 61 SEGURIDAD EN APARATOS ELECTRODOMÉSTICOS Y SIMILARES INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
CONFEDERACIÓN DE CÁMARAS NACIONALES DE COMERCIO, SERVICIOS Y TURISMO
SUBCOMITÉS
COMITÉS TÉCNICOS
GENERACIÓN, TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN (GTD)
SC CDI-A SC CDI-B SC CDI-C SC CDI-D SC CDI-E SC CDI-F SC CDI-G GT CMT CMT GT TMT TMT
Reglas generales generales Arrancadores y contactores Centros Centros de control control de motores motores Envolventes para equipo equipo eléctrico Desconectadores Interruptores automáticos Tableros de baja tensión tensión Controladores de media media tensión tensión Tableros de media tensión
SC PIE-A Cajas registro registro SC PIE-B Áreas peligrosas SC PIE-C Tubos de acero SC PIE-C1 Tubos metálicos metálicos SC PIE-C2 Tubo no metálicos metálicos SC PIE-C3 Accesorios para tubos SC PIE-D Soportes tipo charola charola para cables cables SC PIE-E Interruptores de circuito por falla a tierra SC PIE-F Receptáculos y clavijas avijas SC PIE-G Máquinas rotatorias SC PIE-H Pararrayos SC PIE-I Ductos y canaletas SC PIE-J Extensiones SC PIE-K Artefactos eléctricos GT Métodos de prueba SC GTD-A Corta circuitos fusible SC GTD-B Sistemas de control de centrales generadoras SC GTD-C Aisladore Aisladoress SC GTD-D Apartarray Apartarrayos os SC GTD-E GTD-E Capacitore Capacitoress SC GTD-F Cuchillas llas y Restauradores Restauradores SC GTD-H Interruptores de potencia
GRUPOS DE TRABAJO GT EMC EMC GT MS
Compatibi Compatibilidad lidad electroma electromagnéti gnética ca Máqu Máquin inas as para para sold soldar ar
NMX-J-203/1-ANCE-2005
PREFACIO
La presente norma fue elaborada por el Subcomité S ubcomité SC GTD E - Capacitores perteneciente al Comité Técnico de Generación, Trasmisión y Distribución – CT GTD del Comité de Normalización de la Asociación de Normalización y Certificación - CONANCE con la participación de las siguientes instituciones y empresas: -
ABB MÉXICO,
-
AREVA T&D,
-
COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD,
-
INELAP,
-
LUZ Y FUERZA DEL CENTRO.
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ÍNDICE DEL CONTENIDO 1
Página OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN.........................................................................1
2
REFERENCIAS...........................................................................................................1
3
DEFINICIONES ..........................................................................................................2
4
CLASIFICACIÓN........................................................................................................3 4.1 Por la tensión de operación ............................................................................ 3 4.2 Por el número de fases..................................................................................3 4.3 Por el tipo de instalación................................................................................3 4.4 Por la forma de protección:............................................................................4
5
CONDICIONES DE SERVICIO.......................................................................................4 5.1 Condiciones normalizadas de servicio..............................................................4 5.2 Condiciones especiales de servicio..................................................................4
6
ESPECIFICACIONES...................................................................................................5 6.1 Tensión de servicio ....................................................................................... 5 6.2 Tensión máxima de trabajo ............................................................................5 6.3 Condiciones y sobrecargas durante transitorios. ............................................... 5 6.4 Potencia reactiva máxima de operación ........................................................... 6 6.5 Características nominales ..............................................................................6 6.6 Características de construcción ...................................................................... 7 6.7 Condiciones de seguridad ..............................................................................8
7
MUESTREO ..............................................................................................................9
8
MÉTODOS DE PRUEBA ..............................................................................................9 8.1 Requisitos de prueba.....................................................................................9 8.2 Pruebas prototipo .........................................................................................9 8.3 Pruebas de rutina........................................................................................20 8.4 Prueba de durabilidad (prueba opcional).........................................................24
9
MARCADO .............................................................................................................24
APÉNDICE A
FORMULARIO DE CAPACITORES E INSTLACIONES........................................25
APÉNDICE B
NIVELES DE AISLAMIENTO ......................................................................... 28
APÉNDICE C
MUESTREO Y PRUEBAS DE ACEPTACIÓN DE CAPACITORES DE POTENCIA..... 31
APÉNDICE D
GUÍA PARA LA APLICACIÓN DE BOQUILLAS DE CAPACITORES A DIREFERENTES ALTITUDES ......................................................................... 34
10
BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................35
11
CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES..................................................35
APÉNDICE E
PRECAUCIONES A SEGUIR PARA EVITAR LA CONTAMINACIÓN DEL MEDIO AMBIENTE CAUSADO POR ALGÚN COMPONENTE O LÍQUIDO DE LA UNIDAD CAPACITATIVA ......................................................................................... 36
APÉNDICE F
EJEMPLO PARA CÁLCULO DE LA TENSIÓN PARA LA PRUEBA DE ESTABILIDAD TÉRMICA ..............................................................................37
APÉNDICE G
DOCUMENTOS DE CONSULTA ....................................................................38
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CAPACITORES – PARTE 1: CAPACITORES DE POTENCIA EN CONEXIÓN PARALELO ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE PRUEBA CAPACITORS – PART 1: SHUNT POWER CAPACITORS – SPECIFICATIONS AND TEST METHODS
1
OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN
Esta norma establece las especificaciones y métodos de prueba para capacitores de potencia en conexión paralelo. Se aplica a capacitores conectados en paralelo, en sistemas eléctricos de trasmisión y distribución, así como en redes eléctricas industriales, comerciales y domésticas, operadas a 60 Hz.
2
REFERENCIAS
Para la correcta aplicación de esta Norma Mexicana, es conveniente consultar las Normas Oficiales Mexicanas y Normas Mexicanas vigentes siguientes o las que las sustituyan: NOM-008-SCFI-2002 Sistema general de unidades de medida. NOM-052-ECOL-1993
Que establece las características de los residuos peligrosos, el listado de los mismos y los límites que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al ambiente.
NOM-133-ECOL-2000
Protección ambiental-Bifenilos policlorados (BPC’s)-Especificaciones de manejo.
NMX-J-009/248/9-ANCE-2000
Productos eléctricos – Fusibles – Fusibles para baja tensión – Parte 9: Fusibles clase K.
NMX-J-150/1-ANCE-1998
Coordinación de aislamiento – Parte 1: Especificaciones y métodos de prueba.
NMX-J-234-ANCE-2001
Aisladores - Boquillas de porcelana de alta y baja tensión para equipo de distribución, servicio exterior e interior - especificaciones.
NMX-J-271/1-ANCE-2000
Técnicas de prueba en alta tensión, Parte 1: Definiciones generales y requerimientos de prueba.
NMX-Z-012/2-1987
Muestreo para la inspección por atributos – Parte 2: Método de muestro, tablas y gráficas.
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3
DEFINICIONES
barra de conexión del capacitor: conductor que sirve de conexión común entre conectadores de los 3.1 capacitores y la línea. bastidor: estructura metálica que soporta a los capacitores, para montarse a crucetas, postes, 3.2 paredes o pisos. boquilla: dispositivo que proporciona el aislamiento adecuado entre las te rminales y el tanque del 3.3 capacitor. capacitor: ensamble de uno o más elementos capacitivos en el mismo contenedor, con sus 3.4 terminales de salida que es capaz de aportar potencia reactiva capacitiva a un circuito eléctrico. capacitor cubierto o encerrado: aquel que tiene una cubierta o tapa protectora en las partes vivas, 3.5 para protección del personal. capacitor de potencia: aquel utilizado primordialmente para compensar el factor de potencia en 3.6 redes eléctricas de transmisión, distribución, industriales, comerciales y domésticas. También se utiliza para regular la tensión en los sitios de consumo y operar como filtro de armónicas en conjunto con reactores.
3.7
capacitor descubierto: aquel que no tiene una cubierta o tapa protectora en las partes vivas.
3.8
capacitor monofásico: aquel que cuenta con dos terminales para conexión a una fase de la red.
3.9
capacitor trifásico: aquel que cuenta con 3 ó 4 terminales para conexión a una red trifásica.
conectadores del capacitor: dispositivos utilizados para conectar los capacitores con las ba rras o 3.10 cables de alimentación.
3.11 vivas.
cubierta para capacitores: envolvente metálica para impedir contactos accidenta les con las partes
dispositivo de descarga: elemento conectado en paralelo entre las terminales del capacitor, interior 3.12 o exteriormente, para reducir la tensión entre terminales después de desconectar el capacitor de la línea. distancia de arqueo: longitud más corta a través del aire, entre el conectador metálico de la boquilla 3.13 y el tanque del capacitor, en mm. distancia de fuga: longitud más corta a través de todo el contorno del perfil de la boquilla, entre el 3.14 conectador metálico de la boquilla y el tanque del capacitor, en mm. distancia de fuga específica: valor de la distancia de fuga dividida entre la tensión nominal máxima 3.15 entre terminales del capacitor, en mm/kV. elemento capacitivo: dispositivo formado por dos electrodos (placas de aluminio) separados por un 3.16 dieléctrico. ensamble interno: conjunto de elementos capacitivos interconectados entre sí que constituye la 3.17 parte activa del capacitor completo. fusible externo: aquel que se utiliza para proteger al capacitor y se instala en la parte externa del 3.18 contenedor.
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fusible interno: aquel que se instala dentro del capacitor, en serie con uno o más elementos 3.19 capacitivos. partes vivas: todos los componentes internos y externos del capacitor que se energizan al aplicar 3.20 tensión entre las terminales del mismo.
3.21
pérdidas en el capacitor: potencia activa que disipa el capacitor. NOTA – Las pérdidas en el capacitor incluyen las pérdidas en el dieléctrico, en fusibles internos, en el resistor de descarga y en las conexiones.
3.22
potencia reactiva nominal: valor para el cual se diseña el capacitor.
3.23
servicio exterior: cuando el equipo se diseña para instalarse a la intemperie.
servicio interior: cuando el equipo se diseña para instalarse dentro de edificaciones protegiéndolo 3.24 contra la intemperie. tangente del ángulo de pérdidas (tan ): relación de la resistencia equivalente de todas las pérdidas 3.25 del capacitor; entre la reactancia capacitiva del mismo capacitor, a la tensión y frecuencia especificadas.
3.26
contenedor: recipiente que alberga las partes vivas internas del capacitor.
3.27
temperatura ambiente: aquella del medio (usualmente aire), que rodea al capacitor.
tensión nominal (U N): valor eficaz de la tensión alterna aplicable entre las terminales del capacitor 3.28 para la cual se diseña.
3.29
terminales: son los puntos de conexión externos del capacitor.
4
CLASIFICACIÓN
4.1
Por la tensión de operación
4.2
a) Baja tensión:
son los que están diseñados para operar en forma continua en tensiones desde 100 V hasta 1 000 V c.a.
b) Media tensión:
son los que están diseñados para operar en forma continua en tensiones superiores a 1 000 V hasta 34,5 kV c.a.
Por el número de fases a) b)
4.3
monofásicos, trifásicos.
Por el tipo de instalación a) b)
interior, exterior.
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4.4
Por la forma de protección: a) b) c)
fusible interno, fusible externo, sin fusible.
5
CONDICIONES DE SERVICIO
5.1
Condiciones normalizadas de servicio
5.1.1
Altitud
Los capacitores deben ser adecuados para operar en altitudes hasta de 1 000 m. 5.1.2
Temperatura ambiente
Los capacitores deben ser adecuados para soportar operaciones de maniobra y servicio continuo, bajo condiciones de ventilación no restringidas y montaje en temperaturas extremas como las siguientes: a) b)
temperatura ambiente máxima de 55 °C o promedio de 45 °C en 24 h; temperatura ambiente mínima de -10 °C.
Para operar en otras temperaturas ambiente que las ya mencionadas o en instalaciones de tipo interior, o bien, con ventilación restringida, debe consultarse con el fabricante.
5.2
Condiciones especiales de servicio
Ciertas condiciones especiales de servicio pueden requerir construcción u operación especiales y esto debe hacerse del conocimiento, ya sea del fabricante o de la persona responsable de la aplicación del equipo. Entre otras, se consideran como condiciones especiales las siguientes: a)
Operación en altitudes superiores a 1 000 m.
b)
Temperaturas ambiente mayores o menores que las especificadas en el punto 5.1.2, cambios bruscos de temperatura y calor radiado de otras superficies. Pueden encontrarse temperaturas ambiente excesivas en recintos que carezcan de ventilación normal y/o que tengan configuración especial y/o que tengan divisiones que impidan el libre movimiento del aire y/o recintos que contengan aparatos radiadores de calor.
c)
Exposición de los capacitores a ambiente salino, vapores o gases corrosivos y humedad excesiva.
d)
Exposición de los capacitores a polvos abrasivos o conductores.
e)
Exposición de los capacitores a mezclas explosivas de polvos o gases.
f)
Exposición de los capacitores a condiciones climatológicas severas,
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g)
Exposición de los capacitores a vibraciones anormales, golpes o inclinaciones.
h)
Limitaciones de espacio para la instalación.
i)
Requisitos especiales de aislamiento o de tensión.
j)
Condiciones especiales de operación, frecuencia de operación o dificultades para el mantenimiento.
k)
Formas de ondas distorsionadas o con armónicas que causen sobretensiones o sobrecargas excesivas.
6
ESPECIFICACIONES
6.1
Tensión de servicio
Además de operar permanentemente energizados a su tensión nominal; los capacitores debe n poder operar al 110%, de su tensión nominal eficaz, durante 8 h, cada 24 h; siempre que el valor cresta de la tensión, incluyendo todas las componentes armónicas, no exceda de 1,2 2 veces su tensión nominal eficaz y siempre que no se exceda lo indicado en 6.3.
6.2
Tensión máxima de trabajo
Las sobretensiones en estado estable que deben soportar los capacitores, así como el tiempo de duración de dichas sobretensiones, son como sigue: -
6.3
115%, de su tensión nominal eficaz, durante 30 min cada 24 h. 120%, de su tensión nominal eficaz, durante 5 min, máximo 200 veces en la vida del capacitor. 130%, de su tensión nominal eficaz, durante 1 min, máximo 200 veces en la vida del capacitor.
Condiciones y sobrecargas durante transitorios.
La tensión residual en un capacitor antes de su energización, no debe ser mayor que el 10 %, de su tensión nominal. La energización de un banco de capacitores por medio de un interruptor libre de re-encendidos, generalmente provoca sobretensiones transitorias, siendo la primera cresta de tensión de valor menor o igual q ue 2 2 veces la tensión eficaz aplicada, durante un tiempo máximo de medio ciclo. Bajo estas condiciones, los capacitores deben soportar mil energizaciones por año (la cresta de la sobrecorriente transitoria asociada, puede llegar hasta cien veces el valor de la corriente nominal).
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6.4
Potencia reactiva máxima de operación
Los capacitores deben operar satisfactoriamente hasta 135 % de su potencia nominal en kilovars (kvar), en condiciones normales.
6.5
Características nominales
Los capacitores deben especificarse con las características nominales siguientes: a) b) c)
potencia en kilovars (kvar); tensión en volts (V); y frecuencia en hertz (Hz).
Los capacitores deben diseñarse dentro de una tolerancia de -5 % a +15 % del valor de capacitancia nominal.
6.5.1
Frecuencia nominal
Los capacitores deben operar satisfactoriamente a una frecuencia de 60 Hz. Los capacitores no están diseñados para operar a frecuencias mayores de 60 Hz, pero pueden operar en rede s que tengan componentes de mayor frecuencia, siempre y cuando se respeten las tolerancias de tensión, corriente y potencia. 6.5.2
Tensión y potencia nominales
La tabla 1 muestra la tensión y potencia nominales de los capacitores incluidos en esta norma. Se incluyen también los valores de tensión de aguante normalizada de impulso por rayo requeridos para estos capacitores. En algunos casos puede resultar conveniente utilizar capacitores de mayor potencia reactiva que las especificadas en la tabla 1, si estos cuentan con la protección de fusibles internos y un esquema de protección general apropiado en el banco.
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TABLA 1.- Tensión y potencia nominales preferentes
Tensión nominal del capacitor U N
(kvar)
(V)
De 0 a 1 000 Valores típicos 230/240 460/480 600 2 400 2 770 4 160 4 800
Potencia
No. de fases
De 1 kvar en adelante se emplean típicamente múltiplos de 3 y 5
3
25, 50, 75, 100, 125, 150, 200, 300 y 400
1y3
25, 50, 75, 100, 125, 150, 200, 300 y 400
1
25, 50, 75, 100, 125, 150, 200, 300 y 400
1y3
6 640
1
6 900
1y3
7 200
25, 50, 75, 100, 125, 150, 200, 300 y 400
1
7 620
1
7 960
1
(kV cresta)
Tensión de aguante normalizada de corta duración, de 60 Hz (fase a tierra) (kV eficaz)
20*
10
20
10
45
19
60
20
75 95
35
75 95 110
35
125
50
Tensión de aguante normalizada al impulso por rayo
8 320 9 540 9 950
50, 100, 150, 200, 300 y 400
1
11 400 12 470 13 280 13 800
50, 100, 150, 200, 300 y 400
14 400 19 920
1
100, 150, 200, 300 y 400
NOTA - * Para capacitares de uso interior no se exige este NBAI.
6.6
Características de construcción
6.6.1
Terminales del capacitor
Los capacitores monofásicos deben tener una o dos terminales aisladas. Los capacitores trifásicos deben tener tres o cuatro terminales aisladas. 6.6.2
Acondicionamiento para realizar las conexiones en capacitores cubiertos
Las cubiertas de estos capacitores deben estar provistas de aisladores tipo pasamuros o de perforaciones con tapas removibles, que permitan la conexión eléctrica de estos aparatos a la red con cable entubado.
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6.6.3
Características eléctricas de las boquillas
Las boquillas deben cumplir con NMX-J-234-ANCE. 6.6.3.1 Distancia de fuga (Df ) Para valores no indicados en la tabla 1 de NMX-J-234-ANCE, puede determinarse la distancia de fuga siguiendo la recomendación indicada en el documento G.2 del apéndice G, que se calcula como sigue: Df = Dcs × U m
(en mm)
En donde: Dcs U m
es la distancia de fuga específica mínima nominal, en mm/kV. es la tensión máxima de diseño fase - fase, en kV.
Los valores de la distancia de fuga específica según el nivel de con taminación son los siguientes: Nivel de contaminación Ligera Media (normal) Alta (contaminado) Extra alta
6.6.4
Dcs
16 mm/kV 20 mm/kV 25 mm/kV 31 mm/kV
Altitud de operación de las boquillas
Las boquillas deben estar previstas para operar hasta 1 000 m. Para operación a altitudes mayores a 1 000 m, los requisitos para las boquillas se indican en la tabla del apéndice D. 6.6.5
Condiciones de prueba para las boquillas
Las boquillas deben probarse según los procedimientos descritos en la norma NMX-J-234-ANCE.
6.7
Condiciones de seguridad
6.7.1
Dispositivo de descarga
Los capacitores deben contar con dispositivos de descarga conectados entre sus terminales en forma permanente. Dichos dispositivos deben ser capaces de soportar todas las condiciones normales de operación del capacitor y garantizar que la tensión residual del capacitor, después de que éste se ha de sconectado de la red, se reduzca a 75 V, en un tiempo menor a 10 min para los capacitores de media tensión; y menor que 3 min para capacitores de baja tensión. En caso de que los capa citores se conecten directamente a un circuito eléctrico que sirva como camino de descarga sin que tengan interpuestos medios de apertura tales como fusibles, interruptores, cuchillas u otros, no es necesario que los capacitores cuenten con el dispositivo de descarga mencionado anteriormente. Este circuito de descarga puede estar conectado permanentemente a las terminales del capacitor o banco de capacitores, o bien, pueden conectarse automáticamente a dichas terminales en el momento en que se desenergicen los capacitores.
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7
MUESTREO
Cuando en una inspección se requiera de un muestreo, éste puede establecerse de común acuerdo entre las partes involucradas, para lo cual se recomienda el uso de NMX-Z-012/2, véase apéndice C.
8
MÉTODOS DE PRUEBA
8.1
Requisitos de prueba
Las pruebas deben efectuarse bajo las condiciones siguientes: a) b) c) d) e)
8.2
deben utilizarse capacitores nuevos y limpios; la temperatura de la unidad debe ser de 20 °C ± 15 °C; la corrección por temperatura debe realizarse a 20 °C; las tensiones de prueba con corriente alterna deben tener una frecuencia de 60 Hz, y estar prácticamente libres de corrientes armónicas; y los equipos de medición deben tener una exactitud de ± 1%.
Pruebas prototipo
Son aquellas que deben realizarse por el fabricante, para garantizar que se cumplen las especificaciones indicadas en el diseño. Estas pruebas no es necesario repetirlas, a menos que se efectúen cambios en el diseño que modifiquen su comportamiento. Las pruebas para unidades en baja tensión son las siguientes: a) b) c) d) e) f) g) h) i)
prueba de estabilidad térmica, prueba de medición de tan δ a temperatura elevada, tensión entre terminales, tensión entre terminales y contenedor, tensión de impulso por rayo entre terminales y contenedor, prueba de descarga de cortocircuito, prueba de envejecimiento, prueba de hermeticidad, prueba de destrucción.
Las pruebas para unidades en media tensión son las siguientes: a) b) c) d) e) f)
prueba de estabilidad térmica, prueba de medición de tan δ a temperatura elevada, tensión entre terminales y contenedor, tensión de impulso por rayo entre terminales y contenedor, prueba de descarga de cortocircuito, prueba de desconexión en fusibles internos.
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8.2.1
Prueba de estabilidad térmica (baja y media tensión)
8.2.1.1
Generalidades
El objetivo de esta prueba es: a) b) 8.2.2.2
determinar la estabilidad térmica de un capacitor bajo condiciones de sobrecarga; someter al capacitor a las condiciones que permitan efectuar la medición de pérdida de manera reproducible.
Procedimiento de prueba
La unidad de capacitores que es objeto de prueba debe instalarse entre otras dos unidades de las mismas características que deben energizarse a la misma tensión que el capacitor de prueba. Alternativamente, pueden utilizarse dos capacitores simulados cada uno conteniendo resistencias calefactoras. La disipación en las resistencias debe ajustarse a un valor tal que la te mperatura de los capacitores simulados cercanos a las caras opuestas superiores sea igual o mayor que las del capacitor bajo prueba. La separación entre las unidades debe ser igual o menor que el espaciado normal. El ensamble debe colocarse sin circulación de aire en un horno en la posición térmica más desfavorable de acuerdo con las instrucciones del fabricante para instalación en sitio. La temperatura ambiente debe mantenerse por arriba de la temperatura mostrada en la tabla 3. Debe revisarse por un termómetro con una constante térmica de aproximadamente 1 h. Este termómetro debe protegerse para que esté expuesto en lo mínimo posible a la radiación térmica de las tres muestras energizadas. TABLA 3 .- Valores de temperatura ambiente para la prueba de estabilidad térmica Símbolo A B C D
Temperatura ambiente en °C 40 45 50 55
El capacitor de prueba debe someterse por un período de por lo menos 48 h a una tensión de c.a. de forma sinusoidal. La magnitud de la tensión (véase ejemplo en apéndice F) durante las últimas 24 h de la prueba debe ajustarse para proporcionar una potencia calculada de por lo menos 1,44 veces la potencia nominal, utilizando el valor de capacitancia medido (véase 8.3.1 prueba de medición de capacitancia). Durante las últimas 6 h debe medirse la temperatura del c ontenedor del capacitor cerca de la parte superior por lo menos 4 veces. Durante este período de 6 horas el aumento de temperatura no debe elevarse por más de 1 K. Si se observa un cambio mayor, la prueba debe continuarse hasta que se cumpla el requisito arriba indicado para cuatro mediciones consecutivas durante un período subsiguiente de 6 h. La capacitancia debe medirse (véase 8.3.1) antes y después de la prueba dentro del intervalo de temperatura de acuerdo con la tabla 3. Las dos mediciones deben corregirse a la misma temperatura del dieléctrico 1). La diferencia entre las dos mediciones debe ser menor que la correspondiente al daño de un elemento interno o la operación de un fusible interno. En la interpretación de los resultados, deben tomarse en cuenta dos factores: -
la repetibilidad de las mediciones; el hecho de que un cambio interno en el dieléctrico puede causar un pequeño cambio de la capacitancia sin que esto indique ruptura de cualquier elemento interno del capacitor o con la operación de uno de los fusibles internos.
1).- El fabricante debe proporcionar el factor de corrección por temperatura.
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NOTAS: 1.
2.
Al revisar si las condiciones de temperatura son correctas deben tomarse en cuenta fluctuaciones de tensión, frecuencia y temperatura ambiente durante la realización de la prueba. Por esta razón, se recomienda graficar estos parámetros y la elevación de la temperatura del contenedor como una función del tiempo. Unidades diseñadas para instalarse a 60 Hz pueden probarse a 50Hz; y las unidades diseñadas para instalarse a 50 Hz pueden probarse a 60 Hz previendo que se considere la potencia de salida especificada. Para unidades diseñadas para instalarse a menos de 50 Hz, las condiciones de prueba deben acordarse entre el comprador y el fabricante.
8.2.2
Prueba de medición de tan δ a temperatura elevada (baja y media tensión)
8.2.2.1
Procedimiento de medición
Las pérdidas en el capacitor (tan δ) deben medirse al alcanzarse la estabilidad térmica (véase 8.2.1). La tensión medida debe ser la utilizada para la prueba de estabilidad térmica. 8.2.2.2
Requisitos
El valor de la tan δ medido de acuerdo con 8.2.2.1 no debe exceder el valor declarado por el fabricante, o el valor acordado entre el fabricante y el usuario. 8.2.3
Prueba de tensión entre terminales (baja tensión)
Cada capacitor debe someterse por 10 s a cualquiera de las pruebas siguientes. En ausencia de un acuerdo, el fabricante debe decidir cual. Durante la prueba no deben ocurrir perforaciones o arqueos. a)
Prueba de c.a.
La prueba de c.a. debe realizarse con una tensión sinusoidal de: U t =
b)
2,15 U n
Prueba de c.d.
La prueba de tensión debe ser: U t =
NOTAS: 1.
2. 3.
8.2.4
4,3 U N
Si los capacitores van a probarse nuevamente después de la entrega se recomienda utilizar un valor de tensión de 75 % de U t para la segunda prueba. Para capacitores trifásicos, la prueba de tensión debe ajustarse para un valor de tensión apropiado a través de cada elemento. Unidades con elementos de fusibles internos y dentro de las tolerancias de capacitancia y a pesar de uno o más elementos de fusibles operados, solamente pueden entregarse previo acuerdo entre fabricante y usuario.
Prueba de tensión de c.a. entre terminales y contenedor (baja y media tensión)
Los capacitores con todas las terminales aisladas del contenedor deben someterse durante 1 min a una prueba de tensión aplicada entre terminales (cortocircuitadas) y el contenedor.
NMX-J-203/1-ANCE-2005 12/38
Para capacitores utilizados en bancos con neutro aislado y con los contenedores conectados a tierra debe aplicarse la prueba de tensiones de acuerdo con B.1. Para otras conexiones de bancos la tensión de prueba es proporcional a la tensión nominal y la calculada de acuerdo con B.3. Si se desconoce si una unidad con terminales aisladas del contenedor va a utilizarse con el contenedor conectado a tierra o no, deben aplicarse las pruebas de tensión de acuerdo con B.1. El usuario debe especificar si se requiere la prueba. Los capacitores con una terminal permanentemente conectada al contenedor no deben someterse a esta prueba. Durante la prueba, no debe presentarse perforación o arqueo. 8.2.5
Prueba de tensión de impulso por rayo entre terminales y contenedor (baja y media tensión)
La prueba de impulso por rayo es aplicable para unidades capacitivas susceptibles de utilizarse en bancos c on neutro aislado y para conexión a líneas aéreas. Las unidades que tengan todas sus terminales aisladas del tanque, y con el mismo conectado a tierra, deben sujetarse a la prueba siguiente: Deben aplicarse entre boquillas interconectadas y el tanque quince impulsos de polaridad positiva seguidos de quince impulsos de polaridad negativa. Después del cambio de polaridad, se permite aplicar algunos impulsos de amplitud menor antes de la aplicación de la prueba de impulsos. Se considera que el capacitor pasa la prueba si: -
no ocurre perforación, no ocurren más de dos arqueos en cada polaridad, la forma de onda no revela irregularidades o las desviaciones de los registros no son significativas, en la prueba de tensión reducida.
Alternativamente la unidad debe sujetarse a tres impulsos positivos. Se aplica el criterio de aceptación arriba mencionado excepto que no se aceptan arqueos. La prueba de impulso por rayo debe hacerse de acuerdo con NMX-J-271/1-ANCE pero con una onda de 1,2/50 µs a 5/50 µs teniendo un valor de cresta correspondiente a los requisitos de la prueba de aislamiento según apéndice B. Si no se sabe si una unidad con terminales aisladas del tanque se va a utilizar con el tanque conectado a tierra, debe aplicarse la prueba de impulso por rayo. El comprador debe especificar si se requiere la prueba. Las unidades que tienen una terminal permanentemente conectada al tanque, no deben sujetarse a esta prueba. 8.2.6
Prueba de descarga de cortocircuito (baja y media tensión)
La unidad debe cargarse por medio de c.d. y descargarse a través de un entrehierro situado tan cerca como sea posible del capacitor, este debe sujetarse a 5 descargas durante 10 min.
NMX-J-203/1-ANCE-2005 13/38
La prueba de tensión debe ser 2,5 U N . Dentro de los siguientes 5 min luego de la prueba, la unidad debe sujetarse a una tensión de prueba entre terminales (véase 8.3.3). La capacitancia debe medirse antes de la prueba de descarga y después de la prueba de tensión. La diferencia entre las dos mediciones debe ser menor que el valor correspondiente a la falla de un elemento del capacitor o a la falla en operación de un fusible interno. NOTAS:
1
El propósito de la prueba de descarga es revelar las deficiencias en las conexiones internas.
2
Para aplicaciones donde las sobretensiones y/o corrientes transitorias son limitadas, pueden utilizarse tensiones de prueba menores a 2,5 U N previo acuerdo entre cliente y fabricante.
8.2.7
Prueba de envejecimiento (baja tensión)
8.2.7.1
Condiciones
El resultado de la temperatura durante la prueba de envejecimiento debe ser la más alta en 24 h (véase la tabla 4) más la diferencia entre la temperatura moderada causada entre la tempera tura del aire frío tomado al final de la prueba de estabilidad térmica, que resulta de una prueba que se lleva a cabo en una unidad idéntica. TABLA 4. – Símbolos para los límites más altos para el intervalo de temperatura Temperatura ambiente °C Promedio más alto en cualquier período de
Símbolo Máxima
24 h A B C D
40 45 50 55
30 35 40 45
1a (un año) 20 25 30 35
Los dos métodos de prueba indicados a continuación son para asegurarse que la temperatura de l contenedor del capacitor se mantiene constante durante la prueba. Ambos métodos se consideran equivalentes. Las unidades que no sean herméticas deben probarse en aire con circulación forzada. 8.2.7.1.1
Prueba en aire con circulación forzada
La unidad capacitiva se monta en un gabinete en el cual se circula aire caliente con una velocidad tal que la variación de la temperatura señalada en cualquier punto del gabinete no exceda de ± 2 °C. El elemento sensitivo del termostato que regula la temperatura dentro del gabinete del capacitor debe localizarse en la superficie del contenedor del capacitor, a tres cuartos de altura. El capacitor debe colocarse en posición vertical con las terminales hacia arriba. Cuando se prueban varios capacitores juntos, deben colocarse con suficiente espacio entre ellos para obtener una temperatura suficientemente uniforme.
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Después de colocar el capacitor en el gabinete en frío, el termostato debe ajustarse a una temperatura igual a la indicada en 8.2.7.1. Entonces, sin energizar el capacitor, el gabinete debe llevarse a la estabilidad térmica, la cual se considera alcanzada cuando la temperatura del contenedor del capac itor alcanza un variación de temperatura de ± 2 °C. El capacitor entonces debe energizarse a la tensión que se indica en el inciso a) de 8.2.7.2. 8.2.7.1.2
Prueba en baño líquido
La unidad capacitiva se sumerge en un recipiente lleno de un líquido que, con calentamiento apropiado, se mantiene a la temperatura indicada en 8.2.7.1 durante toda la prueba. Esta temperatura se mantiene con una variación permitida de ± 2 °C. Debe tenerse cuidado de asegurarse que la temperatura en la vecindad del capacitor se mantiene dentro de estos límites. El capacitor no se energiza hasta que se alcanza la temperatura del baño líquido. El capacitor entonces debe energizarse a la tensión señalada en el inciso a) de 8.2.7.2. NOTA - Donde el aislamiento de las terminales, o el aislamiento de cables permanentemente unido al capacitor, es de material que puede dañarse por el líquido caliente, se permite colocar los capacitores de manera que estas terminales o cables queden justo por encima de la superficie del líquido.
8.2.7.2
Secuencia de prueba
Antes de la prueba, debe medirse la capacitancia como se señala en 8.3.1. La secuencia de prueba consta de tres partes como sigue: a)
el capacitor debe energizarse a una tensión igual a 1,25 U N por 750 h.
b)
el capacitor entonces debe sujetarse a 1 000 ciclos de descarga que consisten en : -
cargar el capacitor a un tensión de c.d. de 2 U N; descargar el capacitor a través de una inductancia de: L = 1 000 / C ± 20 % en microhenrys (µ H). En donde: C es la capacitancia medida en microfarads (µ F).
Los cables utilizados en el circuito externo y la inductancia deben tener una sección transversal apropiada a la corriente máxima permitida (véase 8.3.7.1). La duración de cada ciclo debe ser de 30 s como mínimo. c)
Repetir el inciso a)
Durante la secuencia de prueba completa debe mantenerse la temperatura del contenedor igual a la indicada en 8.2.7.1.
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En el caso de los capacitores trifásicos, la primera y la tercera parte de la secuencia de prueba (incisos a) y c)) deben llevarse a cabo con todas las fases energizadas a 1,25 U N. Esto puede obtenerse ya sea utilizando una fuente trifásica, o mediante el uso de una fuente monofásica y modificando las conexiones internas del capacitor. La segunda parte (inciso b) de la secuencia de prueba, sin embargo, debe llevarse a cabo solamente en dos fases. En el caso de una conexión estrella es necesario modificar las conexiones internas o la tensión de carga debe incrementarse de 2 U N a 2,31 U N. 8.2.7.3
Requisitos de prueba
Durante la prueba no debe ocurrir arqueo permanente, interrupción o flameo. Al final de la prueba el capacitor debe enfriarse libremente a temperatura ambiente y debe medirse la capacitancia bajo las mismas condiciones como antes de la prueba. La variación máxima permitida de la capacitancia, comparada con los valores medidos antes de la prueba debe ser de 3 % promedio sobre todas las fases y 5 % en una fase. La prueba de tensión entre terminales y contenedor debe llevarse a cabo con los mismos procedimientos indicados en 8.2.3. La prueba de hermeticidad debe repetirse como se indica en 8.2.8. 8.2.8
Prueba de hermeticidad (baja tensión)
La unidad (sin pintar) debe exponerse a una prueba que asegure que no se presenten fugas en el contenedor y boquillas. El método de prueba se elige y describe por el fabricante. Si el fabricante no define el método de prueba, se aplica el método de prueba indicado a continuación. Los capacitores sin energizar deben calentarse al menos 2 h, de manera que todas sus partes alcancen una temperatura no menor que 20 °C por encima del valor máximo indicado en la tabla 3. No deben presentar fugas. 8.2.9
Prueba de destrucción (baja tensión)
8.2.9.1
Secuencia de prueba
La prueba debe llevarse a cabo en una unidad capacitiva. Si es necesario los capacitores de descarga deben desconectarse para evitar que se quemen. Puede utilizarse un capacitor que ha pasado la prueba de envejecimiento. Para las unidades trifásicas la prueba debe llevarse a cabo entre dos terminales únicamente. En caso de conexión delta, deben conectarse en cortocircuito dos terminales. Para conexión estrella ninguna terminal debe conectarse en cortocircuito. El principio de la prueba es provocar fallas en los elementos mediante una tensión c.d. y como consecuencia verificar el comportamiento del capacitor cuando se aplica una tensión de c.a.
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El capacitor debe montarse en un horno con aire circulante a una temperatura igual a la temperatura ambiente máxima de acuerdo con la categoría de temperatura del capacitor. Cuando todas las partes del capacitor alcanzan la temperatura del horno, debe continuarse la secuencia de prueba con el circuito que se muestra en la figura 1. a)
Con los selectores H y K en posiciones 1 y a respectivamente, la fuente de tensión de c.a. se ajusta 1,3 U N y se registra la corriente del capacitor.
b)
La fuente de tensión de c.d. se ajusta a 10 U N. El interruptor H se ajusta entonces a la posición 2, y el resistor variable se ajusta para dar una corriente de cortorcircuito de c.d. de 300 mA.
c)
El interruptor H se coloca en la posición 3 y el interruptor K en la posición b para aplicar la tensión de prueba de c.d. al capacitor que se mantiene hasta que el vóltmetro indique aproximadamente 0 por un período de 3 s a 5 s.
d)
El interruptor K se coloca en la posición a, nuevamente para aplicar la tensión de prueba c.a. al capacitor por un período de 3 min cuando la corriente se note nuevamente.
Pueden obtenerse las condiciones siguientes: -
El amperímetro I y el vóltmetro U ambos indican cero. En este caso debe verificarse el fusible. Si está fundido, debe reemplazarse. Se aplica la tensión de c.a. al capacitor y si el fusible se funde de nuevo, debe interrumpirse el procedimiento. Si el fusible no se funde, el procedimiento consiste en aplicar al capacitor una tensión de c.d. y c.a. como se indica en los incisos c) y d) y se continúa utilizando sólo el interruptor K;
-
La corriente indicada por el amperímetro I es menor que 66 % del valor inicial y el vóltmetro U indica 1,3 U N. En este caso se interrumpe el procedimiento;
-
La corriente indicada por el amperímetro I es mayor que 66 % del valor inicial. En este caso el procedimiento (c.d. - c.a.) continúa.
Cuando el procedimiento se interrumpe el capacitor se enfría a temperatura ambiente y la prueba de tensión entre terminales y contenedor se lleva a cabo aplicando una tensión de 1 500 V c.a. 3 R A
I H
1 U b
c.d.
V
K
a
c.a.
b
a
FIGURA 1.- Circuito para realizar la prueba de destrucción
NMX-J-203/1-ANCE-2005 17/38
La corriente de cortocircuito mínima del generador de c.a. debe ser de 2 000 A en las terminales del capacitor. Debe utilizarse un fusible de velocidad K que cumpla con NMX-J-009/248/9-ANCE. La corriente nominal I F del fusible debe obtenerse por la fórmula: I F = K I ± 10%,
en A
En donde: K =
100 Q
Q=QN,
en kvar, en el caso de un capacitor monofásico;
Q=(2/3)QN,
en kvar, en el caso de un capacitor trifásico conectado en delta con dos terminales conectadas entre sí o un capacitor trifásico conectado en estrella con dos terminales conectadas únicamente (esto debido a que la tensión de prueba tiene que ajustarse cuando se realiza la prueba, véase la nota siguiente); I = I N,
en A, en el caso de un capacitor monofásico o un capacitor trifásico conectado en estrella;
I = (2 / 3 )IN = 1,155 × IN en A, en el caso de un capacitor trifásico conectado en delta con dos terminales conectadas entre sí. En cualquier caso, K no debe ser menor de 2 y no debe ser mayor de 10. NOTA – Para capacitores trifásicos conectados en estrella, la tensión monofásica de prueba aplicada a cualquiera de las dos terminales se ajusta mediante un factor de 2 3 . Para un nivel de tensión de prueba de 1,3 U N la tensión ajustada en este caso es 2 3 × 1,3U (aproximadamente 1,5 U N) N
8.2.9.2
Requisitos de prueba
Al término de la prueba, el contenedor de cada capacitor debe estar intacto, sin embargo se permite que opere normalmente el dispositivo de alivio, o que ocurra un daño menor en el contenedor (por ejemplo, una grieta) con tal de que se cumplan las condiciones siguientes: a) Puede escapar material líquido hacia la superficie exterior del capacitor pero no debe gotear, b) El contenedor del capacitor puede deformarse y dañarse pero no romperse, c) No deben emitirse llamas y/o partículas peligrosas, Esto puede verificarse envolviendo al capacitor en material inflamable (por ejemplo, gasa o estopa). Se considera que no pasa la prueba si se quema o flamea el material inflamable, d) El resultado de una prueba dieléctrica entre las terminales y el contenedor con 1 500 V por 10 s debe ser satisfactorio. NOTA - La emanación excesiva de humos durante la prueba puede ser peligrosa.
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8.2.10
Prueba de desconexión en fusibles internos (media tensión)
Procedimiento de prueba: La prueba de desconexión en fusibles internos debe llevarse a cabo a una tensión límite inferior de 0,9x U n y a una tensión límite superior de 2,2 x U N. Sí la prueba se realiza utilizando c.d., la tensión de prueba debe ser 2 veces la correspondiente cuando se usa c.a. Sí la prueba se realiza utilizando c.a., no es necesario realizar la prueba de disparo por falla de un elemento a una tensión cresta en la tensión límite inferior. En 8.2.10.4 se indican los métodos seguros de prueba . 8.2.10.1
Medición de Capacitancia
Después de la prueba, el valor de capacitancia debe medirse para demostrar que el fusible fue fundido. Debe utilizarse un método de medición suficientemente sensible para detectar el cambio de capacitancia causado por la fusión de un fusible. 8.2.10.2
Inspección de la Unidad
Antes de abrir el capacitor, no deben apreciarse deformaciones significativas en el contenedor. Después de abrir el contenedor, debe hacerse una inspección visual para asegurar que: a) b) 8.2.10.3
No aparece una significativa deformación en los fusibles que no operaron. No más que un fusible (o una décima parte de elementos fusible conectados directamente en paralelo) fue dañado
Prueba de tensión después de abrir el contenedor
Debe hacerse una prueba aplicando una tensión de corrient e directa de 3,5 x U ne (U ne = tensión por elemento) durante 10 s a través del elemento fallado y de las terminales del fusible fundido. El elemento interno y el fusible no deben removerse del capacitor para esta prueba. Durante la prueba, el fusible fundido debe estar dentro del impregnante. No se permite el arqueo en el fusible fundido o en cualquier otra parte de la unidad. 8.2.10.4
Generalidades
Debe utilizarse uno de los procedimientos de prueba a), b), c), d), e) o un método alternativo. La tensión del capacitor y su corriente deben anotarse para verificar que el fusible fue desconectado correctamente. Sí se utiliza en la prueba, tensión de c.d., la tensión de prueba debe mantenerse 30 s después de operado el fusible para asegurar la desconexión del fusible sin ayuda de la desconexión de la fuente de alimentación de prueba. Para verificar el comportamiento de la corriente en el fusible en la prueba de tensión al límite superior, la caída de tensión, excluyendo transitorios, a través del fusible no debe exceder el 30 %. Sí la caída de tensión excede el 30 % deben tomarse precauciones para asegurar que la energía almacenada en paralelo y la corriente de falla disponible desde el sistema son representativas de las condiciones de servicio. Debe realizarse una prueba bajo estas condiciones para demostrar la operación satisfactoria del fusible.
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8.2.10.4.1 Procedimientos de prueba a)
Capacitor precalentado
Calentar el capacitor previamente en una cámara antes de aplicar la tensión de prueba de c.a. en el límite inferior de tensión. La temperatura de precalentamiento debe seleccionarse por el fabricante, entre 100 °C y 150 °C, para obtener en un corto tiempo (algunos minutos) la ruptura del fusible. NOTAS 1
2
b)
Para prevenir una presión excesiva del líquido impregnante debido a la alta temperatura, la unidad puede equiparse con un tubo de alivio que incluya una válvula, la cual debe cerrarse antes de aplicar la tensión de prueba. Puede utilizarse una temperatura baja de precalentamiento cuando se aplica la tensión de prueba máxima, con la finalidad de evitar la ruptura del fusible antes de alcanzar dicha tensión de prueba.
Perforación mecánica del elemento
La perforación mecánica del elemento se hace con un clavo, el cual se fuerza a penetrar a trav és de un agujero previamente hecho en el recipiente. La tensión de prueba puede ser c.d. o c.a. a elección del fabricante. Si se utiliza una tensión de c.a., la perforación (del elemento) se hace para que la avería ocurra cerca del momento de la tensión de cresta. NOTAS 1 2
3
c)
No se garantiza la perforación de un solo elemento. Para limitar la posibilidad de un arqueo al recipiente a lo largo del clavo o a través del agujero causado por el clavo, la perforación puede realizarse en los elementos conectados al recipiente, permanentemente o durante la prueba. Es conveniente utilizar una tensión de c.d. para los capacitores que tienen conectados todos sus elementos en paralelo.
falla eléctrica del elemento (primer método)
Algunos elementos internos en la unidad de prueba están provistos, por ejemplo, con una derivación insertada entre las capas del dieléctrico. Cada derivación se conecta a una terminal por separado. La tensión de prueba puede ser c.d. o c.a., a elección del fabricante. Para obtener la falla de un elemento interno equipado de este modo, se aplica una tensión de amplitud suficiente entre esta derivación y una de las placas del elemento modificado. En el caso de una tensión de c.a. la fuente se activa cerca del momento de la tensión cresta. d)
falla eléctrica del elemento (segundo método)
Ciertos elementos en la unidad de la prueba están provistos con un elemento fusible conectado a dos derivaciones extras e insertado entre las capas del dieléctrico. Cada derivación se conecta a una terminal aislada por separado. La tensión de prueba puede ser de c.d. o c.a., la selección es a criterio del fabricante. Para obtener la falla de un elemento equipado con el elemento fusible, un capacitor indepe ndiente cargado con una tensión suficiente se descarga a través del elemento fusible para fundirlo. En el caso de una tensión de c.a., la descarga del capacitor provoca que el elemento fusible debe fundirse cerca del instante de la tensión cresta.
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e)
falla eléctrica del elemento (tercer método)
Se remueve una parte pequeña de un elemento (o de varios elementos) en una unidad en el momento de fabricación y se reemplaza con un dieléctrico más débil. Por ejemplo: se cortan de 10 cm 2 a 20 cm2 de dieléctrico y se reemplazan con dos papeles delgados.
8.3
Pruebas de rutina
Son aquellas que deben realizarse por el fabricante a cada uno de los capacitores producidos, para asegurar que las características de diseño se mantienen en la producción. Estas pruebas son las siguientes: a) b) c) d) e) f) g)
medición de capacitancia; medición de la tangente del ángulo de pérdida (tan δ) del capacitor; prueba de tensión entre terminales; prueba de tensión c.a. entre terminales y contenedor; prueba de dispositivo interno de descarga; prueba de hermeticidad; prueba de descarga en fusibles internos.
Las pruebas de rutina deben realizarse por el fabricante en cada capacitor antes de la entrega o en el proceso de fabricación. Si el usuario lo requiere, debe suministrarse un certificado que detalle los resultados de cada prueba. La secuencia de prueba no es obligatoria. NOTA - Puede realizarse la prueba de descarga de cortocircuito como una prueba de rutina previo acuerdo entre proveedor y usuario. Los parámetros de prueba deben acordarse también.
8.3.1
Medición de capacitancia
8.3.1.1
Procedimiento de medición
La capacitancia debe medirse de 0,9 a 1,1 veces la tensión nominal, utilizando un método que excluya errores debidos a armónicas. Se permite la medición a otra tensión, considerando los factores de corrección acordados entre el fabricante y el usuario. La medición final de capacitancia debe llevarse a cabo luego de la prueba de tensión (véanse 8.3.3 y 8.3.4). A fin de revelar cualquier cambio en la capacitancia, por ejemplo debido a la perforación de un elemento o la falla de un fusible interno, debe hacerse una medición preliminar de la capacitancia, antes de otras pruebas eléctricas de rutina. Esta medición preliminar debe ejecutase con una tensión reducida no mayor que 0,15
U N.
La exactitud del método de medición debe ser tal que las tolerancias se encuentren dentro de lo especificado en 8.3.1.2.
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Puede requerirse, mediante acuerdo, una mayor precisión y en su caso, la precisión del método de medición debe establecerla el fabricante. La repetibilidad del método de medición debe ser tal que sea posible detectar un elemento perforado o un fusible interno fundido. NOTAS 1
2
8.3.1.2
Para capacitores trifásicos la medición de tensión debe ajustarse para dar de 0,9 a 1,1 veces la tensión nominal a través de cada elemento. El fabricante debe, mediante acuerdo, suministrar curvas o tablas que muestren: la capacitancia bajo condiciones de estabilidad a potencia nominal de salida como una función de la temperatura ambiente, dentro de la categoría de temperatura; la capacitancia como una función de la temperatura del dieléctrico dentro de la categoría de temperatura.
Tolerancias de la capacitancia
La capacitancia no debe diferir de la nominal en más de: -5 % a +15 % Para unidades o bancos de capacitores conteniendo una unidad por fase; El valor de la capacitancia es el que se mide bajo las condiciones indicadas en 8.3.1.1. En unidades trifásicas y bancos, la relación entre los valores de capacitancia máxima y mínima medida entre dos terminales cualesquiera no debe exceder de 1,08. NOTA - En el apéndice A, se proporciona una ecuación para el cálculo de la salida de un capacitor trifásico a partir de mediciones de capacitancia monofásica.
8.3.2
Medición de la tangente del ángulo de pérdida (tan δ) del capacitor
8.3.2.1
Procedimiento de medición
Las pérdidas en el capacitor (tan δ) deben medirse dentro de un intervalo de 0,9 a 1,1 veces la tensión nominal de alimentación, utilizando un método que excluya errores debidos a armónicas. Deben proporcionarse la exactitud del método de medición y la correlación con los valores medidos a tensión y frecuencia nominales. NOTAS 1
2
8.3.2.2
Para capacitores trifásicos, la tensión de medición debe ajustarse para dar de 0,9 a 1,1 veces la tensión nominal a través de cada elemento. El valor de la tan δ de ciertos tipos de dieléctricos es una función del tiempo de energización antes de la medición.
Requisitos de pérdidas
Los requisitos referentes a las pérdidas en el capacitor deben acordarse entre el fabricante y el cliente. El valor de las pérdidas en el capacitor es el que se mide bajo las condiciones indicadas en 8.3.2.1. NOTA – El fabricante debe, mediante acuerdo, suministrar las curvas o tablas mostrando las pérdidas en el capacitor (o tan δ) bajo condiciones de estado estable a salida nominal como una función de la temperatura ambiente dentro de la categoría de temperatura.
8.3.3
Prueba de tensión en terminales
Cada capacitor debe sujetarse a la prueba de 8.3.3.1 u 8.3.3.2, durante 10 s para unidades de media tensión, y 2 s para unidades de baja tensión. En ausencia de un acuerdo, el fabricante elige la prueba aplicable. Durante la prueba no deben ocurrir fallas de aislamiento o flameos.
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8.3.3.1
Prueba de c.a.
La prueba de c.a. debe realizarse con una tensión sinusoidal de: U t =
NOTAS 1
2 3
8.3.3.2
2,15
U n
Si los capacitores van a probarse nuevamente después de la entrega, se recomienda utilizar una tensión de 75% de U t para la segunda prueba. Para capacitores trifásicos, la prueba de tensión debe ajustarse para dar una tensión apropiada a través de cada elemento. Capacitores con fusibles internos, dentro de las tolerancias de capacitancia, y a pesar de que uno o más elementos fusibles operaron, pueden entregarse solamente previo acuerdo entre comprador y fabricante.
Prueba de c.d.
La tensión de prueba debe ser: U t =
NOTAS 1 2 3
8.3.4
4,3
U n
Véase 8.3.3.1, nota 1 Véase 8.3.3.1, nota 2 Véase 8.3.3.1, nota 3
Prueba de tensión de c.a. entre terminales y contenedor
A los capacitores que tengan todas las terminales aisladas del contenedor debe aplicarse una tensión de prueba entre las terminales, conectadas entre sí, y el contenedor. A los capacitores para bancos con neutro flotante y contenedor conectado a tierra, debe aplicarse la tensión de prueba de acuerdo con B.1. Para el resto de los bancos se aplica la tensión de prueba de acuerdo con B.3. Si no se cuenta con la información de tipo de conexión de contenedor (flotante o conectado a tierra) aplican las tensiones de prueba de acuerdo con B.1. El comprador debe especificar si aplica esta prueba. Las unidades con conexión permanente de una terminal al contenedor (por ejemplo, capacitores monofásicos de una boquilla) no deben someterse a esta prueba. Las unidades trifásicas deben someterse a una tensión de prueba entre fases del mismo valor como para la prueba entre terminales y contenedor. Durante la prueba, no deben presentarse fallas del aislamiento ni flameos. 8.3.5
Prueba de dispositivo interno de descarga
Debe medirse la resistencia del dispositivo interno de descarga, si cuenta con uno (véase 8.3.7.1 y apéndice A). El método de prueba lo elige el fabricante. La prueba debe realizarse después de la prueba de rutina de tensión entre terminales de 8.3.3.
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8.3.6
Prueba de hermeticidad
La unidad (sin pintar) debe exponerse a una prueba que asegure que no se presenten fugas en el contenedor y boquillas. El método de prueba se elige y describe por el fabricante. Si el fabricante no define el método de prueba, se aplica el método de prueba indicado a continuación. Los capacitores sin energizar deben calentarse al menos 2 h, de manera que todas sus partes alcancen una temperatura no menor que 20 °C por encima del valor máximo indicado en la tabla 4. No deben presentar fugas. 8.3.7
Prueba de dispositivo interno de descarga
La resistencia del dispositivo interno de descarga, sí la hay, debe verificarse mediante una medición de resistencia (véase 8.3.7.1 y apéndice A). La selección del método para medir esta resistencia queda a criterio del fabricante. La prueba debe realizarse después de la prueba de tensión entre terminales de 8.3.3. 8.3.7.1
Dispositivo de descarga
Cada capacitor debe suministrarse con un medio para descargarse a 50 V o menor desde una tensión cresta inicial de 2 veces el valor de tensión nominal U N. El tiempo de descarga debe ser de 5 min para capacitores mayores de 1 000 V y 1 min para capacitores hasta 1 000 V. No tiene que haber ningún otro dispositivo de aislamiento entre el capacitor y el dispositivo de descarga como se define anteriormente. El dispositivo de descarga no es un sustituto poner en cortocircuito las terminales del capacitor y tierra antes de maniobrar. NOTAS 1
2
Los capacitores conectados directamente a otros equipos eléctricos provistos con un camino de descarga deben considerarse propiamente de descarga, siempre que las características del circuito reúnan los requisitos de descarga. Los circuitos de descarga deben tener una adecuada capacidad para soportar la corriente de cortocircuito del capacitor en la cresta de la tensión de prueba de 1,3 U N.
8.3.7.2
Prueba de descarga en fusibles internos
8.3.7.2.1
Prueba de Rutina
Los fusibles deben ser capaces de soportar todas las pruebas de rutina del capacitor de acuerdo con 8.3. Los capacitores con fusibles internos se someten a una prueba de descarga de cortocircuito, de un nivel de tensión de 1,7 U N (en V c.d.) a través de un electrodo situado tan cerca como sea posible del capacitor, sin impedancias adicionales en el circuito (véase nota). La capacitancia debe medirse antes y después de la prueba de descarga, la diferencia entre ambas mediciones debe ser menor que la cantidad correspondiente a la operación de un fusible interno.
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La prueba de descarga puede hacerse antes y después de la prueba de tensión entre terminales (véase 8.3.3). No obstante, sí se hace después de la prueba de tensión entre terminales, debe realizarse una medición de capacitancia a tensión nominal posteriormente, para detectar la operación de un fusible. Si se aceptan, por acuerdo con el cliente, los capacitores con fusibles operados, la prueba de tensión entre terminales (véase 8.3.3) debe realizarse después de la prueba de descarga. NOTA - Esto se permite sí la tensión de carga de c.d. debe generarse inicialmente con una tensión de c.a. de 1,7 U N el valor cresta y desconectado en el paso de la corriente por cero. El capacitor entonces se descarga inmediatamente desde este valor cresta.
Alternativamente, sí el capacitor se desconecta en una tensión ligeramente más alta que 1,7 puede retrasarse hasta que el resistor reduce la tensión a 1,7 U N.
8.4
U N,
la descarga
Prueba de durabilidad (prueba opcional)
La prueba de durabilidad se realiza en el proceso de fabricación de los elementos cuando se ensamblan en el capacitor. Esta prueba puede realizarse previo acuerdo entre el proveedor y el usuario y en tanto no exista Norma Mexicana puede emplearse como informativa la especificación técnica indicada en G.1 del apéndice G.
9
MARCADO
Las placas de los capacitores deben incluir, como mínimo, la información siguiente: a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k)
razón social del fabricante; tipo, modelo, número de catálogo u otra clave de identificación del producto; potencia nominal, en kvar; número de fases; tensión nominal; frecuencia nominal; nivel básico de aislamiento al impulso; cantidad de líquido impregnante; aviso de si el capacitor contiene o no dispositivo interno de descarga; número de serie, con fecha de manufactura; corriente nominal.
Las unidades de medida y sus símbolos deben cumplir con lo indicado en la NOM-008-SCFI.
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APÉNDICE A
(Normativo) FORMULARIO DE CAPACITORES E INSTALACIONES
A.1 CÁLCULO DE LA POTENCIA REACTIVA DE SALIDA DE CAPACITORES TRIFÁSICOS A PARTIR DE LA MEDICIÓN DE TRES CAPACITORES MONOFÁSICOS
La capacitancia medida entre dos terminales de fase cualesquiera de un capacitor trifá sico de conexión delta o estrella se denominan C a, Cb, Cc. Si se cumplen los requisitos de simetría de 6.4, la salida Q del capacitor se calcula con la ecuación: Q
2 3
= (C a + C b + C c )ω U N2 × 10 −6
En donde: C a, C b,
y C c se expresan en microfarads; nominal expresada en kilovolts; Q es la potencia reactiva expresada en megavars. ω es igual a 2 π f f es la frecuencia del sistema en Hz U N tensión
A.2
FRECUENCIA DE RESONANCIA
Un capacitor puede entrar en resonancia en la armónica r según la ecuación siguiente, en la cual r es un número entero: r
=
S Q
En donde: es la potencia de cortocircuito (MVA) en el punto de conexión del capacitor; es la potencia reactiva expresada en megavars; r es el número de armónica, que es la relación entre la frecuencia de armónica resonante (Hz) y la frecuencia fundamental del sistema (Hz). S Q
A.3
INCREMENTO DE TENSIÓN
La conexión de un capacitor causa el incremento permanente de tensión siguiente: (∆U /U ) ≈ (Q/S )
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∆U U
≈
Q S
En donde:
∆U es el incremento de tensión; U es la tensión antes de conectar el capacitor; S es la potencia de cortocircuito (MVA) en el punto de conexión del capacitor; Q es la potencia reactiva expresada en megavars
A.4
CORRIENTE DE ENERGIZACIÓN TRANSITORIA
A.4.1
Conexión de un banco aislado I ˆs
= I N
2S Q
En donde: I ˆ es la cresta de la corriente de energización transitoria del banco, expresado en amperes;
s I N es la corriente nominal del banco de capacitores expresado en amperes; S es la potencia de cortocircuito (MVA) en el punto de conexión del capacitor; Q es la potencia reactiva expresada en megavars.
A.4.2
Conexión de un banco en paralelo con otros bancos energizados I ˆS
=
U 2 X C X L
en donde
X C
1 1 = 3U 2 + × 10 − 6 Q1 Q2
En donde: I S es
la cresta de la corriente de energización transitoria del banco, expresada en amperes; la tensión de fase a tierra, expresada en volts; X C es la reactancia capacitiva en serie por fase, expresada en ohms; X L es la reactancia inductiva por fase entre bancos, expresada en ohms; Q1 es la potencia reactiva de salida del banco que se va a conectar, expresada en megavars; Q2 es la suma de potencias reactivas de los bancos conectados, expresada en megavars. U es
A.5
RESISTENCIA DE DESCARGA DE LA UNIDAD MONOFÁSICA R ≤
t C ln (U N 2 / U R )
En donde: es el tiempo de descarga de U N 2 a U R, expresado en segundos; es la resistencia de descarga, expresada en megaohms; C es la capacitancia, expresada en microfarads; U N es la tensión nominal del capacitor, expresada en volts; U R es la tensión residual admisible, expresada en volts; ( véase 8.3.7.1 para límites de t y U R). t
R
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A.6
TIEMPO DE DESCARGA AL 10 % DE TENSIÓN NOMINAL
t1 = 2,65 RC =
2,65 t ln(UN 2 / UR
En donde: es el tiempo de descarga de U N 2 a U R, expresado en segundos; la tensión nominal del capacitor, expresada en volts; U R es la tensión residual admisible, expresada en volts; t 1 es el tiempo de descarga en segundos al 10 % de tensión nominal. t
U N es
Si se siguen estrictamente los límites de 8.3.7.1, debe emplearse: t 1
=
1 590 ln(U N / 53 )
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APÉNDICE B
(Normativo) NIVELES DE AISLAMIENTO
B.1
VALORES DE AISLAMIENTO NORMALIZADOS
Los niveles de aislamiento para capacitores deben elegirse de los valores normalizados indicados en la norma NMX-J-150/1-ANCE. Los valores normalizados de la tensión máxima por equipo, se dividen en dos categorías:
B.2
-
Categoría I: en la tabla 5, se dan los valores establecidos en NMX-J-150/1-ANCE, para tensiones iguales y menores que 34,5 kV.
-
Categoría II: para tensiones iguales que 420 kV como se indica en NMX-J-150/1-ANCE.
GENERALIDADES
Las reglas generales que se indican a continuación aplican a capacitores. Las boquillas, aisladores y otros sistemas aislantes, deben elegirse con niveles de aislamiento que cumplan con los requisitos que se indican más adelante. Si un aislamiento consta de varias partes aislantes conectadas en serie, cada parte aislante debe tener la proporción adecuada del aislamiento completo. Para este tipo de equipos deben utilizarse las normas aplicables. Por aislamiento completo se entiende un nivel de aislamiento igual o mayor que el del sistema.
B.2.1
Equipo y aislamiento en paralelo
El aislamiento fase a fase y fase a tierra debe aguantar el nivel de aislamiento completo de acuerdo con B.1.
B.2.2
Capacitores aislados de tierra
Para capacitores no conectados a tierra (conexión delta o conexión estrella con neutro aislado) todos los sistemas aislantes entre cualquier parte energizada del capacitor (terminales, electrodos) y tierra, deben aguantar el nivel de aislamiento completo de acuerdo con B.1. Para capacitores con el tanque conectado a tierra (todas las terminales aisladas del tanque) el nivel de aislamiento completo aplica específicamente, al aislamiento terminal-tanque y a las boquillas. Para capacitores con el tanque no conectado a tierra, el aislamiento terminal-contenedor y las boquillas, deben aguantar una tensión alterna 2,5 veces la tensión nominal. El aislamiento que se encuentra entre la terminal de línea y el neutro, que está en paralelo y físicamente muy cerca del dieléctrico del capacitor, debe aguantar una tensión alterna de 2,15 veces la tensión nominal de fase.
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B.2.3
Capacitores con neutro conectado a tierra.
El aislamiento terminal-contenedor y las boquillas, deben aguantar una tensión alterna de 2,5 veces la tensión nominal. El aislamiento entre línea y tierra, que se encuentra en paralelo y muy cerca físicamente del dieléctrico del capacitor, debe aguantar una tensión alterna de 2,15 veces la tensión nominal de fase.
B.3
PRUEBA ENTRE TERMINALES Y CONTENEDOR DE CAPACITORES
Las pruebas de rutina y de prototipo de 8.3.4, 8.2.4 y 8.2.5, tienen la finalidad de veri ficar las características del aislamiento entre terminal y contenedor, y de las boquillas de acuerdo con B.2.2 y B.2.3. Para los casos en que la tensión alterna de prueba (véanse 8.3.4 y 8.2.4) se basa en la tensión nominal, la tensión de prueba se calcula con la ecuación siguiente: U t =
2,5 x
U N x n
En donde: U t U N n
B.4
es la tensión alterna de prueba, es la tensión nominal del capacitor, y es el número de unidades en serie, con relación al potencial eléctrico al cual se conectan los contenedores.
CAPACITORES EN SISTEMAS MONOFÁSICOS
Para capacitores conectados entre línea y tierra, se aplican los mismos requisitos de aislamiento que en el caso de sistemas trifásicos con neutro conectado a tierra. Para capacitores aislados de tierra, se aplican los mismos requisitos para el aislamiento que en el caso de un sistema trifásico aislado de tierra.
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TABLA 5.– Niveles de aislamiento normalizados para equipo de la categoría I 1) Tensión nominal del sistema
Tensión máxima del equipo
U n
Um kV (valor eficaz)
Tensión de aguante normalizada de corta duración, de 60 Hz (de fase a tierra)
kV (valor eficaz)
Tensión de aguante normalizada de impulso por rayo kV (valor cresta) (2)
kV (eficaz)
2,4
3,6
10
4,4
5,5
19
6,9
7,2
20
13,8
15,5
35
23
25,8
50
34,5
38
70
20 40 45 60 75 40 60 75 95 110 95 125 150 125 150 200
1) Los valores de esta tabla están referidos a condiciones atmosféricas normalizadas. 2) La tensión de aguante normalizada de impulso por rayo de fase a fase, es del mismo valor que para fase a tierra.
La tabla relaciona uno o más, niveles de aislamiento recomendados , con cada uno de los valores normalizados de la tensión máxima de equipo. No se utilizan tensiones de prueba intermedias.
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APÉNDICE C
(Normativo) MUESTREO Y PRUEBAS DE ACEPTACIÓN DE CAPACITORES DE POTENCIA
C.1
DEFINICIONES
pruebas de aceptación: la mismas que las pruebas de rutina. defecto crítico: el que puede producir condiciones peligrosas o inseguras para quienes utilizan o mantienen la
unidad capacitiva. Es también el que puede llegar a impedir el funcionamiento o el desempeño de una función importante de la unidad capacitiva. defecto mayor: el que sin ser crítico, tiene grandes posibilidades de ocasionar una falla o reducir en forma
drástica, la utilidad de la unidad capacitiva para el fin que se destina. defecto menor: el que presenta una desviación con respecto a sus especif icaciones establecidas, pero que no
tiene una influencia decisiva en el uso efectivo o en la operación de la unidad capacitiva, o sea que no tiene grandes posibilidades de reducir en forma drástica la posibilidad de uso para el fin que la destina. número de aceptación: al máximo de unidades defectuosas (unidades capacitivas), relativo a determinado grupo
de características de calidad que determina la aceptación del lote. número de rechazo: al mínimo de defectos o unidades defectuosas relativos a determinado grupo de
características de calidad que determina el rechazo del lote. plan de muestreo por atributos, criterios de aceptación y rechazo (de acuerdo con NMX-Z-012): inspección por
atributos bajo la cual se evalúa al capacitor en términos de defectos visuales con base en la clasificación de defectos y de acuerdo con los niveles de calidad aceptables (N.C.A.). NOTA - La clasificación de defectos se indica en la tabla 7 y el plan de muestreo de los niveles de calidad aceptables se indica en la tabla 6.
C.2
TAMAÑO DE LOTE Y DE LA MUESTRA
El tamaño del lote y muestra para la inspección por atributos se indican en la tabla 6. La tabla 6 muestra una letra código determinada, de acuerdo al tamaño del lote, el tamaño de la muestra a inspecci onar y el criterio de aceptación (AC) o rechazo (RE), por tipo de defecto. El plan de muestreo por atributos se indica en la tabla 6, la cual establece los niveles de calidad aceptables (N.C.A.) para cada tipo de defecto, de la forma siguiente: • • •
defectos críticos defectos mayores defectos menores
N.C.A. 1,0, N.C.A. 4,0, N.C.A. 6,5.
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C.3
INSPECCIÓN POR ATRIBUTOS
En la tabla 7 se describen los defectos visuales y clasificación de los mismos. Para contabilizar los defectos visuales en la porcelana de las boquillas es necesario que estos defectos sean mayores de 6 mm; si los defectos están en el intervalo de 3 mm a 6 mm, es necesario que sean 3 en la misma boquilla para contabilizarlos; si los defectos son menores a 3 mm, éstos no se contabilizaran. Si los defectos contabilizados igualan o exceden los límites de rechazo (RE) establecidos en la tabla 6 en críticos, mayores o menores se rechaza el lote de capacitores; si por el contrario no se alcanzan los límites establecidos de rechazo (RE) indicados en la tabla 6, se procede a realizar la inspección por variables.
C.4
PRUEBAS DE ACEPTACIÓN
Las pruebas de aceptación son las mismas que las pruebas de rutina indicadas en 8.3. C.4.1
Inspección por variables
La inspección por variables se realiza a las mismas unidades a las cuales se realiza la inspección por atributos. En la inspección por variables no se acepta que algún capacitor falle en alguna de las pruebas de aceptación. TABLA 6.- Plan de muestreo para la inspección por atributos a capacitores Nivel de inspección II normal simple y N.C.A. de 1,0 para defectos críticos, 4,0 para defectos mayores y 6,5 para defectos menores Letra clave del tamaño de la muestra
Tamaño del lote
Tamaño de la muestra
A B C D E F G H
2a8 9 a 15 16 a 25 26 a 50 51 a 90 91 a 150 151 a 280 281 a 500
2 3 5 8 13 20 32 50
Críticos 1,0 AC RE 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 2 1 2
NOTA - Para lotes mayores a los indicados en la tabla, consultar NMX-Z-012/2.
Número de defectos Mayores 4,0 AC RE 0 1 0 1 0 1 1 2 1 2 2 3 3 4 5 6
Menores 6,5 AC RE 0 1 0 1 1 2 1 2 2 3 3 4 5 6 7 8
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TABLA 7.– Clasificación de defectos para la inspección por atributos Elemento
BOQUILLAS (el color de las boquillas debe ser gris)
PLACA DE DATOS
IDENTIFICACION DEL IMPREGNANTE
Defecto - Dimensiones. No cumplir con la distancia de fuga. No cumplir con la distancia de flameo. Distancia de flameo menor que 1,2 distancia entre boquillas (para el caso de dos boquillas). - Marcado de la boquilla. Nombre o identificación del fabricante. Año de fabricación y numero de serie o tipo. - Agrietamientos. - Burbujas grandes. - Despostilladuras. - Grandes deformaciones. - Perforaciones. - Poros profundos. - Estrellamiento superficial. - Grietas en el esmalte. - Fisuras. - Retoque en el esmalte. - Inclusión de cuerpos extraños. - Deformaciones de la boquilla. - Puntos sin esmalte. - Huella debida al contacto con artículos vecinos. - Puntos o líneas negras. - Granos en el esmalte. - Escurrimientos de esmalte. - Falta de homogeneidad en el esmalte. - Decoloración en el esmalte. - Rugosidad.
Crítico X
Menor
X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X
- Falta de placa de datos. - Material diferente al acero inoxidable. - Falta de información. - Información equivocada. - Sujeción diferente a remache o soldadura.
X X X X X
- Adicional a la placa de datos el capacitor debe tener una etiqueta o placa en la cual se indique en forma visible desde la tierra (a nivel de piso) y en color azul que el impregante utilizado no contiene BPC.
X
PERFORACIONES PARA - Todos los capacitores deben tener dos perforaciones de 1,11 cm de diámetro. MONTAJE DE LOS CAPACITORES - Todos los capacitores deben tener una conexión para CONEXIÓN A TIERRA conectar en forma efectiva el contenedor del capacitor a tierra. - No debe presentar curvatura en la base. - No debe presentar superficies sin pintura mayores a CONTENEDOR 5 mm. - Debe tener dos tornillos terminales de (0,95 x TERMINALES 16) cm, o de (1,27 x 13) cm. - No debe presentar evidencia de fuga de impregnante. CAPACITOR
Mayor
X X X X X X
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APÉNDICE D
(Normativo) GUÍA PARA LA APLICACIÓN DE BOQUILLAS DE CAPACITORES A DIFERENTES ALTITUDES
Aunque el nivel de aislamiento se refiere al nivel del mar, las boquillas de capacitores a que se refiere esta norma, se suponen aptas para operar a cualquier altitud hasta 1 000 m. Con el fin de asegurar que el aislamiento externo de las boquillas es suficiente para operar a altitudes mayores que 1 000 m, debe incrementarse la distancia de arqueo. Pueden quedar con las mismas dimensiones el espesor de la porcelana y la longitud del extremo que va inmerso en el tanque. Como regla general, debe incrementarse 1 % (uno por ciento) la distancia necesaria a nivel del mar, por cada 100 m (cien metros), que sobrepasen los 1 000 m, y hasta 3 000 m. Para altitudes superiores de 3 000 m, debe llegarse a un acuerdo entre cliente y fabricante. Ejemplo: si la altitud de instalación es de 2 800 m, el incremento en la distancia de arqueo ( Inc − Da = 0,01 ×
2 800 − 1 000 × 100 = 18 % 100
Inc-Da)
debe ser:
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10
BIBLIOGRAFÍA
IEC 60831-1 (1996-11)
Shunt power capacitor of the self-healing type for a.c. systems having a rated voltage up to and incluing 1 000 V – Part 1: General – Performance, testing and rating – Safety requirements – Guide for installation and operation.
IEC 60831-2 (1996-12)
Shunt power capacitor of the self-healing type for a.c. systems having a rated voltage up to and incluing 1 000 V – Part 2: Ageing test, self-healing test and destruction test.
IEC 60871-1 (1997-10)
Shunt capacitors for a.c. power systems having a rated voltage above 1 000 V – Part 1: General – Performance, testing and rating – Safety requirements – Guide for installation and operation.
IEC 60871-2 (1999-06)
Shunt capacitors for a.c. power systems having a rated voltage above 1 000 V – Part 2: Endurance testing.
IEC 60931-3 (1996-08)
Shunt power capacitors of the non-self-healing type for a.c. systems having a rated voltage up to and including 1 000 V – Part 3: Internal fuses.
NOM-008-SCFI-2002
Sistema general de unidades de medida.
NMX-Z-013/1-1977
Guía para la redacción, estructuración y presentación de las normas mexicanas.
NMX-J-150/1-ANCE-1997
Coordinación de Aislamiento. Parte 1: Definiciones, principios y reglas.
NEMA CP 1 - 2000
Shunt capacitors.
ANSI/IEEE Std. 18 - 1992
Shunt power capacitors.
11
CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES
Esta Norma Mexicana es no equivalente (NEQ) con la Norma Internacional IEC60871-1 (1997-10) “Shunt capacitors for a.c. power systems having a rated voltage above 1 000 V – Part 1: General – Performance, testing and rating – Safety requirements – Guide for installation and operation”. Esta norma no es una adopción de la normativa internacional antes refer ida debido a que consta de dos partes. Esta primera parte se refiere sólo a capacitores (unidades), mientras que la norma internacional trata tanto de unidades como de bancos de capacitores. Sin embargo, esta norma concuerda con los métodos de prueba y especificaciones de las normas IEC 60831, IEC 60871 e IEC 60931.
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APÉNDICE E (Informativo) PRECAUCIONES A SEGUIR PARA EVITAR LA CONTAMINACIÓN DEL MEDIO AMBIENTE CAUSADO POR ALGÚN COMPONENTE O LÍQUIDO DE LA UNIDAD CAPACITIVA
El uso de ciertos líquidos impregnantes sin las precauciones debidas puede ocasionar contaminación del ambiente. Consultar las normas oficiales mexicanas siguientes: -
NOM-133-ECOL, Protección ambiental-Bifenilos policlorados (BPC’s)-Especificaciones de manejo.
-
NOM-052-ECOL, Que establece las características de los residuos peligrosos, el listado de los mismos y los límites que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al ambiente.
Adicionalmente se recomienda evitar el uso de productos policlorados (por ejemplo, bifenilos hexa o penta clorados) ya que estos productos poseen un menor grado de biodegrabilidad. Si la unidad capacitiva se impregna de bifenilos policlorados debe llevar en la placa de datos una nota de acuerdo con NOM-ECOL-133.
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APÉNDICE F (Informativo) EJEMPLO PARA CÁLCULO DE LA TENSIÓN PARA LA PRUEBA DE ESTABILIDAD TÉRMICA
Ejemplo del cálculo del valor de sobretensión para un capacitor de Capacitancia nominal calculada C n = 52,59 µF.
Qn =
120 kvar, en 2 460 V a 60 Hz.
El valor de sobretensión es el resultado de considerar 1,44 veces la potencia de salida nominal como sigue: 1,44 x Qn = 1,44 x 120 = 172,8 kvar k var× 103 2πf kV2
Cn = Se utiliza el valor medido de la capacitancia
=
C n =
56,564 µF
kV2 =
k var× 103 2πf Cn
kV =
k var× 103 2πf Cn
172,8 × 103 2 × 3,141 6 × 60 × 56,564 = 2,847 kV
Por lo tanto el valor de tensión a aplicar en la prueba es de 2 847 V para el capacitor cuyo valor de tensión nominal es de 2 460 V lo que representa someterlo a un 15 % de sobretensión.
