Norma CEI Internacional IEC 60071 1 PDF

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Norma IEC para el estudio de niveles de aislamiento...

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NORMA INTERNACIONAL

CEI IEC 60071-1 Séptima edición 1993-11

Versión oficial en español

Coordinación de aislamiento Parte 1: Definiciones, principios y reglas

Insulation co-ordination Part 1: Definitions, principles and rules

Coordination de l'isolement Partie 1: Définitions, principes et règles

Ninguna parte de esta publicación se puede reproducir ni utilizar de cualquier forma o por cualquier medio, ya sea electrónico o mecánico, incluyendo fotocopia o microfilm, sin el permiso por escrito de los editores. Secretaría Central de la Comisión Electrónica Internacional, 3 rue de Varembé. GINEBRA, Suiza Sede Central de AENOR, C Génova, 6. 28004 MADRID, España

CÓDIGO DE PRECIO

N

Para información sobre el precio de esta norma, véase catálogo en vigor.

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71-1 © CEI 1993

ÍNDICE Página ANTECEDENTES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

1

OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

2

NORMAS PARA CONSULTA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

3

DEFINICIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

3. 1

Coordinación de aislamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

3. 2

Aislamiento externo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

3. 3

Aislamiento interno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

3.4

Aislamiento autorregenerable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

3.5

Aislamiento no autorregenerable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

3. 6

Borne de la configuración del aislamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

3. 7

Configuración del aislamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

3. 8

Tensión nominal de una red . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

3. 9

Tensión más elevada de una red . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

3.10

Tensión más elevada para el material (Um) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

3. 11

Red con neutro aislado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

3.12

Red con neutro puesto directamente a tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

3.13

Red con neutro puesto a tierra a través de una impedancia . . . . . . . . . . . . . . .

8

3.14

Red con neutro puesto a tierra compensada mediante bobina de extinción . . . . .

8

3.15

Factor de defecto a tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

3. 16

Sobretensión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

3. 17

Clasificación de tensiones y sobretensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

3. 18

Formas de tensión normalizadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

3.19

Sobretensiones representativas (Urp) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

3. 20

Dispositivo de limitación de sobretensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

3.21

Nivel de protección a los impulsos tipo rayo (o maniobra) . . . . . . . . . . . . . . . .

10

3. 22

Criterio de comportamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

3. 23

Tensión soportada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

3.24

Tensión soportada de coordinación (Ucw) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

3.25

Factor de coordinación (Kc) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

3.26

Condiciones atmosféricas normalizadas de referencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

3.27

Tensión soportada especificada (Urw) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

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Página 3.28

Factor de corrección atmosférico (Ka) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

3.29

Factor de seguridad (Ks) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

3.30

Tensión soportada normalizada (Uw) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

3.31

Factor de conversión de ensayo (Kt) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

3. 32

Nivel de aislamiento asignado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

3. 33

Nivel de aislamiento normalizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

3.34

Ensayos de tensión soportada normalizados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

4

PROCEDIMIENTO PARA LA COORDINACIÓN DE AISLAMIENTO . . . . . .

4. 1

Generalidades sobre el procedimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

4.2

Determinación de las sobretensiones representativas (Urp) . . . . . . . . . . . . . . . .

12

4.3

Determinación de las tensiones soportadas de coordinación (Ucw) . . . . . . . . . . .

12

4.4

Determinación de las tensiones soportadas especificadas (Urw) . . . . . . . . . . . . .

13

4.5

Elección del nivel de aislamiento asignado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

4.6

Lista de tensiones soportadas normalizadas de corta duración a frecuencia industrial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

4. 7

Lista de tensiones soportadas a los impulsos normalizados . . . . . . . . . . . . . . . .

14

4. 8

Gamas de la tensión más elevada para el material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

4.9

Elección de los niveles de aislamiento normalizados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

5

REQUISITOS PARA LOS ENSAYOS DE TENSIÓN SOPORTADA NORMALIZADOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

5. 1

Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.2

Ensayos normalizados de tensión soportada de corta duración a frecuencia industrial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Ensayos normalizados de tensión soportada a los impulsos . . . . . . . . . . . . . . . 17 Situación de ensayo alternativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Ensayos normalizados de tensión soportada de aislamiento entre fases y de aislamiento longitudinal para el material de la gama I . . . . . . . . . . . . . . . 18

5.3 5.4 5.5 5.6

Ensayos normalizados de tensión soportada de aislamiento entre fases y de aislamiento longitudinal para el material de la gama II . . . . . . . . . . .

11

16

18

Figura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

Tablas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

ANEXO A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

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COMISIÓN ELECTROTÉCNICA INTERNACIONAL Coordinación de aislamiento Parte 1: Definiciones, principios y reglas

ANTECEDENTES 1) CEI (Comisión Electrotécnica Internacional) es una organización mundial para la normalización, que comprende todos los comités electrotécnicos nacionales (Comités Nacionales de CEI). El objetivo de CEI es promover la cooperación internacional sobre todas las cuestiones relativas a la normalización en los campos eléctrico y electrónico. Para este fin y también para otras actividades, CEI publica Normas Internacionales. Su elaboración se confía a los comités técnicos; cualquier Comité Nacional de CEI que esté interesado en el tema objeto de la norma puede participar en su elaboración. Organizaciones internacionales gubernamentales y no gubernamentales relacionadas con CEI también participan en la elaboración. CEI colabora estrechamente con la Organización Internacional de Normalización (ISO), de acuerdo con las condiciones determinadas por acuerdo entre ambas. 2) Las decisiones formales o acuerdos de CEI sobre materias técnicas, expresan en la medida de lo posible, un consenso internacional de opinión sobre los temas relativos a cada comité técnico en los que existe representación de todos los Comités Nacionales interesados. 3) Los documentos producidos tienen la forma de recomendaciones para uso internacional y se publican en forma de normas, informes técnicos o guías y se aceptan en este sentido por los Comités Nacionales. 4) Con el fin de promover la unificación internacional, los Comités Nacionales de CEI se comprometen a aplicar de forma transparente las Normas Internacionales de CEI, en la medida de lo posible en sus normas nacionales y regionales. Cualquier divergencia entre la Norma CEI y la correspondiente norma nacional o regional debe indicarse de forma clara en ésta última. 5) CEI no establece ningún procedimiento de marcado para indicar su aprobación y no se le puede hacer responsable de cualquier equipo declarado conforme con una de sus normas. 6) Se debe prestar atención a la posibilidad de que algunos de los elementos de esta Norma Internacional puedan ser objeto de derechos de patente. No se podrá hacer responsable a CEI de identificar alguno o todos esos derechos de patente.

La Norma Internacional CEI 71-1 ha sido elaborada por el comité técnico 28 de CEI: Coordinación de aislamiento. Esta séptima edición anula y sustituye a la sexta edición publicada en 1976 que se refería únicamente a la coordinación del aislamiento entre fase y tierra, y asimismo a la primera parte de la primera edición -publicada en 1982- de la norma 71-3 de CEI que se ocupaba de la coordinación del aislamiento entre las fases. Esta publicación es una revisión técnica y constituye la Parte 1 de la Norma 71 de CEI. La Norma 71-2 de CEI (en preparación) constituirá la Guía de Aplicación para la coordinación del aislamiento de los materiales eléctricos. El texto de esta norma se basa en los siguientes documentos: DIS

Informe de Voto

28(CO)58

28(CO)60

El informe de voto indicado en la tabla anterior contiene toda la información sobre la votación para la aprobación de esta norma. El anexo A tiene únicamente carácter informativo.

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1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN

Esta parte de la Norma Internacional CEI 71 se aplica a las redes de tensión alterna trifásica cuya tensión más elevada para el material es superior a 1 kV. Especifica el procedimiento para la elección de tensiones soportadas normalizadas para el aislamiento fase-tierra, el aislamiento entre fases y el aislamiento longitudinal del material e instalaciones de estas redes. Establece igualmente las listas de valores normalizados de entre los cuales deben elegirse las tensiones soportadas normalizadas. Esta parte recomienda que las tensiones soportadas elegidas se asocien a las tensiones más elevadas para el material. Esta asociación está destinada únicamente a fines de la coordinación del aislamiento. Los requisitos referentes a las reglas para la seguridad de las personas no están amparados por esta norma. A pesar de que los principios de esta parte se aplican igualmente al aislamiento de las líneas de transporte de energía, los valores de las tensiones soportadas pueden ser diferentes de las tensiones soportadas normalizadas. Corresponde a los comités encargados de materiales, especificar las tensiones soportadas y los procedimientos de ensayo adecuados a los materiales correspondientes, tomando en consideración las recomendaciones de esta norma. NOTA – Todas las reglas para la coordinación de aislamiento dadas en esta norma están justificadas detalladamente en la Guía de aplicación CEI 71-2 (en revisión), especialmente en lo que se refiere a la asociación de tensiones soportadas normalizadas con las tensiones más elevadas para el material. Cuando varias series de tensiones soportadas normalizadas están asociadas al mismo valor de la tensión más elevada para el material, se da una guía para la elección de la serie más apropiada.

2 NORMAS PARA CONSULTA

Las normas que a continuación se relacionan contienen disposiciones válidas para esta Norma Internacional. En el momento de la publicación las ediciones indicadas estaban en vigor. Toda norma está sujeta a revisión por lo que las partes que basen sus acuerdos en esta Norma Internacional deben estudiar la posibilidad de aplicar la edición más reciente de las normas indicadas a continuación. Los miembros de CEI e ISO poseen el registro de Normas Internacionales en vigor en cada momento. CEI 38:1983 – Tensiones normales de CEI. CEI 60-1:1989 – Técnicas de ensayo de alta tensión. Parte 1: Definiciones y prescripciones generales relativas a los ensayos. 3 DEFINICIONES

Para las necesidades de esta Norma Internacional, se aplican las definiciones siguientes. 3.1 coordinación de aislamiento: Selección de la rigidez dieléctrica de los materiales, en función de las tensiones que pueden aparecer en la red a la cual estos materiales están destinados y teniendo en cuenta las condiciones ambientales y las características de los dispositivos de protección disponibles. (VEI 604-03-08, modificada) NOTA – La "rigidez dieléctrica" de los materiales se considera aquí en el sentido de nivel de aislamiento asignado o de nivel de aislamiento normalizado tal como se define respectivamente en 3.32 y 3.33.

3.2 aislamiento externo: Distancias en el aire atmosférico y en las superficies de los aislamientos sólidos de un material en contacto con la atmósfera, que se someten a los esfuerzos dieléctricos y a la influencia de las condiciones ambientales u otros agentes externos tales como polución, humedad, insectos, etc. (VEI 604-03-02, modificada) NOTA – El aislamiento externo es, protegido o bien expuesto, según sea diseñado para utilizarse en el interior o en el exterior de recintos cerrados.

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3.3 aislamiento interno: Elementos internos sólidos, líquidos o gaseosos del aislamiento de un material que están al amparo de la influencia de las condiciones ambientales u otros agentes externos. (VEI 604-03-03) 3.4 aislamiento autorregenerable: Aislamiento que recupera íntegramente sus propiedades aislantes después de una descarga disruptiva. (VEI 604-03-04) 3.5 aislamiento no autorregenerable: Aislamiento que pierde sus propiedades aislantes, o no las recupera íntegramente, después de una descarga disruptiva. (VEI 604-03-05) NOTA – Las definiciones 3.4 y 3.5 se aplican únicamente cuando la descarga está provocada por la aplicación de una tensión de ensayo en un ensayo dieléctrico. No obstante, las descargas que aparecen en funcionamiento pueden conducir a un aislamiento autorregenerable a perder parcial o completamente sus propiedades aislantes originales.

3.6 borne de la configuración del aislamiento: Uno de los dos electrodos entre los cuales puede aplicarse una tensión que permite el aislamiento. Los tipos de borne son:

a)

borne de fase, entre él y el neutro se aplica en funcionamiento la tensión fase-neutro de la red;

b)

borne de neutro, que representa, o está conectado al punto neutro de la red (borne de neutro de transformador, etc.);

c)

borne de tierra, siempre conectado directamente a tierra en funcionamiento (cuba del transformador, zócalo de seccionador, estructura de poste, placa de conexión a tierra, etc.).

3.7 configuración del aislamiento: Configuración geométrica completa del aislamiento en funcionamiento que comprende el aislamiento y todos sus bornes. Incluye todos los elementos (aislantes y conductores) que influyen en su comportamiento dieléctrico. Se distinguen las configuraciones del aislamiento siguientes:

– trifásica: que tiene tres bornes de fase, un borne neutro y un borne de tierra; – fase-tierra: configuración de aislamiento trifásica en la cual no se tienen en cuenta los bornes de dos fases y, excepto en casos especiales, en la cual el borne de neutro se conecta a tierra; – entre fases: configuración de aislamiento trifásico en la cual no se considera un borne de fase. En ciertos casos, los bornes de neutro y de tierra no son tampoco considerados; – longitudinal: teniendo dos bornes de fase y un borne de tierra. Los bornes de fase pertenecen a la misma fase de una red trifásica, separada temporalmente en dos partes independientes bajo tensión (aparatos de conexión abiertos). Los cuatro bornes que pertenecen a las otras dos fases no se tienen en cuenta o se conectan a tierra. En ciertos casos, uno de los dos bornes de fase considerados se conecta a tierra. 3.8 tensión nominal de una red: Valor aproximado adecuado de la tensión utilizado para designar o identificar una red. (VEI 601-01-21) 3.9 tensión más elevada de una red: Valor máximo de la tensión que se presenta en un instante y en un punto cualquiera de la red en condiciones de funcionamiento normales. (VEI 601-01-23) 3.10 tensión más elevada para el material (Um): Valor eficaz máximo de la tensión entre fases para el cual está especificado el material en relación a su aislamiento así como a algunas otras características que están provisionalmente conectadas a esta tensión en las normas propuestas para cada material. (VEI 604-03-01)

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3.11 red con neutro aislado: Red en la que ningún punto neutro tiene conexión intencionado con la tierra, a excepción de las conexiones a alta impedancia destinadas a dispositivos de protección o de medida. (VEI 601-02-24) 3.12 red con neutro puesto directamente a tierra: Red cuyo(s) punto(s) neutros están conectados directamente a tierra. (VEI 601-02-25) 3.13 red con neutro puesto a tierra a través de una impedancia: Red cuyo(s) punto(s) neutro(s) están conectados a tierra mediante impedancias destinadas a limitar las corrientes de defecto a tierra. (VEI 601-02-26) 3.14 red con neutro puesto a tierra compensado mediante bobina de ext...