ET490 Varilla de Puesta a Tierra

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ET490 Varilla de puesta a tierraESPECIFICACIN TCNICA

Elaborado por: Revisado por:DIVISIN INGENIERA Y

OBRAS SUBGERENCIA TCNICA

Revisin #: Entrada en vigencia:ET 490 12/01/1999

Estos documentos tienen derechos de autor. PROHIBIDA SU REPRODUCCIN TOTAL O PARCIAL SIN LAAUTORIZACIN EXPRESA DE CODENSA. Artculo 29 del Decreto 460 de 1995.

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1. ESPECIFICACIONES GENERALES

1.1 - Objeto de la especificacinLa presente especificacin tcnica tiene por objeto establecer los requisitos, condiciones de utilizacin y prestaciones bsicas que deben satisfacer las varillascilndricas de cobre para puestas a tierra permanentes.

1.2 - ClasificacinSe clasifican de la siguiente forma :

Varilla de puesta a tierra slida de cobre: 5/8 x 2,44 m.Varilla de puesta a tierra de ncleo de acero recubierto de cobre: 5/8x 2,44 m; 5/8x1,50 m.Varilla de puesta a tierra seccionadas: 5/8 x 1,20m en cobre o ncleo de acero recubierto de cobre.

1.3 - Condiciones generales1.3.1 - Condiciones elctricas de la instalacin

BAJA TENSIN MEDIA TENSINTensin Nominal de la Red 440-208-120 V 11,4 --- 34,5 kVTensin Mxima de Servicio 440 V 13,8 --- 34,5 kVSistema Trifsico Tetrafilar Trifsico TrifilarNeutro Rgido a TierraCorriente de Cortocircuitosimtrica presumible 50 kA 3 --- 20 kA

1.3.2 - Condiciones ambientales

El ambiente donde sern almacenadas las varillas podr tener las siguientes caractersticas:

- Altura sobre el nivel del mar: 2.640 m- Humedad relativa: 90- Temperatura ambiente mxima: 27 C- Temperatura ambiente mnima: -5 C- Temperatura ambiente promedio: 14 C

1.3.3 - Lugar de instalacin

Las varillas sern instaladas, enterradas en cualquier zona del rea de concesin de CODENSA S.A.Los suelos donde son hincadas podrn ser terrenos de relleno, arenosos, rocosos, arcillosos semiduros, con una capa de profundidad variable de humus, abarcandoqumicamente suelos desde cidos a alcalinos y desde oxidantes a reductores con gran variedad en la cantidad y tipo de sales solubles.Para los suelos cidos y con alta resistividad se deber utilizar varillas slidas de cobre, para puestas a tierra de subestaciones de distribucin. En suelos alcalinos,de baja resistividad y poca dificultad en el enterramiento se utilizarn varillas con ncleo de acero recubiertas de cobre por proceso de electrlisis o deposicin delcobre sobre el acero y no se aceptar las del tipo enchaquetado.

Las varillas de 5/8 x 2,44 m, se utilizarn en subestaciones de distribucin y los de 5/8 x 1,50 m, para cajas y armarios de medidores. Las varillas seccionadas seemplearn cuando se requiera profundizar la puesta a tierra.

1.3.4 - Vinculacin con otros elementos

Se conectarn elctricamente a tierra, mediante un conductor cableado de acero-cobre cobre, los soportes metlicos, neutros y tierra de equipos en redes areasde media tensin, los gabinetes para proteccin y maniobra de la red subterrnea de baja tensin, el neutro de la red area y subterrnea de baja tensin,cerramientos y celdas y todo otro aparato o equipo que se indique explcitamente.

1.3.5 - Rgimen de utilizacinPermanente

1.3.6 - Tipo de servicio


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Enterrado permanentemente.

2. - REQUISITOSLa varilla no debe ser afectada por electrlisis y/o corrosin galvnica cuando se instale bajo las condiciones reales de servicio y est expuesta a la humedad. Debetener rigidez y resistencia mecnica adecuadas para permitir su instalacin en el terreno sin rotura o deformaciones que afecten su servicio.Para varillas con ncleo de acero, el revestimiento de cobre se depositar mediante electrlisis o fusin que asegure la perfecta adherencia del cobre sobre el ncleode acero.

Las longitudes de las varillas deben ser de 2,44 y 1,50 m. En caso de solicitarse fraccionada en tramos de 1,20 m, para propsito dual (como extensin o comoterminal), su unin ser por medio de un acople roscado en bronce. El roscado se efectuar despus del cobrizado, por el procedimiento de laminado en frio sinarranque de viruta. La rosca no deber tener ningn punto en que se haga visible el acero, la unin debe ser de cobre o aleacin de cobre con un contenido mnimo del80% de cobre y proveer un conexin elctrica y mecnica entre los segmentos de las varillas. Para el hincado de la varilla fraccionada se colocar un tornillo roscado(perno de hincado) sobre el cual se golpea para el enterramiento.

Cuando se utilice unin mecnica el conector y su tornillo deben ser de cobre o aleacin de cobre con un contenido mnimo de 80% de cobre y debe proveer unaconexin elctrica y mecnica entre la varilla de puesta a tierra y el conductor. La unin mecnica debe ser rgida.

Las varillas deben ser suministradas con todos sus accesorios.

2.1 - Normas y especificacionesLas varillas debern responder a las caractersticas indicadas en la Planilla de Datos Tcnicos Garantizados.Las soldaduras de unin entre la varilla y el cable de puesta a tierra sern del tipo exotrmica a base de xido de cobre y aluminio, para las varillas de 5/8 x 2,44m yfraccionadas de 5/8 x 1,20 m y conector de tornillo para las varillas de 5/8 x 1,50m.

2.2 - Requisitos bsicosDebern soportar los esfuerzos mecnicos provenientes del hincado durante su instalacin; las condiciones trmicas y elctricas derivadas de posibles cortocircuitosy sobretensiones, y conducir eficazmente a tierra las corrientes provocadas por los mencionados efectos.

2.3 - Requisitos GeomtricosLas varillas tendrn seccin transversal circular y sus extremos terminarn, el uno en forma de cono de 60 grados truncado y el otro, en forma plana biselada, comose indica en la figura 2.Las varillas seccionadas irn roscadas en ambos extremos para propsito dual, como se indica en la figura 3. Las varillas se identifican por el dimetro nominal ylongitud de las mismas, como se indica en la Tabla 1.El espesor mnimo de recubrimiento de cobre ser de 0,25 mm, para las varillas con ncleo de acero.TABLA 1.DIMENSIONES DE LAS VARILLAS

TIPO DIAMETRO LONGITUD(mm) Pulg (mm)

1 14,3 5/8 1.5002 15,8 5/8 2.4403 14,3 5/8 1.200

El dimetro de la varilla se medir sobre la capa de cobre, admitiendose una tolerancia de +0,4 y 0,0 mm .

La tolerancia para la longitud de la varilla es de -5 mm , +10 mm.

El acople roscado para las varillas seccionadas ser cilndrico y biselado en sus extremos con una longitud de 70 mm .

El perno utilizado para recibir los golpes durante el enterramiento ser de acero grado 5 (ICONTEC 858) de cabeza hexagonal con una longitud de 38 mm (1- ) y 16mm de dimetro.

El dimetro del perno y del acople (para las varillas seccionadas) se designa por el dimetro nominal de la varilla sobre la cual va a utilizarse.

El conector de tornillo est indicado en la figura 1. El rango de conexin ser desde cable de cobre 2/0 AWG desnudo a alambre de cobre 8 AWG desnudo.

2.4 Requisitos QumicosEstos documentos tienen derechos de autor. PROHIBIDA SU REPRODUCCIN TOTAL O PARCIAL SIN LAAUTORIZACIN EXPRESA DE CODENSA. Artculo 29 del Decreto 460 de 1995.

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El ncleo de las varillas recubiertas de cobre ser de acero al carbono, cumpliendo como mnimo con los requisitos de la Norma ICONTEC 243 (Acero al carbono.Clasificacin por composicin qumica) as :

TABLA 2.REQUISITOS QUMICOS

TIPO DE MATERIAL ACERO% Carbono 0,16 a 0,25% Fsforo 0,04% azufre 0,05% Manganeso 0,3 a 0,6% Silicio 0,1

Las aleaciones de cobre para las varillas recubiertas debern cumplir como mnimo con la composicin de la Tabla 3 as :TABLA 3.REQUISITOS QUMICOS ALEACIN DE COBRE

TIPO DE MATERIAL ALEACION DE COBRE% Cobre 0,99 min

% Fsforo 0,035 a 0,06

NOTA: Valores mximos permitidos (cuando no se da el rango).

2.5 Requisitos MecnicosEl acero empleado, referido al material bruto en el alma de la varilla, ser un acero fino al carbono de una dureza brinell de 220H como mnimo, con una resistencia ala traccin mayor o igual a 392 Mpa (40 kgf/mm2).

La varilla slida de cobre, deber tener una resistencia a la traccin mayor o igual a 235 Mpa (24 Kgf/mm2) y una dureza mnima de 80 RF (Rockwell F).

2.6 Requisitos de AcabadoLas varillas deben ser de una pieza, libres de deformaciones, fisuras, aristas cortantes, o cualquier otra imperfeccin.

2.7 Indeformabilidad en el hincadoLas varillas no debern sufrir deformaciones excesivas en el proceso de hincado, cuando alcancen un objeto en el que no puedan penetrar

3. CRITERIOS DE ACEPTACION O RECHAZO

3.1 MuestreoEl muestreo se llevar a cabo tomando para cada prueba de acuerdo a lo indicado en las Tablas 4 y 5.

TABLA 4.PLAN DE MUESTREO PARA INSPECCIN VISUAL Y DIMENSIONAL (NIVEL DE INSPECCIN II, AQL = 4%)


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TAMAO DEL LOTE TAMAO DE LAMUESTRA

NMEROPERMITIDO DEDEFECTUOSOS

3 a 15 3 016 a 25 3 026 a 90 13 1

91 a 150 20 2151 a 280 32 3281 a 500 50 5

501 a 1200 80 71201 a 3200 125 10

3201 a 10000 200 1410001 y ms 315 21

NOTA : Tamaos de lote menor a 3, se har inspeccin cien por ciento (100%).

TABLA 5.PLAN DE MUESTREO PARA LOS ENSAYOS MECNICOS (NIVEL DE INSPECCIN ESPECIAL S-3 AQL = 4%)

TAMAO DEL LOTE TAMAO DE LAMUESTRA

NMEROPERMITIDO DEDEFECTUOSOS

2 a 15 2 016 a 50 3 0

51 a 150 5 0151 a 500 8 1

501 a 3200 13 13201 a 35000 20 235000 y ms 32 3

3.2 Aceptacin o RechazoSi el nmero de elementos defectuosos es menor o igual al correspondiente nmero de defectuosos dados en la tercera columna de las Tablas 4 y 5 se deberconsiderar que el lote cumple con los requisitos relacionados en el numeral 4 de esta Norma, en caso contrario el lote se rechazar por completo.

4. PRUEBAS E INFORME

4.1 Prueba DimensionalLa verificacin de las dimensiones se har con los instrumentos de medida que den la aproximacin requerida : cinta metlica con divisiones de 1 mm para longitudesy micrmetro para los dimetros.

4.2 Prueba del espesor del recubrimientoSe efectuar por medio de un elcometro (medidor de espesor sobre elementos ferrosos).

4.3 Ensayo de la dureza Brinell del aceroLa dureza del producto terminado ser la indicada por el fabricante antes de los ensayos tipo. La dureza Brinell del acero se determinar aplicando, con una bola de2,5 mm de dimetro una carga de 187,5 kgf durante 30 s .

4.4 Verificacin de la adherencia de la capa de cobre4.4.1 Prueba de desgarre

Las varillas recubiertas sern sometidas a las siguientes pruebas :


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FIGURA 1

4.4.1.1 Prueba 1

Debe forzarse un segmento de varilla de 300 mm de longitud como mnimo, con uno de los extremos cortado a 45o al eje (figura 4) entre dos placas prensoras deacero o entre las mordazas de una prensa de banco, con 1 mm menos, como mnimo, que el dimetro de la varilla, para quitar metal suficiente de tal manera que dejeexpuesta la unin entre la cubierta y la varilla.

El desgarre de la cubierta por las placas de acero o las mordazas, es aceptable, pero no debe presentarse ninguna otra evidencia de separacin entre la cubierta decobre y el ncleo de acero (ver Norma ICONTEC 2206).

4.4.1.2 Prueba 2

Se realizar un cepillado superficial, segn se indica en la figura 1, con un ngulo de ataque a la varilla, no superior a 5o, penetrando en el acero no menos de 0,3 mm,y en una logitud de 30 mm como mnimo. Verificndose con una ampliacin de 8 aumentos, que tanto la viruta como en la parte cepillada, se mantiene la unin delacero y del cobre.

Ensayo por cepillado, de la adherencia de la capa de cobre

4.4.2 Prueba de Flexin

Las varillas sern sometidas a una de las pruebas propuestas como mtodos 1,2 3.

4.4.2.1 Mtodo 1

Se sujetar firmemente un pedazo de varilla en un prensa y su extremo libre se doblar por aplicacin de una fuerza perpendicular a sta, a una distancia deldispositivo de agarre igual a 40 veces el dimetro de la varilla. La magnitud y direccin de la fuerza aplicada deben ser tales que la varilla este dobladapermanentemente en un ngulo no inferior a 45o y no debe haber evidencia alguna de agrietamiento, desprendimiento o cualquier signo de separacin entre los dosmetales.

4.4.2.2 Mtodo 2

Un segmento de varilla de 400 mm de longitud como mnimo, se coloca sobre dos apoyos distanciados 250 mm y se aplica una carga en su centro, en direccin ymagnitud tales que la varilla quede doblada permanentemente, formando un ngulo de 135o en su vrtice. En la superficie, despus de efectuada la prueba, no debehaber evidencia de agrietamiento de la cubierta o desprendimiento de sta al alma de la varilla.

4.4.2.3 Mtodo 3

La varilla se doblar en sentido alternativo con un ngulo no inferior a 45o hasta su rotura, verificandose con una ampliacin de 8 aumentos que no se ha producido unaseparacin del acero y del cobre.

4.5 Prueba de TraccinUn segmento de varilla de puesta a tierra de 400 mm de longitud como mnimo, se probar a traccin y su resultado deber estar de acuerdo a lo indicado en elnumeral 2.5.

4.6 Prueba de torsin del tornillo del conectorEl tornillo de cobre del conector debe soportar, en su posicin de trabajo y sujeto a la varilla, el apretado hasta un torque mnimo de 17 Nm sin que se presentendaos en su rosca o en su cuerpo.


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4.7 Informe de PruebasEl informe deber contener como mnimo los siguientes resultados :

4.7.1 Dimensiones de las varillas y de sus accesorios.

4.7.2 Resultados de las pruebas mecnicas.

4.7.3 Resultados del anlisis qumico del acero as como de la capa de recubrimiento y los accesorios de la varilla, en caso de ser requerido por CODENSA.

5. IDENTIFICACIONTodas las varillas de puesta a tierra debern ser identificadas en una parte visible, en relieve, con el nombre o logotipo del fabricante, longitud y dimetro de la misma.Esta identificacin, se colocar dentro de los 300 mm medidos a partir del extremo superior de la varilla.

El conector y el acople roscado llevarn grabado en relieve el dimetro y el logotipo o sigla del fabricante.

6. EMPAQUE Y ROTULADO

6.1 EmpaqueLas varillas de puesta a tierra se empacarn en grupos amarrados en tamaos que dependern de la longitud y peso de stas, de tal manera que no excedan de 50 kgy no sufran durante el transporte, manipuleo y almacenamiento. Los accesorios se empacarn en cajas de madera que no excedan de 25 kg de peso.

6.2 RotuladoEn cada grupo se colocar un rtulo con la siguiente informacin.

Pas de origen.Nombre y razn social del proveedor.Nmero de contrato o pedido.Especificacin del contenido con su referencia.Peso unitario, peso total bruto y neto.Cantidad de elementos.Fecha de entrega. CODENSA S.A.

6.3 Diseo y construccinSe debern construir con materiales de la mejor calidad, realizados conforme a las reglas del arte y respondern a la Planilla de Datos Tcnicos Garantizados.Un extremo estar terminado en forma cnica para facilitar su penetracin en el terreno, y el otro estar cortado perpendicularmente al eje.

6.4 Documentacin tcnica a presentar por el oferenteDeber presentarse con la oferta la siguiente documentacin, sin cuyo requisito la misma no ser tenida en cuenta.

Normas a las cuales responden en idioma de origen y traducidas al castellano, en caso de ser las requeridas.

Planos completos con descripcin del material de cada uno de los componentes.

Planillas de Datos Tcnicos Garantizados, debidamente diligenciadas con la informacin requerida y rubricadas.

Protocolos de Ensayos tipo solicitados en la presente, efectuados de acuerdo con las especificaciones tcnicas y normas estipuladas. Deber constar en losmismos la metodologa, valores y resultados de los ensayos, estando perfectamente identificados los especmenes, los cuales sern de idntico diseo yconstruccin a los ofrecidos.

Antecedentes en suministros anteriores.

Manuales y catlogos que faciliten la utilizacin del material.

Los anexos 1,2,3 deben ser presentados con las caractersticas tcnicas garantizadas por el proveedor que apliquen segn el caso.


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VARILLAS DE 5/8

Dimensiones en mm y en pulgadas.


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FIGURA 3. VARILLAS DE 5/8 VARILLAS FRACCIONADAS

FIGURA 4

Dimensiones en mm


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FIGURA 5

ANEXO 1.PLANILLA DE DATOS TCNICOS GARANTIZADOS

N DATOS UNIDADCARACTERISTICASSolicitadas Garantizadas

1 VARILLA COBRE

1.1 Norma defabricacin ---- NTC 2206

1.2 Tipo ---- Cilndrica1.3 Designacin ---- (*)1.4 Material del Ncleo ---- Cobre

1.5 Material delrecubrimiento ---- Cobre

1.6 Proceso defabricacin ---- (*)

1.7 Longitud m 2,441.8 Dimetro Nominal mm (pulg) 16 (5/8)

2 CONECTORSOLDADO2.1 Norma ---- (*)2.2 Tipo ---- Exotrmica2.3 Composicin ---- xido Cu-Al

2.4 TemperaturaMxima admisible C (*)

(*) A indicar por el oferente

-----------------------------------------FIRMA DEL OFERENTE


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ANEXO 2.

PLANILLA DE DATOS TCNICOS GARANTIZADOS

N DATOS UNIDADCARACTERISTICASSolicitadas / Garantizadas

1 VARILLA COBRIZADA


1.2 Tipo ---- Cilndrica1.3 Designacin ---- (*)1.4 Material del Ncleo ---- Acero



1.7 Longitud m 1.51.8 Dimetro Nominal mm (pulg) 14,3 (5/8)

2 CONECTOR DETORNILLO2.1 Norma ---- (*)2.2 Tipo ----2.3 Composicin ----




ANEXO 3.

PLANILLA DE DATOS TCNICOS GARANTIZADOS


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N DATOS UNIDAD CARACTERISTICASSolicitadas / Garantizadas

1 VARILLA COBRIZADA


1.2 Tipo ---- Cilndrica1.3 Designacin ---- (*)1.4 Material del Ncleo ---- Acero



1.7 Longitud m 2,441.8 Dimetro Nominal mm (pulg) 16 (5/8)

2 CONECTORSOLDADO2.1 Norma ---- (*)2.2 Tipo ---- Exotrmica2.3 Composicin ---- xido Cu-Al





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ET490 Varilla de puesta a tierra1. ESPECIFICACIONES GENERALES1.1- Objeto de la especificacin1.2- Clasificacin1.3- Condiciones generales

2.- REQUISITOS2.1- Normas y especificaciones2.2- Requisitos bsicos2.3- Requisitos Geomtricos2.4 Requisitos Qumicos2.5 Requisitos Mecnicos2.6 Requisitos de Acabado2.7 Indeformabilidad en el hincado

3.CRITERIOS DE ACEPTACION O RECHAZO3.1 Muestreo3.2 Aceptacin o Rechazo

4. PRUEBAS E INFORME4.1 Prueba Dimensional4.2 Prueba del espesor del recubrimiento4.3 Ensayo de la dureza Brinell del acero4.4 Verificacin de la adherencia de la capa de cobre4.5 Prueba de Traccin4.6 Prueba de torsin del tornillo del conector4.7 Informe de Pruebas

5. IDENTIFICACION6. EMPAQUE Y ROTULADO6.1 Empaque6.2 Rotulado6.3 Diseo y construccin6.4 Documentacin tcnica a presentar por el oferente

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