COMPANHIA PARANAENSE DE ENERGIA COPEL NORMA TÉCNICA COPEL NTC

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1 COMPANHIA PARANAENSE DE ENERGIA COPEL NORMA TÉCNICA COPEL NTC MATERIAIS DE DISTRIBUIÇÃO - ESPECIFICAÇÃO PÁRA-RAIOS DE BAIXA TENSÃO NTC JANEIRO / 2009 ÓRGÃO EMISSOR: SUPERINTENDÊNCIA DE ENGENHARIA DE DISTRIBUIÇÃO NORMALIZAÇÃO DA ENGENHARIA DE DISTRIBUIÇÃO

2 APRESENTAÇÃO Esta Norma tem por objetivo estabelecer as condições mínimas eigíveis para o fornecimento de pára-raios de resistor não linear, sem centelhadores e a óido metálico a ser utilizado nas redes secundárias de distribuição aéreas urbanas e na área de concessão da Companhia Paranaense de Energia - COPEL. Para tanto foram consideradas as especificações, e os padrões do material em referência, definidos nas Normas Brasileiras Registradas - NBR da Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT, particularizando-os para as Normas Técnicas COPEL - NTC, acrescidos das modificações baseadas nos resultados de desempenho destes materiais na COPEL. Em caso de divergência esta Norma deve prevalecer sobre as outras de mesma finalidade editadas anteriormente. VLADEMIR SANTO DALEFFE SED Superintendência de Engenharia de Distribuição JANEIRO / 2009 SED/DNOT

3 1. OBJETIVO Esta NTC fia as condições mínimas eigíveis que devem ser atendidas no fornecimento de pára-raios de baia tensão com resistor não linear e sem centelhadores em série ou em paralelo destinados às Redes de Distribuição Secundária da COPEL, conforme item discriminado na Tabela 1: NTC PADRÃO CÓDIGO COPEL DESCRIÇÃO CARACTERÍSTICAS PADRONIZADAS TENSÃO NOMINAL (V) CORRENTE DE DESCARGA NO- MINAL (ka) PROTEÇÃO DO PÁRA-RAIOS PÁRA-RAIOS DE DISTRIBUIÇÃO DE BAIXA TENSÃO COM DESLIGADOR AUTOMATICO Tabela 1 Código para o pára-raios de baia tensão 2. NORMAS E/OU DOCUMENTOS COMPLEMENTARES Para fins de projeto, seleção de matéria-prima, fabricação, controle de qualidade, inspeção, utilização e acondicionamento dos pára-raios de distribuição de baia tensão a serem fornecidos, esta NTC adota as normas abaio relacionadas, bem como as normas nelas citadas: NBR 5426 NBR IEC NBR IEC IEC 99-4 IEC NTC a NTC a 235 Planos de amostragem e procedimentos na inspeção por atributos Dispositivo de proteção contra surtos em baia tensão - Parte 1: Dispositivos de proteção conectados a sistemas de distribuição de energia de baia tensão Requisitos de desempenho e métodos de ensaio. Graus de proteção para invólucros de equipamentos elétricos (IP) Surge Arrester Part 4 - Metal Oide Arresters without Gaps for AC Systems Surge Protective Devices Connected to Low-voltage Power Distribution System Materiais de Distribuição Montagem de Redes de Distribuição Secundária e Isolada As siglas acima se referem a: NBR - Norma Brasileira Registrada. NTC - Norma Técnica COPEL. IEC - International Electrotechnical Comission As normas mencionadas não ecluem outras reconhecidas, desde que, concomitantemente: Assegurem qualidade igual ou superior; Sejam mencionadas pelo Proponente na Proposta; Sejam aneadas à Proposta; Sejam aceitas pela COPEL. Em caso de dúvida ou omissão prevalecem: 1º Esta NTC; 2º Demais Normas Técnicas COPEL; 3º As Normas citadas no item 2 desta NTC; 4º As Normas apresentadas pelo Proponente e aprovadas pela COPEL. 3. DEFINIÇÕES Para fins nesta NTC são utilizadas as definições da IEC e NBR IEC e as seguintes definições: Pára-raios de baia tensão - PRBT Dispositivo que consiste basicamente em resistores não lineares de óido metálico sem centelhadores em série e encapsulados em invólucro polimérico destinado a limitar sobre-tensões e surtos de corrente. JANEIRO / 2009 SED/DNOT PÁGINA 1

4 Desligador Automático Dispositivo para desligar, de modo visível, um pára-raios de baia tensão defeituoso do sistema no qual está ligado, para evitar falta permanente no próprio sistema. 4. CONDIÇÕES GERAIS 4.1. Condições de Serviço Os PRBT abrangidos por esta NTC devem ser adequados para uso eterno. Devem poder operar a uma altitude de até 1000 metros, em clima tropical com temperatura ambiente de -5 C até 40 C, com média diária não superior a 35 C, umidade relativa do ar de até 100%, precipitação pluviométrica média anual de 1500 a 3000 milímetros, de acordo com as NTC de Montagem de Redes de Distribuição citadas no item 2 desta NTC. Os PRBT aqui especificados são aplicáveis a sistemas elétricos de freqüência nominal 60Hz, com as características dadas no Aneo A e devem ser fornecidos obrigatoriamente com desligadores automáticos Identificação dos pára-raios Cada pára-raios deve ser marcado, de forma legível e indelével no próprio invólucro no mínimo com as seguintes informações: - Nome ou marca do fabricante; - Modelo ou número de referência do fabricante; - Data de fabricação (no mínimo mês e ano); - Máima tensão de operação contínua; - Corrente de descarga nominal; - Classe de ensaios conforme IEC ; - Identificação dos terminais de linha e de terra; - Grau de proteção do invólucro; - Tipo de corrente (AC) Acabamento Do invólucro Deve ser de material polimérico, com superfície lisa, contínua, impermeável e livre de rachaduras, bolhas ou inclusões de materiais estranhos. Dos terminais de linha e aterramento O terminal de linha deve ser adequado para coneão do pára-raios à rede de distribuição do tipo isolada através de conector perfurante. Deve ser do tipo L e ter 25 mm2 de seção circular. O terminal de aterramento deve ser fornecido com porca borboleta e arruela em aço inoidável, liga de alumínio ou cobre, estanhado Embalagem As informações sobre embalagem deste produto devem seguir as orientações do Guia para confecção de embalagens unitizadas disponível na Internet no seguinte endereço: Fornecedores/Informações 4.5. Demais condições Dimensões gerais O pára-raios deve apresentar-se, eternamente, conforme Figura 1 desta NTC, obedecendo às dimensões limites nela estabelecidas. O desenho da Figura 1 é orientativo. Pára-raios com formas e dimensões diferentes poderão ser aceitos após avaliação da COPEL. JANEIRO / 2009 SED/DNOT PÁGINA 2

5 Desligador automático Os pára-raios devem ser providos de desligador automático. Na eventual ocorrência de defeito elétrico do pára-raios, este dispositivo deve proporcionar o desligamento rápido e automático do terminal de aterramento, desativando o pára-raios e garantindo a continuidade de serviço da rede, possibilitando também a fácil visualização da unidade defeituosa porém, não deve haver desconeão do desligador do corpo do PRBT. 5. CONDIÇÕES ESPECÍFICAS 5.1. Material Do invólucro O invólucro deve ser formado por uma estrutura de material polimérico na cor preta, de modo a prover adequada rigidez mecânica, resistência a intempéries e radiação ultravioleta, suportabilidade elétrica e estanqueidade das partes ativas internas. Não será aceito invólucro de porcelana. O fabricante deverá informar a COPEL o tipo do material polimérico utilizado na confecção do invólucro. Dos terminais de linha e aterramento O terminal de linha deve ser adequado para coneão do pára-raios à rede de distribuição do tipo isolada através de conector perfurante. Deve ser do tipo L e ter 25 mm2 de seção circular. O terminal de aterramento deve ser fornecido com porca borboleta e arruela em aço inoidável, liga de alumínio ou cobre, estanhada Características Elétricas Os pára-raios de baia tensão de 280 V devem atender às características elétricas dadas na Tabela 1A do Aneo A desta NTC e os requisitos de ensaios para classe II conforme classificação da IEC A freqüência nominal dos pára-raios objeto desta NTC é 60Hz. A máima tensão de operação contínua do pára-raios deve ser definida pelo proponente dentro da faia especificada na Tabela 2A do Aneo A desta NTC, com base nas características do sistema de distribuição da COPEL dados na Tabela 1A e nas Figuras 1A e 2A do Aneo A desta NTC. A tensão de referência e a correspondente corrente de referência devem ser definidas pelo proponente e esses valores serão os utilizados nos ensaios pertinentes. 6. ENSAIOS 6.1. Relação dos Ensaios Para a comprovação das características de projeto, material e mão-de-obra são eigidos os seguintes ensaios: a) Inspeção geral; b) Verificação dimensional; c) Identificação e marcação; d) Terminais e coneões; e) Ensaio da tensão de referência; f) Determinação da tensão residual com impulso de corrente do tipo 8/20; g) Ciclo de operação; h) Ensaio do desligador automático; i) Resistência ao trilhamento elétrico; j) Suportabilidade dielétrica; k) Ensaio para verificação do grau de proteção (IP); l) Ensaio de corrente nominal de descarga. Os ensaios relacionados neste item não invalidam a realização, por parte do Fornecedor, daqueles que julgar necessários ao controle de qualidade do seu produto. JANEIRO / 2009 SED/DNOT PÁGINA 3

6 6.2. Classificação dos ensaios Os ensaios são classificados segundo Tabela 2. Ensaio Ensaio de tipo Ensaio de recebimento Dimensional Identificação e marcação Terminais e coneões Ensaio da tensão de referência Determinação da tensão residual com impulso de corrente do tipo 8/20 Ciclo de operação Ensaio do desligador automático Suportabilidade dielétrica Ensaio para verificação do grau de proteção IP Tabela 2 Classificação dos ensaios Os ensaios de tipo devem ser realizados conforme IEC para pára-raios classe II em três amostras por série de ensaios. Para os ensaios de recebimento, deve ser realizada a inspeção visual para verificar as condições de acabamento do páraraios conforme critério de amostragem do item Eecução dos ensaios Os ensaios devem ser realizados conforme IEC para pára-raios classe II. Inspeção geral Deve ser observada a situação do invólucro e dos terminais de coneão. Caso os pára-raios apresentem qualquer tipo de irregularidade tais como trincas, rachaduras, problemas nas coneões entre outros, o pára-raios será considerado reprovado. Verificação dimensional A verificação dimensional deve ser feita conforme dimensões indicadas na Figura 1. Será considerado aprovado o pára-raios que atender aos requisitos especificados. Identificação e marcação Verificar todas as marcações e identificações conforme especificado no item 4.2. Será considerado aprovado o pára-raios que atender integralmente as condições prescritas. As marcações devem se indeléveis. Terminais e coneões A montagem do PRBT será realizada conforme Figura 2. Deve ser verificado neste ensaio se o terminal de linha é adequado para coneão do pára-raios à rede de distribuição através de conector perfurante. O terminal de linha deve ser do tipo L e ter 25 mm2 de seção circular. O terminal de aterramento deve ser verificado quanto a material e quanto à camada mínima de proteção superficial que deve ser de no mínimo 8 µm para cada amostra individual e 12 µm para a média das amostras. Os pára-raios de baia tensão que atenderem a estes critérios serão considerados aprovados. JANEIRO / 2009 SED/DNOT PÁGINA 4

7 Determinação da tensão de referência A tensão de referência deve ser medida de modo a permitir a correta seleção dos corpos-de-prova a serem ensaiados em ensaios específicos, além de parâmetro comparativo para fins de avaliação de alguns ensaios. A medição deve ser efetuada, sob tensão em freqüência industrial ou em corrente contínua com valor equivalente, na temperatura ambiente de 5 C a 40 C, que deve ser registrada. O valor da corrente de referência utilizada se refere ao maior valor da crista, independentemente da polaridade. O valor da tensão de referência deve ser comparado com o declarado pelo fabricante, e as três amostras que apresentarem o menor valor de tensão de referência devem ser submetidas ao ensaio de ciclo de operação. Ensaio de tensão residual com impulso de corrente do tipo 8/20 Devem ser aplicados a cada um dos corpos-de-prova, impulsos de corrente com valores de crista de 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; e 2.0 vezes a corrente de descarga nominal do pára-raios. Serão considerados aprovados os pára-raios que os valores máimos das tensões residuais sejam no máimo 10% maior que os valores declarados pelo fabricante e que atendam ao valor especificado na Tabela 2A do Aneo A desta norma. Ciclo de operação Os ensaios de ciclo de operação devem ser realizados em três pára-raios que não tenham sido submetidos a nenhum teste anteriormente. Os pára-raios devem ter sido submetidos previamente aos requisitos de pré-condicionamento conforme IEC O ensaio de pré-condicionamento e os impulsos de corrente elevada devem ser aplicados com a mesma polaridade. A corrente deve ser registrada continuamente por meio de oscilograma a cada aplicação e os registros de corrente não devem evidenciar nenhum dano aos resistores não lineares, tais como perfuração ou descarga eterna. O teste de ciclo de operação deve ser realizado com impulsos de corrente com valores de crista de 0,1; 0,25; 0,5; 0,75 e 1,0 vezes a corrente de descarga nominal do pára-raios. A tensão nominal de operação deve ser mantida por 30 minutos depois de cada impulso para provar a estabilidade térmica. Para isso a temperatura dos resistores, a componente resistiva da corrente ou a potência dissipada devem ser monitoradas durante a aplicação da tensão a freqüência industrial, e deve diminuir continuamente nos últimos 15 minutos de aplicação da tensão nominal de operação. Após a seqüência de ensaio ter sido completada deve-se medir a tensão residual sob corrente de descarga nominal, depois dos corpos-de-prova terem se resfriado até a temperatura ambiente. O pára-raios é considerado aprovado no ensaio se: a) a estabilidade térmica for comprovada; b) a variação dos valores da tensão residual, medidos antes e depois do ciclo de operação, não for superior a ± 10%; c) os componentes dos corpos-de-prova, em uma inspeção visual, não apresentarem indícios de; - descarga eterna ou perfuração nos resistores; - quebra de qualquer componente. Ensaio do desligador automático O desligador automático deve passar pelos seguintes ensaios: Ciclo de operação juntamente com o pára-raios; Suportabilidade à temperatura. O pára-raios deve ser mantido em estufa à temperatura de 80 C + 5 C por 24 horas; Estabilidade térmica. Deve ser realizado em pelo menos cinco amostras para os valores de correntes determinados na IEC Após a verificação da estabilidade térmica do desligador, a corrente dever ser mantida até sua atuação. Deve ser traçada a curva tempo corrente. Ensaio de suportabilidade a curto-circuito; Ensaio de falha por sobretensão temporária. O desligador que não atuar nos ensaios de ciclo de operação e suportabilidade à temperatura e comprovar claramente sua desconeão no ensaio de suportabilidade a curto-circuito será considerado aprovado. JANEIRO / 2009 SED/DNOT PÁGINA 5

8 Suportabilidade dielétrica Deve ser aplicada ao pára-raios a tensão especificada na Tabela 2A do Aneo A desta NTC. Será considerado aprovado em caso de não haver descargas disruptivas nem de contorno. Ensaio para verificação do grau de proteção (IP) Devem ser realizados os ensaios para verificação do grau de proteção IP declarado pelo fabricante conforme NBR IEC INSPEÇÃO E AMOSTRAGEM Inspeção As inspeções devem ser feitas preferencialmente nas instalações do fornecedor/fabricante na presença do inspetor da COPEL, salvo acordo diferente no ato da colocação da ordem de compra. O fornecedor/fabricante deve proporcionar ao inspetor os meios necessários e suficientes para certificar-se que o material está de acordo com a presente especificação, assim como comunicar com antecedência a data em que o lote estará pronto para inspeção. Amostragem Para os ensaios de tipo, devem ser ensaiadas três amostras e serão considerados aprovados somente se todas as três amostras atenderem aos requisitos. Caso alguma amostra apresente algum problema, novo lote de três amostras deve ser organizado e todos os ensaios repetidos com as novas amostras e não deve haver reprovação de nenhuma amostra para eu seja considerado aprovado. Para os ensaios de recebimento devem ser tomadas amostras conforme norma, utilizando-se: a) Regime de inspeção: normal; b) Nível de inspeção: II; c) Plano de inspeção e amostragem dupla; d) NQA 2,5%. Conforme tabela a seguir: Quantidade de unidades que formam o lote Primeira amostra Segunda amostra Quantidade de Ac1 Re1 Quantidade de Ac2 Re2 unidades a ensaiar unidades a ensaiar De 5 a De 51 a De 151 a De 281 a De 501 a Ac Número de peças defeituosas (ou falhas) que ainda permitem aceitar o lote. Re Número de peças defeituosas (ou falhas) que implica na rejeição do lote. Se o lote for menor do que 5 unidades, ensaiar 100% e neste caso Re=0. 8. ACEITAÇÃO E REJEIÇÃO Aceitação do lote A aceitação do lote é condicionada aos requisitos de ensaio de aceitação do item 7, conforme critério de amostragem definido no item 6.2. No caso de qualquer requisito desta especificação não ter sido atendido, o fornecedor/fabricante deverá proceder à substituição para posterior reapresentação do lote, sendo que esta substituição ou reposição não deve onerar a COPEL. Garantia do fabricante JANEIRO / 2009 SED/DNOT PÁGINA 6

9 A aceitação de um lote de sacolas dentro do sistema de amostragem adotado, não isenta o fabricante da responsabilidade de substituir qualquer unidade que não estiver de acordo com a presente especificação, no período de, no mínimo, 24 meses. 9. FORNECIMENTO O fornecimento deste material a Copel fica condicionado à homologação da Ficha Técnica pela SED / DNOT. Para maiores informações consultar a Internet no seguinte endereço: - Normas Técnicas Figura 1 Pára-raios de baia tensão Figura 2 Montagem dos pára-raios de baia tensão JANEIRO / 2009 SED/DNOT PÁGINA 7

10 ANEXO A Características do sistema elétrico da COPEL Sistemas Mínimos Limites de tensão de operação (V) Máimo Fios Tensão Nominal (V) Contingência Normal Contingência Normal 4 220/127 89/ / / /135 2 e 3 254/ / / / /135 Tabela 1A Características elétricas do sistema COPEL a) Sistema 13,8 kv - Sistema de Neutro Isolado, aterrado através de Reator ou Transformador Trifásico de Aterramento para proteção contra faltas fases-terra, sendo permitida apenas a ligação de transformadores de distribuição monofásicos entre fases e de trifásicos em triângulo. b) Sistema 34,5 kv - Sistema de Neutro Aterrado conforme configuração abaio, sendo os transformadores de distribuição monofásicos ligados entre fase e terra e os trifásicos em estrela aterrada. JANEIRO / 2009 SED/DNOT PÁGINA 8

11 TENSÃO NOMINAL 280 V MÁXIMA TENSÃO DE OPERAÇÃO CONTÍNUA 280 V TENSÃO SUPORTÁVEL A 60 HZ, EFICAZ, SOB CHUVA, DURANTE 1 MINUTO- MÍNIMO TENSÃO RESIDUAL MÁXIMA PARA IMPULSO ATMOSFÉRICO COM FORMA DE ONDA 8/20 MICRO SEGUNDOS PARA CORRENTE DE 10 KA CORRENTE DE DESCARGA NOMINAL (ONDA 8X20 µs), VALOR DE CRISTA (VALOR MÍNIMO) CORRENTE SUPORTÁVEL DE DESCARGA ALTA INTENSIDADE E CURTA DURAÇÃO, PARA O ENSAIO DE CICLO DE OPERAÇÃO, ONDA 8 / 20 µs, VALOR DE CRISTA Tabela 2A Características elétricas dos pára-raios de baia tensão 2,2 KV 1,8 KV 10 KA 20 KA JANEIRO / 2009 SED/DNOT PÁGINA 9