ELECTRIFICACIÓN

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

ADMINISTRADOR DE INFRAESTRUCTURAS FERROVIARIAS

ET 03.313.004.8

CABLES DE ACERO GALVANIZADO PARA CONDUCTORES DE TIERRA EN LAS LÍNEAS ELÉCTRICAS AÉREAS 1ª EDICIÓN: Marzo de 1975

Organismo Redactor: Renfe. Dirección de Compras. Estudios y Documentación

03.313.004

DIRECCIÓN DE COMPRAS

Especificación Técnica 03.313. 004 para el suministro de: CABLES DE ACERO GALVANIZADO PARA CONDUCTORES DE TIERRA EN LAS LÍNEAS ELÉCTRICAS AÉREAS

Marzo, 1975

1.—CAMPO DE APLICACIÓN 1.1.—Objeto La presente Especificación rige el suministro y fija las condiciones técnicas que deben satisfacer los cables de acero galvanizado utilizados como cables de tierra en las líneas aéreas de transporte de energía eléctrica. 1.2.—Clasificación Los cables se clasifican de acuerdo con las siguientes características: —

Diámetro nominal del cable en mm.

—

Calidad del galvanizado.

2.—CARACTERÍSTICAS DE LOS PRODUCTOS 2.1.—Características de los alambres componentes 2.1.1.—Medidas y tolerancias.—El diámetro de los alambres de acero, se expresará en milímetros, con dos cifras decimales. Se llamará diámetro nominal al teórico y diámetro real al que resulte de su medición. El diámetro real de los alambres no podrá, diferir del diámetro nominal más que en la tolerancia siguiente:

1

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Diámetro nominal del alambre (mm)

Calidad A (mm)

Calidad B (mm)

1,50 - 1,99

0,03

0,05

2,00 - 2,49

0,04

0,075

2,50 - 2,99

0,05

0,1

3,00 - 3,49

0,06

0,1

3,50 - 3,99

0,07

0,125

4,00 - 4,49

0,08

0,125

4,50 - 5,00

0,10

0,125

Tolerancia en ± admisible

El diámetro de los alambres se medirá sobre la capa de cinc. 2.1.2.—Aspecto exterior. —El alambre galvanizado deberá tener una sección circular, y su diámetro será, sensiblemente uniforme. La superficie del alambre deberá ser lisa, exenta de grietas, asperezas, pliegues o cualquier otro defecto que pueda perjudicar su calidad. La calidad de cinc estará fuertemente adherida al acero, no debiendo presentar rayaduras, marcas, escamas, rugosidades o trazas de material extraño. 2.1.3.—Metal base.—El acero empleado para la fabricación del alambre podrá haber sido elaborado por cualquiera de los procedimientos siguientes: a)

Horno eléctrico.

b)

Horno Siemens-Martín básico.

c)

Insuflación equivalente

por

oxígeno

o

uno

considerado

como

La composición química será la siguiente: Carbono -

0,50 a 0,75 %

Manganeso

0,50 a 1,10 %

Silicio

0,10 a 0,30%

Azufre

0,05 %

Fósforo

0,04%

Cuando por el tamaño del lote, los cables procedan de diferentes coladas, además de lo anteriormente expuesto deberá cumplirse que 2

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las disersiones en carbono y manganeso entre dichas coladas no resulten superiores a 0,20 % y 0,30 % respectivamente. 2.1.4.—Características mecánicas.—Las características mecánicas de los alambres según la presente Especificación deberán responder a lo indicado en la tabla siguiente referente a: —

Resistencia a la rotura por tracción

—

Alargamiento en la rotura.

—

Resistencia a torsión simple.

Diámetro nominal (mm)

Alargamiento en la rotura (en base de 250 mm) %

Resistencia a Torsiones tracción Calidad A Calidad A kgf/mm* Antes Después Antes Después Antes Después de de de. de de de cablear cablear cablea cablear cablea cablear

1,50 - 1,99

4 - 7

135

130

20

18

19

17

2,00 - 2,49

4 - 7

135

130

18

16

17

15

2,50 - 2,99

4 - 7

135

130

18

16

17

15

3,00 - 3,49

5 - 8

135

130

18

16

17

15

3,50 - 3,99

5 - 8

135

130

16

14

15

13

4,00 - 5,00

5 - 8

135

130

16

14

15

13

D =Diámetro del alambre 2.1.5.—Galvanizado 2.1.5.1.—Calidad del cinc.—La cálidad del cinc será la correspondiente a la denominación Zn 99,95, según UNE 37 301-1ª Rev. 2.1.5.2.—Adherencia.—La capa de cínc permanecerá adherida al metal base, sin la formación de escamas o grietas de tal profundidad que pueda ser arrancado parte del cinc por frotamiento con las yemas de los dedos. El desprendimiento de pequeñas partículas de cinc originado por el frotamiento de la superficie del alambre, durante la ejecución del ensayo, no será causa de rechazo. 2.1.5.3.—Peso de la capa de cinc.—El peso de la capa de cinc exigido para cada diámetro de alambre viene indicado a continuación: 3

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Diámetro nominal

Capa de cinc en g/m2 Calidad A

Calidad B

1,50 - 1,99

180

300

2 - 2,49

210

360

2,50 - 2,99

230

420

3 - 3,49

245

510

3,50 - 3,99

260

540

4 - 4,49

275

540

4,50 - 5

300

600

2.1.5.4.—Homogeneidad del recubrimiento.—Se comprobará, sometiendo los alambres a inmersiones de un minuto de duración, en una solución de sulfato de cobre, según 4.4.1.5.3. Deberán soportar antes de la aparición del depósito adherente de cobre, el número de inmersiones indicado en la tabla siguiente: Número de inmersiones

Diámetro nominal mm

Calidad A

Calidad B

1,50 - 1,99

2

3

2 - 2,49

2 T/2

3 1/2

2,50 - 2,99

3

.4

3 - 3,49

3 1/2

4 1/2

3,50 - 3,99

4

5

4 - 4,49

4

5

4,50 - 5

4

5

2.1.6.—Soldaduras.—No sé admitirán en absoluto empalmes realizados sobre el alambre galvanizado. Se admitirán solamente las soldaduras eléctricas a : tope, hechas antes de iniciar el trefilado del alambre. La resistencia a tracción de la zona afectada por la soldadura no será nunca, una vez galvanizado el alambre, inferior en más del 10 % a lo señalado por la norma. 2.2.—Características de los cables 2.2.1 .—Aspecto exterior del cable.—El cable deberá presentar un cableado uniforme y los alambres estarán perfectamente tensados.

4

03.313.004

Los alambres componentes deberán cumplir lo que a este respecto se indica en 4.2. 2.2.2.—Paso de cableado.—El comprendido entre 10 y 16 veces el diámetro.

paso

deberá

estar

En un cable de acero que tenga varias capas de alambres, la relación de cableado de una capa cualquiera no deberá ser superior a la relación de cableado de la capa inmediatamente inferior o subyacente Las capas del cable tendrán los alambres enrollados helicoidalmente y la tensión de arrollamiento será uniforme y suficiente para asegurar una reducción significativa en el diámetro del cable cuando se le someta a un esfuerzo de tracción equivalente al 10 % de la carga de rotura. Para todas las composiciones dos capas sucesivas estarán siempre cableadas en sentido contrario, estando la última capa (exterior) cableada a izquierdas. 2.2.3.—Datos Tecnológicos.—En la tabla siguiente se dan las características más importantes de los cables de diámetro y composiciones más normales.

Diámetro del cable mm

Número de alambres del cable

Diámetro del alambre mm

Sección del cable mm2

Peso de 100m del cable kg

Carga de rotura mínima del cable kg

4,5

7

1,50

12,37

9,75

1,525

6

7

2

22

17,33

2,720

7,5

7

2,50

34,36

27,08

4,240

9

7

3

49,48

39,-

6,110

10

19

2

59,70

47,05

7,150

10,5

7

3,50

67,35

53,07

8,320

12

7

4

87,96

69,32

10,850

12,5

19

2,50

93,27

73,50

11,150

14

37

2

116,25

91,61

13,600

15

7

5

137,44

108,31

16,950

15,5

19

3

134,31

105,84

16,050

17,5

19

3,50

182,80

144,05

21,850

5

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2.2.4.—Marcas de fabricación.—Todos los rollos o carretes deben estar provistos de una placa metálica con los siguientes datos: — Nombre del fabricante. — Tipo de cable. — Longitud y diámetro del cable. — Mes y dos últimas cifras del año de fabricación.

3.—FABRICACIÓN 3.1.—Manufactura No se impone ningún proceso de fabricación, únicamente se exigirá que cumpla lo establecido en la presente Especificación.

4.—CONDICIONES DE RECEPCIÓN 4.1.—Presentación a recepción La presentación a recepción deberá ser notificada por escrito al Agente receptor, en el impreso que RENFE tiene establecido al efecto y en el que se indicará por lo menos: —Referencia del pedido. —Fecha de presentación. —Naturaleza y cantidad del suministro, y cualquier otra indicación particular o especial del pedido. 4.1.1.—Estado recepción.

de

los

cables

en

la

presentación

a

El cable se presentará a recepción en estado de entrega y embalado. 4.1.2.—Formación de lotes.—Constituirá un lote cada cable presentado a recepción. 4.2.—Naturaleza y proporción de los ensayos Los ensayos que se realizarán por cada lote, así como su proporción, figuran a continuación en el cuadro siguiente:

6

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Lugar de ensayo

Naturaleza del ensayo

Proporción

Sobre el alambre —Verificación de medidas —Análisis Químico —Tracción y alargamiento En laboratorio de RENFE o en fábrica

—Galvanizado

Una serie de ensayos

Sobre el cable

por lote

—Paso del cableado —Verificación del diámetro —Verificación del peso —Resistencia a la tracción

4.3.—Obtención de muestras y probetas 4.3.1.—Obtención de muestras.—El agente receptor designará al azar los rollos de lote que deban someterse a ensayos, debiendo éstos ser marcados para su identificación en presencia del mismo. Del cable se cortarán varios trozos de una longitud suficiente para poder realizar los ensayos a que han de someterse. De estas muestras una se destinará a realizar los ensayos y verificaciones del cable completo. De los restantes se destrenzarán los alambres, excluyendo el alma y se mezclarán para realizar los ensayos sobre los alambres componentes del cable.

4.4.—Ensayos 4.4.1.—Ensayos sobre los alambres 4.4.1.1.—Verificación de medidas.—Se mediciones sobre distintos puntos del alambre.

harán

tres

4.4.1.1.1.—Método de ensayo.—La medición del diámetro se hará con un micrómetro según dos diámetros perpendiculares y con una precisión de 0,01 mm 4.4.1.1.2.—Resultados.—El diámetro real de os alambres no podrá diferir del diámetro nominal más que en las tolerancias fiadas en el apartado 1.1.1.

7

03.313.004

4.4.1.2.—Análisis químico.—Se métodos usados en los laboratorios de RENFE. 4.4.1.2.1.—Resultados.—Serán apartado 2.1.3 de la presente Especificación.

realizará los

según

figurados

en

los el

4.4.1.3.—Ensayo de tracción.—Las muestras a ensayar tendrán una longitud de 400 mm. 4.4.1.3.1.—Método de ensayo.—La determinación de la carga de rotura se verificará en una máquina para ensayos de tracción de precisión suficiente. La máquina permitirá la regulación del incremento de carga de una manera constante, de modo que el tiempo de duración del ensayo esté comprendido entre 30 y 60 s. La probeta previamente enderezada por un procedimiento que no daña el alambre, se fija a la máquina entre las mordazas, siendo la separación de éstas de 300 mm aproximadamente. Una vez iniciada la carga, se aumenta progresivamente hasta alcanzar la rotura del alambre. Se dividirá el valor de la carga ejercida en el momento de la rotura, en kilogramos fuerza, por la sección nominal del alambre en milímetros cuadrados. Si la rotura se produce a menos de 30 mm de una de las mordazas, se debe considerar nulo el ensayo y repetir con otra muestra del mismo alambre. Su a pesar de encontrarse la rotura próxima a una mordaza, se alcanza la carga unitaria requerida por la Especificación, se considerará válido el ensayo. El alargamiento se efectuará sobre una distancia de 250 mm que previamente se señalará en la probeta mediante dos marcas que no hieran el alambre. Después de juntar por las zonas de rotura las dos partes en que ha quedado dividida la probeta se medirá la distancia que separa las marcas y se obtendrá por cálculo el alargamiento porcentual. Si la rotura se produce dentro de las marcas a una distancia inferior a 25 mm de una de ellas, el ensayo se considerará nulo y deberá repetirse con otra probeta del mismo alambre. Si en estas condiciones se alcanza el alargamiento requerido por la norma, el ensayo se considerará válido. 4.4.1.3.2.—Resultados.— Deberán estar de acuerdo con el apartado 2.1.4. 4.4.1.4.—Ensayo de torsión.—Este ensayo consiste en retorcer la probeta sobre su mismo eje, manteniendo constante el sentido de giro, hasta la rotura del alambre.

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4.4.1.4.1.—Método de ensayo.—La máquina de ensayo constará de un banco horizontal en cuyos extremos irán colocadas dos mordazas para la sujeción de la probeta. Una de las mordazas podrá girar alrededor del eje de la probeta que se ensaye pero permanecerá fija en el banco. La otra mordaza carecerá de movimiento angular pero se podrá desplazar a lo largo del banco, con el fin que puedan realizar ensayos sobre longitudes determinadas de probetas. Las mordazas de la máquina de ensayos estarán dispuestas de manera que, durante el ensayo, permanezcan coaxiales y no provoquen ninguna flexión en la probeta. La cabeza de la máquina en la que se encuentra la mordaza desplazable irá montada sobre el banco de tal manera que no oponga al acortamiento de la separación entre mordazas que la probeta tenderá a producir durante el ensayo. La máquina irá provista de un cuentavueltas que señalará el número de torsiones que se efectúan. Previamente enderezadas las probetas por un procedimiento que no dañe el alambre, se fija cada extremo en su mordaza y se colocan éstas a la distancia de 100 veces el diámetro del alambre a ensayar. Si la bancada de la máquina de torsión no permite efectuar el ensayo con la longitud indicada, se toleraría precio acuerdo de las partes, que la distancia entre mordazas sea de sólo 50 veces el diámetro del alambre. La probeta se monta en la máquina de manera que su eje longitudinal coincida con el eje de las mordazas. Con el fin de que durante el ensayo permanezca la probeta recta, se le aplica un esfuerzo de tracción constante inferior al 1% de la resistencia nominal considerada para el alambre. Una vez montada la probeta, se hace girar una de las mordazas, siempre en el mismo sentido y a una velocidad constante, hasta la rotura del alambre, o hasta que se alcanza el número de torsiones que se especifica. La velocidad de giro tiene que ser suficientemente lenta para evitar toda elevación de temperatura, que puedan influir en el resultado del ensayo. En cualquier caso no se puede sobrepasar las velocidades indicadas en la tabla siguiente: Diámetro del alambre Velocidad máxima a ensayar Rpm D (mm) 1,50 - 2,99

60

3 - 4,99

30

5

15

9

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Si la rotura se produce a una distancia inferior a 2D de cualquiera de las mordazas, se debe considerar nulo el ensayo y repetirlo con otra muestra del mismo rollo de alambre. Si a pesar de encontrarse la rotura próxima a una mordaza, el número de vueltas conseguido cumple lo exigido por la norma, se considerará válido el ensayo. 4.4.1.4.2.—Resultados.—Deberán estar de acuerdo con el apartado 2.1.4. 4.4.1.5.—Ensayo de galvanizado.—Los alambres deberán someterse a los siguientes ensayos de galvanizado: 4.4.1.5.1.—Adherencia del recubrimiento.—Se concreta este ensayo, a la verificación de la adherencia obtenida durante el galvanizado entre la capa de cinc, las capas de aleación y el metal base. 4.4.1.5.1.1.—Método de ensayo.—Consiste la prueba en el enrollamiento de un número de espiras del alambre, sobre un redondo de diámetro determinado, sin desprendimiento de la capa de cinc. Este ensayo se efectúa en la misma máquina de torsión simple, utilizando solamente la cabeza fija de la bancada dotada de movimiento angular. Se fija en la mordaza un mandril del diámetro correspondiente, según la tabla y en posición oblicua la probeta de alambre a ensayar. Haciendo girar la cabeza deberá obtenerse un enrollamiento sobre el mandrino, efectuando al mismo tiempo una tensión sobre el extremo libre de la probeta a fin de que las espiras estén lo suficientemente cerradas y juntas entre sí. El ensayo comprende la formación de ocho espiras, y la velocidad de giro, que debe ser constante, nunca debe superar las 15 revoluciones por minuto. Diámetro nominal Diámetro del mandrino del alambre (mm) (mm) Calidad A Calidad B 1,50 - 2,99

3D

4D

5,50 - 3,99

4D

5D

4-5

5D

6D

4.4.1.5.1.2.—Resultados.—Deberán estar de acuerdo con el apartado 2.1.5.2. 10

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4.4.1.5.2.—Peso de la capa de cinc.—Se determina en este ensayo la cantidad de cinc, que forma el recubrimiento. Su valoración se expresa en gramos de cinc por metro cuadrado de superficie de alambre, considerando para su cálculo, el diámetro del alambre después de quitarle la capa. 4.4.1.5.2.1.—Método de ensayo.—Sistema gravimétrico.—Consiste en calcular por diferencia de pesadas antes y después de quitar el recubrimiento, el cinc contenido en una probeta de longitud determinada. Para la determinación del peso de la capa de cinc, se emplea una probeta de 600 mm de longitud. Se limpia con alcohol, se enjuaga con agua y se seca. Para facilitar el ensayo, se enrolla en espiral sobre un redondo de manera, suficientemente amplio, para evitar el menor desprendimiento de cinc, y se pesa con precisión de 0.01 g. Se introduce la espiral formada con el alambre en un vaso de laboratorio, en el que previamente se ha puesto una disolución clorhídrica, hasta una altura necesaria para que la probeta quede totalmente cubierta Composición de la disolución clorhídrica: Ácido clorhídrico químicamente puro

500 cm 3

Agua destilada

500 cm 3

Trióxido de antimonio (Sb203)

20 g.

Tricloruro de antimonio (Cl 3 Sb)

32 g.

Una vez que se considera terminada la reacción por cesar el desprendimiento de hidrógeno se saca la probeta, se limpia bien con agua, después con alcohol, se seca y pesa de nuevo. El peso de la capa de cinc se obtiene por la fórmula: Gramos de cinc por metro cuadrado = 1950 d

P1  P2 P2

Siendo: d = Diámetro en milímetros del alambre después de eliminado el cinc P 1 = Peso de la probeta de alambre galvanizado. P 2 = Peso de la probeta después de eliminado el cinc. 4.4.1.5.2.2.—Resultados.— Deberá estar de acuerdo con el apartado 2.1.5.3.

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4.4.1.5.3.—Homogeneidad del recubrimiento.—Se comprueba la homogeneidad de un galvanizado por disolución de su capa de recubrimiento en solución neutra de sulfato de cobre. Se considera que la masa de cinc está bien repartida, cuando la disolución del cinc en la probeta a lo largo de las sucesivas inmersiones es uniforme. 4.4.1.5.3.1.—Método de ensayo. Para preparar la solución se disuelven 36 partes de sulfato de cobre cristalizado (SO 2 CU, 5H 2 O), químicamente puro, en 100 partes de agua destilada, contando esta proporción en peso. Se trata esta solución durante 24 o más horas, con exceso de óxido de cobre puro, agitando cada cierto tiempo. Cuando se ha comprobado, que seguir prologando el tratamiento con el óxido de cobre, no influye sobre el PH de la solución, se filtrará para utilizarla aunque permanezca ligeramente ácida. La densidad deberá llevarse a 1,186 kg/dm 3 , a una temperatura comprendida entre 15º y 18ºC. Las muestras de alambre a ensayar, se limpian de toda grasa y suciedad que pudiera existir en su superficie con un disolvente orgánico, se enjuagan en agua corriente y se secan con un trapo limpio. Se sumergen en la disolución, dejándolas en reposo durante un minuto. Después de cada inmersión las muestras se lavan inmediatamente en agua corriente y se secan con trapo limpio. Si el alambre queda cubierto por un depósito oscuro, poco adherente, se quita frotándolo con un trapo fino, y si no aparecen depósitos de color rojo salmón, se procede a la inmersión siguiente: Los alambres se considerar resistentes a un número determinado N de inmersiones, cuando la inmersión N + 1, aparece el depósito brillante de color salmón y francamente adherido al alambre, aunque se le frote con un trapo fino. No se considera como representativo de la aparición del depósito de cobre, las coloraciones rojizas que se formen a menos de 20 mm de distancia de la extremidad del alambre, ni los pequeños puntos que puedan aparecer en la probeta siempre que se estime no suponen una cuantía superior al 1% de la superficie ensayada. Las probetas deben estar sumergidas para el ensayo, como mínimo en una longitud de 10 cm. El número de alambres que pueden ensayarse simultáneamente viene regido por las condiciones del párrafo anterior y la misma disolución puede emplearse para realizar todas las sucesivas inmersiones del mismo ensayo. 12

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La temperatura de disolución debe mantenerse lo más próxima posible a 15 ºC, evitando pasar de 18 ºC. 4.4.1.6.3.2. — Resultados. — Deberán cumplir con lo estipulado en el apartado 2.1.5.4. 4.4.2. —Ensayos sobre el cable.— Estos ensayos se realizarán según la Norma UNE 20 019-1.ª R. Los resultados deberán estar de acuerdo con el apartado 2.2 de la presente Especificación.

4.5. —Otros ensayos El Agente receptor podrá exigir para su información, cuando lo estime conveniente, además de los ensayos señalados, otros ensayos, siendo por cuenta de RENFE los gastos que como consecuencia de éstos se originen. Se exceptúan los casos en que se precise repetir los ensayos por estimarse que los resultados no fueses concluyentes.

4.6. —Interpretación de los resultados de los ensayos 4.6.1.—Condiciones generales.— Los ensayos y verificaciones que se realicen, serán representativos del lote, y podrán dar lugar al rechazo total de éste cuando los resultados no respondan a las prescripciones señaladas en cada caso.

5. — EMBALAJE Los cables, siempre que no se trate de longitudes cortas, se suministrarán en bobinas de madera. En la superficie de enrollamiento y paredes interiores de la bobina no sobresaldrán clavos u objetos de aristas agudas. El cable se enrollará en el tambor lo más apretadamente posible, es decir, vuelta junto a vuelta. El principio y el final del cable deberán estar bien sujetos.

6. —CORRESPONDENCIA Esta especificación concuerda con la Norma UNE 21 019-1.ª R.

DIRECCIÓN DE COMPRAS Aprovisionamiento de Materiales y Repuestos

ESTUDIOS Y DOCUMENTACIÓN División de Especificaciones y Normas 13

03.313.004

ANEXO a la-Especificación Técnica 03.313.004 1.—OBJETO

El presente anexo tiene por objeto designar los cables de la Familia 13, a las que afecta la presente Especificación Técnica.

CLAVES

DESIGNACIÓN

13.210.100

Cables de acero galvanizado para catenaria.

13.212.290

Cables de acero galvanizado para catenaria.

13.212.295

Cables de acero galvanizado para catenaria.

NOTA.—-Este Anexo anula al anterior de fecha marzo 1975.

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