Normas Icea.docx

Estándares ICEA Reseña histórica La Asociación de Ingenieros de Cables Aislados (ICEA/ Insulated Cable Engineers Association) es una organización profesional dedicada al desarrollo de estándares de cables para las industrias de energía eléctrica, control y telecomunicaciones. Se fundó en 1925, es una asociación profesional sin fines de lucros que Junto con otras organizaciones como NEMA y ANSI, produce estándares técnicos para la fabricación y uso de cables de alimentación, datos y cables de control. Fue fundada como la Asociación de Ingenieros de Cables Eléctricos Aislados, pero cambió de nombre para reflejar su gama completa de actividades. Las normas ICEA / NEMA se adoptan en interés del público y están diseñadas para eliminar malentendidos entre el fabricante y el usuario y para ayudar al usuario a seleccionar y obtener el producto adecuado por su particular necesidad. La existencia de una norma ICEA / NEMA no excluye en ningún sentido la Fabricación o uso de productos no conformes a la norma. Se advierte al usuario de esta Norma que respete las normas y reglamentos de salud o seguridad relativos a la fabricación y el uso de cables fabricados en conformidad con esta norma Distribución de la ICEA Inicialmente la organización separaba sus estándares con base al método de fabricación y material de los cables, hoy en día los clasifica de acuerdo a sus aplicaciones, separándolos en cuatro grandes categorías: 1. Cables de alimentación: Es un cable eléctrico que sirve para conectar los electrodomésticos o cualquier otro tipo de dispositivo eléctrico a la red de suministro a través de un enchufe o conectándose a un alargador eléctrico. Se caracteriza porque forma una conexión temporal, fácil de desconectar y volver a reconectar en cualquier otro punto de red. 2. Cables de control e instrumentación: Los cables para Instrumentación y Control son cables multiconductores que transportan señales eléctricas de baja potencia, usados para monitorear o controlar sistemas eléctricos y sus procesos asociados, para transporte de información hasta monitores en tableros y sistemas de control. 3. Cables de comunicación: Nuestros cables para comunicación y telecomunicaciones abarcan una amplia gama de aplicaciones, entre las que se incluye la transmisión de voz, datos y señales utilizando diferentes medios, como fibra óptica, conductores coaxiales, conductores de cobre y pares trenzados. 4. Cable portátiles: y flexibles: Sus aplicaciones se encuentran en todo tipo de industria, operando control, potencia e instrumentación y señal, y como su nombre lo dice estos son

instalados en aplicaciones que demanden una facilidad o flexibilidad de espacios y movimientos. Pueden usarse dentro de canalizaciones o portacables fijas y estáticas. Diferencia entre estándar y NORMA: 

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Norma: Está asociado a una Regulación legal. Son estatutos formales creados por organizaciones, tiene carácter de obligatorio transformándose en exigible y parte del marco legal y reglamentario. Estándar: Directriz basada en principios. Es un documento consensuado, no obligatorio por sí mismo, que establece directrices para un producto en específico.

Actualización de estándares ICEA Hace varios años, la Asociación de Ingenieros de Cables Aislados, "ICEA" por su sigla en inglés, emitió una serie de nuevas normas para cables de fuerza aislados con material sólido. Varias de estas normas están alineadas con los estándares de la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA), y son reconocidas como Estándares Nacionales por la ANSI (Instituto Nacional Estadounidense de Estándares). Los nuevos estándares ICEA muestran un cambio en los objetivos. Son escritos como estándares de aplicación y no como materiales basados en un tipo de aislamiento. Asimismo, los estándares han sido actualizados incluyendo las últimas construcciones de los conductores, chaquetas de aislamiento. La ventaja de este método es que todos los tipos de aislamiento disponibles para un tipo de aplicación están disponibles en un solo documento. En el pasado, si un nuevo tipo de aislamiento surgía, era necesario un nuevo estándar. Entre los cambios más resaltantes hechos está:   

Combina XLPE, EPR y otros materiales de aislamiento en un grosor específico definido por un punto mínimo Excentricidad ahora definida por midmax requerimientos. El espesor nominal es solo utilizado para identificación del cable

Como resultado de estos nuevos estándares ICEA/ NEMA, los estándares viejos basados en el aislamiento han sido descontinuados, esto con el objetivo de evitar la duplicación de estándares. Los estándares descontinuados son:

Figura 1. Mapa de los nuevos estándares (Fuente: Houston wire and cable company)

Estándares aplicados al negocio E’KABEL Entendiendo los diferentes mercados que abarcan las normas NEMA, se evidencia claramente que tienen una clara relación con las unidades de negocio E’KABEL. En la actualidad E’KABEL tiene las siguientes áreas de negocio, siendo el core bussiness del negocio en la actualidad el suministro de cables en los diferentes mercados. Los estándares ICEA básicamente tratan sobre las características constructivas de los conductores, características del aislamiento, así como pruebas a realizar, siendo el core bussiness de E’KABEL las soluciones en cableado, muchos estándares ICEA aplican a la línea de productos como se explicará a continuación. Soluciones de cableado: Catálogo EKABEL ICEA S-61-402. Rubber-Insulated Wire & Cable Alcance: Esta norma se aplica a materiales para construcciones, cables aislados con polietileno reticulado que se utilizan para la transmisión y el transporte de datos, distribución de energía eléctrica para condiciones normales de instalación y servicio, ya sea en interiores, exteriores o aéreos, bajo tierra y/o submarino.

Esta norma describe los requerimientos que debe tener el conductor, las características del aislamiento y la chaqueta y el proceso de construcción. Conductor: El conductor debe cumplir con los parámetros de la ASTM (buscar), entre la información que se debe suministrar del o de los mismos esta:   

Diámetro de los alambres Diámetro del conductor Peso del conductor

Material: Puede ser de cobre (ASTM B5) o de aluminio (ASTM B233), ambos materiales deberán cumplir con los requerimientos de las normas ASTM para trenza, continuidad y terminación. Tipo: El conductor podrá ser solido o trenzado y deberá cumplir con los estándares de la ASTM B233 en el caso de que sea de aluminio y con la ASTM B5 en el caso de que sea de cobre. Los conductores trenzados deberán cumplir con las siguientes normas, las cuales dependen del número de alambres y tipo de trenzado:       

ASTM 8: Trenzado concretico clase B, C o D (cobre) ASTM B172: Para trenzado comprimido (cobre) ASTM B173: Para trenzado concéntrico comprimido (cobre) ASTM B174: Para trenzado buncheado (cobre) ASTM B476: Trenzado compacto (cobre) ASTM B231: Trenzado concretico clase B, C o D (aluminio) ASTM B400: Trenzado compacto de aluminio

Nota: Para aluminio num 1350 o aleación de aluminio. Aislamiento El material del aislamiento debe ser termoplástico y debe cumplir con las siguientes especificaciones: Espesor: El espesor depende de la tensión nominal a la cual estará sometida el conductor y su diámetro. La norma proporciona unas tablas que permite seleccionar el espesor. El espesor no deberá estar nunca por debajo del 90% del indicado en la tabla. El aislamiento deberá estar libre de cualquier contaminante visible al ojo humano y no podrá haber presencia de agua en el conductor durante su aplicación. Dependiendo de las necesidades el aislamiento podrá tener un espesor de 100%, 133% o 173% (Nos pueden preguntar función de cada uno) Material: cloruro de polivinilo (PVC) y polietileno. En la norma se establece la resistencia del conductor a diferentes temperaturas y tensión nominal.

La norma establece que el conductor debe ser acto para operar temperaturas en el conductor de cobre de 75C en condiciones normales de operación y 90C en condiciones de emergencia Prueba de voltaje: El conductor se someterá a una tensión de prueba según lo establece la norma y deberá soportar sin fallos (la prueba se hace para el conductor desnudo, con aislamiento y con chaqueta en el caso de que aplique) Serie Ekabel: Ekabel cuenta con una amplia gama de productos que cumplen con esta normativa, las mismas se encuentran en el anexo 1. Nota: Esta norma ya caduca y la mayoría de productos Ekabel que se rigen bajo esta norma pueden operar en condiciones normales en temperaturas de 90C o 105C, esto se debe a componentes y tratamientos adicionales que se le aplican al PVC para desarrollar un mayor grado de tolerancia ¿Por qué este tipo de cables utiliza aislamiento termoplástico y no termoestable? La diferencia fundamental entre ambos tipos de aislamiento radica en su comportamiento frente a la llama, los termoestables mantienen su forma cuando se ven expuestos a altas temperaturas mientras que los termoplásticos se deforman. Los termoestables son más costosos, es por ello que a la hora de diseñar y/o seleccionar el material del aislamiento se deben evaluar las condiciones a las cuales estará sometido el cable. Si el cable no está expuesto a un ambiente donde exista una alta probabilidad de incendio (interiores, Datacenter, edificaciones comerciales) los termoplásticos son una opción viable y económica. ICEA T-30-520. Conducting Vertical Cable Tray Flame Tests with Theoretical Heat Input Rate of 70,000 B.T.U./Hour La prueba resistencia a la llama vertical para bandejas portacables utiliza un quemador con una potencia de 20 kW (70000 Btu/hr). Tienen una longitud de daño aceptable de 8 pies y requieren que los cables se apaguen solos antes de llegar a la parte superior de la bandeja, el tiempo de exposición al calor es de 20 minutos. Se utiliza principalmente para determinar si los cables necesitan ser recubiertos o no. No poseen criterios de aprobado/reprobado. Si los daños en el cable llegan a la parte superior de la bandeja, el cable es recomendado para ser recubierto. Serie Ekabel: Ekabel cuenta con una amplia gama de productos que cumplen con esta normativa, las mismas se encuentran en el anexo 2. Nota: Existe una distinción importante entre los cables resistentes al fuego y los cables retardantes de llama, a pesar de que ambos están sometidos a diversas pruebas de reacción al fuego con el fin de lograr su respectiva clasificación. Los cables retardantes de llama están diseñados para resistir la propagación del fuego a una nueva zona. Los cables resistentes al fuego están diseñados para mantener la integridad del circuito y seguir funcionando durante un periodo de tiempo especificado y en condiciones definidas. La distinción entre los dos es crucial cuando se trata de mantener los circuitos críticos necesarios para la seguridad de la vida o para una desconexión de la planta segura e inmediata.

ICEA T-29-520: Conducting Vertical Cable Tray Flame Tests with Theoretical Heat Input Rate of 210,000 B.T.U./Hour Alcance: El estándar establece las características constructivas, parámetros de aceptación para ejecutar pruebas de resistencia a la llama en cables en configuración vertical. Este tipo de pruebas es aplicado en cables cuya chaqueta debe ser clasificada como retardantes a la llama. El estándar define esta prueba para cables en configuración vertical, donde se expone al cable a una fuente de calor de 210.000 BTU/ hr (62 kW) durante un tiempo de exposición de 20 minutos. Configuración de la prueba:   

Posición de fuente de calor: Horizontal Distancia de la fuente de calor a la superficie del cable: 8.25 pulgadas (21 cm) y 12.25 pulgadas (31 cm) por debajo de la base de portacables. Dimensiones de la bandeja: 8 pies (2.4 m) en largo, 12 pulgadas (30.4 cm) en profundidad, 3 pulgadas (7.6 cm) en lados

Criterio de la prueba: El criterio es del tipo pasa/ no pasa. Los cables que extinguen la llama pasan la prueba, fallan si la llama se propaga en toda la longitud de la muestra (8 pies). Es decir, un cable pasa la prueba si la llama no se extiende por más de 8 pies de extensión de cable. Serie Ekabel: Ekabel cuenta con una amplia gama de productos que cumplen con esta normativa, las mismas se encuentran en el anexo 3. ICEA S-66-524 / NEMA WC7: Cross-Linked-Thermosetting-Polyethylene Insulated Wire and Cables Alcance: Este estándar establece las características de construcción, métodos de prueba para cables con aislamiento tipo Polietileno Reticulado, abreviado como PEX, XPE o XPLE, el cual es un aislamiento termoestable. Este estándar pertenece a la familia descontinuada de estándares ICEA, por estar enfocada a un tipo de aislamiento. Pruebas: El estándar establece una serie de pruebas que deben ser aplicadas a este tipo de cables: 

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Para las chaquetas (spark test): El ensayo de tensión en seco entre electrodos, se realiza para verificar la aislación de conductores eléctricos durante el proceso de fabricación. La prueba spark-test se realiza durante la fabricación del cable. Se utiliza para aislamientos empleados en baja tensión y en chaquetas no conductivas en media tensión. El aparato de prueba genera una nube eléctrica que en altas frecuencias genera el efecto corno alrededor del cable. Cualquier hueco o falla en el aislamiento generaría un cortocircuito en el campo eléctrico y este flujo de corriente se usa para determinar una falla en el aislamiento. Para los conductores: Cables monopolares no apantallados entre 2-5 kV deben cumplir con las pruebas de resistividad de superficie (Surface Resistivity Tests) y U-Bend Discharg

Serie Ekabel: Entre los productos que Ekabel suministra con este estándar está el cable de construcción con un aislamiento de polietileno reticulado (XLPE) serie SV ICEA S-66-524 / NEMA WC7: Cross-Linked-Thermosetting-Polyethylene Insulated Wire and Cables Alcance: Este estándar establece las características de construcción, métodos de prueba para cables con aislamiento tipo Polietileno Reticulado, abreviado como PEX, XPE o XPLE, el cual es un aislamiento termoestable. Este estándar pertenece a la familia descontinuada de estándares ICEA, por estar enfocada a un tipo de aislamiento. Especificaciones del aislamiento: El estándar establece las especificaciones del aislamiento tipo polietileno reticulado como temperatura, resistencia, constante dieléctrica, entre otros. La tabla a continuación muestra las especificaciones completas descritas. Pruebas realizadas: El estándar establece una serie de pruebas que deben ser aplicadas a este tipo de cables 

Para las chaquetas/ aislamiento:

El ensayo de tensión en seco entre electrodos (spark test), se realiza para verificar la aislación de conductores eléctricos durante el proceso de fabricación. La prueba spark-test se realiza durante la fabricación del cable. Se utiliza para aislamientos empleados en baja tensión y en chaquetas no conductivas en media tensión. El aparato de prueba genera una nube eléctrica que en altas frecuencias genera el efecto corno alrededor del cable. Cualquier hueco o falla en el aislamiento generaría un cortocircuito en el campo eléctrico y este flujo de corriente se usa para determinar una falla en el aislamiento. 

Pruebas tensión (Corriente continua / DC):

Son realizadas como una prueba de aceptación durante instalación y como pruebas de mantenimiento para mejorar la confiabilidad del sistema. El tiempo de la prueba es de 15 min. La tabla muestra los voltajes de tensión aplicados de acuerdo al nivel del aislamiento.

Figura 2. Tensiones de prueba para aislamiento (fuente: David Mercier, 1998)

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Para los conductores

Cables monopolares no apantallados entre 2-5 kV deben cumplir con las pruebas de resistividad de superfice (Surface Resistivity Tests) y U-Bend Discharge Serie Ekabel: Entre los productos que Ekabel suministra con este estándar está el cable de construcción con un aislamiento de polietileno reticulado (XLPE) y chaqueta de policloruro de vinilo ( PVC) serie SV

ANEXOS

Cables de instrumentación Series IP/IG/I S/IT/ID /IK IH/IY/I U/II/IO/ IB/IY/I U TK / TK-W

Material Aislamiento PVC retardante a la llama Aislamiento PVC/Nylon retardantes a la llama Aislamiento XLPE (otros estándares)

Cables para Termocuplas

Series TE/TS/T J/TK

Material Aislamiento PVC retardante a la llama

Cables de control y baja potencia Series CH/T

CX/CG

Cables de variador de frecuencia

Material Series Aislamiento PVC VD retandante a la llama Aislamiento XLPE (otros estándares)

Material Aislamiento XLPE (otros estándares)

Anexo 1. Series Ekabel para estándar ICEA S-61-402 (Fuente: Catalogo Ekabel / Elaboración propia)

Cables de instrumentación: Series IV/IN/IJ/ IE/IR/IV

Cables de medio voltaje:

Series Aislamiento PVC/Nylon PW/PY/ retardantes a la llama PS/PV Material

Cables costa afuera y marinos:

Series Material Aislamiento de BH/BT XLPE

Anexo 2. Series Ekabel para estándar ICEA T-30-520 (Fuente: Catalogo Ekabel / Elaboración propia

Material Aislamiento PVC/Nylon retardantes a la llama

Cables de instrumentación Series Material IP/IG/ Aislamiento PVC IS/IT/ retardantes a la llama ID/IH

IK/I/ IU/IB

Aislamiento PVC/ Nylon retardantes a la llama

IX/IW Aislamiento XLPE retardantes a la llama

Cables para Cables de control y baja Termocuplas potencia Serie Material Serie Material CH / CT Aislamiento PVC TE/TJ/ Aislamiento y chaqueta PVC TK/TT PVC retardantes retardantes a la llama

a la llama

Cable de media potencia Serie Material PK/PH/ Chaqueta de PL/PP/ PVC PR/ PG retardante a

Aislamiento XLPE y chaqueta PVC retardantes a la llama Chaqueta PVC CU retardante a la llama Aislamiento PVC CS retardante a la llama Anexo 3. Series Ekabel para estándar ICEA T-29-520 (Fuente: Catalogo Ekabel / Elaboración propia)

CX/CG/ CC

la llama (lo muestra como otros estándares)

Cables de variador de frecuencia Serie Material Chaqueta PVC VDX/VD retardante a la llama (lo -S muestra como otros estándares)

Figura 3. Especificaciones del aislamiento ICEA S-66-524(Fuente: cover and insulations wire and cable)