1. ESPECIFICACIONES GENERALES

1.1 - Objeto de la especificación

La presente especificación técnica tiene por objeto establecer los requisitos, condiciones de utilización y prestaciones básicas que deben satisfacer las varillas cilíndricas de cobre sólido y varillas cilíndricas de núcleo de acero recubierto de cobre, para puestas a tierra permanentes.   
 

1.2 - Clasificación

Se clasifican de la siguiente forma:   
• Varilla de puesta a tierra sólida de cobre: = 12.7 mm x 2,4 m.   
• Varilla de puesta a tierra de núcleo de acero recubierto de cobre (Cobrizada): = 5/8 in x 2,4 m;   
• Varilla de puesta a tierra seccionadas: 12.7 mm en cobre ó 14 mm 1,20m en núcleo de acero recubierto de cobre.   

 

1.3 - Condiciones generales

1.3.1 - Condiciones eléctricas de la instalación   
 

1.3.2 - Condiciones ambientales   

El ambiente donde serán almacenadas las varillas podrá tener las siguientes características:   
 

1.3.3 - Lugar de instalación   

Las varillas serán instaladas, enterradas en cualquier zona del área de concesión de Enel Colombia S.A.   
Los suelos donde son hincadas podrán ser terrenos de relleno, arenosos, rocosos, arcillosos semiduros, con una capa de profundidad variable de humus, abarcando químicamente suelos desde ácidos a alcalinos y desde oxidantes a reductores con gran variedad en la cantidad y tipo de sales solubles.   

Para los suelos ácidos y con alta resistividad se deberá utilizar varillas sólidas de cobre, para puestas a tierra de subestaciones de distribución. En suelos alcalinos, de baja resistividad y poca dificultad en el enterramiento se utilizarán varillas con núcleo de acero recubiertas de cobre por proceso de electrólisis o deposición del cobre sobre el acero y no se aceptará las del tipo enchaquetado.   

Las varillas 2,4 m se utilizarán en subestaciones de distribución, cajas y armarios de medidores. Las varillas seccionadas se emplearán cuando se requiera profundizar la puesta a tierra .   


1.3.4 - Vinculación con otros elementos   

Se conectarán eléctricamente a tierra , mediante un conductor cableado de acero-cobre o cobre, los soportes metálicos, neutros y tierra de equipos en redes aéreas de media tensión , los gabinetes para protección y maniobra de la red subterránea de baja tensión , el neutro de la red aérea y subterránea de baja tensión , cerramientos y celdas y todo otro aparato o equipo que se indique explícitamente.   

1.3.5 - Régimen de utilización   
Permanente   

1.3.6 - Tipo de servicio   

Enterrado permanentemente.   
 

2. - REQUISITOS

La varilla no debe ser afectada por electrólisis y/o corrosión galvánica cuando se instale bajo las condiciones reales de servicio y esté expuesta a la humedad. Debe tener rigidez y resistencia mecánica adecuadas para permitir su instalación en el terreno sin rotura o deformaciones que afecten su servicio .   
Para varillas con núcleo de acero, el revestimiento de cobre se depositará mediante electrólisis o fusión que asegure la perfecta adherencia del cobre sobre el núcleo de acero.   

Las longitudes de las varillas deben ser de 2,4 m. En caso de solicitarse fraccionada en tramos de 1,20 m, para propósito dual (como extensión o como terminal), su unión será por medio de un acople roscado en bronce. El roscado se efectuará después del cobrizado, por el procedimiento de laminado en frio sin arranque de viruta. La rosca no deberá tener ningún punto en que se haga visible el acero, la unión debe ser de cobre o aleación de cobre con un contenido mínimo del 80% de cobre y proveer una conexión eléctrica y mecánica entre los segmentos de las varillas. Para el hincado de la varilla fraccionada se colocará un tornillo roscado (perno de hincado) sobre el cual se golpea para el enterramiento.   

Cuando se utilice unión mecánica el conector y su tornillo deben ser de cobre o aleación de cobre con un contenido mínimo de 80% de cobre y debe proveer una conexión eléctrica y mecánica entre la varilla de puesta a tierra y el conductor. La unión mecánica debe ser rígida.   

Las varillas deben ser suministradas con todos sus accesorios.   

 

2.1 - Normas y especificaciones

Las varillas deberán responder a las características indicadas en la Planilla de Datos Técnicos Garantizados.   

Las soldaduras de unión entre la varilla y el cable de puesta a tierra serán del tipo exotérmica a base de óxido de cobre y aluminio, para las varillas indicadas en esta especificación.   

 

2.2 - Requisitos básicos

Deberán soportar los esfuerzos mecánicos provenientes del hincado durante su instalación; las condiciones térmicas y eléctricas derivadas de posibles cortocircuitos y sobretensiones, y conducir eficazmente a tierra las corrientes provocadas por los mencionados efectos.   
 

2.3 - Requisitos Geométricos

Las varillas tendrán sección transversal circular y sus extremos terminarán, el uno en forma de cono de 60 grados truncado y el otro, en forma plana biselada, como se indica en la figura 2.   

Las varillas seccionadas irán roscadas en ambos extremos para propósito dual, como se indica en la figura 3. Las varillas se identifican por el diámetro nominal y longitud de las mismas, como se indica en la Tabla 1.   

El espesor mínimo de recubrimiento de cobre será de 0,25 mm, para las varillas con núcleo de acero.   


TABLA 1.   
DIMENSIONES DE LAS VARILLAS   
 

El diámetro de la varilla se medirá sobre la capa de cobre, admitiéndose 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 será cilíndrico y biselado en sus extremos con una longitud de 70 mm.   

El perno utilizado para recibir los golpes durante el enterramiento será de acero grado 5 (NTC 858) de cabeza hexagonal con una longitud de 38 mm (1- ½”) y 16 mm de diámetro.   

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

El conector de tornillo está indicado en la figura 1. El rango de conexión será desde cable de cobre 2/0 AWG desnudo a alambre de cobre 8 AWG desnudo.   

 

2.4 Requisitos Químicos

El núcleo de las varillas recubiertas de cobre será de acero al carbono, cumpliendo como mínimo con los requisitos de la NTC 243 (Acero al carbono. Clasificación por composición química) así:   

TABLA 2.   
REQUISITOS QUÍMICOS   
 

Las aleaciones de cobre para las varillas recubiertas deberán cumplir como mínimo con la composición de la Tabla 3 así:   

TABLA 3.   
REQUISITOS QUÍMICOS ALEACIÓN DE COBRE   
 

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

2.5 Requisitos Mecánicos

El acero empleado, referido al material bruto en el alma de la varilla, será un acero fino al carbono de una dureza brinell de 220H como mínimo, con una resistencia a la tracción mayor o igual a 392 Mpa (40 kgf/mm2).   

La varilla sólida de cobre, deberá tener una resistencia a la tracción mayor o igual a 235 Mpa (24 kgf/mm2) y una dureza mínima de 80 RF (Rockwell F).   

 

2.6 Requisitos de Acabado

Las varillas deben ser de una pieza, libres de deformaciones, fisuras, aristas cortantes, o cualquier otra imperfección.   
 

2.7 Indeformabilidad en el hincado

Las varillas no deberán sufrir deformaciones excesivas en el proceso de hincado, cuando alcancen un objeto en el que no puedan penetrar.   
 

3. CRITERIOS DE ACEPTACIÓN O RECHAZO

3.1 Muestreo

El muestreo se llevará a cabo tomando para cada prueba de acuerdo a lo indicado en las Tablas 4 y 5.   

TABLA 4.   
PLAN DE MUESTREO PARA INSPECCIÓN VISUAL Y DIMENSIONAL   
 

TABLA 5.   
PLAN DE MUESTREO PARA LOS ENSAYOS MECÁNICOS   
 

3.2 Aceptación o Rechazo

Si el número de elementos defectuosos es menor o igual al correspondiente número de defectuosos dados en la tercera columna de las Tablas 4 y 5 se deberá considerar que el lote cumple con los requisitos relacionados en el numeral 4 de esta especificación, en caso contrario el lote se rechazará por completo.  

 

4. PRUEBAS