3.-TIPOS DE AISLADORES:

3.1.-AISLADORES FIJOS 

Están unidos al soporte por un herraje fijo y no pueden, por consiguiente, cambiar normalmente de posición después de su montaje. Su forma general es la de una campana que lleva en su parte superior una garganta sobre la que se fija el conductor por una ligadura (de hilo de cobre recocido para conductores de cobre o de hilo de aluminio para conductores a base de aluminio). Este aislador es el más simple y pertenece a las líneas de baja tensión.

3.2.-AISLADORES EN CADENA O SUSPENDIDOS 

Están constituidos por un número variable de elementos según la tensión de servicio; estas cadenas son móviles alrededor de su punto de unión al soporte, y además, las articulaciones entre elementos deben tener bastante libertad para que los esfuerzos de flexión queden amortiguados; estas articulaciones suelen ser de rótula.

Este tipo de aislador es el más empleado en media y en alta tensión, ya que presenta las siguientes ventajas:

•  Permite elevar la tensión de funcionamiento con sólo aumentar la longitud de la cadena, es decir, colocando más elementos.•  No se interrumpe el servicio por rotura de un aislador, ya que la cadena sigue sustentando al conductor.•  Presenta una gran economía en la reparación de las cadenas, pues solamente es necesario cambiar el elemento averiado.Existen diversos tipos de aisladores de cadena, que a continuación se detallan:•  Caperuza-vástago, este aislador se compone de una campana de porcelana o vidrio templado, en forma de disco y que lleva en su parte inferior algunas ondulaciones. En la parte superior de la campana está empotrada una caperuza de fundición o acero, y en su parte inferior en un hueco bastante reducido, lleva un vástago sellado al aislador. La figura Nº 2.4 muestra la disposición de los aisladores en una cadena de suspensión o en una cadena de amarre (modelos 1.512 fabricado por VICASA).

•  Campana (discos), este elemento está constituido por un núcleo cilíndrico de porcelana de diámetro comprendido entre 60 y 85 mm., y provisto de dos faldas anchas. La unión de los aisladores campana entre sí se hace con un pequeño vástago cilíndrico terminado en dos rótulas (figura Nº 2.5). La diferencia esencial entre el aislador campana y el elemento caperuza-vástago, reside en el hecho de que el primero es rigurosamente imperforable en servicio, mientras que el segundo puede, en ciertas circunstancias, perforarse antes de ser contorneado, especialmente por la acción simultánea de esfuerzos mecánicos y acciones eléctricas.

•  Langstab , este modelo es un mejoramiento del aislador Motor y se denomina Langstab (larga línea de fuga). Está constituido por un largo cilindro de porcelana de 80 a 100 cm., con ondulaciones bastante profundas y terminado en dos caperuzas (figura Nº 2.6).

Figura Nº 2.5 Aislador tipo campana Figura Nº 2.6 Aislador Langstab

3.3.-AISLADORES ESPECIALES :

•  ANTINIEBLA, su principal característica consiste en tener ondulaciones más profundas que permitan una mayor tensión de contorneamiento.

•  DE COSTA , la campana exterior es más ancha y alta, de forma que protege completamente contra el rocío a las faldas interiores. Los depósitos de humedad (niebla, rocío, condensación de origen variable) lo mismo que el depósito de cuerpos conductores extraños (humos industriales) reducen considerablemente la tensión de contorneamiento de los aisladores. La protección más difícil de realizar es la de líneas en regiones industriales, pues los materiales contaminantes se introducen en todas las ranuras del aislador.

TIPOS DE AISLADORES SEGÚN EL MATERIAL:

En las líneas de transmisión y distribución de energía eléctrica, el aislamiento eléctrico es realizado principalmente por dos elementos el aire y los aisladores los cuales son fabricados en diferentes materiales como porcelana, vidrio y resina epoxica.

AIRE:El aire es elemento más empleado en las Redes Eléctricas para aislamiento, la rigidez dieléctrica del aire se puede ver afectada por la contaminación del ambiente, la altura sobre el nivel de mar y la densidad del aire.

El aire tiene una rigidez dieléctrica de alrededor de 32 kV/cm a la presión normal, y alcanza un valor alrededor de 160 kV/cm a una presión de 100 N/cm2 y alrededor de 500 kV/cm para 300N/cm2.El aire y otros gases tienen elevadísima resistividad y están prácticamente exentos de pérdidas dieléctricas.Tienen en mayor o menor medida la propiedad común que la rigidez dieléctrica crece a medida que aumenta la presión.

PORCELANA:

La porcelana es el material más utilizado en la fabricación de aisladores, está conformado por arcilla, feldespato y cuarzo o alúmina, la porcelana ofrece baja porosidad lo que ayuda a la baja absorción de agua, alta resistencia al calor y resistencia mecánica.

VIDRIO:

El vidrio empleado en la fabricación de aisladores está compuesto por sílice, oxido de calcio y oxido de sodio, por ser un material frágil debe sufrir un proceso de endurecimiento, los aisladores de vidrio son empleados en zonas de alta contaminación.

RESINA EPOXICA:

Las características principales de este tipo de aisladores es la gran resistencia que presenta contra impactos, brinda una baja posibilidad de filtración y tiene un excelente dieléctrico en comparación con los aisladores de porcelana.

CARACTERISTICAS MECANICASLos aisladores de cadena deben soportar solo cierta tracción 7000, 16000 o más kg.

Los aisladores rígidos deben soportar cierta compresión, y/o cierta flexión.

Los ensayos de características mecánicas se hacen con solicitación eléctrica simultánea.

Al estar sometidos a las inclemencias del tiempo una característica muy importante es la resistencia al choque térmico (que simula el pasar del pleno sol a la lluvia).

También por los sitios donde se instalan, los aisladores son sometidos a actos vandálicos (tiros con armas, proyectiles pétreos o metálicos arrojados), es entonces importante cierta resistencia al impacto.

Frente a estas solicitaciones el comportamiento de los tres tipos de materiales es totalmente distinto, el vidrio puede estallar, siendo una característica muy importante que la cadena no se corte por este motivo.

La porcelana se rompe perdiendo algún trozo pero generalmente mantiene la integridad de su cuerpo, mecánicamente no pierde características, solo son afectadas sus características eléctricas.

Con los aisladores compuestos por su menor tamaño es menos probable que la agresión acierte el blanco, los materiales flexibles no se rompen por los impactos y las características del aislador no son afectadas.

4.- DESIGNACIÓN:

FECHA: 2009

ITEM DESCRIPCIÓN ESPECIFICACIÓN

MATERIAL Porcelana procesada en húmedo

Norma de fabricación ANSI C29.3

Clase de aislamiento ANSI 53-2

Norma del esmaltado ANSI C29.3

VALORES MECÁNICOS

Resistencia al esfuerzo tranversal 13,3 kN

VALORES ELÉCTRICOS

Voltaje máxima de operación 25 kV

Voltaje de flameo de baja frecuencia en seco 25 kV

Voltaje de flameo de baja frecuencia en húmedo, vertical 12 kV

Voltaje de flameo de baja frecuencia en húmedo, horizontal 15 kV

Color del esmalte Café

Los aisladores deberán tener marcas indelebles con la siguiente información

mínima:

- Nombre del Fabricante

- Año de Fabricación

- Carga Máxima de Flexión en kN

- Clase de Aislador según ANSI

5.- SELECCIÓN:

ASPECTOS IMPORTANTES PARA LA SELECCIÓN DEL AISLAMIENTO

La historia reciente de los aisladores no cerámicos revela que los motivos para introducir estos materiales no son para reducir el uso de aisladores de vidrio o porcelana, sino más bien para tener mejores soluciones a problemas específicos y también para abrir a nuevas posibilidades en el diseño de líneas de transmisión y distribución.La práctica con aisladores convencionales de suspensión es tal que, en muchas compañías usuarias, tanto el tipo, el perfil, la carga mecánica y el número de aisladores en una cadena están normalizados para un nivel de voltaje y contaminación. Sin embargo, el reemplazo de una cadena de aisladores convencionales por un aislador no cerámico requiere del análisis de varios factores clave del aislamiento y requerimientos mecánicos. Dentro de las consideraciones que deben tomarse en cuenta en la selección de un aislador no cerámico, además del fabricante, se pueden mencionar las siguientes:

Aspectos mecánicos. Carga diaria, cargas excepcionales, cargas de diseño, cargas cíclicas, de torsión y estáticas, factores de seguridad, cadenas sencillas o múltiples, tipo de herrajes, resistencia mecánica a largo plazo.

Aspectos eléctricos. Claros dieléctricos, nivel básico de aislamiento, voltaje de flameo o de aguante en condiciones secas y húmedas, sobretensiones por maniobra, ondas de impulso de frente escarpado, arco de potencia, distancia de fuga, comportamiento en contaminación, material de faldones y cubierta, uso de anillos corona.

Aspectos ambientales. Envejecimiento (UV, arqueos), tipo de contaminante, corona, necesidad de lavado, corrosión de herrajes, efecto de temperatura.

Adquisición y mantenimiento. Costo, vida útil, mantenimiento y facilidad de manejo, necesidad de precauciones especiales, uso de normas nacionales e internacionales.

Se toma en cuenta la Corriente nominal :Es la corriente de CA continua máxima que el aislador puede transportar a una cierta temperatura del aire y a una cierta temperatura del aceite con el punto caliente máximo del aislador igual a 105 °C (120 °C para RIP). Las siguientes temperaturas se aplican a IEC y ANSI:Temperatura del aire: Para IEC 30 °C y para ANSI 40 °CTemperatura del aceite del transformador superior a la temperatura ambiente:Para IEC 60 K y para ANSI 65 KPunto caliente máximo en aisladores de OIP: Para IEC 105 °C y para ANSI105 °CPunto caliente máximo en aisladores de RIP : Para IEC 120 °C y para ANSI 120 °C

AISLADORES EPÓXICOS – USO INTERIOR:

SERIES:

API.- Se fabrica en tensiones de 0,5 a 36 Kv. De superficie lisa y diversas capacidades de esfuerzo de rotura, son utilizados en tableros y celdas eléctricas. Para tensiones de 10 KV o más, y debido a su diseño superficial lineal, se recomienda su uso en zonas excentas de humedad y/o alta polución

APE.- Se fabrica en tensiones de 0,5 a 36 Kv. Por su larga línea de fuga y el empleo de promotores de adherencia (silanos), su uso es altamente recomendado en instalaciones expuestas a humedad o a algún tipo de polución. Se fabrican con diferentes capacidades de esfuerzo de rotura.

ABA.- Para uso en instalaciones de baja tensión, de 0,5 a 1,5 KV. Se caracteriza por su diseño en forma de barril. que además de una adecuada estética, garantiza mayor rendimiento mecánico.

Aisladores con Recubrimiento Polimérico

Aisladores de 15,25 y 36 KV, poliméricos, fabricados con varillas poltruídas de fibra de vidrio y resina epóxica y con herrajes terminales, del tipo horquilla/ojal, de

hierro galvanizado. Sus aletas, de caucho de silicona para uso en exteriores son resistentes al tracking, contaminación, hongos, además de ser 100% hidrofóbicas.