2.1 Coordinacin de Aislamiento La coordinacin de aislamiento comprende la seleccin de la rigidez dielctrica de los equipos y su aplicacin en relacin con las tensiones que puede aparecer en el sistema donde se van a utilizar dichos equipos, tomando en cuenta las caractersticas de los equipos de proteccin disponibles, para as obtener un nivel de probabilidad de daos a los equipos y de continuidad de servicio aceptable, desde el punto de vista operacional y econmico. (IEC, 1993). 2.2 Tipos de Aislamiento. El aislamiento elctrico se puede clasificar como: El aislamiento externoconsiste en distancias en el aire a travs de las superficies del aislamiento slido en contacto con el aire, que estn sujetas a esfuerzos elctricos y a los esfuerzos de la atmsfera. (IEC, 1993) El aislamiento interno consiste en las partes internas slidas, lquidas o gaseosas del aislamiento del equipo, las cuales estn protegidas por las cubiertas del equipo de los efectos de la atmsfera. (IEC, 1993). El aislamiento autorecuperable es el aislamiento que recupera completamente sus propiedades aislantes despus de una descarga disruptiva (flameo) causada por la aplicacin de una tensin. Este tipo de aislamiento es generalmente aislamiento externo. (IEC, 1993).El aislamiento no autorecuperable es lo opuesto al aislamiento autorecuperable, es decir que pierde sus propiedades o no las recupera completamente despus de una descarga disruptiva causada por la aplicacin de una tensin. (IEC, 1993).2.3 Configuracin del Aislamiento. De acuerdo a IEC 60071-2, las configuraciones ms comunes para un tipo de aislamiento dado, tomando en cuenta sus bornes son: Trifsica: Tiene en cuenta tres bornes de fase, un borne de neutro y un borne de tierra. Fase tierra: Configuracin de aislamiento trifsico en la cual no se tiene en cuenta los bornes de dos fases y, excepto en casos especiales, en el cual el borne de neutro se conecta a tierra. Entre fases: Configuracin de aislamiento trifsico en el cual no se considera un borne de fase. En ciertos casos, los bornes de neutro y tierra tampoco son considerados.

Longitudinal: Esta es una configuracin donde se tiene en cuenta dos bornes de fase y uno de tierra, los bornes de fase pertenecen a la misma fase de una red trifsica, separadas temporalmente en dos partes independientes bajo tensin. Un ejemplo de aislamiento longitudinal es el caso del aislamiento que existe entre los bornes de la misma fase de un interruptor o un seccionador en estatus normalmente abierto.

2.4 Niveles Bsicos de Aislamiento. El nivel de aislamiento de los equipos es diseado para soportar voltajes ms altos que los de operacin normal. Se pueden establecer dos niveles bsicos de aislamiento, uno ante impulso de rayo (basiclighting impulse insulationlevel, BIL) y otro ante impulso de maniobra (Basic switching impulse insulationlevel, BSL). (CADAFE 400, 1984). El BIL es el nivel de aislamiento expresado en trmino del valor de cresta del impulso de tipo rayo normalizado, es decir, el BIL esta ligado a una forma de onda especfica y de igual manera a las condiciones atmosfricas normalizadas. El BIL puede ser BIL estadstico o BIL convencional. El BIL estadstico es solamente aplicable a aislamientos autorecuperables mientras que el BIL convencional es aplicable a aislamientos no autorecuperables. Los BIL son universalmente establecidos a condiciones en seco: En la norma IEC 60071, el BIL es conocido como la tensin de aguante al impulso de rayo. El BIL estadstico es el valor de cresta de un impulso de rayo para el cual el aislamiento tiene un diez (10) por ciento de probabilidad de fallar (resultando en un flashover). El BIL convencional es el valor de cresta de un impulso de rayo estndar para el cual el aislamiento no falla cuando est sujeto a un nmero especfico de aplicaciones bajo condiciones especficas. El BSL es el nivel de aislamiento expresado en trminos del valor de cresta de un impulso de maniobra normalizado. Al igual que el BIL el BSL puede ser estadstico o convencional. En la norma IEC 60071, el BSL es llamado la tensin de aguante al impulso de maniobra y la definicin es la misma.Una vez determinada la tensin nominal de operacin en una subestacin, se fija el nivel de aislamiento que, en forma indirecta, fija la resistencia de aislamiento que debe tener un equipo elctrico, para soportar las sobretensiones.La rigidez dielctrica de un material puede colapsar por efecto de una sobretensin dando origen a la creacin de un arco elctrico, en consecuencia los equipos, subestaciones o cualquier otro elemento que pueda estar a un potencial distinto de cero se disea para que soporte un valor mximo de sobre tensin.Dependiendo de la tensin nominal de operacin de la subestacin o equipo se han normalizado los valores mximos de sobre tensin que esta puede soportar. Estos valores se definen de la siguiente manera:-. BIL (Basic Insulation Level): Nivel bsico de aislamiento para sobre tensiones por descargas atmosfricas, se usa para tensiones menores o iguales a 300 kV.-. BSL (Basic Switching Level): Nivel bsico de aislamiento para sobre tensiones por maniobra, se usa para tensiones superiores a 300 kV.

Seleccin del criterio y nivel de aislamiento.El aislamiento puede ser seleccionado en funcin de la altitud de la lnea sobre el nivel del mar, manteniendo el nivel bsico de impulso de la tensin nominal de operacin. El diseo de aislamiento consistir en la seleccin del espaciamiento entre fases, fases y tierra, nmero adecuado de aisladores.De acuerdo al nivel de voltaje seleccionado a partir del momento elctrico y segn las normas, para cada voltaje estndar se toma en cuenta:-. Nivel Bsico de Aislamiento para impulso de Rayo, BIL.-. Nivel Bsico de Aislamiento por maniobra de interruptores, NBS o BSL.Dichos niveles establecen el mximo impulso de voltaje de los equipos conectados en la Subestacin que pueden soportar, sin que se produzca flameo (arcos elctricos).Distancia crtica de flameo.Para determinar la distancia crtica de flameo se debe conocer el voltaje crtico de flameo VCF, que es el voltaje al cual ocurre el flameo o arco elctrico.Distancias de diseos.Son las distancias que permiten definir la separacin que debe existir entre los diferentes componentes que conforman una subestacin. Se distinguen tres (3) tipos de distancias:-. Distancias dielctricas o por descarga disruptiva.-. Distancias de Seguridad o circulacin.-. Distancias de Mantenimiento.Distancias dielctricas.Son aquellas que permiten garantizar un perfecto aislamiento entre dos cuerpos bajo tensin o un cuerpo bajo tensin y uno a tierra. Como el medio aislante entre los elementos energizados de una subestacin, es el aire, las distancias dielctricas estn relacionadas con la mxima sobre tensin a la cual pueden estar sometidos los cuerpos y la probabilidad de la ruptura de la rigidez dielctrica de este medio aislante.

Las distancias dielctricas o de descarga disruptiva son las mnimas que garantizan que no habr un arqueo, sin embargo las mismas no son suficientes para dimensionar una subestacin. Es decir, se refiere a las distancias entre las partes vivas que se requieren en instalaciones del tipo convencional, ya sean interiores o intemperie. La separacin entre aparatos de una instalacin y la disposicin de los mismos se efectan de acuerdo con el diagrama unifilar, la capacidad de la instalacin y la tensin nominal. Las distancias dielctricas son:-. Distancia de fase a tierra.-. Distancia de fase a fase.-. Altura de los equipos sobre el nivel del suelo.-. Altura de las barras colectoras sobre el suelo.-. Alturas de las lneas de transmisin que llegan a la subestacin.-. Distancias de seguridad.Para obtener el valor de las distancias dielctricas para una subestacin, se debe conocer la tensin crtica de descarga por impulso al rayo o maniobra (VCF, Critical Voltage Flashover) y el nivel bsico de aislamiento de la instalacin por impulso al rayo o maniobra (BIL o BSL). La tensin crtica de descarga es aquella a la cual se tienen descargas en el 50 % de las aplicaciones. El nivel bsico de aislamiento es aquella tensin que dara un 10 % de probabilidad de ocurrencia de una descarga.

Distancia mnima entre fase y entre fases y tierra (estructura de soporte).El mtodo de L. Pars y GalletLeroy,establecen el clculode la distancia de fase a tierra mnimo que se puede dar entre un conductor y tierra (estructura de la torre) sinriesgo a que se produzca arco elctrico. Entre las dos tcnicas existe una proporcionalidad entre el voltaje crticode flameo y la distancia de fase a tierra, las ecuaciones son las siguientes:-. Distancia entre fase y tierra:Se presenta distancia entre fases y tierra, para alturas menores a 1000 msnm y tensiones menores de 245 kV, segn el mtodo de L. Paris.

Donde, k es el factor de separacin entre electrodos. Su valor es 1 si se tiene la configuracin punta plano. Se presenta distancia entre fases y tierra, para alturas menores a 1000 msnm y tensiones mayores de 245 kV, segn el mtodo de L Pars.

La correspondiente a GalletLeroy es:

Distancia entre fase y fase:Se presenta distancia entre fases y tierra, para alturas menores a 1000 msnm y tensiones menores de 245 kV.

-. Se presenta distancia entre fases y tierra, para alturas menores a 1000 msnm y tensiones mayores de 245 kV.

Altura de los equipos sobre el nivel del suelo (hS): La altura mnima hS de las partes vivas sobre el nivel del suelo, en ningn caso debe ser inferior a 3 metros. La altura mnima de la base de los aisladores que soportan partes, no deben ser menor de 2,25 metros.

En general, para cualquier equipo, la altura mnima de sus partes vivas se calcula de acuerdo con la siguiente expresin, que se considera para un mximo de hasta 1000 msnm.

Para una altura mayor a 1000 msnm, se utiliza la siguiente expresin:

Donde, h, es la nueva altura sobre el nivel del mar.hSh, Altura a una altitud h sobre el nivel del mar.hS1000, Altura a la altitud de 1000 metros sobre el nivel del mar.

Altura de las barras colectoras sobre el suelo (hb): Para esta altura se debe considerar la posibilidad de que al pasar el personal por debajo de las barras, sta reciba la sensacin del campo elctrico y se calcula como:

Donde, kV es la tensin mxima de diseo del equipo que se trate.De igual forma, se corrige para una altura mayor a 1000 msnm, con la ecuacin anterior.

Altura de las lneas de transmisin en la subestacin: Los conductores de las lneas de transmisin que llegan o salen de una subestacin, no deben rematar a una altura hL inferior a 6 metros.

Donde, kV es la tensin mxima de diseo del equipo que se trate y se corrige para una altura mayor a 1000 msnm, con la ecuacin anterior.

Distancias de seguridad.Son definidas por el papel de trabajo No. 23 de la IEC, como las distancias necesarias para mantener las partes vivas fuera del alcance del personal que opera o realiza labores de mantenimiento en la subestacin. Est compuesto por las siguientes distancias:

Distancia de fase a tierra mnima basada en la dimensin fsica de referencia de un operador: Esta distancia consiste en la distancia de fase a tierra ms la talla patrn de un operador la cual es:-. Mxima altura de un hombre = 1,75 m.-. Mxima longitud de los brazos abiertos = 1,75 m.-. Mxima altura de un hombre con los brazos en alto = 2,25 m

Distancia de seguridad vertical para circulacin de personal:

Adicionalmente se debe cumplir que:-. Los partes bajo tensin no deben tener una altura inferior a 3 m.-. Ningn equipo debe estar colocado a una altura inferior de 2,25 m en caso contrario deber usarse barrera de proteccin.

Distancia horizontal para circulacin de personal: Cuando las partes vivas estn por debajo de las alturas mnimas especificadas por la seccin anterior se deber usar barreras de proteccin las cuales en ningn caso estarn a menos de la distancia de fase a tierra ms 0,90 m.

Distancia de seguridad vertical para circulacin de vehculos: Estar en funcin de la altura de los vehculos que circularan por la instalacin ms la distancia de seguridad vertical de circulacin de personal.

Distancia de seguridad horizontal para circulacin de vehculos: Se consideran 0,7 m mayor que las distancias verticales.

Distancias de mantenimiento.Son aquellas que hay que considerar para que el operario pueda realizar un mantenimiento de los equipos bajo las condiciones de seguridad adecuada. Se deben establecer para ello zonas de trabajo alrededor de los equipos las cuales definirn la distancia necesaria para la labor de mantenimiento.