Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniera Escuela de Ingeniera Elctrica

IE 0502 Proyecto Elctrico

ANALISIS COSTO BENEFICIO DEL MANTENIMIENTO DE AISLADORES PARA MEDIA TENSIN

Por: NATALIA BONILLA QUIRS

Ciudad Universitaria Rodrigo Facio

Diciembre del 2008

ANLISIS COSTO BENEFICIO DEL MANTENIMIENTO DE AISLADORES PARA MEDIA TENSINPor: NATALIA BONILLA QUIRS

Sometido a la Escuela de Ingeniera Elctrica de la Facultad de Ingeniera de la Universidad de Costa Rica como requisito parcial para optar por el grado de: BACHILLER EN INGENIERA ELCTRICA Aprobado por el Tribunal:

_________________________________ Ing. Roy Guzmn Ramrez Profesor Gua

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_________________________________ Ing. Allan Pizarro Retana Profesor lector

_________________________________ Ing. Geovanny Arce Murillo Profesor lector

NDICE GENERALNDICE GENERAL.....................................................................................III NDICE DE FIGURAS................................................................................VI NDICE DE TABLAS.................................................................................VII NOMENCLATURA..................................................................................VIII RESUMEN....................................................................................................IX 1 CAPTULO 1: INTRODUCCIN .............................................................11.1 Objetivos..........................................................................................................................3 Objetivo General...................................................................................................................3 Objetivos Especficos.............................................................................................................3

2 CAPTULO 2: DESARROLLO TERICO ............................................52.1 Aspectos relacionados con las redes de distribucin elctrica....................................5 Componentes de la red de distribucin elctrica................................................................5 Lnea primaria de media tensin o distribucin................................................................8 Lnea secundaria...................................................................................................................8 2.2 Contaminacin en Aisladores.........................................................................................9 Materiales empleados en aisladores...................................................................................10

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2.2.1.1 Aisladores de Porcelana............................................................................................10 2.2.1.2 Aisladores de vidrio..................................................................................................11 Tipos de aisladores..............................................................................................................11 2.2.1.3 Aislador de suspensin de caperuza y vstago..........................................................11 2.2.1.4 Aislador polimrico o no cermico...........................................................................11 2.2.1.5 Aislador tipo poste....................................................................................................12 2.2.1.6 Aislador de soporte....................................................................................................13 Fenmenos de flameo en aisladores contaminados..........................................................13 Tipos de contaminacin......................................................................................................15 2.2.1.7 Contaminacin Rural.................................................................................................15 2.2.1.8 Contaminacin Marina..............................................................................................16 2.2.1.9 Contaminacin Industrial..........................................................................................16

3 CAPTULO 3: LIMPIEZA DE AISLADORES Y MANTENIMIENTO POSTERIOR .................................................................................................183.1 Limpieza de aisladores (Norma IEEE STD 957-1995).............................................18 Corriente de Fuga................................................................................................................18 3.1.1.1 Distancia de Funcionamiento....................................................................................19 3.1.1.2 Resistividad del Agua................................................................................................19 3.1.1.3 Presin del Agua.......................................................................................................20 3.1.1.4 Orificio de la Boquilla...............................................................................................20 *Tomado del Boletn Tcnico Gamma Corona #53 de 2008...........................................20

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Intervalo de Lavado............................................................................................................20 3.2 Mantenimiento despus de la limpieza........................................................................21 Recubrimiento de Grasa con Silicona...............................................................................21 Recubrimiento Siliconado RTV.........................................................................................22 3.2.1.1 Aplicacin del Recubrimiento...................................................................................23 3.2.1.2 Equipo Utilizado.......................................................................................................24 3.2.1.3 Lugares en los que se ha aplicado el recubrimiento Midsun 570 HVIC...................25

4 CAPTULO 4: PRACTICAS UTILIZADAS EN LA CNFL..................274.1 Suspensin de Servicios................................................................................................29 4.2 Lavado y recubrimiento de aisladores........................................................................30 4.3 Plan de Ejecucin..........................................................................................................40 Lavado de Aisladores..........................................................................................................40 Recubrimiento de Aisladores.............................................................................................42 En las fotos que se muestran a continuacin se detallan algunos de los puntos en los cuales se instalaron los aisladores que fueron recubiertos y a los que se les dio el seguimiento respectivo........................................................................................................43 Costos Totales......................................................................................................................45

5 CAPTULO 5: ANLISIS DE RESULTADOS.......................................47 6 CAPTULO 6: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.............506.1 Conclusiones..................................................................................................................50

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6.2 Recomendaciones..........................................................................................................51

BIBLIOGRAFA...........................................................................................52 APENDICES..................................................................................................54 ANEXOS........................................................................................................64

NDICE DE FIGURASFigura 2.1 Poste con lnea secundaria.....9 Figura 2.2 Aislador tipo poste....13 Figura 2.3 Aisladores contaminados..16 Figura 3.1 Aislador con recubrimiento RTV23 Figura 3.2 Aislador con recubrimiento Midsun 570 HVIC en Playa Coyote26 Figura 3.3 Equipo aislante recubierto en Planta Vicesa, Cartago..27 Figura 3.4 Aisladores recubiertos en Holcim, Cartago28

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Figura 3.5 Equipo aislante recubierto en Subestacin 1, Puerto Limn28 Figura 4.1 Trabajadores de la CNFL en un mantenimiento preventivo31 Figura 4.2 Circuito Este Concepcin..35 Figura 4.3 Circuito San Miguel Llorente...36 Figura 4.4 Circuito Sabanilla Purral..37 Figura 4.5 Circuito San Miguel Llorente...38 Figura 4.6 Circuito Colima Piuses..39 Figura 4.7 Circuito Sabanilla San Rafael..40 Figura 4.8 Circuito Desamparados Patarr..41 Figura 4.9 Cronograma de Limpieza de aisladores.42 Figura 4.10 Trabajadores de la CNFL realizando lavado a aisladores contaminados.43 Figura 4.11 Aisladores con recubrimiento en Tirrases de Curridabat..45 Figura 4.12 Aislador contaminado ubicado en Las Nubes de Coronado...46

NDICE DE TABLASTabla 2.1 Caracterstica de aisladores tipo poste....12 Tabla 2.2 Caractersticas mecnicas de aisladores tipo poste de 34.5kV..12 Tabla 2.3 Valores de aisladores tipo poste Lapp (porcelana).....15 Tabla 3.1 Parmetros para el lavado de equipo energizado.......19 Tabla 3.2 Distancia de lavado para boquilla 5.95mm..20 Tabla 4.1 Circuitos afectados por contaminacin....34 Tabla 4.2 Plan de aplicacin de recubrimiento siliconado a aisladores.44

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Tabla 4.3 Costos de mantenimiento preventivo48 Tabla 4.4 Costos de aplicacin de recubrimiento siliconado...49 Tabla 5.1 Comparacin entre dos mtodos de mantenimiento de aisladores51

NOMENCLATURAAyA CNFL DPIR DPS FPI ICE PCB Acueductos y Alcantarillados Compaa Nacional de Fuerza y Luz Duracin Promedio de Interrupciones Disponibilidad Promedio del Servicio Frecuencia Promedio de Interrupciones Instituto Costarricense de Electricidad Policloruro de Befenilo

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RTV SMOE

Room Temperature Vulcanization Seccin de Mantenimiento de Obras Elctricas

RESUMENEl proyecto que se presenta tuvo como meta fundamental el estudio del tipo costo beneficio de las opciones de mantenimiento a aplicar en los aisladores tipo poste de porcelana de la red de distribucin elctrica de la Compaa Nacional de Fuerza y Luz. Para poder llevarlo a cabo, se investig acerca de los aspectos ms importantes relacionados con este tipo de proceso, entre los cuales est la norma IEEE STD 957-1995 sobre la limpieza y mantenimiento de aisladores.

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El alcance de este estudio lleg hasta la entrega de un informe en el que se recomienda la utilizacin del recubrimiento siliconado, luego del anlisis previo de la zona, acatando ciertas restricciones como el clima y por consiguiente el tipo de contaminacin que se encuentre, pues en ambientes donde haya demasiada humedad el fabricante no recomienda su uso. Como conclusin principal, al ser un estudio costo beneficio se menciona que la renovacin a tiempo resulta ms econmica que la realizacin continua de acciones de mantenimiento que deben ocurrir durante la vida til del aislador.

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1 CAPTULO 1: INTRODUCCINLa Compaa Nacional de Fuerza y Luz, S.A. (CNFL) es una empresa pblica distribuidora de electricidad en Costa Rica, regulada por el estado en materia de prestacin de servicios elctricos, sus redes cubren 903 Km2 de la gran rea metropolitana. El negocio en la distribucin y comercializacin de la energa se basa en mantener el sistema dentro de ciertos parmetros de calidad, continuidad, confiabilidad y operatividad. Dentro de los problemas tpicos que afectan la red de distribucin podemos mencionar: ramas, postes quebrados, contaminacin, vandalismo, condiciones climticas, entre muchas otras. Esto la obliga a desarrollar programas de mejoramiento y expansin que aseguren la continuidad del servicio elctrico ante las cada vez ms variadas crticas y condiciones de operacin que exige la compleja red de distribucin elctrica que tiene la Compaa Nacional de Fuerza y Luz. El presente trabajo de investigacin muestra el estudio del tipo costo-beneficio realizado a los aisladores de media tensin de la CNFL; el cual se realiz mediante el seguimiento de una serie de pasos entre los cuales est el estudio de las prcticas habituales utilizadas en la CNFL, S.A., el establecimiento de diferentes opciones tecnolgicas de mantenimiento para los aisladores de porcelana, la implementacin de un plan piloto de ejecucin de las diferentes opciones viables y el establecimiento de los costos totales que se propiciaron al ejecutar las diferentes opciones de mantenimiento. La contaminacin en aisladores elctricos provocada por ambientes salinos e industriales, holln, polvo de carreteras, excremento de pjaros, etc., causa que el material

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del aislador pierda su caracterstica de hidrofobicidad, lo que induce a escapes de corriente que se traducen en flameo o en casos extremos en apagones, causando esto serios problemas tanto tcnicos como econmicos. Dichos efectos son provocados por una degradacin de los aisladores, la cual, segn ha sido demostrado en estudios realizados en laboratorio, se debe a descargas que estos deben soportar las cuales causan una especie de calentamiento local en el material y este a su vez erosin de la superficie provocando as que el aislador sufra deterioro el cual va a depender de la intensidad de la descarga. Estas descargas son debidas a una especie de estrs elctrico que se localiza en unas pelculas formadas por las partculas de los contaminantes que se adhieren a la pared del aislador. Los recubrimientos similares a la grasa como el Midsun 570, se han utilizado con xito como recubrimientos protectores para los aisladores de porcelana y vidrio en el mantenimiento elctrico en los ltimos 25 aos. La experiencia del servicio con recubrimiento de silicona ha demostrado que cuando mantienen su repelencia al agua, brindan proteccin del aislador descontinuando la capa de agua. No obstante, la exposicin prolongada a las chispas, la radiacin ultravioleta, la erosin del agua o a la contaminacin particular reducir la repelencia al agua de la grasa. Cuando la grasa pierde la repelencia al agua, las corrientes de fuga y las descargas de banda seca pueden resultar en la descomposicin de la grasa, formando un canal deprimido en el recubrimiento. Otro tipo de solucin existente mucho ms efectiva es el recubrimiento siliconado del tipo RTV (Room Temperature Vulcanization), el cual se adhiere a la superficie del aislador tanto de porcelana como de vidrio y hasta polimrico, de tal manera que forma una

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capa de silicn la cual tiene una gran capacidad de hidrofobicidad, con lo que se evita que los contaminantes se adhieran a la superficie. A partir del esbozo problemtico desarrollado se puede afirmar que para evitar la contaminacin en aisladores elctricos en las lneas de distribucin de energa elctrica es necesario desarrollar sistemas que reduzcan o eliminen el problema de interrupcin de servicio elctrico por la prdida caracterstica de hidrofobicidad de los mismos. La cuestin ser: Es el recubrimiento siliconado del tipo RTV una herramienta que permita dar ms fortaleza al sistema de distribucin area?

1.1 ObjetivosObjetivo General Realizar un estudio costo-beneficio de las opciones de mantenimiento a aplicar a los aisladores tipo poste de porcelana de la red de distribucin de la CNFL, S.A. Objetivos Especficos Identificar las condiciones por las cuales se debe dar mantenimiento a los aisladores y el modo correcto de hacerlo segn la norma IEEE STD 957-1995. Estudiar las prcticas habituales utilizadas en la CNFL, S.A. Establecer las diferentes opciones tecnolgicas de mantenimiento para los aisladores de porcelana y determinar la viabilidad tcnica de aplicar las mismas en la CNFL, S.A. Implementar un plan piloto de ejecucin de las diferentes opciones viables.

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Establecer los costos totales de ejecutar las diferentes opciones de mantenimiento de los aisladores tipo poste de porcelana. Realizar un estudio comparativo del tipo costo-beneficio entre las opciones viables para dar mantenimiento a los aisladores y de acuerdo a los resultados obtenidos recomendar el mtodo ms conveniente para llevar a cabo.

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2 CAPTULO 2: DESARROLLO TERICO2.1 Aspectos relacionados con las redes de distribucin elctricaEn 1882, con la instalacin de las primeras lmparas de filamento de carbn en New York, Edison da inicio a los sistemas de energa elctricos; estos sistemas eran de dos hilos, a potencial constante mediante el uso de corriente continua a baja tensin. Este tipo de sistemas se vieron limitados por varias razones, la principal fue que la distancia a que se poda transmitir con una regulacin de voltaje aceptable era limitada por la cada de tensin en la lnea. Los sistemas de corriente alterna se hicieron posibles con el invento del transformador por Goulard y Gibbs en 1883, haciendo posible la elevacin eficiente y econmica de la tensin, desplazando al de corriente continua y permitiendo la transmisin de grandes cantidades de energa elctrica a grandes distancias. Componentes de la red de distribucin elctrica Se le llama red de distribucin al conjunto de postes de concreto, postes de hierro, conductores elctricos tanto primarios como secundarios, transformadores, etc. Un montaje es un conjunto de materiales (aisladores y postes de metal y/o madera) que cumplen la funcin de sustentar las lneas elctricas de baja y media tensin sobre la estructura de soporte. Algunas partes constituyentes de dichos montajes se enumeran a continuacin.

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Postes de hierro galvanizado: se instalan en lugares donde resulta difcil el acceso de la gra, en lugares de ayuda social (precarios) y en alamedas. Son de fcil transporte y de poco peso. Anclas: Se instalan cuando uno o varios conductores presentan una variacin en la direccin de un poste con respecto al otro. Constituida por uno o varios cables de acero galvanizado que se amarran al poste en su cspide y finalizan en el suelo, su funcin consiste en evitar que el poste se quiebre o se desplome hacia el suelo por la accin de la fuerza ejercida tanto por los accesorios como por el cambio en la direccin de los conductores, brindando un apoyo con una fuerza pero en sentido contrario. Ancla sencilla: se usan tanto en remates de lneas secundarias, con calibres iguales o menores al #3/0 de aluminio, como en remates donde solamente se deba instalar la fase neutra, tambin cuando exista un cambio de direccin de las lneas de un poste a otro. Ancla doble: empleada en postes donde rematan las lneas primarias (monofsicas, bifsicas o trifsicas) y secundarias con conductor igual o menor al #3/0AL. Ancla doble pesada: utilizada nicamente cuando el calibre de los conductores es mayor al #3/0AL. Entre estos estn #266.8 AL, #336.4 AL, #477.0 AL. Ancla de acera sencilla: se usa exclusivamente en aceras o en lugares en donde el espacio para colocarla es muy reducido y no pueden colocarse dentro de la propiedad. Ancla acera doble: se emplea en las mismas circunstancias que la anterior pero tienen un cable ms de soporte.

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Tierra convencional: es un tipo de proteccin dirigida a tierra, la cual consta de una varilla de cobre enterrada bajo el suelo y conectada al neutro mediante un conductor de bajo calibre, se utiliza en los puntos donde se remata el neutro secundario, aberturas secundarias y en extensiones en donde solamente se requieran lneas y neutro cada tres postes. Tierra convencional (malla de tierra): consta de tres varillas de cobre enterradas bajo el suelo. Se colocan en los sitios donde se instala transformador, protecciones como pararrayos y cortacircuitos y en bvedas de transformadores. Transformador: es una mquina elctrica que permite aumentar o disminuir el voltaje en un circuito elctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal es igual a la que se obtiene a la salida. Pararrayos: es otro tipo de proteccin empleada siempre donde se instale un transformador, su funcin es disipar el sobre voltaje que se produzca por la cada de un rayo. Cortacircuitos: se usa para evitar que un sobre voltaje pueda ingresar al transformador y lo dae o produzca algn sobre calentamiento en las lneas y las funda. Cuando se quiere hacer alguna derivacin de un circuito principal, donde inicia esta se debe colocar un cortacircuito por cada fase que se vaya a extender. Luminarias: las ms empleadas por la CNFL son las tipo cobra ya que presentan mayor eficiencia en niveles de luminosidad.

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Cuchilla seccionalizadora de lnea: se instalan en lugares donde se requiere enlazar un circuito con otro. Segn sea la necesidad, se colocan normalmente abiertas o cerradas cuando se quiere tener un respaldo de otro circuito, por algn dao en la red o por alguna falla en la subestacin. Conductor: material que permite el paso de una corriente elctrica a travs de l, con un mnimo de prdidas. Lnea primaria de media tensin o distribucin Es la encargada de transportar las tensiones medias desde una subestacin reductora hasta los transformadores de distribucin (convencionales, secos, de pedestal o sumergibles). Lnea secundaria Los conductores de media tensin siempre van acompaados de un conductor elctrico llamado neutro. El secundario se distingue por tener uno o dos conductores elctricos (fases), los cuales siempre se colocan por debajo del neutro. Estas fases estn conectadas a un transformador de distribucin y permiten distribuir la tensin a travs de ellos y poder llevarlo hasta las acometidas. En ocasiones, se utiliza un conductor ms llamado fase C, el cual es utilizado para suministrar servicio de 3 lneas a baja tensin.

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Figura 2.1 Poste con lnea secundaria.

2.2 Contaminacin en AisladoresLos conductores empleados en las lneas areas, en la mayor parte de los casos, son desnudos, por lo que se necesita separarlos de los soportes por medio de aisladores, fabricados generalmente de vidrio o porcelana.

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Un aislador debe cumplir con varias funciones tanto elctricas como mecnicas. La funcin mecnica es principalmente sostener a los conductores elctricos, as como resistir a los esfuerzos que se originan por las cargas mecnicas por el viento, los cambios bruscos de temperatura, peso, tensin, etc. Como funcin elctrica proporcionar el aislamiento elctrico en forma permanente, y an en condiciones severas de contaminacin segn el tipo de aislador, desde el conductor a cualquier punto conectado a tierra, resistir sobre tensiones por descargas atmosfricas y sobre tensiones debidas a la operacin de la red elctrica. Adems debe permitir realizar las operaciones de mantenimiento tanto en la lnea energizada como desenergizada. Por lo anterior, se afirma que los aisladores son de todos los elementos de la lnea, aquellos en los que se pondr el mximo cuidado, tanto en su eleccin como en su control de recepcin, colocacin y vigilancia, pues al ser frgiles por naturaleza se ven sometidos a esfuerzos combinados, elctricos, mecnicos y trmicos que colaboran en su destruccin. Materiales empleados en aisladores 2.2.1.1 Aisladores de Porcelana Su estructura debe ser homognea y para dificultar las adherencias de la humedad y polvo, la superficie exterior est recubierta por una capa de esmalte. Se fabrican con caoln y cuarzo.

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2.2.1.2 Aisladores de vidrio Fabricados por una mezcla de arena silcea y arena calcrea. El material es ms barato que la porcelana, pero tienen un coeficiente de dilatacin muy alto, que limita su aplicacin en lugares con cambios grandes de temperatura; la resistencia al choque es menor que en la porcelana; sin embargo tienen la ventaja de que al poseer transparencia se facilita el control visual. Tipos de aisladores 2.2.1.3 Aislador de suspensin de caperuza y vstago Es un aislador de enlace que est sometido principalmente a esfuerzos de tensin. Est conformado por una caperuza y un vstago de acero galvanizado, unidos a los extremos de un disco de material aislante, ya sea vidrio templado o porcelana. 2.2.1.4 Aislador polimrico o no cermico Este aislador puede realizar tareas de suspensin, as como de brazos direccionales de conductores. Se diferencia de los dems por la composicin qumica del material aislante utilizado, ya que se hace basado en materiales sintticos como elastmeros, resinas o fluorocarbonos. Generalmente tienen una carga de slidos para mejorar la resistencia a descargas elctricas superficiales. Tambin se les conoce como aisladores compuestos.

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2.2.1.5 Aislador tipo poste Este tipo de aislador hace la funcin de brazo direccional, pues est constituido por uno o ms ensambles de porcelana en forma de poste. La longitud y nmero de ensambles de este tipo de aislador est en funcin del nivel de voltaje que operar. A continuacin se muestran dos tablas en las que se presentan las caractersticas elctricas y mecnicas de este tipo de aislador. Tabla 2.1 Caractersticas elctricas de los aisladores tipo poste para 34.5 kV Caractersticas Elctricas Tensin nominal del sistema Tensin de 60 Hz. Seco Hmedo Flameo Al impulso de onda Positivo Negativo completa 1.2 x 50 s Radio Tensin de Prueba a 60 Hz Tensin a 1000 kHz Interferencia Distancia Mnima de Fuga de Flameo en Seco 34.5 125 100 210 260 30 200 737 311 Unidad kV kV kV kV kV kV V mm mm

Tabla 2.2 Caractersticas mecnicas de los aisladores tipo poste para 34.5kV Propiedades Mecnicas y Fsicas Resistencia Mecnica al Cantiliver 12.5 Peso Neto por Pieza 12.7 Empaque Normal en Reja de 2 Madera Unidad kN kg Pzas.

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Figura 2.2 Aislador tipo poste. 2.2.1.6 Aislador de soporte Se utiliza en las subestaciones de transmisin y distribucin, realizando tareas de soporte y alojamiento de equipo. Los tipos ms comunes son: poste pedestal, poste con corazn slido, poste multi-cono y poste tipo alojamiento. Fenmenos de flameo en aisladores contaminados El flameo en los aisladores por causa de la contaminacin es un fenmeno que se presenta en varias etapas, las cuales se pueden resumir en los siguientes pasos. 1. Formacin de capa contaminante: para que esta se produzca se necesita que varios factores acten, entre ellos estn el tamao de las partculas contaminantes; la superficie del aislador, pues se ha encontrado que la cantidad de partculas que se depositan sobre este vara en forma lineal con la rugosidad que presente; los

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factores meteorolgicos como la velocidad del viento, la temperatura, la presin y la precipitacin pluvial tambin influyen notablemente. 2. Proceso de humectacin: esta se presenta por migracin de humedad en la capa contaminante. Cuando el aislador est seco, la distribucin de voltaje es esencialmente la misma que para un aislador limpio, pero a medida que el proceso de humectacin progresa, la resistencia superficial se ve afectada, debido a que la parte soluble del contaminante depositado se convierte en un electrolito, lo que da inicio a un flujo de iones conocidos como corriente de fuga. 3. Circulacin de la corriente de fuga: en condiciones de humedad, la circulacin de la corriente de fuga genera una disipacin de energa por efecto joule, ocasionando la evaporacin de la humedad contenida en la capa de contaminante. La densidad de corriente no es uniforme, pues esta es mayor en las zonas donde la capa de contaminante tiene un espesor menor y en las partes ms estrechas del aislador. En estas zonas se forman bandas secas, que tienen una alta resistencia elctrica y al estar rodeadas de zonas conductoras se comportan como pequeos capacitores que concentran en sus extremos el voltaje total. 4. Descargas elctricas superficiales: el voltaje aplicado en las terminales del aislador se concentra en las bandas secas causando gradientes elctricos altos, que rompen la rigidez elctrica del aire, provocando descargas superficiales entre los extremos de las bandas secas.

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5. Flameo: El incremento de regiones conductivas, permite la falla por flameo, debido a que se reduce la resistencia superficial y se incrementa la corriente de fuga. A continuacin se muestra una tabla con los valores de flameo correspondientes a tres modelos diferentes de aisladores. Tabla 2.3 Valores de aisladores tipo poste de porcelana (marca Lapp) Modelo ( KV) 22 29 40 Flameo + 180 210 255 Flameo 205 260 340 Dist. De fuga 14 (355,6) 22 (558,8) 29 (736,6) Dist. De Arco 229 (9,5) 331 (12,25) 368 (14,5) Flameo Seco 110 125 150 Flameo Hmedo 85 100 125

Tipos de contaminacin El tipo de contaminacin est directamente ligado a la zona en la que se realice una medicin de contaminacin, entre los tipos ms importantes podemos nombrar los siguientes. 2.2.1.7 Contaminacin Rural Generada por las diversas variables meteorolgicas existentes, como el viento, la temperatura, la presin baromtrica, etc., es una de las menos agresivas pues presenta niveles de contaminacin y crecimiento bajos.

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Figura 2.3 Aisladores contaminados. 2.2.1.8 Contaminacin Marina Se encuentra en las costas con un nivel contaminante entre medio y alto, con ciertos casos considerados como crticos. 2.2.1.9 Contaminacin Industrial Producida por la emisin de desechos industriales a la atmsfera principalmente a travs de las chimeneas. Su nivel de contaminacin vara dependiendo de la actividad de la zona. Si esta es constante, los desechos arrojados sobre las lneas elctricas ocasionan altos niveles de contaminacin en perodos cortos de tiempo. Existen casos en que los desechos

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se adhieren fuertemente a la superficie del aislador, provocando deterioro y deficiencia en el desempeo elctrico, lo que trae como consecuencia el flameo.

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3 CAPTULO

3:

LIMPIEZA

DE

AISLADORES

Y

MANTENIMIENTO POSTERIOR3.1 Limpieza de aisladores (Norma IEEE STD 957-1995)Los aisladores de distribucin conllevan diferentes preocupaciones a las de los aisladores de lnea de transmisin, debido al voltaje inferior involucrado y a las distancias de seguridad respectivas del armazn del poste. La correcta limpieza de los aisladores elctricos de media tensin se debe llevar a cabo siguiendo una serie de pasos para que el proceso se pueda llevar a cabo de forma correcta, as como ciertas consideraciones tcnicas. Corriente de Fuga Es la corriente que fluye a travs de elementos normalmente no conductores, por ejemplo las mangueras. Se considera que para un hombre promedio el valor seguro de corriente de separacin est alrededor de 8mA y 9mA. Un valor aproximado de 1mA, una persona lo detecta como una sensacin de hormigueo suave y se puede definir como la corriente umbral de percepcin. Cuando la conexin a tierra de la boquilla est adecuadamente conectada, no debera fluir corriente de fuga alguna a travs del cuerpo de una persona, durante el lavado. An as se debe prever la posibilidad de que se pierda dicha conexin, por lo cual se debe limitar la corriente de fuga a 2mA. Aparte se debe buscar la manera de que los pies y manos del operador se encuentren al mismo potencial elctrico.

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Existen varios parmetros que influyen en la corriente de fuga que se produce en el flujo de agua, las cuales se listan a continuacin y a su vez se ilustran en la tabla 1. Tabla 3.1 Parmetros para el lavado de equipo energizado Voltaje De la lnea (KV) 34.5 34.5 Distancia mn. entre boquilla y conductor m pies 2.44 2.44 8 8 Resistividad mnima del agua cm pulg 1300 1300 512 512 Presin mnima de la boquilla kPA 2758 2758 Lb/pulg2 400 400 Dimetro mximo del orificio mm 6.35 4.76 pulg 0.25 0.1875

3.1.1.1 Distancia de Funcionamiento Distancia existente entre el conductor y la boquilla, mientras mayor sea esta menor ser la efectividad del lavado y la magnitud de la corriente de fuga. En caso de que esta distancia se vea limitada por el tamao del poste o torre donde se encuentren ubicados los aisladores se puede utilizar agua desmineralizada. 3.1.1.2 Resistividad del Agua Se debe tener conciencia que si sta es muy baja se puede producir flameo o algn tipo de lesin durante el lavado del aislador. Un valor comn es el superior a los 1.400cm, el cual puede obtenerse de los hidrantes de la ciudad; otro tipo de agua es la desmineralizada que cuenta con una resistividad de 50.000cm o superior y se obtiene de plantas de vapor. Hay que tener en cuenta que la resistividad del agua cambia con la temperatura.

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3.1.1.3 Presin del Agua Est relacionada con la distancia de funcionamiento lo que hace que sea fcil de ajustar, por ejemplo, usando una presin inferior con el aumento de la distancia. 3.1.1.4 Orificio de la Boquilla Afecta directamente el tamao y desempeo que tendr el flujo de agua. De acuerdo al orificio de boquillas que se elija, existe una distancia de lavado que se debe respetar; como ejemplo se muestra la tabla de distancias de lavado y voltaje de lnea para una boquilla de 5.95mm.

Tabla 3.2 Distancia de lavado para una boquilla de 5.95mm Voltaje de lnea (kV) Distancia en metros 4 2.13 13 3.05 24 3.66 71-115 4.57 230 4.57 500 6.10 *Tomado del Boletn Tcnico Gamma Corona #53 de 2008 Distancia en pies 7 10 12 15 15 20

Intervalo de Lavado Los aisladores se deben lavar antes de que se alcance el lmite predeterminado para el grado de contaminacin, de manera que no se produzca accidente por flameo durante el lavado de la lnea viva. Se recomienda hacer un seguimiento de la acumulacin de

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contaminante sobre los aisladores, midiendo la densidad equivalente del depsito de sal, para poder llevar a cabo un plan de limpieza de los mismos.

3.2 Mantenimiento despus de la limpiezaActualmente existen en el mercado diferentes opciones que permiten darle un mantenimiento adecuado a los aisladores despus de la limpieza. Los dos tipos ms utilizados son el recubrimiento siliconado sencillo y el tipo RTV, seguidamente se mencionan sus principales caractersticas. Recubrimiento de Grasa con Silicona Cuando se producen arcos de alta intensidad en recubrimientos de silicona relativamente delgados, se originan puntos calientes locales en la superficie del aislador. Si la temperatura aumenta puede llegar a fracturarse la porcelana del mismo. La efectividad del recubrimiento de grasa con silicona depende del grosor apropiado y de la uniformidad. Los requisitos para la proteccin difieren segn la ubicacin y el ambiente; es decir, cada instalacin puede haber adoptado sus propias prcticas de aplicacin para el mantenimiento del aislador. Por ejemplo, los contaminantes no absorbentes, como las partculas metlicas requieren menos fluido que las partculas absorbentes como los fertilizantes, si la intensidad de contaminacin es similar. Para que la proteccin contra la contaminacin sea la adecuada durante un periodo largo de tiempo, se requiere un recubrimiento tixotrpico del compuesto de silicona. Los puntos delgados en el recubrimiento de silicona del aislador se saturan ms rpidamente con partculas que las reas ms gruesas. Cuando esto sucede, la superficie del

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aislador pierde sus propiedades de repelencia al agua y se puede desarrollar el arco local, lo que hace que el fluido de silicona se descomponga y deje expuesto el relleno de slice. Para evitar este fenmeno, se debe aplicar un recubrimiento uniforme y se debe verificar peridicamente la repelencia al agua y el desarrollo de puntos de color plido en los aisladores. No se recomienda la aplicacin de compuesto de silicona nuevo sobre un material de silicona contaminado, ya que esto puede resultar desastroso. Recubrimiento Siliconado RTV Los recubrimientos de silicona RTV, estn diseados para reemplazar la grasa de silicona y el lavado con agua y cada vez se utilizan con mayor frecuencia para evitar el flameo. Existen varios tipos, los cuales difieren en su capacidad de evitar el flameo y las corrientes de fuga. Aquellos que llegan a perder su hidrofobicidad tienen una vida muy corta. Una de las consideraciones ms importantes de estos recubrimientos, despus del desempeo, es la fcil aplicacin, lo que hace que el costo de instalacin proporcione un ahorro significativo.

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Figura 3.1 Aislador con recubrimiento RTV. 3.2.1.1 Aplicacin del Recubrimiento Entre las consideraciones que se deben tener en cuenta al aplicar estos recubrimientos se incluye la formacin de la pelcula, el tiempo mximo de utilizacin, la preparacin de la superficie y del material. Al preparar la superficie se debe tener en cuenta que esta se encuentre limpia y libre de aceite, polvo o humedad. Generalmente el procedimiento a seguir es lavar con agua a presin alta seguida de un lavado manual con alcohol isoproplico. Cuando hay aisladores contaminados con material similar al cemento se les debe dar un tratamiento con un limpiador abrasivo seco como la tuza de maz triturada o las cscaras de de nuez mezcladas

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con polvo de cal. Los aisladores engrasados son muy difciles de limpiar; una vez eliminado la mayor parte de la grasa con un limpiador abrasivo seco, la superficie se debe limpiar manualmente con un solvente como la nafta, para eliminar la capa residual de grasa. La formacin de la pelcula se ve afectada por la viscosidad del material, las caractersticas de fluidez y el acabado de la superficie del substrato. Debido a que estos recubrimientos se aplican normalmente a porcelana esmaltada, la fluidez es la propiedad ms importante del material. El tipo de solvente controla el tiempo que toma la cura del material. La experiencia ha demostrado que los sistemas de recubrimiento que usan tricloroetano como solvente curan un 30% ms rpido que los sistemas de recubrimiento con base en nafta. Un sistema de recubrimiento de curado rpido representa un ahorro significativo en el costo.

3.2.1.2 Equipo Utilizado Los recubrimientos con silicona RTV tienen la facilidad de poder ser aplicados ya sea con brocha o mediante aspersin, el mtodo a utilizar depende del tipo de trabajo que se piense realizar. Para un proyecto que involucre pocos aisladores es ms econmico utilizar brocha, la cual debe ser del tipo goma de espuma que brinda una superficie ms lisa que la brocha con cerda convencional, sin embargo esto provoca la desventaja de que no se aplique tan rpidamente como se deseara. El equipo convencional de aspersin inyecta aire dentro del material antes de que ste abandone el eyector. El grado de deposicin generalmente es inferior que los sistemas

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sin aire, pero los eyectores permiten ajuste fcil de los patrones de aspersin y de flujo. Ahora estos recubrimientos al ser aplicados generalmente sobre superficies con formas complejas y buscarse la forma de minimizar la prdida del material para que el costo no se eleve ms de lo planeado, este es el mejor sistema de aplicacin para uso general. Actualmente existen eyectores que reducen significativamente la sobre-aspersin; son eyectores de alta presin y volumen bajo, este tipo de equipo es ideal para usar con recubrimientos de silicona RTV. Una vez terminado el proceso de recubrir los aisladores, se debe lavar con solvente todo el equipo que se utiliz, ya sean bombas, mangueras y/o eyectores. Otra especificacin que se debe tomar en cuenta es que todos los accesorios para las bombas y eyectores deben ser 100% de acero inoxidable o bronce. 3.2.1.3 Lugares en los que se ha aplicado el recubrimiento Midsun 570 HVIC El recubrimiento Midsun 570 HVIC fue el que se utiliz para realizar el estudio a los aisladores, este ha sido aplicado por la empresa CFS Sistemas Costa Rica desde un tiempo atrs a varios puntos considerados de alta contaminacin; a continuacin se enumeran algunos. Noviembre 2003: Aplicacin a polo de interruptores de 230kV en Subestacin Arenal, ICE. Febrero 2004: Aplicacin a aisladores de un transformador de potencia para recuperar el aislamiento perdido debido a un cortocircuito, Subestacin Hatillo, CNFL.

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Mayo 2004: Aplicacin a aisladores monofsicos 34.5kV en Playa Coyote, Santa Rita ICE. Esta lnea presentaba serios problemas de contaminacin salina, lo que provocaba salidas constantes de la red. Su mantenimiento constante por lavado resulta de alto costo, la aplicacin del recubrimiento ha significado un gran beneficio no solo para el ICE sino tambin para sus clientes. Marzo 2005: Bushings de transformadores en Subestacin de 34.5kV de la planta de generacin por biogs en Ro Azul, BioEnergie-Saret. Diciembre 2005: Aisladores de Subestacin de 34.5kV de planta elica Movasa, Tilarn. Enero 2006: Aplicacin sobre todos los equipos de aislamiento en subestacin de 34.5kV de la Planta Vicesa, Cartago, perteneciente al grupo VICAL. Esta proteccin contra la contaminacin permite disminuir sus costos de mantenimiento as como garantizar mayor continuidad del servicio elctrico. Abril 2006: En aisladores de 2 subestaciones de 34.5kV internas en la planta de cemento Holcim, Cartago. Estas subestaciones se encuentran bajo techo y an as sufren por la contaminacin, por esta razn Holcim decidi sustituir el mantenimiento peridico con grasas de silicn por el recubrimiento siliconado Midsun 570, lo que le ha permitido mayores ahorros a travs del tiempo. Agosto 2007: Aplicacin en aisladores en subestacin 1 en Puerto Limn, Japdeva.

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4 CAPTULO 4: PRACTICAS UTILIZADAS EN LA CNFLLa Compaa Nacional de Fuerza y Luz es uno de los entes encargados en Costa Rica de la distribucin y comercializacin de la energa elctrica, esto siguiendo ciertos parmetros de calidad, continuidad, confiabilidad y operatividad. La calidad del servicio elctrico se ve afectada principalmente por dos factores, la continuidad del servicio y la forma de onda de tensin y corriente. El primer factor es afectado por la frecuencia promedio de interrupciones (FPI), la duracin promedio de las interrupciones (DPIR) y la disponibilidad promedio del servicio (DPS). Para poder cumplir con los servicios de manera eficiente, se toma en cuenta todas las causas y problemas que afectan la red de distribucin, entre ellos los siguientes: Ramas: siembra de rboles bajo o cerca de la lnea, lo que conlleva a un control mediante poda y orientacin del rbol que este amenazando el servicio. Contaminacin: especficamente en los aisladores, causada por industrias, tierra, polvo comn, polvo de cemento, musgo, entre otros. Vandalismo: robo de neutro, bajantes de puesta a tierra, cables triples, luminarias, lneas primarias, entre otros. Condiciones climticas: rayera, tormentas, tornados, lluvias en general, etc. Obsolescencia: fatiga y degradacin natural de los materiales y equipos. Por lo expuesto anteriormente, es que la Seccin de Mantenimiento de Obras Elctricas (SMOE) de la CNFL, trabaja en la elaboracin de un plan anual de

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mantenimiento, el cual le permite tomar diferentes tipos de acciones, entre ellas las que se mencionan seguidamente: Correctivas: conjunto de operaciones utilizadas para que un sistema con falla o deterioro vuelva a trabajar en condiciones ptimas. Preventivas: radica en el establecimiento de inspecciones peridicas a las instalaciones de forma programada, con el objetivo de detectar deficiencias y corregirlas. Predictivas: el objeto de estas es diagnosticar sntomas relacionados con las condiciones de operacin del sistema que permite detectar descargas o daos.

Las actividades de mantenimiento general y reparacin se componen de etapas, para su correcta ejecucin, que forman un archivo tcnico donde se rene toda la informacin sobre los componentes que conforman la red de distribucin, los datos concernientes a la operacin, un manual terico y prctico de su funcionamiento, y las reas crticas existentes. Peridicamente se realizan inspecciones a los circuitos con el objetivo de programar las actividades de mantenimiento ya sean de ndole preventivo o correctivo segn corresponda.

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4.1 Suspensin de ServiciosEs una de las tantas actividades realizadas por la SMOE, su coordinacin y programacin est influenciada por dos factores principalmente; uno de ellos es la

inspeccin de los circuitos, la otra son los registros de las interrupciones de servicio inesperadas, las cuales brindan ndices de calidad e informan sobre cuales circuitos requieren mayor atencin.

Figura 4.1 Trabajadores de la CNFL en un mantenimiento preventivo

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Una suspensin contempla la revisin de postes (todos los componentes que lo constituyen) que se encuentran dentro del rea especificada, algunas de las actividades que se realizan son las siguientes: Cambio de aisladores, cortacircuitos, y pararrayos. Instalacin de cortacircuitos, cuchillas, pararrayos, anclas y tierras. Relocalizacin de anclas y postes. Tensin de lneas. Coordinacin de fusibles. Revisin de transformadores y acometidas. Toma de muestras de aceite a los transformadores para la deteccin de PCBs (Poli Cloruro de Befenilo)

4.2 Lavado y recubrimiento de aisladoresEn el plan anual de mantenimiento se incluye una seccin dedicada especficamente al lavado de aisladores, debido a que hay ciertos lugares, que por sus condiciones de contaminacin, necesitan de limpieza constante. Sabiendo lo anterior y de acuerdo con las inspecciones realizadas a circuitos, se determin cuales son los que presentan mayor afectacin por contaminacin. En la tabla 4.1 y las figuras de la 4.2 a la 4.8 se muestra los circuitos a los cuales se les aplic ya sea solamente el lavado y/o el recubrimiento siliconado Midsun 570 HVIC. La eleccin de a cuales circuitos se les dio solamente lavado y de a cuales se les aplicara el recubrimiento estuvo respaldada por el Ingeniero Juan Carlos Chacn Len,

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representante de la marca Midsun en Costa Rica; entre los comentarios que extendi cabe destacar el siguiente: El tipo de zona montaosa presenta un tipo de contaminacin muy particular que incluye el crecimiento de musgo en los aisladores, para este tipo de problema no se encuentra documentado que el recubrimiento evite dicho crecimiento, por lo que aplicarlo en un lugar como Las Nubes de Coronado sera realmente una prueba no recomendada por nuestra empresa. Por otro lado si est demostrado que los silicones atraen la formacin de moho, ya que la silicona se convierte en una especie de alimento para este, sin embargo aqu el silicn si acta pues limita el desarrollo de corrientes de escape previniendo los cortocircuitos. Por esta razn se decidi que en el tipo de zona descrita se utiliz solo el lavado y se evit utilizar el recubrimiento siliconado.

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Tabla 4.1 Circuitos afectados por contaminacin. Circuito (34.5kV) EsteConcepcin San MiguelLlorente SabanillaPurral Colima-San Pedro y ColimaPiuses SabanillaSan Rafael Desampara dos-Patarr Sabanilla Desamparad os TOTAL 33 41 625 Tibs 10 Sabanilla 246 San Miguel 255 Este Subestac. Cant. postes Tres Ros, a partir de 40 la Iglesia de Dulce Nombre Coronado San Pedro Calle Choco; Coronado Las Nubes hasta Monserrat Goicoechea, Rancho Redondo Tibs, alrededores de La trefilera Abonos Agro (Centro de y 2 distribucin mayoreo) Tres Ros Patarr, alrededores de Productos de Concreto TOTAL 69.23 Lavado 54.14 Lavado Sector Km revisados Tcnica aplicada

92.18

Recubrimi ento Lavado y recubrimie nto Recubrimi ento Recubrimi ento

81.78 65.39 364.72

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Figura 4.2 Circuito Este-Concepcin

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Figura 4.3 Circuito San Miguel - Llorente

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Figura 4.4 Circuito Sabanilla - Purral

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Figura 4.5 Circuito San Miguel Llorente

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Figura 4.6 Circuito Colima Piuses y Colima Barrio Dent

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Figura 4.7 Circuito Sabanilla-San Rafael

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Figura 4.8 Circuito Desamparados - Patarr

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4.3 Plan de EjecucinDespus de la inspeccin de los circuitos de la red de distribucin elctrica de la Compaa Nacional de Fuerza y Luz y determinar cules eran los que se encontraban en mayores condiciones de contaminacin, se realiz un plan de recubrimiento de aisladores tipo poste de porcelana en conjunto con el ya existente de lavado, con el objetivo de comparar ambas tcnicas y as determinar cul era la opcin ms viable. Lavado de Aisladores Como se mencion anteriormente, antes de realizar este estudio ya exista en la CNFL un plan de lavado de aisladores, este se tom como base y se le dio seguimiento. En la figura 5.1 se muestra una parte del cronograma realizado por la SMOE, a partir del cual se continu trabajando. Este cronograma est hecho para los meses de enero hasta abril, pues se aprovecha la poca seca del ao, pero cuando la zona lo amerita se realiza el lavado fuera del cronograma planteado.

Figura 4.9 Cronograma de limpieza de aisladores

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En el captulo anterior, en la tabla 4.1 se detallaron los circuitos con altos grados de contaminacin y cules fueron los elegidos para realizarles el lavado; dicho proceso se llev a cabo siguiendo la norma IEEE STD 957-1995 (resumida en el captulo 3, apartado 3.1). Luego de realizar el proceso sealado, se observ como al poco tiempo ya se requera nuevamente la limpieza, esto indic que el lavado a los aisladores es un mtodo de mantenimiento que a corto plazo funciona, pero que para lugares de difcil acceso es mejor aplicar alguna tcnica alternativa con mayor tiempo de efectividad.

Figura 4.10 Trabajadores de la CNFL realizando el lavado a aisladores contaminados

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Recubrimiento de Aisladores Para la aplicacin del recubrimiento se utiliz una tcnica especial, debido a que la muestra de aisladores a la que se le aplic lo permita (50 aisladores tipo poste); este procedimiento fue aplicar en piso el recubrimiento y darles un tiempo de secado determinado antes de instalarlos, en este caso se recomiendan 24 horas para el curado completo y alrededor de 15 das para su manipulacin sin problema alguno. Como fue dado a conocer por parte del proveedor, este tipo de aplicacin es perfectamente factible adems de ser ms efectiva por unidad de tiempo, la nica desventaja que implica son los cuidados en la manipulacin, almacenamiento e instalacin que se les debe dar. El plan que se sigui es el que se muestra en la tabla 5.1, aqu se incluyen las zonas indicadas en la tabla 4.1 del captulo anterior adems de incluir un poste en Tirrases de Curridabat al que se le cambiaron los aisladores tipo poste convencionales que tena por unos con recubrimiento siliconado RTV, pues se aprovech que se iba a realizar un trabajo en dicho poste y los aisladores que este tena se encontraban contaminados. Tabla 4.2 Plan de aplicacin de recubrimiento siliconado a aisladores

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En las fotos que se muestran a continuacin se detallan algunos de los puntos en los cuales se instalaron los aisladores que fueron recubiertos y a los que se les dio el seguimiento respectivo.

Figura 4.11 Aisladores con recubrimiento Midsun HVIC 570 en Tirrases de Curridabat

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Figura 4.12 Aislador contaminado ubicado en Las Nubes de Coronado

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Costos Totales Tanto el lavado como el recubrimiento de los aisladores implican varios costos tanto por mano de obra como por materiales. A continuacin se detallan los gastos que se debi realizar para la ejecucin de ambas tcnicas. En el primer caso (lavado de los aisladores) los gastos a corto plazo no son mayores, pues no se necesita de ningn material especial, simplemente la pistola y la bomba de agua (en la CNFL ya se cuenta con ellas por lo que no se necesita hacer inversin extra); lo que en este caso llevara mayores gastos es la mano de obra por razones obvias, pues, primero se debe realizar un planeamiento que permita ejecutar dicho proceso de manera exitosa y segundo se necesita contar con el personal que lleve a cabo la labor. Esta tcnica es repetitiva, pues al lavar un aislador este se vuelve a ensuciar y se tiene que lavar nuevamente, producindose as un ciclo interminable; esto causa que los costos se acrecienten a largo plazo, siendo as un gasto recurrente de la empresa y convirtindose en una salida de dinero alta, adems sin olvidar el hecho de que el tiempo que se est empleando en dicho proceso podra ser utilizado en otro tipo de labores de mejoramiento o mantenimiento de la red de distribucin elctrica. Otro inconveniente que causa el lavado de los aisladores es que cuando un circuito se revisa pasa un tiempo para que se vuelva a inspeccionar lo que muchas veces produce que se tenga que cambiar los aisladores continuamente, debido a que se queman o se flamean, y por consiguiente los gastos se acrecientan. La tabla 4.3 muestra los gastos totales que se producen en un mantenimiento

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preventivo, especficamente causados por el cambio de los aisladores; en ella se toman los datos del presente ao de los meses de enero hasta octubre. De acuerdo a los datos recopilados en dicha tabla se calcul un promedio del gasto mensual causado por el cambio de los aisladores el cual es de 676.544.85 aproximadamente para 70 aisladores, es decir para la muestra estudiada (160 aisladores) sera un total de 1.353.089.70 aproximadamente. Tabla 4.3 Costos de mantenimiento preventivo Mes Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre Total (10 meses) Promedio Cantidad de aisladores cambiados por mes 105 153 38 64 92 54 83 22 57 38 706 70.6 Costo por unidad 8342.14 -----------Costo total 875.924.7 1.276.347.42 317.001.32 533.869.96 767.476.88 450.475.56 692.397.62 183.527.08 475.501.98 317.001.32 6.765.448.54 676.544.85

Para realizar el recubrimiento se debe hacer una inversin alta al inicio, pero esta garantiza un perodo de vida largo (10 aos sin necesidad de mantenimiento certificado por el fabricante). En este caso los gastos totales en materiales se detallan en la tabla 4.4 (informacin brindada por el Ing. Juan Carlos Chacn Len de CFS Sistemas, Costa Rica). Tabla 4.4 Costos de aplicacin de recubrimiento siliconado RTV Midsun-570 HVIC Cdigo de Descripcin del producto Cant. Precio Subtotal

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producto 800701

Bomba Airless sistema spray Titan 440ix, sistema de aplicacin de pintura por spray tipo airless, 1.9 litros/minuto, tamao mximo punta de aplicacin 0.055mm, mxima presin 22.8MPa (3300 psi), 1.15 HP Infinity Brushless DC Motor. Largo mximo de manguera 91.4mts. Galn Silicn RTV Midsun 570 HVIC (cantidad para aplicar a 160 aisladores)

1

Unitario $ 1.500.00

$ 1.500.00

010602

6

$ 255.00

$ 1.530.00

Subtotal Impuesto Total

$ 3.030.00 $ 393.90 $ 3.423.90

5 CAPTULO 5: ANLISIS DE RESULTADOSLa funcin del mantenimiento es la aplicacin de un conjunto de prcticas sobre bienes fsicos, con el fin de garantizar una mxima disponibilidad al menor costo posible para garantizar calidad en el servicio brindado. En este trabajo se tena entre sus objetivos realizar un estudio comparativo entre las tcnicas viables para dar mantenimiento a los

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aisladores, a continuacin se analizan las 2 opciones estudiadas, estas son el cambio de aisladores con su respectivo lavado posterior y el recubrimiento de los mismos, de las cuales la primera se practica comnmente en la CNFL y la segunda se implement y se comenz a realizar para poder determinar los pro y contras que trae consigo. La base fundamental del mantenimiento mediante el lavado es econmica, y para que el xito econmico se lleve a cabo se debe buscar la manera de optimizar el tiempo, el esfuerzo y el dinero en forma conjunta. Al tener un sistema deteriorado el servicio que se brinda no es el ptimo, esto provoca una disminucin en las utilidades as como un aumento de riesgos laborales y de las interrupciones, lo que trae consigo un aumento en los costos. Cuando el mantenimiento no es el correcto o cuando la necesidad de que este se ejecute es urgente, el factor econmico adquiere un papel ms importante. Cuando no se obtiene buena presentacin y correcta operacin, cuando no se contribuye al retorno del capital invertido, ni a la seguridad del cliente, del trabajador, ni del propio sistema surge la siguiente pregunta Es necesario continuar egresando dinero por mantenimiento o se debe renovar el activo? (Entindase como renovacin al cambio de un aislador contaminado por uno nuevo y con recubrimiento siliconado) La accin de renovacin se fundamenta en que el nuevo aislador posee mayor capacidad, lo cual eleva la calidad y disminuye los costos de operacin, por lo que promete un mayor retorno sobre la inversin y un mejor servicio para el cliente.

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La idea de recubrir los aisladores surgi como resultado de la aparicin del envejecimiento, ocasionndose as una inferioridad del servicio. Para que se llevase a cabo se debi determinar el momento ptimo de efectuarla, pues debe preceder al instante en que las prdidas se comienzan a generar. La tabla 5.1 presenta una comparacin entre los aisladores que se cambian en las suspensiones de mantenimiento preventivo, una muestra de aisladores nuevos y que se deben estar lavando cada ao y otra de aisladores recubiertos y cuyo mantenimiento se vuelve a repetir hasta dentro de 10 aos; la muestra se realiz a un total de 320 aisladores, 160 con recubrimiento RTV y el resto no. De acuerdo a esta tabla se observa como ambos mtodos poseen ventajas y desventajas, la eleccin de cual utilizar depende principalmente de las condiciones con las que se cuente, es decir si se tiene el presupuesto necesario para hacer la inversin inicial se recomienda utilizar el recubrimiento Midsun, pues se puede asegurar que a largo plazo se recupera el gasto realizado ya que se evitan las constantes labores de mantenimiento y ese tiempo se aprovecha en atender otras reas que lo requieran.

Tabla 5.1 Comparacin de costos de mantenimiento de aisladores

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6 CAPTULO

6:

CONCLUSIONES

Y

RECOMENDACIONES6.1 Conclusiones La renovacin a tiempo resulta ms econmica que la realizacin de las acciones de mantenimiento que durante una vida til debe ocurrir.

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Cuando el mantenimiento no es el correcto o cuando la necesidad de que este se ejecute es urgente, el factor econmico adquiere un papel ms importante El mantenimiento es un proceso necesario que debe ser estudiado con detalle antes de ser realizado, pues en ocasiones termina siendo una salida de dinero alta. La CNFL no ha potenciado el uso del recubrimiento siliconado por falta de una correcta difusin de su utilizacin en el sistema de distribucin. La mayor ventaja que ofrece el recubrimiento siliconado es que no solo evita la necesidad de estar lavando continuamente los aisladores sino que tambin alarga la vida til de los mismos. Dependiendo de la zona en la que se instale el aislador con recubrimiento siliconado resultar ms o menos beneficioso, ya que en zonas de difcil acceso y altos grados de contaminacin las ventajas resultan mayores que en zonas en las que el problema no se presenta. El lavado de aisladores es un mtodo de mantenimiento que a corto plazo funciona, pero que para lugares de difcil acceso es mejor aplicar alguna tcnica alternativa con mayor tiempo de efectividad.

6.2 Recomendaciones Buscar incrementar los mtodos de divulgacin mediante charlas al personal tcnico sobre las ventajas, cuidados de instalacin y mantenimiento que se debe tener al trabajar con recubrimiento siliconado.

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Considerar el recubrimiento de aisladores como un punto fundamental a incluir en el Plan Anual de la Seccin de Mantenimiento de Obras Elctricas de la Compaa Nacional de Fuerza y Luz e implementarlo segn los procedimientos explicados en este trabajo. Realizar siempre una inspeccin de la zona elegida a instalar aisladores con recubrimiento y tomar en cuenta que se cumpla con los requisitos que harn que este proceso servir y se podr aprovechar al mximo. Utilizar el mtodo de mantenimiento de aisladores solo por lavado en los casos de zonas de alta humedad, pues no tendra sentido aplicar recubrimiento y el gasto sera una prdida de dinero. Se debe pensar dos veces si el factor econmico impedir realizar el proceso de recubrimiento, pues las ventajas que ya se mencionaron deben estar por encima de cualquier gasto, ya que los beneficios son mayores.

BIBLIOGRAFAArtculos de revistas: 1. Wosloo, W. L. and Bologna, F. High Voltage Insulators: The Backbone of Transmission and Distribution Networks, Proceedings of the 2000 World

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Comportamiento de Redes de Distribucin Elctrica. Universidad de Costa Rica, San Jos, Costa Rica. 3. Fernndez Robles, Joaqun. (1995). 100 Aos de Actividad Elctrica en Costa Rica 1884 1994. Costa Rica. 4. Viqueira Landa, Jacinto. (1975). Redes Elctricas. Mxico. Representaciones y servicios elctricos. 5. Wild, Theodore. Sistemas Elctricos de Potencia. Editorial Hispano Europa, Barcelona-Espaa. Primera edicin, 1983. 6. Zoppetti Judez, Gaudencio. (1972). Redes Elctricas de Alta y Baja tensin. Barcelona. G. Gili.

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APENDICES

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ANEXOS

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