AISLADORES ELÉCTRICOS. DETERIORO Y PRUEBAS.

Las propiedades superficiales (como la hidrofobicidad) y los cambios que estas tengan debido a la exposición a la intemperie (envejecimiento) determinan las propiedades eléctricas de un aislador y su comportamiento.

Un diseño adecuado que reduzca el número de interfaces donde se puedan presentar arqueos y donde puede ocurrir una degradación acelerada del material hacen que estos elementos tengan un correcto comportamiento y duración.

Para una aplicación en particular, la selección de un aislador no cerámico debe incluir un análisis de los materiales disponibles, tomar en cuenta la experiencia de operación y se debe dimensionar adecuadamente su longitud y distancia de fuga. Es necesario tomar en cuenta los resultados de las pruebas de envejecimiento acelerado y las condiciones reales bajo las que el elemento va a operar.

Listado de PROVEEDORES de aisladores en México

El material de los faldones y de la cubierta debe tener la capacidad de las descargas superficiales (erosión o tracking) y diversos motivos de falla que pueden presentarse en el lugar donde serán instalados. Estos elemento ayudan a soportar las diferentes condiciones ambientales y de contaminación.

Mecanismos de degradación más comunes en intemperie.

Debido a los múltiples esfuerzos a los que son sometidos, los aisladores no cerámicos, que están formados por uniones más débiles que los materiales cerámicos pueden envejecer y presentar fallas.

La exposición a los elementos naturales envejece los materiales, pero existen registros de experiencias que sugieren que la vida de un aislador está más relacionada con un diseño de pobre desempeño y deficiente control de calidad en el proceso de fabricación.

Tanto la exposición a la intemperie como las condiciones de operación provocan el envejecimiento y acortan el tiempo de vida esperado para un aislador no cerámico.

Se generan diferentes mecanismos de degradación que provocan la falla de un aislador, su envejecimiento provoca fallas en el aislador. El tiempo de vida de un aislador depende de los materiales utilizados en su fabricación, de su diseño y de las condiciones ambientales a las que es expuesto.

Algunos de estos mecanismos de degradación son:

• Diversas formas de falla mecánica de la barra de fibra de vidrio.
• Formación de caminos conductores en la superficie del material aislante.
• Aparición de partículas del relleno en la superficie aislante.
• Cambios en el color base del material aislante.
• Ruptura del material no cerámico por exposición a altos niveles de energía UV asociada con la presencia de corona.
• Corrosión de las partes metálicas por reacción química con el ambiente.
• Microfracturas superficiales con profundidades entre 0.01 y 0.1 mm.
• Rompimiento del adhesivo que se usa para unir dos materiales del aislador.
• Pérdida significante del material aislante, irreversible y no conductora (erosión).
• Exposición de la barra de fibra de vidrio al ambiente.
• Fracturas superficiales con profundidad mayor a 0.1 mm.
• Fuga de grasa hacia la superficie de las interfaces faldón-cubierta o faldón-núcleo.
• Penetración de agua, líquida o en forma de vapor que causa el ablandamiento de la cubierta o de los faldones (hidrólisis).
• Pérdida de hidrofobicidad.
• Pérdida de adhesión del sello de los herrajes.
• Daños por arco de potencia.
• Daños por perforación.
• Separación o apertura del material aislante.
• Daños por vandalismo

PRUEBAS

Pueden clasificarse de la siguiente manera:

• Pruebas eléctricas de fabricación
• Pruebas de aisladores simulando condiciones ambientales y de polución
• Pruebas de campo.
• Pruebas mecánicas.

a) Pruebas eléctricas de fabricación

La norma ANSIC 29.1-1982 describe a detalle las pruebas a las que deben someterse. Se toman en cuenta ensayos para evaluar tensiones disruptivas en aisladores a frecuencia industrial y ante impulso.

Durante el proceso de fabricación de los aisladores se efectúan otras pruebas como la detección de descargas parciales, ya sean externas o internas. Para detectar las descargas externas se usa la técnica de detección visual de corona y para las descargas internas se usa la prueba de radio interferencia.

b) Pruebas de simulación de condiciones ambientales y de contaminación.

En cámaras especiales se simulan distintas condiciones extremas a las que podría ser sometido un aislador a la intemperie. Los ensayos más empleados son:

• Prueba de la lluvia artificial.
• Método de la neblina normal.
• Método de la neblina salada.

 

La STRI (Swedish Transmission Research Institute) ha desarrollado otro tipo de pruebas que pretenden simular condiciones de contaminación comunes a las que se podrían ver sometidos los aisladores en la realidad. Entre estos métodos destacan:

• Método de la capa de sal seca.
• Método del ciclo de polvo.

El método de capa de sal seca es un ensayo que simula de una manera más real que la técnica de la neblina salada, la influencia que tiene sobre los aisladores el aire marino propio de las zonas costeras. Por su parte, el método del ciclo de polvo fue desarrollado con el fin de habilitar una técnica que simule distintas condiciones ambientales de contaminación para aisladores cerámicos y sintéticos por medio de un solo método.

c) Pruebas de campo.

Estos ensayos se realizan donde esta ubicado el aislador o la cadena de aisladores a probar, se llevan a cabo con línea viva, sin que sea necesario de-energizar la línea de transmisión a la que pertenecen los elementos. Los ensayos de campo que se efectúan a los de aisladores son:

• Monitoreo de la corriente de fuga en la superficie del aislador.
• Detección de fallas mediante métodos acústicos.
• Detección de fallas, midiendo y registrando periódicamente el campo eléctrico.

Estas pruebas se efectúan con la intención de detectar aisladores defectuosos o que presenten daños en servicio y ayudan a prevenir eventuales fallas mediante un control periódico.

d) Pruebas mecánicas.

Para determinar si el aislador tendrá la suficiente resistencia mecánica para sostener el peso de la línea de transmisión, el viento, la lluvia, nieve y acciones vandálicas existen una serie de pruebas mecánicas a los que son sometidos los elementos al terminar su proceso de fabricación.

 

 

 

 

Fuentes:

MC. Obed Renato Jiménez Meza, MC. Vicente Cantú Gutiérrez, Dr. Arturo Conde Enríquez. LÍNEAS DE TRASMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA. Departamento de Iluminación y Alta Tensión. U.A.N.L.

Enríquez Harper, Gilberto y Alejandro Frías Martínez, SISTEMAS DE TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE POTENCIA ELÉCTRICA. Limusa. México , (2016) ISBN: 9789681867157.

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