UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA DOCENTE: ING. JONY VILLALOBOS CABRERA
CURSO : INTRODUCCION INTRODUCCION AL DISEÑO ELECTRICO
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS AISLADORE EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS Aislador tipo PIN ANSI: 56 – 2. Material aislante: porcelana. (caolín y cuarzo ) Norma de fabricación: ANSI C29.6. Dimensiones: Diámetro máximo: 229 mm. Altura: 165 mm. Longitud de línea de fuga: 432 mm. Diámetro de agujero para acoplamiento: 35 mm. Características mecánicas: Resistencia a la flexión: 13 KN. Aislador tipo PIN ANSI: 56 – 3 Material aislante: porcelana. (caolín y cuarzo ) Norma de fabricación: ANSI C29.6. Dimensiones: Diámetro máximo: 266mm. Altura: 190 mm. Longitud de línea de fuga: 533 mm. Diámetro de agujero para acoplamiento: 35 mm. Características mecánicas: Resistencia a la flexión: 13 KN. Aislador tipo PIN ANSI: 56 – 4. Material aislante: porcelana. (caolín y cuarzo ) Norma de fabricación: ANSI C29.6. Dimensiones: Diámetro máximo: 304 mm. Altura: 241 mm. Longitud de línea de fuga: 685 mm. Diámetro de agujero para acoplamiento: 35 mm. Características mecánicas: Resistencia a la flexión: 13 KN.
AISLADORES POLIMERICOS TIPO SUSPENSION El núcleo será de fibra de vidrio reforzada con resina epóxica de alta dureza, resistente a los ácidos y, por tanto, a la rotura frágil; tendrá forma cilíndrica y estará destinado a soportar la carga mecánica aplicada al aislador. El núcleo deberá estar libre de burbujas de aire, sustancias extrañas o defectos de fabricación. El núcleo de fibra de vidrio tendrá un revestimiento hidrófugo de goma de silicón de una sola pieza aplicado por extrusión o moldeo por inyección. Este recubrimiento no tendrá juntas ni costuras, será uniforme, libre de imperfecciones y estará firmemente unido al núcleo; tendrá un espesor mínimo de 3 mm en todos sus puntos. La resistencia de la interface entre el recubrimiento de goma de silicón y el cilindro de fibra de vidrio será mayor que la resistencia al desgarramiento (tearing strength) de la Goma de silicón. Las aletas aislantes serán, también hidrófugos de goma de silicón, y estarán firmemente unidos a la cubierta del cilindro de fibra de vidrio por moldeo como parte de la cubierta; presentarán diámetros iguales o diferentes y tendrán, preferiblemente, un perfil diseñado de acuerdo con las recomendaciones de la Norma IEC 815. La longitud de la línea de fuga requerida deberá lograrse con el necesario número de aletas. El recubrimiento y las aletas serán de color gris.
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Aislador de Suspensión de Porcelana de Clase ANSI 52 – 3. Norma de fabricación: ANSI 29.2. Material aislante: porcelana. (caolín y cuarzo ) Material metálico: hierro maleable o acero forjado. Material del pasador: bronce o acero inoxidable. Dimensiones: Diámetro máximo: 273 mm. Espaciamiento (Altura): 146 mm. Longitud de línea de fuga: 292 mm. Tipo de acoplamiento: ANSI tipo B. o o o o
AISLADOR TIPO LINE POST P OLIMÉRICO Normas aplicables: IEC – 1109 y ANSI – 29.11. Norma de galvanización: ASTM 153. Tensión de diseño: 36 KV. Material del núcleo: fibra de vidrio reforzado. Material del recubrimiento del núcleo: goma de silicón. Material de las campanas: goma de silicón. Material del soporte base: acero forjado o hierro maleable. Material del Terminal extremo (lado del conductor): aleación de aluminio
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA DOCENTE: ING. JONY VILLALOBOS CABRERA
AISLADORES
TÉRMINOS GENERALES Aislador. Dispositivo encargado de aislamiento eléctrico y la fijación de equipos o conductores sujetos a diferencias de potencial. Deben estar fabricados y montados de manera que el agua no ocasione fuga de corriente. Dispositivo de fijación. Forma parte del aislador; lo conecta a una estructura, conductor, elemento del equipo o a otro aislador. Generalmente es metálica. Núcleo de un aislador. Parte central del aislador, que provee las características metálicas y desde donde sobresalen las aletas. Aleta de un aislador. Parte aislante que sale del núcleo, encargada de incrementar la línea de fuga. Esta puede o no a tener ondulaciones. Esmalte. Capa de superficie cristalina en la parte aislante de un aislador de cerámica. Distancia de arco. Distancia más corta en aire al exterior del aislador entre las partes metálicas que normalmente tienen una tensión operativa entre ellas. Línea de fuga. Distancia más corta a lo largo de la superficie de un aislador entre dos partes conductoras. Línea de fuga protegida. Parte de la línea de fuga en el lado iluminado de un aislador que estaría en la sombra si la luz fuera proyectada a 90º (45º en casos especiales) con respecto al eje longitudinal del aislador. Paso. Distancia entre dos puntos consecutivos que se repiten en posiciones repetitivas en un aislador o un conjunto de ellos. Perforación (de un aislador). Descarga disruptiva en a través del material aislante sólido del aislador produciendo una pérdida permanente de la intensidad dieléctrica. TÉRMINOS CONCERNIENTES A LOS AISLADORES PARA LÍNEAS AÉREAS. Aislador tipo caperuza y vástago. Formado por una parte aislante en forma de disco o campana, con o sin ondulaciones en su superficie inferior, y dispositivo de fijación (caperuza exterior y vástago interior unidos axialmente). Aislador tipo bastón. Formado por un cuerpo aislante con núcleo aproximadamente cilíndrico, con o sin aletas, y dispositivos de fijación internos y externos a cada extremo. Elemento de cadena de aisladores. Los aisladores tipo caperuza y tipo bastón por sus dispositivos de fijación son apropiados para una fijación flexible a otros elementos de la cadena de aisladores o para conectar accesorios. Cadena de aisladores. Dos o más elementos de cadena de aisladores acoplados juntos destinados a proveer soporte flexible, sometidos principalmente a esfuerzos de tracción. Cadena equipada. Conjunto de uno o más cadena de aisladores correctamente conectados juntos, provisto de dispositivo de fijación y protección. Aislador rígido. Aislador destinado a dar soporte rígido y sometido principalmente a esfuerzos de flexión o compresión. Aislador rígido de vástago. Aislador destinado a ser montado región entre en una estructura de soporte por medio de un vástago pasante que se encuentra dentro del componente aislante formado por una o más piezas de material conectadas de manera permanente. Aislador rígido de peana. Formado por uno o más componentes de material ais lante ensamblados permanentemente con una base de metal destinada a ser colocada rígidamente en una estructura de soporte. Aislador tipo polea. Formado por un componente cinema aislante y destinado a ser asegurado a la estructura por medio de un vástago que pasa a través de éste. Nuez de anclaje. Aislador colocado en un soporte estructural, como un tirante de alambre, para aislar una parte del soporte o evitar fuga de corriente hacia el soporte. Unión por rótula y alojamiento de rótula. Unión formada por una rótula, alojamiento y un dispositivo de traba, que proporciona flexibilidad. Unión por horquilla y lengüeta. Formada por un horquilla, una lengüeta y un pasador de horquilla que proporciona una flexibilidad limitada.
MATERIALES EMPLEADOS EN LOS AISLADORES Aisladores de porcelana Su estructura debe ser homogénea y, para dificultar las adherencias de la humedad y polvo, la superficie exterior está recubierta por una capa de esmalte. Están fabricados con caolín y cuarzo de primera calidad. La temperatura de cocción en el horno es de 1400º C. En alta tensión, los aisladores son de dos, tres o más piezas unidas con yeso. Esto se debe a que solamente se consigue una cocción buena cuando su espesor no excede de 3 cm. Aisladores de vidrio Están fabricados por una mezcla de arena silícea y de arena calcárea, fundidas con una sal de sodio a una temperatura de 1300 ºC, obteniéndose por moldeo. Su color es verde oscuro. El material es más barato que la porcelana, pero tienen un coeficiente de dilatación muy alto, que limita su aplicación en lugares con cambios grandes de temperatura; la resistencia al choque es menor que en la porcelana. Sin embargo, debido a que el coste es más reducido y su transparencia facilita el control visual, hacen que sustituyan en muchos casos a los de porcelana. Aisladores de esteatita y resinas epoxi Se emplean cuando han de soportar grandes esfuerzos mecánicos, debido a que su resistencia mecánica es aproximadamente el doble que la de la porcelana, y sus propiedades aislantes también son superiores; sin embargo, el inconveniente que tienen es el de ser más caros.
CURSO : INTRODUCCION AL DISEÑO ELECTRICO
POR CONDUDCTIVIDAD DE MASA, es decir a través de la masa del aislador, como corriente de fuga. Con los materiales actualmente empleados en la fabricación de aisladores, la corriente de fuga resulta desdeñable y no se tiene en cuenta.
POR DESCARGA DISRUPTIVA A TRAVÉS DEL AIRE, formándose un arco ente el conductor y el soporte a través del aire, cuya rigidez dieléctrica no basta para evitar la descarga. En ciertas ocasiones la rigidez dieléctrica del aire disminuye con la lluvia que se desprenden de la superficie del aislador toman el potencial del conductor y se encuentran a menor distancia del soporte que de aquel. Para aumentar la distancia existente entre conductor y soporte, el perfil de estos aisladores se hace con una o varias ondulaciones en forma de campana, con lo que aumenta la tensión necesaria para que se forme el arco.
POR CONDUDCTIVIDAD SUPERFICIAL, es decir contorneando la parte exterior del aislador por aumento de su conductividad debido a la formación de una capa de humedad, de polvo o de sales depositadas sobre la superficie del aislador.
POR PERFORACION DE LA MASA DEL AISLADOR, tiene poca importancia en los aisladores para bajas tensiones, ya que el material constituyente del aislador resulta suficiente para evitar la perforación. Pero en altas tensiones, el peligro es mucho mayor, sobre todo en aisladores de gran espesor pues, en este caso, es muy difícil fabricarlos de forma que conserven sus propiedades dieléctricas en toda su masa. Un fallo de estas propiedades en algún punto interior de aislador puede provocar su perforación.
LÍNEA DE FUGA (L) L = (V x m x Fc) / N, donde: V : Tensión máxima a soportar del aislador (KV) m : Grado de aislamiento (mm/KV) Fc: Factor de corrección N: Número de aisladores Ejm: Calcular L de un Aislador para una tensión de 22,9KV, con un grado de aislamiento de 14 mm/KV, para una altitud de 1000 m Rpta. Por tanto la línea de fuga es: 350 mm.
En la costa peruana, debido a la ausencia de descargas atmosféricas, no es necesario el incremento del nivel de aislamiento de las líneas y redes primarias; por el contrario, las corrientes de fuga que recorren por la superficie de los aisladores debido a la presencia de elementos contaminantes, pueden producir el incendio de crucetas cuando no se tiene el cuidado de eliminar los espacios de aire en el recorrido de la corriente de fuga a tierra. Por esta razón, todas las estructuras ubicadas en zonas de costa llevarán la puesta a tierra desde los herrajes de los aisladores. En este caso, debido a la pequeña magnitudes de las corrientes de fuga, no será necesario el uso de electrodos verticales sino solo un anillo alrededor del poste en la base, hecho con el mismo conductor de bajada. En l as estructuras de seccionamiento y en subestaciones de distribución deberán instalarse necesariamente electrodos verticales hasta alcanzar el valor de resistencia de puesta a tierra que se indica en los planos del proyecto.
