Guía esencial de aisladores de alta tensión: Funciones causas de daño y consejos de mantenimiento

Los aisladores generalmente están hechos de material porcelánico y, por lo tanto, también se les conoce como aisladores de porcelana. Tienen una estructura densa con una superficie vidriada para mejorar el rendimiento de aislamiento eléctrico. Los aisladores para diferentes niveles de voltaje tienen alturas efectivas y configuraciones de superficie variables. Cuanto mayor es el nivel de voltaje, más largo es el aislador y mayor es el número de láminas.

1. Funciones de los aisladores

Los aisladores de alta tensión deben poseer suficiente resistencia aislante eléctrica y resistencia mecánica. Se clasifican principalmente en dos tipos: aisladores de estación y aisladores de línea.

• Los aisladores de estación se utilizan ampliamente en interiores en subestaciones. Los aisladores de estación se dividen aún más en aisladores de poste y aisladores de manga, cada uno disponible en versiones para interiores y exteriores. Los aisladores para exteriores generalmente están diseñados con una estructura de láminas. En las subestaciones, los aisladores de poste soportan y aseguran las barras colectoras y conductores vivos en los equipos de conmutación para interiores y exteriores, garantizando una distancia de aislamiento adecuada entre las barras colectoras o conductores vivos y el suelo. También se utilizan en equipos eléctricos para soportar conductores portadores de corriente. Los aisladores de manga (abreviados como mangas) se utilizan para las barras colectoras que atraviesan paredes, fijando conductores en equipos de conmutación cerrados y conectándolos a conductores externos (barras colectoras).

• En instalaciones al aire libre, los aisladores de línea se utilizan para las barras colectoras flexibles. Los aisladores de línea se categorizan en aisladores de suspensión y aisladores de pinza.

2. Causas del daño de los aisladores

El daño de los aisladores generalmente se debe a los siguientes factores:

• Instalación inadecuada que lleva a cargas mecánicas superiores a los valores especificados;

• Selección incorrecta, donde el voltaje nominal del aislador es inferior al voltaje de operación;

• Daño externo debido a cambios bruscos de temperatura, granizo u otras fuerzas mecánicas;

• Contaminación superficial, que puede causar descargas parciales bajo condiciones de lluvia, nieve o neblina;

• Fuerzas electromagnéticas y mecánicas excesivas que actúan sobre el aislador durante eventos de cortocircuito en equipos eléctricos.

3. Causas y manejo de la descarga de flashover en aisladores

• Las causas de la descarga de flashover en aisladores incluyen:

• Acumulación de suciedad en la superficie del aislador y dentro de las cavidades de las láminas. Aunque el aislador pueda tener una resistencia dieléctrica adecuada cuando está seco, su resistencia disminuye cuando está húmedo, formando un camino de descarga e incrementando la corriente de fuga, lo que lleva a la ruptura superficial y la descarga;

• Aun con una contaminación superficial mínima, la sobretensión en el sistema de potencia puede causar descargas de flashover en la superficie del aislador.

• Después de una descarga de flashover, el rendimiento aislante superficial del aislador se reduce significativamente y debe ser reemplazado inmediatamente. Los aisladores no afectados por flashover deben ser inspeccionados y limpiados. Es más importante establecer ciclos de mantenimiento y limpieza basados en las condiciones ambientales, realizando inspecciones y limpiezas regulares para prevenir accidentes de flashover.

4. Inspección y mantenimiento regular de aisladores

Durante la operación a largo plazo, la capacidad de aislamiento y la resistencia mecánica de los aisladores se deterioran gradualmente. Las uniones de las barras colectoras también pueden experimentar un aumento de la resistencia de contacto debido a los ciclos térmicos. Para garantizar una operación segura, es necesario fortalecer el mantenimiento y realizar inspecciones regulares. Generalmente se recomienda lo siguiente:

• Mantener los aisladores limpios y libres de contaminación. Las partes de porcelana deben estar libres de grietas o daños, y se deben realizar limpiezas e inspecciones regulares.

• Revisar marcas de flashover en la superficie de la porcelana e inspeccionar el hardware para detectar óxido, daños o pasadores divididos faltantes.

• Revisar las conexiones con tornillos entre barras colectoras o entre barras colectoras y terminales de equipos para detectar aflojamiento, sobrecalentamiento o mal contacto.

• Inspeccionar las juntas de expansión de las barras colectoras para detectar grietas, pliegues o hilos rotos.

• En entornos polvorientos o corrosivos, aumentar la frecuencia de limpieza de los aisladores e implementar medidas efectivas contra la contaminación.