Fallas comunes de aisladores y medidas preventivas
Un aislador es un tipo especial de componente aislante que cumple el doble propósito de soportar conductores y prevenir que la corriente se descargue a tierra en las líneas de transmisión aéreas. Se utiliza ampliamente en los puntos de conexión entre torres de transmisión y conductores, así como entre estructuras de subestaciones y líneas de alimentación. Según el material dieléctrico, los aisladores se clasifican en tres tipos: porcelana, vidrio y compuesto. El análisis de las fallas comunes de aisladores y las medidas de mantenimiento preventivo tienen como objetivo principal prevenir fallos de aislamiento causados por diversas tensiones mecánicas y eléctricas debido a cambios ambientales y de carga eléctrica, protegiendo así la operación y la vida útil de las líneas de alimentación.
Análisis de Fallas
Los aisladores están expuestos a la atmósfera durante todo el año y son susceptibles a diversos accidentes debido a factores como rayos, contaminación, daño por aves, hielo y nieve, altas temperaturas, frío extremo y diferencias de elevación.
Accidentes por Rayos: Los corredores de líneas aéreas a menudo atraviesan zonas montañosas, campos abiertos y áreas industrialmente contaminadas, lo que hace que las líneas sean altamente vulnerables a los rayos, lo que puede llevar a la perforación o rotura de aisladores.
Accidentes por Daño de Aves: Las investigaciones muestran que una parte significativa de los deslumbramientos de aisladores es causada por aves. En comparación con los aisladores de porcelana y vidrio, los aisladores compuestos tienen una mayor probabilidad de deslumbramiento debido a la actividad de las aves. Estos incidentes ocurren principalmente en líneas de transmisión de 110 kV y superiores, mientras que los deslumbramientos por daño de aves son raros en redes de distribución urbanas de 35 kV y inferiores. Esto se debe a que las poblaciones de aves son relativamente más pequeñas en áreas urbanas, las tensiones de línea son más bajas, la brecha de aire que puede ser puenteada es pequeña y los aisladores generalmente no requieren anillos de corona; su estructura de ala efectivamente previene los deslumbramientos inducidos por aves.
Accidentes por Anillos de Corona: Durante la operación, el campo eléctrico cerca de las conexiones metálicas en los extremos de los aisladores está altamente concentrado, con alta intensidad de campo cerca del flange. Para mejorar la distribución del campo, se instalan comúnmente anillos de corona en redes de 220 kV y superiores. Sin embargo, los anillos de corona reducen el despeje de aire efectivo de la cadena de aisladores, disminuyendo su voltaje de resistencia. Además, la baja tensión de inicio de corona en los tornillos de fijación de los anillos de corona puede provocar descargas de corona bajo condiciones climáticas adversas, afectando la seguridad de la cadena de aisladores.
Accidentes por Contaminación: Estos ocurren cuando los contaminantes conductivos acumulados en la superficie del aislador se humedecen en clima húmedo, reduciendo significativamente el rendimiento del aislamiento y causando deslumbramientos bajo la tensión de operación normal.
Accidentes de Causa Desconocida: Algunos incidentes de deslumbramiento de aisladores tienen causas indeterminadas, como aisladores de porcelana de valor cero, aisladores de vidrio rotos o aisladores compuestos que saltan. A pesar de las inspecciones posteriores al incidente realizadas por las unidades de operación, la causa exacta del deslumbramiento a menudo permanece sin identificar. Estos incidentes ocurren comúnmente desde la noche hasta la madrugada, especialmente durante el clima lluvioso o nublado, y muchos pueden ser recerrados automáticamente con éxito.
Medidas de Mantenimiento
Las principales causas de deslumbramientos inducidos por rayos incluyen distancia de arco seco insuficiente, configuración de anillo de corona en un solo extremo y resistencia de puesta a tierra de la torre excesiva. Las medidas preventivas incluyen el uso de aisladores compuestos de longitud extendida, la instalación de dobles anillos de corona y la reducción de la resistencia de puesta a tierra de la torre.
Para prevenir eficazmente el daño de aves, las unidades de operación deben instalar redes antipájaros, agujas antipájaros o protectores antipájaros en secciones propensas a incidentes frecuentes relacionados con aves.
Para las líneas equipadas con anillos de corona, se debe adoptar un diseño de espaciado uniforme entre las alas grandes y pequeñas, con un espaciado de alas que cumpla con los requisitos técnicos. Si no es así, se debe aumentar la distancia de reptación de los aisladores para reducir el riesgo de deslumbramientos causados por hielo y nieve. Se deben fortalecer las inspecciones y patrullas regulares, con muestreos periódicos de aisladores operativos en diferentes regiones y ambientes para realizar pruebas de resistencia a la tracción, rendimiento eléctrico y envejecimiento del aislamiento, para prevenir deslumbramientos debido a una resistencia mecánica insuficiente o envejecimiento de las alas.
Para prevenir deslumbramientos por contaminación, generalmente se adoptan las siguientes medidas:
Limpieza regular de aisladores. Debe realizarse una limpieza integral antes de la temporada de alto riesgo de deslumbramiento por contaminación, con mayor frecuencia en áreas altamente contaminadas.
Aumento de la distancia de reptación y mejora del nivel de aislamiento. Esto incluye agregar más unidades de aisladores en áreas contaminadas o usar aisladores anticontaminación. La experiencia operativa muestra que los aisladores anticontaminación funcionan bien en secciones altamente contaminadas.
Aplicación de revestimientos anticontaminación, como cera de parafina, vaselina o revestimientos orgánicos de silicona, para mejorar la resistencia a la contaminación superficial del aislador.
Para los incidentes de deslumbramiento de causa desconocida, se deben realizar pruebas de deslumbramiento seco a frecuencia de red y pruebas de fallo mecánico en nuevos aisladores del mismo modelo y en los viejos que han estado en servicio durante más de tres años. También se deben realizar pruebas de envejecimiento en aisladores de diferentes períodos de servicio. Los aisladores deben limpiarse regularmente según ciclos programados, y se debe medir la densidad de depósito de sal (SDD) de manera oportuna. Durante la producción de nuevos aisladores, se deben incorporar agentes antienvejecimiento avanzados para mejorar la durabilidad del material.
