Análise da Tecnoloxía de Protección contra a Corrosión en Interruptores de Alta Tensión

Os desligadores de alta tensión son dispositivos protexidos cruciais nos sistemas eléctricos industriais. Xeralmente instalados tanto en interiores como en exteriores nos lugares de traballo, estes desligadores están propensos á corrosión por múltiples factores durante a súa operación a longo prazo. Este artigo analiza as tecnoloxías de protección contra a corrosión para desligadores de alta tensión baseándose nas condicións ambientais naturais, no deseño estrutural interno e nas estratexias de recubrimentos protexidos, co obxectivo de apoiar a operación estable e fiable das empresas relevantes.

1. Contexto da Investigación

Os desligadores de alta tensión actúan como compoñentes esenciais de seguridade nos sistemas eléctricos empresariais. Debido á súa implantación típica en ambientes interiores e exteriores, están expostos continuamente a diversos agentes corrosivos ao longo do tempo. Este artigo investiga técnicas de protección contra a corrosión examinando tres aspectos clave: o ambiente natural, a construción interna e os recubrimentos protexidos—ofrecendo orientación práctica para mellorar a fiabilidade do equipo e apoiar as operacións industriais sustentables.

Factores de Corrosión que Afetan aos Desligadores de Alta Tensión

(1) Factores Ambientais Naturais
Dado o seu papel crucial na garantía da operación estable dos sistemas de enerxía, os desligadores de alta tensión teñen requisitos ambientais estritos. Xeralmente están instalados en locais con:

• Altitude ≤ 1.000 m

• Temperatura ambiente entre –30 °C e +40 °C

• Humedad relativa media diaria ≤ 95% RH

En moitos entornos industriais con altas temperaturas ambientais, os desligadores suelen colocarse ao aire libre. Como a maioría dos compoñentes dos desligadores son metálicos, a exposición prolongada á alta humedade e temperatura acelera as reaccións de oxidación entre as superficies metálicas e a humedade atmosférica. Isto leva a un deterioro do rendemento ao longo do tempo. En rexións con grandes variacións de temperatura diurnas, a condensación nas superficies metálicas agrava significativamente a corrosión.

Ademais, en áreas industriais onde a combustión do carón ou o procesamento químico emiten contaminantes (por exemplo, SO₂, NOₓ, cloruros), a contaminación atmosférica intensifica a corrosión das estruturas metálicas. As empresas deben seleccionar recubrimentos anticorrosivos adecuados ou programar a substitución oportuna de compoñentes baseándose nas condicións ambientais locais.

(2) Factores Estructurais dos Compoñentes
Un desligador de alta tensión xeralmente consta dunha montaxe de base, partes conductoras, compoñentes aislantes e mecanismos de funcionamento/transmisión. Un deseño estructural deficiente ou unha instalación incorrecta poden crear espazos ou zonas mortas onde se acumulan polvo, humedade e partículas corrosivas—causando ferralla en áreas críticas finalmente.

Durante a operación, as placas de contacto—interfaces clave que conectan diferentes elementos conductoras—son particularmente vulnerables. Cando metais diferentes como o cobre, o aluminio e o acero entran en contacto baixo carga, ocorre a corrosión galvánica (electroquímica). Esto aumenta a resistencia de contacto, xera calor localizado e acelera o deterioro dos mecanismos de transmisión e funcionamento.

Por tanto, durante a adquisición e manutención, o persoal debe verificar con precisión os parámetros dimensionais e eléctricos, realizar ensaios para avaliar a integridade estrutural e priorizar desligadores con diseños robustos e resistentes á corrosión.

2. Estratexias de Protección contra a Corrosión para Desligadores de Alta Tensión

2.1 Detección de Fracturas en Aisladores

A falla de aisladores representa riscos graves para os sistemas eléctricos. Os aisladores de porcelana, sometidos a estrés ambiental a longo prazo, poden sufrir corrosión e envejecimiento. xa que proporcionan soporte mecánico crítico e aislamento eléctrico entre as partes conductoras e de transmisión, calquera fractura pode provocar cortocircuitos, cortes de enerxía ou incluso perigos de seguridade.

A proba ultrasonica é un método ampliamente adoptado para detectar defectos en aisladores. Por exemplo, nos aisladores de porcelana tipo poste, as fracturas xeralmente ocorren a 10–20 mm baixo a flange de ferro fundido. Os inspectores deben usar sondas ultrasonicas (≤5 mm de diámetro) na flange e nas superficies cilíndricas adxacentes, adaptando a curvatura da sonda ao perfil do aislador. Combinando os valores K de sondas angulares con medidas da distancia entre a flange e o cilindro e analizando os datos de propagación de ondas de crepa, as microfendas poden ser identificadas con precisión. A detección precoz permite a substitución oportuna mediante plataformas de traballo aéreo, asegurando a operación ininterrumpida do desligador.

2.2 Substitución de Componentes Principais Baseados en Aluminio

Os materiais comúns para os corpos dos desligadores inclúen aluminio, acero e cobre, cada un con propiedades de resistencia á corrosión distintas (ver Tabla 1). O aluminio presenta unha resistencia superior á oxidación e estabilidade térmica. A temperaturas ambiente, forma unha capa densa de óxido auto-passivante a través da reacción:

4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

Esta película de Al₂O₃ (xeralmente 0,010–0,015 μm de espesor) protexe eficazmente o metal subxacente da corrosión atmosférica e térmica. Calquera sensibilidade residual á humedade pode mitigarse con recubrimentos hidrófobos de superficie.

Cando o rendemento eléctrico o permita, os compoñentes estruturais principais deben substituírse ante os primeiros signos de ferralla. En ambientes con emisións elevadas de azufre/cloruro (por exemplo, centrais eléctricas), a corrosión multifactorial debido á humedade e gases de chimenea require o uso de ligas avanzadas—como aluminio-cobre ou aluminio-zinc—como opcións de material óptimas para partes críticas.

2.3 Galvanización de Componentes de Acero

Os revestimentos de pintura convencionais ofrecen unha protección insuficiente contra os poluentes industriais agresivos como o SO₂ e o cloro. Polo tanto, a galvanización a baño de fusión ou electrogalvanización é unha técnica principal de mitigación da corrosión para as partes de acero nos desligadores.

O zinco é económico, proporciona excelente protección catódica (sacrificial) e forma unha capa duradera resistente á corrosión. O proceso de galvanización implica:

• Preparación da superficie: Lixar ou polir para eliminar rebabas e ferralla.

• Desengrasado: Limpeza alcalina usando NaOH e Na₂CO₃, seguida dunha enxagüe a auga quente exhaustiva.

• Piquelado: Inmersión nunha solución acida para un forte grabado, seguido dunha enxagüe a auga e secado.

• Electrochapado: Utilizando un baño de zinco base de cloruro de potasio (con brillantes e ablandadores) a 25–35 °C, asistido por agitación con aire comprimido; duración do chapado ≤ 30 minutos.

• Pasivación: Inmersión da parte chapeada nunha solución a temperatura ambiente de ~8–10 g/L de ácido sulfúrico e 200 g/L de dicromato de potasio para formar un recubrimento de conversión de cromato denso.

• Limpieza final e secado: Enxagüe axudado por ultrasonidos seguido dun secado a aire quente.

Para a manutención continuada, os técnicos deben usar kits de repouso prefabricados, aplicar lubrificantes base molibdeno disulfuro (MoS₂) aos mecanismos de transmisión e operación, lubricar os rolos de base e selar as brechas de contacto nas ensamblaxes condutoras—potenciando así a resiliencia global á corrosión a través da inspección e cuidado rotativos.

3. Conclusión

Os interruptores de alta tensión son indispensables nos sistemas eléctricos das empresas de enerxía, garantindo o funcionamento fiable dos aisladores e outras compoñentes críticas. No entanto, a exposición a longo prazo a entornos naturais adversos e diseños estructurais subóptimos os facen susceptibles á corrosión. Para abordar isto, este artigo presenta unha análise comprehensiva de medidas de protección contra a corrosión—incluíndo a detección de fracturas nos aisladores, a substitución estratégica de materiais (por exemplo, ligas de aluminio) e técnicas avanzadas de protección metálica como a galvanización. Estas estratexias colectivamente melloran a durabilidade, seguridade e vida útil operativa dos interruptores de alta tensión en aplicacións industriais exigentes.