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AISLADORES ELÉCTRICOS: MATERIALES, TIPOS Y CARACTERÍSTICAS

aisladores en subestación

En una infraestructura eléctrica de alta tensión, los aisladores son los elementos que cumplen la función de sujetar mecánicamente a los conductores que forman parte de la línea, manteniéndolos aislados de tierra y de otros conductores. En este post te presentamos materiales y tipos de aisladores, así como las características principales exigibles a estos elementos para ser empleados en el diseño de una línea eléctrica.

Características generales de aisladores en centrales eléctricas

Los aisladores deben soportar la carga mecánica que el conductor transmite al apoyo a través de ellos. Estos deben aislar eléctricamente los conductores de los apoyos, soportando la tensión en condiciones normales y anormales y sobretensiones hasta las máximas previstas que los estudios de coordinación del aislamiento definen con cierta probabilidad de ocurrencia. La tensión debe ser soportada tanto por el material aislante propiamente dicho como por su superficie y por el aire que rodea al aislador.

Las características exigibles a los aisladores para su empleo en líneas eléctricas son:

  • Adecuada tensión de perforación: rigidez dieléctrica suficiente para que la tensión de perforación sea lo más elevada posible.
  • Adecuada tensión de contorneamiento: disposición adecuada de forma que la tensión de contorneamiento presente valores elevado y, por consiguiente, no se produzcan descargas entre los conductores y el apoyo a través de los aisladores.
  • Resistencia a las variaciones de temperatura, por encontrarse a la intemperie.
  • Ausencia de envejecimiento durante el periodo de vida útil de la línea.
  • Resistencia combinada adecuada a los esfuerzos eléctricos, técnicos y mecánicos.

Materiales de un aislador

Históricamente, los materiales más utilizados han sido la porcelana y el vidrio. Sin embargo, en la década de los 80 comenzó la instalación en número significativo de los compuestos. Las características básicas que ha de cumplir un material para poder ser empleado como aislador en infraestructuras de alta tensión son una resistividad alta y una gran resistencia mecánica.

1. Aislador de porcelana.

La porcelana es un material especialmente resistente a compresión, por lo que a lo largo de los años de empleo de este se han desarrollado especialmente diseños que tienden a solicitarlo a compresión. En algunos países europeos como Alemania y Austria sigue siendo el material más empleado en la fabricación de aisladores para líneas eléctricas aéreas.

2. Aislador de vidrio.

Se trata de un material de elevada dureza, resistencia mecánica y estabilidad antes cambios de temperatura. Su coste inferior a la porcelana, hace que se emplee de forma más habitual en países como España o Francia.

3. Aislador compuesto.

La sustitución de aisladores de vidrio y cerámicos en líneas por aisladores compuestos (de vidrio y cerámica), se ha mostrado como una solución eficaz técnica y económicamente para solucionar los problemas de disponibilidad ocasionados por la contaminación del aislamiento.

4. Aislador Polimérico.

Algunos polímeros son hidro-repelentes (hidrofóbicas) o auto-limpiantes, que, en condiciones de alta contaminación, justifican aún más la migración de aislamiento en porcelana hacia aislamiento polimérico (no requieren ser lavados). Se debe tener cuidado en este punto, debido a que en el mercado existen muchos tipos de aislamientos en polímero, sin embargo, sólo algunas empresas trabajan con la silicona hidrofóbica.

aisladores en subestación

Tipos de aisladores

Los tipos de aisladores más comúnmente utilizados son los aisladores de campana y de barra, que se explican a continuación.

1. Aislador de campana.

Como su propio nombre indica, tienen forma de campana y se emplean en entornos de tensiones bajas o medias. Pueden ser fabricados con vidrio o porcelana. No suelen encontrarse de forma aislada, sino varios unidos formando una cadena. También se denominan aisladores de disco.

2. Aislador de barra.

Se emplean en entornos sometidos a tensiones elevadas, ya que su forma alargada es capaz de resistir elevados esfuerzos de flexión y compresión, los cuales se originan por demandas de tensión elevadas. Los aisladores de barra pueden fabricarse en porcelana y mixtos.

3. Aislador polimérico.

Es un tipo de aislador empleado tanto en líneas eléctricas de transmisión y distribución, como en subestaciones, y que se caracterizan por estar constituidos por un núcleo central de material sólido, usualmente fibra de vidrio, y una cubierta exterior aislante de material polimérico, que además se caracteriza por ser flexible. Esto los diferencia de otro tipo de aisladores empleados tradicionalmente en líneas y subestaciones eléctricas, que son de porcelana, vidrio o cerámica.

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