Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
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¿Qué es un aislante eléctrico?
Un aislante eléctrico (también conocido como aislante) se utiliza en un sistema eléctrico para evitar el flujo no deseado de corriente a la tierra desde sus puntos de apoyo. El aislante juega un papel vital en el sistema eléctrico. Un aislante eléctrico es un camino resistivo muy alto a través del cual prácticamente no puede fluir corriente.
En los sistemas de transmisión y distribución, los conductores aéreos generalmente están sostenidos por torres o postes de soporte. Tanto las torres como los postes están debidamente conectados a tierra. Por lo tanto, debe haber un aislante entre la torre o el cuerpo del poste y los conductores portadores de corriente para evitar el flujo de corriente del conductor a tierra a través de las torres o postes de soporte conectados a tierra.
Material aislante
La principal causa de falla del aislador de la línea aérea es la descarga disruptiva, que ocurre entre la línea y la tierra durante una sobretensión anormal en el sistema. Durante este flashover, el enorme calor producido por el arco provoca un golpe en el cuerpo del aislante. Ante este fenómeno, los materiales utilizados para aislantes eléctricos deben poseer algunas propiedades específicas.
Propiedades del material aislante
Los materiales que se utilizan generalmente para fines aislantes se denominan material aislante . Para una utilización exitosa, este material debe tener algunas propiedades específicas como se enumeran a continuación:
- Debe ser lo suficientemente fuerte mecánicamente para soportar la tensión y el peso de los conductores.
- Debe tener una rigidez dieléctrica muy alta para soportar las tensiones de voltaje en los sistemas de transmisión de alto voltaje.
- Debe poseer una alta resistencia de aislamiento para evitar fugas de corriente a tierra.
- El material aislante debe estar libre de impurezas no deseadas.
- No debe ser poroso.
- No debe haber ninguna entrada en la superficie del aislante eléctrico para que la humedad o los gases puedan entrar.
- Las propiedades físicas y eléctricas deben verse menos afectadas por los cambios de temperatura.
Aislante de porcelana
La porcelana es el material más utilizado para aisladores aéreos en la actualidad. La porcelana es de silicato de aluminio. El silicato de aluminio se mezcla con caolín plástico, feldespato y cuarzo para obtener un material aislante de porcelana esmaltada y dura final .
La superficie del aislante debe estar lo suficientemente vidriada como para que no quede agua sobre ella. La porcelana también debe estar libre de porosidad, ya que la porosidad es la principal causa del deterioro de su propiedad dieléctrica. También debe estar libre de impurezas y burbujas de aire dentro del material que puedan afectar las propiedades del aislante.
Propiedades del aislante de porcelana
| Propiedad | Valor (aproximado) |
| Resistencia dieléctrica | 60 kV / cm |
| Fuerza compresiva | 70.000 kilogramos / cm 2 |
| Fuerza de Tensión | 500 kilogramos / cm 2 |
Aislante de vidrio
Hoy en día, los aisladores de vidrio se han vuelto populares en los sistemas de transmisión y distribución. El vidrio duro recocido se utiliza con fines aislantes. El aislante de vidrio tiene numerosas ventajas sobre el aislante de porcelana convencional
Ventajas del aislante de vidrio
- Tiene una rigidez dieléctrica muy alta en comparación con la porcelana.
- Su resistividad también es muy alta.
- Tiene un bajo coeficiente de expansión térmica.
- Tiene una mayor resistencia a la tracción en comparación con el aislante de porcelana.
- Como es de naturaleza transparente, no se calienta a la luz del sol como la porcelana.
- Las impurezas y las burbujas de aire se pueden detectar fácilmente dentro del cuerpo del aislante de vidrio debido a su transparencia.
- El vidrio tiene una vida útil muy larga porque las propiedades mecánicas y eléctricas del vidrio no se ven afectadas por el envejecimiento.
- Después de todo, el vidrio es más barato que la porcelana.
Desventajas del aislante de vidrio
- La humedad se puede condensar fácilmente en la superficie del vidrio y, por lo tanto, se depositará polvo de aire en la superficie del vidrio que proporcionará un camino hacia la corriente de fuga del sistema.
- Para un voltaje más alto, el vidrio no se puede moldear en formas irregulares ya que debido al enfriamiento irregular se producen tensiones internas.
Propiedades del aislante de vidrio
| Propiedad | Valor (aproximado) |
| Resistencia dieléctrica | 140 kV / cm |
| Fuerza compresiva | 10,000 kilogramos / cm 2 |
| Fuerza de Tensión | 35.000 kilogramos / cm 2 |
Aislante de polímero
Un aislante de polímero tiene dos partes, una es un núcleo en forma de varilla de resina epoxi reforzada con fibra de vidrio y la otra es un cobertizo de caucho de silicona o EPDM (monómero de etileno propileno dieno). El núcleo en forma de varilla está cubierto por cobertizos climáticos. Los cobertizos para la intemperie protegen el núcleo del aislante del ambiente exterior. Como está hecho de dos partes, núcleo y cobertizos para la intemperie, el aislante de polímero también se llama aislante compuesto . El núcleo en forma de varilla se fija con accesorios de extremo fabricados en acero fundido galvanizado por inmersión en lúpulo en ambos lados.
Ventajas del aislante de polímero
- Es muy ligero en comparación con el aislante de porcelana y vidrio.
- Como el aislante compuesto es flexible, la posibilidad de rotura es mínima.
- Debido a que es más liviano y más pequeño, este aislante tiene costos de instalación más bajos.
- Tiene una mayor resistencia a la tracción en comparación con un aislante de porcelana.
- Su desempeño es mejor, particularmente en áreas contaminadas.
- Debido a su peso más ligero, el aislante de polímero impone menos carga a la estructura de soporte.
- Se requiere menos limpieza debido a la naturaleza hidrofóbica del aislante.
Desventajas del aislante de polímero
- La humedad puede entrar en el núcleo si hay un espacio no deseado entre el núcleo y los cobertizos climáticos. Esto puede provocar la falla eléctrica del aislante.
- El engarzado excesivo de los accesorios de los extremos puede provocar grietas en el núcleo, lo que conduce a una falla mecánica del aislante de polímero.
Además de esto, se pueden experimentar algunas otras desventajas. Démosle un ejemplo práctico donde se enfrentan muchas dificultades para mantener una red de distribución en Victoria Australia debido a los aislantes poliméricos.
Hay muchas cacatúas, galahs y loros en esa área de Australia, a la que le encanta masticar aislantes poliméricos de tensión. Aquí, la red de 22 kV tiene muchos aisladores de deformación poliméricos instalados, y ahora, después de algunos años de instalar aisladores de deformación poliméricos, la autoridad ahora está reemplazando muchos de ellos con aisladores de disco de vidrio.
Otra desventaja es que han tenido aisladores poliméricos tipo poste que se derriten y se doblan en áreas de incendios forestales. Tienen un poste de concreto y un brazo transversal de acero que sobrevive a un incendio forestal, sin embargo, los polímeros en algunos casos fallan. Este no sería el caso de los aisladores de vidrio o porcelana.
También han fallado los aisladores poliméricos en áreas cercanas a la costa del océano donde hay altos niveles de sal en el aire.
- Sujeto al ataque de aves por loros, cacatúas y galahs.
- No es resistente a las temperaturas de los incendios forestales.
- No recomendado para un lugar cerca de playas de surf debido a la niebla salina.
La información es aportada por Robert Lancaster de Australian Electricity Supply Industry.
Tipos de aisladores
Existen principalmente tres tipos de aisladores igualmente
- Aislador de pasador
- Aislador de suspensión
- Aislador callejero
Además de eso, hay otros dos tipos de aisladores eléctricos disponibles principalmente para aplicaciones de bajo voltaje, es decir, aislante de permanencia y aislante de grillete. Lea más sobre los diversos tipos de aisladores que se utilizan en las líneas de transmisión.
