Aisladores compuestosrepresentan un avance significativo en la tecnología de aislamiento eléctrico. A diferencia de los aisladores tradicionales de porcelana o vidrio, utilizan un sofisticado diseño multi-material para optimizar el rendimiento. Aquí hay un desglose de sus componentes principales y ventajas:
1. Definición principal y componentes
Un aislante compuesto es un tipo especializado de aislante polimérico que consta de al menos dos elementos aislantes distintos:
Centro:El elemento estructural central.
Vivienda (cobertizos meteorológicos):La capa protectora externa, ensamblada con herrajes metálicos.
(Nota: un aislante de polímero se define como un aislante construido principalmente con materiales a base de polímero-.
2. El núcleo: base de resistencia mecánica
Función:Sirve como elcomponente aislante interno, diseñado para soportar las cargas mecánicas del aislador (tensión, compresión, flexión).
Construcción:Normalmente fabricado a partir de:
Fibras (p. ej., vidrio) incrustadas dentro de una matriz de resina, formando un plástico reforzado con fibra-(FRP).
Material aislante homogéneo (p. ej., cerámica o resina sólida).
Clasificaciones de materiales centrales:
Aislador compuesto polimérico (Aislante compuesto estándar):Tanto el núcleo como la carcasa están construidos con materiales poliméricos.
Aislador compuesto híbrido:Presenta un núcleo fabricado en material homogéneo como la cerámica.
Nombre alternativo: a menudo denominados aisladores no cerámicos (NCI).
3. La vivienda (cobertizos meteorológicos): escudo ambiental y eléctrico
Función:Actúa como elcomponente aislante externo, proporcionando dos funciones críticas:
· Distancia de fuga:Asegura el recorrido de aislamiento eléctrico necesario a lo largo de la superficie.
· Protección del núcleo:Protege el núcleo de los daños ambientales (humedad, radiación ultravioleta, contaminación, productos químicos).
Fabricación:La vivienda podrá estar formada por:
Instalación de cobertizos individuales sobre el núcleo (con o sin funda intermedia).
Moldear o inyectar la carcasa (como una sola unidad o en secciones) directamente sobre el núcleo.
Materiales:Utiliza polímeros de alto-rendimiento para mayor durabilidad, que incluyen:
· Elastómeros:Caucho de silicona (el más frecuente), monómero de etileno propileno dieno (EPDM).
· Resinas:Resina Epoxi Cicloalifática.
· Fluoropolímeros:Politetrafluoroetileno (PTFE).
4. Elecciones de materiales: estándares de la industria
Centro:El material central más común esEpoxi-Plástico reforzado con fibra de vidrio impregnado (FRP/GFRP/Varilla de GRP). Para diseños de núcleo- hueco (p. ej., postes de estación, casquillos),Tubos reforzados con fibra de vidrio impregnados de epoxi-están empleados.
Vivienda: Caucho de siliconaes ampliamente favorecido por su excepcional hidrofobicidad y resistencia al rastreo y la erosión.
5. Ventaja clave: el sistema multi-material
La superioridad fundamental de los aisladores compuestos radica en su filosofía de diseño:
Aisladores Tradicionales (Porcelana/Vidrio):Utilice unsistema de material único-. Un material debe soportar simultáneamente todas las tensiones mecánicas (compresión, tensión, flexión) y proporcionar la distancia de fuga eléctrica.
Aisladores compuestos:emplear unsistema multi{0}}material eso separa las funciones principales:
· Centro:Optimizado pararesistencia mecánica y soporte de carga-.
· Alojamiento:Optimizado pararendimiento eléctrico (fuga)yprotección ambiental.
Cada material realiza su función especializada de manera óptima, lo que conduce a un rendimiento general superior, un peso más ligero, una mayor resistencia a la contaminación y una mayor confiabilidad.
6. Evolución: bujes compuestos
El éxito comprobado de los aisladores compuestos en líneas de transmisión y subestaciones ha estimulado el desarrollo deBujes compuestos de alto-voltaje. Estos utilizan un tubo de fibra-impregnado con resina como elemento aislante principal. Este tubo se puede utilizar solo o, para mejorar el rendimiento en exteriores, sobremoldeado con una carcasa de goma externa (cobertizos para la intemperie).
7.Clasificaciones de aisladores compuestos primarios
Los aisladores compuestos fabricados actualmente se dividen en cuatro categorías principales, cada una diseñada para funciones específicas:
· Aisladores de suspensión:Se utiliza principalmente en líneas aéreas de transmisión, colgando de estructuras para soportar conductores (por ejemplo, Fig. 1-1a).
· Aisladores de poste de línea:Empleados en líneas de distribución, entradas de subestaciones o como elevadores, montados verticalmente o en ángulo en postes o estructuras (por ejemplo, Fig. 1-1b).
Figura 1-1
(a) Aisladores de suspensión (b) Aisladores de postes de línea
1-Montaje Superior; 2-Viviendas/Cobertizos Para El Clima; Núcleo de varilla de 3 FRP; 4-Montaje inferior
· Aisladores de poste de estación:Proporcionar soporte estructural y aislamiento eléctrico dentro de subestaciones y patios de distribución para equipos como interruptores de desconexión, barras colectoras y disyuntores (por ejemplo, Figura 1-2).
Figura 1-2
Aislador de poste compuestoCOI-500
(a) Diagrama del producto (b) Diagrama de componentes (c) Diagrama estructural
1 - Aislador de poste compuesto; 2 - Viga rígida; 3 - Accesorios de blindaje; 4 - Varilla de resina de fibra de vidrio;
5 - Vivienda-resistente a la intemperie; 6 - Ajuste final
· Aisladores de núcleo hueco:Presentan una estructura de tubo central, lo que les permite actuar como carcasas aislantes o casquillos para diversos aparatos eléctricos (por ejemplo, Fig. 1-3).
Figura 1-3
Aislador de núcleo hueco compuesto
1-Montaje Superior; 2-Viviendas/Cobertizos Para El Clima; Núcleo de varilla de 3 FRP; 4-Montaje inferior
8. Aplicaciones críticas
Líneas de Transmisión y Distribución:
· Aisladores de suspensión:Forman la columna vertebral de las líneas aéreas de alto-voltaje.
· Aisladores de poste de línea:Ampliamente utilizado en redes de distribución de media-tensión y entradas de líneas de subestaciones.
Subestaciones y patios de distribución:
· Aisladores de poste de estación:Componentes esenciales en:
Interruptores de desconexión:Proporcionar soporte estructural y aislamiento para las cuchillas del interruptor (por ejemplo, la figura 1-2 muestra un interruptor de desconexión tipo marco que utiliza postes de estación compuestos para soporte del autobús).
Soporte de autobús:Barras colectoras aislantes y de soporte.
Soporte de disyuntor:Proporcionar aislamiento para postes de interruptores.
· Aisladores de núcleo hueco:Sirve como componente aislante fundamental enBujes compuestospara:
Transformadores:(Bujes de alto-voltaje y de bajo-voltaje)
Aparamenta:(Disyuntores, casquillos GIS)
Transformadores de instrumentos:(Transformadores de corriente - TC, Transformadores de tensión - TT)
Terminaciones de cables
Pararrayos (pararrayos)
Varios aparatos eléctricos:Actuando como uncarcasa o casquillo aislante externo(por ejemplo, figura 1-4).
Figura 1-4
La aplicación deaisladores compuestosen instalaciones exteriores
(a) Buje de anillo graduador para transformador principal; (b) pararrayos;
(c) VIDAdisyuntor de tanque muerto; (d) Transformador de corriente; (e) Transformador de tensión;
(f) Buje de anillo de clasificación para transformador de distribución (420/170 kV);
(g) Terminación del cable (170 kV)
Pararrayos y seccionadores de sobretensiones:Los aisladores compuestos son parte integral de las carcasas externas de los modernos -protectores de sobretensiones con carcasa de polímero (por ejemplo, Fig. 1-5) y proporcionan aislamiento para los polos del interruptor de desconexión.
Figura 1-5
Dos unidades de descargadores de sobretensiones para líneas de transmisión de 500 kV concarcasas compuestas, instalado como tipo suspensión en la línea (como se muestra suspendido en la imagen)
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