Calculo de aisladores

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CALCULO MECANICO DE AISLADORES



Aisladores de líneas de transmisión

Los aisladores son los elementos cuya finalidad consiste en separar eléctricamente el conductor de la línea de apoyo que lo soporta. Al emplearse los conductores, se precisa que los aisladores posean buenas propiedades dieléctricas ya que la misión fundamental de este es evitar el paso de la corriente delconductor hacia tierra. La unión de los conductores con los aisladores y de estos con los apoyos se efectúa mediante piezas metálicas denominadas herrajes.

El paso de la corriente del conductor al apoyo puede producirse por las causas siguientes:

• Por conductividad del material: es decir a través de la masa del aislador. Para evitar esto se emplean materiales cuya corriente de fuga esdespreciable (Ej: Vidrio, porcelana, polímeros.)
• Por conductividad superficial: se produce cuando una corriente de fuga contornea la parte exterior del aislador por aumento de la conductividad, esto es ocasionado por haberse depositado en la superficie del aislador una capa de polvo o humedad.
Esta conductividad recibe el nombre de efecto corona y suele reducirse dando unperfil adecuado a la superficie del aislador.
• Por perforación de la masa del aislador: al ser muy difícil mantener la uniformidad dieléctrica de un material en toda su masa, existe el peligro de que se perfore el aislador, sobre todo si el espesor es grande. Por ello, los aisladores suelen fabricarse en varias piezas de pequeño espesor unidas por una pasta especial.
• Por descargadisruptiva a través del aire: puede producirse un arco entre el conductor y el soporte a través del aire, cuya rigidez dieléctrica a veces no es suficiente para evitar la descarga. Esto suele ocurrir con la lluvia, debido a la ionización del aire, y se puede evitar con un diseño adecuado para aisladores de intemperie, tratando de aumentar la distancia entre aislador y soporte de forma que latensión necesaria para la formación del arco en el aire sea mayor.

MATERIALES EMPLEADOS PARA LA FABRICACIÓN DE AISLADORES

En la fabricación de aisladores eléctricos se debe utilizar materiales que posean alta resistividad, y gran resistencia mecánica, entre otras cualidades necesarias para el buen desempeño del aislador. Hoy en día los materiales más usados son:

Porcelana: constituida porcaolín y cuarzo, con un tratamiento de cocción a 1400 ºC; se recubre de una capa de silicato, recociéndose posteriormente para obtener un vidriado en caliente que hace impermeables los aisladores y dificulta la adherencia de polvo o humedad.

Esteatita y resinas epoxi: se emplean cuando los aisladores han de soportar grandes esfuerzos mecánicos, debido a que su resistencia mecánica es el doble quela de la porcelana.

Vidrio: es una mezcla de ácido silícico con óxidos de calcio, sodio, bario, aluminio, etc., fundida entre 1300 y 1400 ºC. La composición de base cálcico-alcalina, obtenida por enfriamiento brusco mediante una corriente forzada de aire frío, posee elevada dureza y resistencia mecánica, incluso gran estabilidad, ante los cambios de temperatura, con el inconveniente del mayorcoeficiente de dilatación.

Materiales compuestos (polimétricos): fibras de vidrio y resina en el núcleo y distintas "gomas" en la parte externa, con formas adecuadas, han introducido en los años más recientes la tecnología del aislador compuesto. Estas modernas soluciones con ciertas formas y usos ponen en evidencia sus ventajas sobre porcelana y vidrio.

CLASIFICACIÓN DE LOS AISLADORESPuede realizarse una clasificación según los siguientes criterios:
• Según su constitución:
Aislador simple, formado por una sola pieza de porcelana, esteatita o vidrio.
• Según su instalación:
El aislador de servicio interior, empleado en lugares guarecidos de la lluvia.
El aislador de servicio exterior sirve para servicio a la intemperie.
• Por su forma y...
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