Comportamiento del aislamiento bajo lluvia y contaminación

Ensayos y normalización
Ingeniero Julio Rugeles Jones-u.i.s.

Parte I – Ensayos Bajo Lluvia

Introducción

Dada la necesidad de ofrecer al sector eléctrico y a la industria, la posibilidad de efectuar ensayos para los equipos de uso a la intemperie, bajo condiciones de lluvia y/o contaminación, a partir de 1985 se han realizado estudios en el laboratorio de Alta Tensión de la U.I.S., tendientes al montaje del equipo y accesorios necesarios para la puesta en funcionamiento de estos ensayos.

En el presente artículo se presenta entonces una conceptualización del fenómeno, una breve descripción de las normas aplicables en Colombia, el equipo y montaje utilizados, los resultados hasta ahora obtenidos y, finalmente, las alternativas a seguir para una propuesta de normalización para que, con el concurso de las empresas del sector y los fabricantes, se obtengan unas instalaciones óptimas con beneficios económicos para los futuros usuarios.

1. Conceptualización

El fenómeno de la lluvia es transitorio y sus consecuencias sobre el aislamiento son diferentes si se considera que el aislador está o no contaminado. Para el propósito de los ensayos bajo lluvia, la superficie del aislador debe estar libre de cualquier impureza ya sea inerte o conductora y además libre de grasas de tipo orgánico o inorgánico. Esto de por sí, establece un desacoplamiento entre el ensayo bajo lluvia y bajo contaminación. Bajo estas condiciones, la tensión de flameo a baja frecuencia (60 Hz) se reduce apreciablemente con referencia a la obtenida con el aislador seco. Esto de debe a la reducción de la distancia de fuga por efecto del puente que ocurre al estar completamente humedecida (capa de agua conductora) la parte superior o faldón superior del aislador. Por su mismo diseño, el faldón inferior de los aisladores permanece seco, (el agua empieza a escurrir desde el borde del aislador y nunca se dirige hacia el pin). Entonces, esto quiere decir que prácticamente toda la tensión queda aplicada entre el borde del aislador y el pin.

Conclusión:

flameo a menor tensión por reducción de la distancia de aislamiento. ( Ver figuras en el fichero PDF al pie de página )
El proceso descrito hasta ahora, está muy bien definido, por cuanto la rata de crecimiento de la tensión es rápida (≈2 kV / seg.) para unidades motorizadas, o aplicación manual (75% de la tensión prospectiva de flameo rápidamente y el resto en no más de 20 seg.). Para ensayos de la tensión soportable el problema es más complejo por cuanto ya se habla de tensión sostenida por un minuto (IEC) o por 10 segundos (ANSI). La razón es la siguiente: cuando se aplica el voltaje a manera de rampa hasta que ocurra flameo, el fenómeno que lo produce es el rompimiento del aislamiento en el aire (de ahí que en estas pruebas hay necesidad de efectuar correcciones por condiciones ambientales).

Cuando el voltaje se sostiene, pueden ocurrir fenómenos de predescarga sobre la superficie húmeda del aislador, teniendo como consecuencia la alteración del procedimiento antes descrito. La conceptualización del proceso a la luz de observaciones experimentales no se ha llevado a cabo aún en el laboratorio.

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Fuente: boletines técnicos Gamma