DISTRIBUCION AEREA

Las tensiones de transmisión se reducen en la subestación para su distribución al área local. Cada subestación suministra a su área local a través de los alimentadores de distribución que operan en tensiones que van desde 2.4 kV hasta los 64 kV. Los transformadores de poste en la red aérea reducen las tensiones de distribución hasta 120 / 240 V para los alimentadores secundarios que van hacia los clientes.

La selección de los conectores para su uso en aplicaciones aéreas dependen del tipo de conductor usado (aluminio, ACSR, cobre, etc.), tensiones de operación, consideraciones ambientales, si el sistema se mantiene energizado o no, y los medios de acceso (poste, escalera, etc.).

Una buena conexión eléctrica requiere tres elementos básicos: el conector apropiado, una preparación adecuada del cable y procedimientos correctos de instalación. Además, las condiciones en el sitio tales como la temperatura, el ambiente y la condición del conductor no son controlables y obstruirán los intentos de producir una adecuada conexión eléctrica. Por lo tanto, el diseño del conector debe ser capaz de compensar estas condiciones variables.

Red de Distribución Primaria.-Conjunto de cables o conductores, sus elementos de instalación y losaccesorios de todos ellos, proyectado para operar a tensiones normalizadas dedistribución primaria, que partiendo de un sistema de generación o de unsistema de transmisión, está destinado a alimentar o interconectar una o mássubestaciones de distribución; abarca los terminales de salida desde el sistemaalimentador hasta los de entrada a la subestación alimentada.

- Elementos de una línea de alta tensión aéreaSe entiende por línea aérea de A.T. aquélla cuyos conductores se encuentran al aire, sustentados sobre postes.La línea aérea es la forma más empleada de energía eléctrica cuando ésta se consume en lugares distantes del de producción.Esencialmente las líneas aéreas están constituidas por:

Conductores. Aisladores. Apoyos. Crucetas.

 ConductoresSe denomina así a cualquier material metálico o combinación de ellos que permita constituir alambres o cables de características eléctricas y mecánicas adecuadas para el fin a que van a destinarse, siendo éstas inalterables con el tiempo además de presentar una resistencia elevada a la corrosión atmosférica.Podrán emplearse como conductores: alambres, cables, cables huecos y cables rellenos de materiales no metálicos, si bien habrán de ser siempre cableados cuando se empleen conductores de aluminio o sus aleaciones.Las características exigibles para la elección de los conductores son tres, esencialmente:En primer lugar, se ha de tener en cuenta la resistencia eléctrica, puesto que, cuanto menor sea ésta, menores serán las pérdidas por calentamiento, ya que las pérdidas son proporcionales a la resistencia eléctrica.El segundo factor es la resistencia mecánica, puesto que, en las líneas aéreas, se originan grandes esfuerzos mecánicos.En tercer lugar el aspecto económico, procurando el mínimo coste de la línea, lo que redundará en menor coste del trasporte y, por lo tanto, en mayor rentabilidad.Como suele suceder en la mayoría de los problemas técnicos, no existen materiales conductores que reúnan simultáneamente las tres características que reúnen dos de ellas

(conductibilidad y resistencia mecánica); están formados por un material de buenas cualidades eléctricas(Cobre, aluminio o aleaciones de ambos) y otro de buenas cualidades mecánicas (generalmente acero, ya que, de todos los materiales industriales, el que ofrece mejores cualidades mecánicas es el acero, aunque, en cuanto a cualidades eléctricas, sea el más desfavorable.Otras características que se deben tener en cuenta son:Resistencia especifica o resistividad. Es la medida de la resistencia eléctrica de una unidad de longitud para un material dado. Se define como la resistencia eléctrica de un alambre de conductor de un metro de longitud y un mm2 de sección;Conductividad o conductancia especifica. En los conductores, el valor de la resistencia eléctrica aumenta al aumentar la temperatura; y se define como coeficiente de temperatura el aumento de resistencia que experimenta un conductor al elevar su temperatura un grado centígrado.

Esfuerzo y deformación. Los materiales que se emplean como conductores para líneas aéreas están sometidas a dos tipos de esfuerzos: tracción y compresión. AisladoresSon los elementos cuya finalidad consiste en aislar 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 del aislador es evitar el paso de la corriente del conductor de apoyo. La unión de los conductores con los aisladores y de éstos 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 para los que la corriente de fuga es despreciable.Por conductividad superficial: se produce contorneando la parte exterior del aislador por aumento de la conductividad, debido a 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 un perfil adecuado a la superficie del aislador.Por perforación de la masa del aislador: al ser muy difícil mantener la uniformidad dieléctricas 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 descarga disruptiva 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 la tensión necesaria para la formación del aire sea mayor.Materiales empleados para la fabricación de aisladores:Porcelana: constituida por caolín 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 humedadEsteatita y resinas epoxi: se emplean cuando los aisladores han de soportar grandes esfuerzos mecánicos, debido a que su resistencia mecánica es el doble que la de 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 mayor coeficiente de dilatación.Clasificación de los aisladores:Puede realizarse una clasificación según los siguientes criterios:Según su constitución: Aislador simple, formado por una sola pieza de porcelana, esteatita o vidrioSegún su instalación: Aislador de servicio interior, empleado en lugares guarecidos de la lluviaAislador de servicio exterior, para servicio a la intemperiePor su forma y característica: Aislador acoplable; está diseñado de forma que permite el acoplamiento de varios elementos con los que obtener el aislamiento deseado. El acoplamiento puede ser rígido o articulado.

Aislador no acoplable; está constituido de forma que no puede acoplarse con otros elementos similares.Por su acabado: Aislador con montura metálica, provisto de una o varias piezas metálicas para la fijación del conductor o del aislador.Aislador en montura metálica, sin ninguna pieza metálica para su fijaciónSegún su forma de colocación: Aisladores de apoyo, formados por una o varias capas aisladoras, destinadas a albergar un conductor.Aisladores de suspensión, la fijación del conductor se realiza suspendiéndolo del aislador mediante herrajes adecuadosOtras características que definen un aislador y que deben ser tenidas en cuenta a la hora de elegirlo son:

Línea de fuga Distancia disruptiva Tensión de corona Tensión disruptiva en seco a frecuencia normal Tensión disruptiva bajo lluvia a frecuencia normal Tensión disruptiva con ondas de sobre tensión de frente recto Tensión de perforación Carga de rotura mecánica

ApoyosSon los elementos que soportan los conductores y demás componentes de una línea aérea separándolos del terreno; están sometidos a fuerzas de compresión y flexión, debido al peso de los materiales que sustentan y a la acción del viento sobre los mismos; además, a los desniveles del terreno.En la elección de los postes, se tendrá en cuenta la accesibilidad de todas sus partes, para la revisión y conservación de su estructura por parte del personal especializado.Atendiendo a la función de los postes en la línea, estos pueden clasificarse en:Apoyos de alineación, cuya función es solamente soportar los conductores y cables de tierraApoyos de ángulo, empleados para sustentar los conductores y cables de tierra en los vértices o ángulos que forma la línea en su trazadoApoyos de anclaje, cuyo fin es proporcionar puntos firmes, en la línea, que impidan la destrucción total de la misma cuando por cualquier causa se rompa un conductor o apoyoApoyos de fin de línea, soportan las tensiones producidas por la línea; son su punto de anclaje de mayor resistenciaApoyos especiales, cuya función es diferente a las enumeradas anteriormente; pueden ser, cruce sobre ferrocarril, vías fluviales, etc.Postes de Madera:Por la economía de su fabricación y montaje, es el tipo de apoyo más generalizado para conducciones eléctricas; si bien la tensión máxima de utilización es de 15 KvLos postes se definen por las características siguientes:

Especie forestal Longitud total Diámetro en el despunte Índice de aguzamiento

Los postes tienen una longitud de aprox. 8mPostes metálicos:Se construyen generalmente de acero. No se emplea la soldadura porque suelen montarse en el lugar de izado, donde generalmente no se dispone de energía para soldar.Los potes metálicos tienen una serie de ventajas sobre los demás tipos de postes, entre las que destacaremos: superior resistencia mecánica; armado cómodo en el lugar de izado; fácil mantenimiento; mejor estética, que los hace decisivos en ciertos lugaresPostes de hormigón:El hormigón es una composición formada por cemento, grava o piedra machacada, agua y arena que, convenientemente mezclada, fragua hasta adquirir una consistencia pétreaLa característica más importante del hormigón es su gran resistencia a la compresiónNormalmente se fabrican los siguientes postes:

poste de hormigón armado poste de hormigón vibrado poste de hormigón centrifugado poste de hormigón pretensado

Crucetas:Son accesorios que se montan en la parte superior de los postes para sujetar adecuadamente los soportes de los aisladores.En su construcción se emplea madera, hierro laminado u hormigón armado; para postes de madera, se emplean crucetas de madera o hierro; para postes de hormigón, crucetas exclusivamente de hierro. - Subestaciones transformadorasSon los conjuntos de aparatos eléctricos necesarios para la transformación y conversión de la energía eléctrica, o bien en otra de mayor tensión para un transporte más económico, o en otra de menor tensión para el funcionamiento correcto de los receptores.Clasificación de las estaciones transformadoras:La clasificación puede hacerse atendiendo a su características y situación en la red:Subestaciones de transformación. Transforman la energía eléctrica en otra de menor tensión que, a su vez, alimenta otras subestaciones o centros de transformación.Estación transformadora de distribución. Estación transformadora intermedia que transforma la energía eléctrica en otra de menor tensión, con la que se alimentan los centros de distribución o de transformación.Centro de distribución. Es una subestación destinada a la conexión de dos o más circuitos de media tensión y su maniobra, pudiendo tener salidas en B.T.Centro de transformación. Es el que transforma la energía eléctrica en otra de menor tensión (baja tensión), con la que se alimentan a los recetores de baja tensión.Atendiendo a su tipo constructivo se clasifican en:Estaciones de transformación interiores. Son aquéllas que por diversas causas hacen aconsejable la instalación de los elementos de transformación y todo su aparellaje necesario dentro de unos edificios construidos con este fin.Estaciones de transformación exteriores. Son aquéllas en que, por motivos económicos, los elementos de transformación y todo su aparellaje se colocan al l intemperie, generalmente en una plataforma montada sobre dos apoyos. Tanto el transformador como todos los accesorios han de estar construidos para trabajar a la intemperie.Elementos que intervienen en la subestación:Los elementos son los siguientes:Barras de distribución. Son los elementos conductores que unen los demás elementos de la subestación transformadora. Están formadas con pletina o varilla de cobre de la sección adecuada a la potencia de la subestación.Autoválvulas. Son los elementos que protegen las subestaciones transformadoras contra las sobretensiones de tipo atmosféricos o de cualquier otro tipo.Seccionadores. Son los elementos empleados para aislar las diferentes partes de la estación transformadora. Su funcionamiento no es automático sino manual, mediante una pértiga o un mando adecuado.Interruptor automático. Es otra protección contra las sobreintensidades. Se desconecta automáticamente cuando hayun aumento de intensidad en cualquiera de las tres fases.Equipo de medida. Son los aparatos empleados para la medición de la energía eléctrica consumida por los usuarios de la subestación transformadora. Este equipo de medida consta de bobinas amperimétricas y voltimétricas, lo que debe ser tenido en cuenta a la hora de su conexión a la red.Transformadores de potencia. Es el elemento principal de la estación transformadora, ya que, en él, es donde se transforma la energía eléctrica en otra de distinta tensión.Protecciones de baja tensión. A continuación del transformador de potencia y ya en baja tensión, se colocarán las protecciones de cada una de las salidas de baja tensión que parten de la estación transformadora; estas protecciones estarán formadas por cartuchos fusibles de la intensidad adecuada a la línea que protegen - Protecciones sobre las líneas de A.T. y subestacionesVarias causas pueden producir averías en las líneas de A.T. y en las subestaciones, pero las principales son:

un exceso de la intensidad de corriente un aumento de la tensión, que podría llegar a destrozar los aislamientos de la línea de A.T. o

de la subestación.Protecciones en las líneas de alta tensiónEn las líneas de A.T., la avería más frecuentes suelen ser las sobretensiones; sus causas son:

De origen externo o atmosférico, producidas por inducción de nubes cargadas de electricidad en los conductores de las líneas; por descargas entre nubes a línea directamente; o por inducción sobre los conductores de la línea de descargas directas entre nubes y tierras cercanas a la línea.De origen interno, como efectos de resonancia, grandes variaciones en la potencia transportada.Contacto entre circuitos de diferentes tensiones; entre líneas de alta y baja tensión, por ejemplo.Elementos de protección:Una de las protecciones empleadas en las líneas de A.T. contra las sobre tensiones de origen externo es el hilo de tierra, que es un cable de acero instalado encima de la línea de A.T., en la cabeza de los apoyos, unido directamente a éstos y a tierra, para que la acción de las descargas atmosféricas vaya directamente, por este conductor, a tierra.El cable empleado suele ser de acero galvanizado, de 50 mm2 como mínimo para líneas de 1ª categoría y 22 mm2, mínimo, para el resto.La protección que se consigue con la instalación del cable de tierra no es perfecta y puede haber descargas atmosféricas que produzcan averías; por su elevado conste de instalación, sólo se emplean en líneas de muy altas tensiones.La protección en el lado primario del transformador:Estará formada por aparatos de corte de corriente que permitan desconectar la estación transformadora de la línea de alimentación; estos aparatos de corte serán interruptores automáticos o cortacircuitos fusibles.Únicamente podrán utilizarse seccionadores unipolares para tensiones iguales o inferiores a 6 Kv si la potencia es igual o mayor de 50 Kva.Cuando haya transformadores trabajando acoplados, serán protegidos separadamente.Las protecciones en el lado secundario del transformador:A menos que el secundario sea de alta tensión, todos los circuitos de baja tensión que salgan de una estación transformadora deben ser protegidos individualmente, contra intensidades, de alguna de las formas siguientes:

Con cortacircuitos fusibles; solamente se utilizará en circuitos de hasta 400 KvA con interruptores automáticos de baja tensión; se pueden utilizar en circuitos de cualquier

potencia contra sobrecargas como para protección contra cortocircuitosPuestas a tierra:Todas las protecciones mencionadas anteriormente han de completarse con otra llamada puesta a tierra.Se llama puesta a tierra toda ligazón metálica directa entre una parte de instalación y un electrodo, placa metálica o grupo de electrodos cuyas dimensiones y situación sean tales que, en todo momento, pueda asegurarse que el conjunto está prácticamente al mismo potencial de la tierra y que permita el paso a tierra de las corrientes de avería o de descarga.La puesta a tierra comprende tres partes:

Electrodo principal Conductor principal o barra común de toma de tierra Conductores de unión de las masas al conductor principal

Electrodo principalDeben estar constituidos por placas, tubos, picas, de metal resistente a la acción del terreno. Las placas de cobre tendrán un espesor mínimo de 2 mm; y las de palastro galvanizado, 2,5 mm; las picas serán de 6 mm de diámetro y 2 m de longitud como mínimoConductor principal del circuitoSerá de sección adecuada, como mínimo de 50 mm2 si son de cobre y de 100 mm2 si son de hierro galvanizado. Su tendido se hará en el interior de la subestación, con cable desnudo o con pletina, sin aisladores, al descubierto y de forma visibleConductores de unión de los circuitos de tierraTendrán un contacto eléctrico perfecto, tanto con las partes metálicas que deben ponerse a tierra con la placa o electrodo que forma la tierra propiamente dicha; este contacto se realizará con todo cuidado, por medio de grapas de empalme adecuadas, asegurándose de que la conexión sea efectiva.

CONDUCTORES PARA LINEAS AEREASSe llama línea aérea la instalación cuya finalidad es la transmisión aérea de energía eléctrica, esto se realiza con elementos de conducción y elementos de soporte.

Los soportes están formados por: - postes, - fundaciones, - puesta a tierra, la conducción con: conductores, - aisladores, - accesorios (morseteria).Todos los elementos constructivos de una línea aérea deben ser elegidos, conformados, y construidos de manera que tengan un comportamiento seguro en condiciones de servicio, bajo las condiciones climáticas que normalmente es dado esperar, bajo tensiones de régimen, bajo corriente de régimen, y bajo las solicitaciones de cortocircuito esperables.

LINEAS DE ALTA TENSIÓN:Estarán formadas por tres conductores de cobre electrolítico de 10 milímetros cuadrados de sección cada uno. Se apoyarán en los postes por medio de aisladores de vidrio en forma de cadena frabricado para aguantar una tensión de trabajo de 25 Kv. Según el fabricante y la norma U.N.E. vigentem en la que dice que las partes metálicas de los aisladores estarán protegidas contra la acción corrosiva de la atmósfera. Estos aisladores se encontrán fijados sobre soportes curvos de acero galvanizado, provistos de enganches de grilletes para fijarlos en los postes. Estos serán de acero, cuya pletina es de 150 x 10 milímetros y los angulares serán de 150 x 15 milímetros; y de alineación, con pletina de 150 x 10 milímetros y angular

b) Velocidad del viento. Las inspecciones en el exterior deben tener en cuenta la velocidad del viento, ya que este es un factor que incrementa la transferencia de calor por convección entre los elementos calientes y el medio, lo cual puede dar lugar a una reducción de la temperatura de los puntos críticos, enmascarando problemas que pueden ser graves, recomendándose evitar la realización de inspecciones termográficas para velocidades del viento superiores a los 16 km/hora.

Sistemas de distribución eléctrica: Líneas de distribuciónSon las encargadas de unir las centrales eléctricas con los puntos de consumo a través de las subestaciones y centros de transformación, proporcionando en la medida de lo posible la redundancia requerida gracias a su estructura de malla. Dada la gran distancia que puede existir entre centrales y usuarios, la tensión de las líneas de distribución eléctrica se fija a diferentes valores en las subestaciones donde es elevada y reducida a los valores generalmente normalizados, de forma que se minimicen las pérdidas eléctricas a la vez que se optimiza el coste de las instalaciones.

En función de dicha tensión de trabajo podremos hablar de líneas de media y alta tensión, cada una con sus características particulares tanto a nivel técnico (tensión nominal, altura de las torres, tipo de aisladores, número de líneas, etc.) como de gestión (criticidad, redundancia, disponibilidad, etc.), características que habrá que tener en cuenta a la hora de realizar la inspección termográfica de las mismas.

Uno de los aspectos que hay que tener en cuenta a la hora de considerar la inspección termográfica de las líneas de distribución será su accesibilidad. En este sentido podemos considerar tres formas básicas de inspección:

Distribución de energía eléctricaArtículo principal: Red de distribución de energía eléctrica

La red de distribución es un componente del sistema de suministro, siendo responsabilidad de las compañías distribuidoras. La distribución de la energía eléctrica desde las subestaciones de transformación de la red de transporte se realiza en dos etapas.

La primera está constituida por la red de reparto, que, partiendo de las subestaciones de transformación, reparte la energía, normalmente mediante anillos que rodean los grandes centros de consumo, hasta llegar a las estaciones transformadoras de distribución. Las tensiones utilizadas están comprendidas entre 25 y 132 kV. Intercaladas en estos anillos están las estaciones transformadoras de distribución, encargadas de reducir la tensión desde el nivel de reparto al de distribución en media tensión.

La segunda etapa la constituye la red de distribución propiamente dicha, con tensiones de funcionamiento de 3 a 30 kV y con una disposición en red radial. Esta red cubre la superficie de los grandes centros de consumo (población, gran industria, etc.), uniendo las estaciones transformadoras de distribución con los centros de transformación, que son la última etapa del suministro en media tensión, ya que las tensiones a la salida de estos centros es de baja tensión (125/220 o 220/380 ).[40]

Las líneas que forman la red de distribución se operan de forma radial, sin que formen mallas. Cuando existe una avería, un dispositivo de protección situado al principio de cada red lo detecta y abre el interruptor que alimenta esta red. La localización de averías se hace por el método de "prueba y error", dividiendo la red que tiene la avería en mitades y suministrando energía a una de ellas; a medida que se acota la zona con avería, se devuelve el suministro al resto de la red. Esto ocasiona que en el transcurso de la localización se puedan producir varias interrupciones a un mismo usuario de la red.

La topología de una red de distribución se refiere al esquema o arreglo de la distribución, esto es la forma en que se distribuye la energía por medio de la disposición de los segmentos de los circuitos de distribución. Esta topología puede tener las siguientes configuraciones:

Red radial o red en antena: resaltan su simplicidad y la facilidad que presenta para ser equipada de protecciones selectivas. Como desventaja tiene su falta de garantía de servicio.

Red en bucle abierto: tiene todas las ventajas de la distribución en redes radiales y además la posibilidad de alimentar alternativamente de una fuente u otra.

Red en anillo o en bucle cerrado: se caracteriza por tener dos de sus extremos alimentados, quedando estos puntos intercalados en el anillo o bucle. Como ventaja fundamental se puede citar su seguridad de servicio y facilidad de mantenimiento, si bien presenta el inconveniente de una mayor complejidad y sistemas de protección más complicados.

Como sistemas de protección se utilizan conductores aislados, fusibles, seccionadores en carga, seccionalizadores, órganos de corte de red, reconectadores, interruptores, pararrayos antena, pararrayos autoválvulas y protecciones secundarias asociadas a transformadores de medida, como son relés de protección.[4

Tipos de conducto

Redes de Distribución Eléctrica Definiciones generales  

• El esquema de distribución secundario es de configuración radial, se alimenta desde los centros de transformación. El circuito trifásico tiene tensión nominal de 208V/120V y conductores monopolares de cobre aislados a 600V.

Se protegen con interruptores termomagnéticos ubicados en los centros de transformación o centro de distribución.

• Para proteger de sobretensiones la red subterránea, se emplean descargadores de sobretensión tipo resistencia no lineal en los puntos donde este abierto el circuito, al final del circuito, y en el poste donde se pasa de circuito aéreo a subterráneo.

• Los materiales y equipos eléctricos que se requieran deben ser nuevos y cumplir con las normas NTC, nacionales o internacionales, y con las especificaciones técnicas de CODENSA S.A. ESP. Éstos a su vez, deben ser acreditados por un ente delegado para tal fin por la Superintendencia de Industria y Comercio (CIDET o ICONTEC), por lo cual se recomienda a los ingenieros o firmas constructoras, que soliciten información antes de iniciar las obras de construcción de redes.

Velocidad del viento. Las inspecciones en el exterior deben tener en cuenta la velocidad del viento, ya queeste es un factor que incrementa la transferencia de calor por convección entre los elementos calientes yel medio, lo cual puede dar lugar a una reducción de la temperatura de los puntos críticos, enmascarandoproblemas que pueden ser graves, recomendándose evitar la realización de inspecciones termográficas

para velocidades del viento superiores a los 16 km/hora.4

Termografía tomada con un vientode 14 km/h

AISLADORES DE LINEAS ELECTRICAS

Los aisladores cumplen la función de sujetar mecánicamente el conductor manteniéndolo aislado de tierra y de otros conductores.

Deben soportar la carga mecánica que el conductor transmite a la torre a través de ellos.

Deben aislar eléctricamente el conductor de la torre, 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 el aire que rodea al aislador.

La falla eléctrica del aire se llama contorneo, y el aislador se proyecta para que esta falla sea mucho mas probable que la perforación del aislante sólido.

Surge la importancia del diseño, de la geometría para que en particular no se presenten en el cuerpo del aislador campos intensos que inicien una crisis del sólido aislante.

MATERIALES DE LOS AISLADORES

Históricamente se han utilizado distintos materiales, porcelana, vidrio, y actualmente materiales compuestos, y la evolución ha ocurrido en la búsqueda de mejores características y reducción de costos.

PORCELANA, es una pasta de arcilla, caolín, cuarzo o alúmina se le da forma, y por horneado se obtiene una cerámica de uso eléctrico.

El material es particularmente resistente a compresión por lo que se han desarrollado especialmente diseños que tienden a solicitarlo de esa manera.

VIDRIO, cristal templado que cumple la misma función de la porcelana, se trabaja por moldeado colándolo, debiendo ser en general de menos costo.

Se puede afirmar que en general la calidad de la porcelana puede ser mas controlada que la del vidrio, esta situación es evidenciada por una menor dispersión de los resultados de los ensayos de rotura.

MATERIALES COMPUESTOS:

Fibras de vidrio y resina en el núcleo, y distintas "gomas" en la parte externa, con formas adecuadas, han introducido en los años mas recientes la tecnología del aislador compuesto.

Estas modernas soluciones con ciertas formas y usos ponen en evidencia sus ventajas sobre porcelana y vidrio.

FORMA DE LOS AISLADORES

La forma de los aisladores está en parte bastante ligada al material, y se puede hacer la siguiente clasificación:

AISLADORES DE CAMPANA, (también llamados de disco) generalmente

varios forman una cadena, se hacen de vidrio o porcelana con insertos metálicos que los articulan con un grado de libertad (horquilla) o dos (caperuza y badajo, cap and pin).

Las normas fijan con detalle geometría, tamaños, resistencia electromecánica, ensayos.

AISLADORES DE BARRA, los hay de porcelana, permiten realizar cadenas de menor cantidad de elementos (mas cortas), la porcelana trabaja a tracción y existen pocos fabricantes que ofrecen esta solución, especialmente si se requieren elevadas prestaciones, ya que no es una solución natural para este material, en cambio es la solución natural de los aisladores de suspensión compuestos.

Mientras que para la porcelana se limita la longitud de la barra y en consecuencia para tensiones elevadas se forma una cadena de algunos elementos, para el aislador compuesto siempre se realiza un único elemento capaz de soportar la tensión total.

AISLADORES RIGIDOS, en tensiones bajas y medias tienen forma de campana, montados sobre un perno (pin type) y se realizan de porcelana o vidrio.

A medida que la tensión crece, tamaño y esfuerzos también, y se transforman en aisladores de columna aptos para soportar esfuerzos de compresión y de flexión (post type) y pueden asumir la función de cruceta en líneas de diseño compacto.

En estos casos pueden ser de porcelana y modernamente de materiales compuestos, cuando el esfuerzo vertical a que se somete la "viga" aislante es muy elevado se agrega un tensor del mismo material (inclinado 45 grados generalmente) dando origen a una forma de V horizontal.

Los aisladores se completan, como ya indicado, con insertos metálicos de formas estudiadas para la función, y que tienden a conferir movilidad (en las cadenas) o adecuada rigidez (en las columnas).

Para evitar solicitaciones anormales e indebidas de los elementos aislantes, los casos mas comprometidos se resuelven con fusibles mecánicos instalados del lado del conductor o del lado base y que al romperse permiten el giro del aislador, cargándose entonces en forma mas favorable.

Al especificar los aisladores se resaltan dos tipos de características, que deben combinar por su función, las mecánicas, y las eléctricas.

.- Conductores en líneas aéreas. Al instalar líneas aéreas, se tratará de deslucir el paisaje lo menos posible. En la construcción de estas líneas se utilizan, casi exclusivamente, conductores desnudos, estos solo se aceptan en lugares de transito escaso o nulo y la distancia del conductor en su punto mas bajo con respecto al suelo será de 5 metros [21]. Los metales utilizados en la construcción de líneas de líneas aéreas deben tener las siguientes características : Presentar una baja resistencia eléctrica y bajas perdidas. Presentar una elevada resistencia mecánica Los conductores utilizados son el cobre, aluminio y aluminio-acero y se presentan normalmente desnudos. Pese a la menor resistencia y superior condición mecánica el cobre ha dejado de ser utilizado en la construcción de líneas aéreas. El aluminio es el material que se ha impuesto como conductor de líneas aéreas, habiendo superado por la técnica las desventajas que se notaban con respecto al cobre, además ayudado por un precio menor, y por las ventajas de menor peso para igual capacidad de transporte. AISLADORES 2.7.1.- Condiciones generales Los conductores empleados en líneas aéreas, en la mayor parte de los casos, son desnudos; por lo tanto, se necesita aislarlos de los soportes por medio de aisladores, fabricados generalmente de porcelana o vidrio. La sujeción del aislador al poste, se realiza por medio de herrajes. Pero además, un aislador debe tener las características mecánicas necesarias para soportar los esfuerzos a tracción o comprensión a los que está sometido. Teniendo en cuenta lo anteriormente expuesto, las cualidades específicas que deben cumplir los aisladores son:

Rigidez dieléctrica suficiente para que la tensión de perforación sea lo más elevada posible. Esta rigidez depende de la calidad del vidrio o porcelana y del grueso del aislador. La tensión de perforación es la tensión con la cual se

puede producir el arco a través de la masa del aislador.

Disposición adecuada, de forma que la tensión de contorneamiento presente valores elevados y por consiguiente no se produzcan descargas de contorno entre los conductores y el apoyo, a través de los aisladores. La tensión de contorneamiento es la tensión con la cual se puede producir el arco a través del aire, siguiendo la mínima distancia entre fase y tierra, es decir, el contorno del aislador. Esta distancia se llama línea de fuga.

Resistencia mecánica adecuada para soportar los esfuerzos demandados por el conductor, por lo que la carga de rotura de un aislador debe ser por lo menos igual a la del conductor que tenga que soportar.

Resistencia a las variaciones de temperatura.

Ausencia de envejecimiento. 

Los aisladores son, de todos los elementos de la línea, aquellos en los que se pondrá el máximo cuidado, tanto en su elección, como en su control de recepción, colocación y vigilancia en explotación. En efecto, frágiles por naturaleza, se ven sometidos a esfuerzos combinados, mecánicos, eléctricos y térmicos, colaborando todos ellos a su destrucción.  2.7. 2.- Materiales empleados en los aisladores 2.7.2.1.- Aisladores de porcelana  Su estructura debe ser homogénea y para dificultar las adherencias de la humedad y polvo, la superficie exterior está recubierta por una capa de esmalte. Están fabricados con caolín y cuarzo de primera calidad. 2.7.2.2.- Aisladores de vidrio Están fabricados por una mezcla de arena silícea y de arena calcárea. El material es más barato que la porcelana, pero tienen un coeficiente de dilatación muy alto, que limita su aplicación en lugares con cambios grandes de temperatura; la resistencia al choque es menor que en la porcelana. Sin embargo, debido a que el costo es más reducido y su transparencia facilita el control visual, hacen que sustituyan en muchos casos a los de porcelana. 2.7.2.3.- Aisladores de esteatita y resinas epóxicas Se emplean cuando han de soportar grandes esfuerzos mecánicos, debido a que su resistencia mecánica es aproximadamente el doble que los de porcelana, y sus propiedades aislantes también son superiores; sin embargo, el inconveniente es que tienen mayor costo. 2.7.3.- Tipos de aisladores 2.7.3.1.- Aisladores fijos Están unidos al soporte por un herraje fijo y no pueden, por consiguiente, cambiar normalmente de posición después de su montaje. Su forma general es la de una campana que lleva en su parte superior una garganta sobre la que se fija el conductor por una ligadura (de hilo de cobre recocido para conductores de cobre o de hilo de aluminio para conductores a base de aluminio). Este aislador es el más simple y pertenece a las líneas de baja tensión. 2.7.3.2.- Aisladores en cadena o suspendidos Están constituidos por un número variable de elementos según la tensión de servicio; estas cadenas son móviles alrededor de su punto de unión al soporte, y además, las articulaciones entre elementos deben tener bastante libertad para que los esfuerzos de flexión queden amortiguados; estas articulaciones suelen ser de rótula. Este tipo de aislador es el más empleado en media y en alta tensión, ya que presenta las siguientes ventajas:

Permite elevar la tensión de funcionamiento con sólo aumentar la longitud de la cadena, es decir, colocando más elementos. No se interrumpe el servicio por rotura de un aislador, ya que la cadena sigue sustentando al conductor. Presenta una gran economía en la reparación de las cadenas, pues solamente es necesario cambiar el elemento averiado. Existen diversos tipos de aisladores de cadena, que a continuación se detallan:

Caperuza-vástago, este aislador se compone de una campana de porcelana o vidrio templado, en forma de disco y que lleva en su parte inferior algunas ondulaciones. En la parte superior de la campana está empotrada una caperuza de fundición o acero, y en su parte inferior en un hueco bastante reducido, lleva un vástago sellado al aislador. La figura Nº 2.4 muestra la disposición de los aisladores en una cadena de suspensión o en una cadena de amarre (modelos 1.512 fabricado por VICASA). Figura Nº 2.4 Aislador caperuza-vastago

Campana (discos), este elemento está constituido por un núcleo cilíndrico de porcelana de diámetro comprendido entre 60 y 85 mm., y provisto de dos faldas anchas. La unión de los aisladores campana entre sí se hace con un pequeño vástago cilíndrico terminado en dos rótulas (figura Nº 2.5). La condición eléctrica de los aisladores campana no son tan buenas como la de

los caperuza-vastago, pero debido a la longitud del elemento su resistencia a la perforación es considerable. Figura Nº 2.5 Aislador tipo campana

Langstab, este modelo es un mejoramiento del aislador Motor y se denomina Langstab (larga línea de fuga). Está constituido por un largo cilindro de porcelana de 80 a 100 cm., con ondulaciones bastante profundas y terminado en dos caperuzas (figura Nº 2.6). Figura Nº 2.6 Aislador langstab 2.7.3.3.- Aisladores especiales Antiniebla, su principal característica consiste en tener ondulaciones más profundas que permitan una mayor tensión de contorneamiento. De costa, la campana exterior es más ancha y alta, de forma que protege completamente contra el rocío a las faldas interiores. Los depósitos de humedad (niebla, rocío, condensación de origen variable) lo mismo que el depósito de cuerpos conductores extraños (humos industriales) reducen considerablemente la tensión de contorneamiento de los aisladores. La protección más difícil de realizar es la de líneas en regiones industriales, pues los materiales contaminantes se introducen en todas las ranuras del aislador.