Evitar fallas del aislador debido a iones inadecuados

Los aisladores compuestos ofrecen una serie de ventajas bien documentadas. Sin embargo, contrariamente a lo que se promovió durante sus primeros años, ciertamente no son 'indestructibles'. Por lo tanto, para asegurar un rendimiento comparable o mejor que el esperado de los aisladores cerámicos, se debe tener mucho cuidado en su:

• especificación,

• manejo, y

• instalación.

Con respecto a la especificación, una gran proporción de los problemas reportados con estos aisladores a lo largo de los años se remontan a deficiencias en la selección, especialmente desde el punto de vista eléctrico. Esto se debe a que el diseño eléctrico de los aisladores compuestos no debe hacerse considerando únicamente su rendimiento de descarga disruptiva durante las pruebas a corto plazo. Por el contrario, idealmente debe basarse en el riesgo de degradación de la superficie por descargas parciales que, a largo plazo, pueden causar rastreo, erosión y fallas eventuales.

Esta es una deficiencia crítica ya que los aisladores compuestos son altamente vulnerables al daño en caso de descargas parciales continuas y actividad de arcos en o cerca de sus superficies. Por ejemplo, muchos casos de falla informados se deben a que los aisladores se instalaron sin electrodos de protección adecuados para limitar los gradientes de campo eléctrico cerca de su extremo de alto voltaje e incluso en su extremo de tierra en el caso de voltajes muy altos del sistema.

De manera similar, las fallas a veces han sido el resultado de una estimación inexacta del entorno real del servicio de contaminación. El Folleto CIGRE 142-1999 explicó que la experiencia de las pruebas de envejecimiento en laboratorio, así como las pruebas de campo, han confirmado que existen tres clases de corrientes de fuga en aisladores compuestos en condiciones normales de humectación:

1. una clase de bajo valor y altamente intermitente;

2. una corriente media relativamente alta de unos pocos mA, pero lejos de los valores típicos de las condiciones previas al flashover;

3. una clase de valor de corriente alta (es decir, algunos cientos de mA) que indica que el aislador está a punto de sufrir una descarga disruptiva.

Mientras que los aisladores cerámicos están diseñados teniendo en cuenta principalmente la clase de corriente de fuga de 'tipo c', las unidades de aisladores compuestos deben diseñarse teniendo en cuenta las corrientes de 'tipo b'. De hecho, la investigación ha indicado que mientras que las corrientes de clase 'a' tienen poca influencia en el rendimiento a largo plazo, las corrientes de clase 'b' pueden conducir al seguimiento y la erosión y posiblemente a fallas permanentes.

Como resultado, siempre debe haber un margen de diseño suficiente entre la severidad soportada y la contaminación ambiental real al seleccionar aisladores compuestos. La necesidad crítica es limitar la corriente de fuga durante toda la vida útil teniendo en cuenta la posible influencia de las tensiones de servicio en la hidrofobicidad y la humectabilidad de la superficie. Por lo tanto, en el caso de aisladores compuestos, ya sea CA o CC, el enfoque convencional basado en clases de contaminación como se define en IEC 60815 puede considerarse cuestionable.

Más bien, para asegurar un rendimiento de servicio satisfactorio, se debe realizar un enfoque estadístico que tenga en cuenta tanto los parámetros ambientales como las características específicas del aislador. En particular, la especificación en términos de la distancia de fuga requerida por sí sola no es suficiente. Por ejemplo, la eficiencia de un perfil puede disminuir si se fuerza demasiada fuga en una distancia de arco determinada. Idealmente, las indicaciones según IEC 60815 deberían considerarse más una "herramienta de orientación" que un sustituto de la información que proviene de las pruebas.

Para aquellos aisladores compuestos ya instalados en las líneas y donde es demasiado tarde para cambiar las especificaciones, los diagnósticos basados ​​en la medición de la corriente de fuga a lo largo de las unidades seleccionadas pueden ayudar a identificar posibles insuficiencias en el diseño y activar el lavado si los valores promedio de la corriente de fuga alcanzan el tipo destructivo de clase 'b'. .

Si bien aquí solo se considera el aspecto del diseño eléctrico, la especificación adecuada desde el punto de vista mecánico también es importante y posiblemente incluso más que para los aisladores cerámicos. Una vez más, muchas fallas reportadas, que afectan especialmente a las generaciones recientes de aisladores compuestos, se han debido a especificaciones mecánicas inexactas o al mal manejo y prácticas de instalación inadecuadas que no toman en cuenta el daño permanente que puede ocurrir.

En principio, la madurez y la fiabilidad intrínseca de los aisladores compuestos ahora pueden considerarse satisfactorias y del mismo nivel que los aisladores cerámicos. Sin embargo, la confiabilidad en la práctica dependerá de si las especificaciones eléctricas y mecánicas son precisas y también de sus características especiales, respuesta a las tensiones de servicio específicas y métodos de instalación.

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