Cómo publicar aisladores para seccionadores y subestaciones

Se deben considerar muchos factores al intentar optimizar la elección y el tamaño de los aisladores para aplicaciones de subestaciones. Estos incluyen consideraciones mecánicas, eléctricas, ambientales, funcionales y económicas.

Esta contribución anterior editada a INMR por Marco Nosilati y Davide Momesso de GE Grid Solutions en Italia, en cooperación con el experto independiente Alberto Pigini, analizó diferentes parámetros técnicos para una selección optimizada de aisladores de poste, con especial atención en seccionadores EHV y UHV.

Un aislante se define como:"Dispositivo destinado al aislamiento eléctrico y la fijación mecánica de equipos o conductores sujetos a diferencias de potencial eléctrico.". Esta es una definición muy generalizada ya que existen muchos tipos de aisladores de poste utilizados en subestaciones y estaciones convertidoras, dependiendo de la aplicación, por ejemplo, soportes de barras, soportes de reactores suavizantes, aparamenta, barras colectoras, etc."un dispositivo de conmutación mecánico que proporciona, en la posición abierta, una distancia de aislamiento de acuerdo con los requisitos especificados". Los requisitos que deben respetar los dispositivos seccionadores en aplicaciones al aire libre son muchos, pero se pueden dividir en tres clases principales:

• Requisitos funcionales y eléctricos

La función principal del seccionador es garantizar la seguridad. Por lo tanto, en estado abierto debe garantizarse un espacio abierto visible y fiable; en estado cerrado, debe soportar corrientes normales y de falla sin interrupción ni situaciones anormales e inseguras. También se debe diseñar un seccionador para evitar descargas a través del espacio al aire libre y a tierra.

• Requisitos mecánicos

Desde el punto de vista mecánico, además de sus propias cargas de funcionamiento (peso, requisitos operativos), el seccionador también debe soportar cargas externas. En los equipos UHV, el más grave de ellos es el terremoto. Por lo tanto, se debe lograr un diseño altamente preciso si existen requisitos sísmicos. Otras cargas que también se deben considerar son los cortocircuitos, los fuertes vientos y las cargas terminales.

• Requisitos medioambientales

Al estar expuestos al aire libre, los seccionadores deben resistir todos los factores ambientales posibles, incluido el hielo severo (importante ya que puede cambiar completamente el rendimiento de los aisladores) y la lluvia intensa (que aumenta el riesgo de descarga). Sobre todo está el impacto de la contaminación, que es un factor de dimensionamiento clave para los aisladores y puede provocar vertidos a tierra.

Dado que todos estos requisitos están estrechamente relacionados con el rendimiento del aislador, los postaisladores son uno de los componentes más importantes de un seccionador. Al mismo tiempo, existen requisitos adicionales relacionados con el desplazamiento bajo carga en servicio, lo que significa que los seccionadores tienen un problema más crítico que abordar en comparación con otros equipos, a saber, el movimiento de las piezas mecánicas necesarias para abrir y cerrar. Como tal, es necesario un cierto nivel de rigidez para el correcto funcionamiento de este equipo.

El objetivo general en la industria del suministro eléctrico es lograr subestaciones al aire libre compactas y rentables. La tecnología de aisladores de poste de estación puede contribuir a este objetivo al limitar las distancias de arco necesarias para barras colectoras, seccionadores y otros aparatos. Esto se puede lograr optimizando el diseño del aislador posterior mediante la selección de los materiales más adecuados, mejorando la resistencia mecánica y la rigidez, reduciendo el número de pilas y pestañas intermedias, así como optimizando el perfil de calada y el factor de fuga. Con respecto a las aplicaciones UHV, el principal desafío para los aisladores de poste se relaciona con la altura, particularmente porque el ambiente contaminado a menudo requiere largas distancias de fuga. Los requisitos mecánicos derivados de cargas de flexión y torsión sólo sirven para hacer que este desafío sea más complejo y también pueden aumentar significativamente la dificultad de fabricar tales unidades.

PD: Artículo de inmr sobre la selección de aisladores de poste para seccionadores.