experiencia en la evaluacion de ailadores polimericos (2010)
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Experiencia en la Evaluación deExperiencia en la Evaluación deAisladores Poliméricos para
óSistemas de Distribución enMedia Tensión a Través de uned a e s ó a a és de uLaboratorio Natural
Autor: Augusto AbreuVenezuelaVenezuela
Costa Rica, 18 de Noviembre 2010
Contenido
Objetivo de la Presentación.I t d ióIntroducción.Antecedentes.Metodología de Evaluación.Resultados.Resultados.Conclusiones y Recomendaciones.
Objetivo de la Presentación
El presente trabajo tiene la finalidad
Objetivo de la Presentación
El presente trabajo tiene la finalidadde evaluar la situación actual delaislamiento externo utilizado enENELVEN y analizar los resultadosENELVEN y analizar los resultadosobtenidos de las pruebas realizadasen campo a los aisladorespoliméricos (goma silicón) del tipop (g ) psuspensión y amarre durante unperíodo de cinco (5) años encondiciones naturales aceleradas(contaminación, corrosión y sandblasting) con el objetivo derecomendar las característicastécnicas de estos para ser utilizadosen la región Zuliana de Venezuela.
IntroducciónIntroducciónLa función de los aisladores para uso
externo es la de separar eléctricamente losconductores de las estructuras de soporte(herrajes, crucetas y postes).
Estos elementos están sometidos acondiciones de intemperie y por ende, estánexpuestos a la contaminación atmosférica.
La acumulación de impurezas y humedadLa acumulación de impurezas y humedadsobre la superficie de los mismos, lo cualpuede provocar desde pequeños flameoshasta arcos completos entre las líneas y lashasta arcos completos entre las líneas y lasestructuras de soporte.
En el caso del occidente del Zulia:
Contaminación Salina Corrosión Sand
Blasting
En el caso del occidente del Zulia:
+ +
Introducción (cont )Introducción (cont…)
ENELVEN ha utilizado vidrio y cerámica en sus Hidrofílica
En zonas de alta contaminación se
requiere de cerámica en sus aisladores.
qlavado a presión para evitar fallas.
A nivel mundial i i i En zonas de alta se inicio su uso
en los 60`s utilizando
Hidrofóbicacontaminación no
se requiere de lavado a presiónEPDM, Epoxy y
Goma Silicón.
lavado a presión para evitar fallas.
Introducción (cont )
Experiencia de ENELVEN con
Introducción (cont…)
Aislamiento Polimérico:
Introducción (cont )La debilidad de los aisladores poliméricos es que son materiales
“ i ” l bl lt t t UV lt
Introducción (cont…)
“organicos”, vulnerables a: altas temperaturas, rayos UV y a altosniveles de sand blasting.
Por lo cual se evalúanPor lo cual se evalúanmediante pruebas delaboratorio donde se simulanlas condiciones ambientales,establecidos en la normasANSI C29.13-2000 e IEC1109-1992-03; sin embargo,las simulaciones ambientalesde laboratorio nunca llegaránga ser tan severas y exigentescomo las condiciones realesde operación en campode operación en campo.
AntecedentesAntecedentes
En el 2003, las fallas a causa de la contaminación atmosférica fueron de un 5,96% deltotal de las fallas de los circuitos de distribución para ese año.
El año de menor impacto a causa de la contaminación fue en el año 2005 con unEl año de menor impacto a causa de la contaminación fue en el año 2005 con un0,92% del total de las fallas de ese año.
Estas fallas son significativas, ya que generan costos adicionales por concepto demantenimiento preventivo (lavado) y correctivo (reemplazo de los aisladores)mantenimiento preventivo (lavado) y correctivo (reemplazo de los aisladores).
Antecedentes (Cont…)Antecedentes (Cont…)
A t d t (C t )Antecedentes (Cont…)
A t d t (C t )
IEC 815
Antecedentes (Cont…)
25 mm/kV
31 mm/kV
16 mm/kV
20 mm/kV
M t d l í d E l ióMetodología de Evaluación
Análisis Análisis del Problema deAnálisis del Problema deAnálisis Conceptual
E F tibl Té Investigar otro tipo deInvestigar otro tipo deNLa Instalación está
Análisis del Problema de Operación Errática
Análisis del Problema de Operación Errática
NoEs Factible Téc
– Eco?Investigar otro tipo de
SoluciónInvestigar otro tipo de
SoluciónNo
Definición de EspDefinición de Esp
Si
Correcta?
Si
Prueba PilotoPrueba Piloto
Definición de Esp. Técnicas
Definición de Esp. Técnicas El Material Cumple con
las Esp. Téc.?
No
Si
Se Cumplió lo Esperado?
NoNo
El Material pasa las Pruebas de Laboratorio?
ImplantaciónImplantación
SiSi
Identificar las CorreccionesIdentificar las Correcciones
Tomar las CorreccionesTomar las Correcciones
Metodología de Evaluación (Cont…)Metodología de Evaluación (Cont…)Datos Ambientales del
Laboratorio NaturalUbicación Geográfica del
Ambientales del Laboratorio N t lNatural
Metodología de Evaluación (Cont )Metodología de Evaluación (Cont…)Infografía del Laboratorio Natural
M t d l í d E l ió (C t )
Inspección visual para donde a
Metodología de Evaluación (Cont…)
Inspección visual para donde através de ésta se pueden detallar ódetectar fallas en el asilamientopolimérico, así como de las partesp , pmetálicas (herrajes).
Tipos de Fallas Comunes (IEC61109): Tracking Treeing Erosion61109): Tracking, Treeing, Erosion,Crack , Fenómeno de Hydrolysis.Entre otros.
Se estableció una matriz deevaluación cualitativa para elmaterial aislante y otra para el
l t táli d l i l delemento metálico del aislador.
Evaluation Methodology (Cont )Evaluation Methodology (Cont…)Modelo “A”: Aislador Tipo Suspensión y Amarre –
C GCon Herrajes de Acero Galvanizado
Resultados (Cont…)( )Modelo “A”: Aislador Tipo Suspensión y Amarre –
Con Herrajes de Acero Galvanizado (Cont )
En el año 2003 se instalaron aisladoresde diseño estándar con herrajes de acero
Con Herrajes de Acero Galvanizado (Cont…)
de diseño estándar con herrajes de acerogalvanizado.
Distancias de fugas desde 550 a 660mmmm.
Recubrimiento galvanizado de 95micras.
Con respecto a los elementos metálicos para aisladores expuesto con un tiempo deun año y medio los mismos se encuentran en estado regular.
P l d i i 4 ñ l i tá d d t iPara el caso de exposiciones por 4 años los mismos están en avanzado deterioropre-sentando desprendimiento de la capa y presentan unas condiciones malas.
Con respecto al material polimérico el mismo no presentó ningún tipo dep p p g pdegradación. Por tal motivo, se encontró en estado bueno.
ResultadosResultadosModelo “B”: Aislador Tipo Suspensión y Amarre – Con
Herrajes Cubiertos por Polímero y Ojal de Acero
Instalados en Agosto del 2002.
Herrajes Cubiertos por Polímero y Ojal de Acero Galvanizando o Inoxidable
Distancias de fugas desde 670a 840 mm.
Durante inspeccionesDurante inspeccionesrealizadas a finales del 2003 sedetectaron tres (3) tipos de fallas:
1 Roturas del material1.- Roturas del material polimérico.
2.- Desgaste por erosión del material poliméricomaterial polimérico.
3.-Grietas con presencia de burbujas.
Resultados (Cont…)( )Modelo “B”: Aislador Tipo Suspensión y Amarre – Con
Herrajes Cubiertos por Polímero y Ojal de AceroHerrajes Cubiertos por Polímero y Ojal de Acero Galvanizando o Inoxidable (Cont…)
Resultados (Cont…)Modelo “B” (Cont…)
Resultados (Cont…)( )Modelo “B”: Aislador Tipo Suspensión y Amarre – Con
Herrajes Cubiertos por Polímero y Ojal de AceroHerrajes Cubiertos por Polímero y Ojal de Acero Galvanizando o Inoxidable (Cont…)
Como resultado se obtuvo el
B-1 Galvanized Hardware.B-2 Stainless Steel Hardware.
Como resultado se obtuvo elelemento aislante presenta unestado crítico y los elementosmetálicos presentan unas
di i íticondiciones crítico.
En conclusión estosmodelos de aisladores no
d ili d lpueden ser utilizados en laregión Zuliana.
Resultados (Cont…)( )Modelo “C”: Aislador con Herrajes de Aleación de
Aluminio Recubierto Parcialmente por el AislamientoAluminio Recubierto Parcialmente por el Aislamiento Polimérico
Resultados (Cont…)( )Modelo “C”: Aislador con Herrajes de Aleación de
Aluminio Recubierto Parcialmente por el AislamientoAluminio Recubierto Parcialmente por el Aislamiento Polimérico (Cont…)
C-1 C-2
El tiempo de exposición de este aislador fue de 4 años. Como se observa enla figura los elementos metálicos se encuentran en estado regular, presentando
ñ é did d t i l (C 1) l ió d ió (C 2)una pequeña pérdida de material (C-1) y una coloración de corrosión (C-2) porefectos del roce con el herraje de acero galvanizado corroído.
Resultados (Cont…)( )Modelo “C”: Aislador con Herrajes de Aleación de
Aluminio Recubierto Parcialmente por el Aislamiento
Con respecto al material
Polimérico (Cont…)
ppolimérico el mismo presentóerosión (Figura C-1), unaperforación del aislamiento(Figura C 2) y separación de la(Figura C-2) y separación de lacapa polimérica del herraje(Figura C-3 y C-4). Por talmotivo no es recomendado eluso de aisladorespoliméricos con el herrajerecubierto parcialmente yaque presenta problemas deque presenta problemas deadhesión lo cual permite laentrada de humedad.
Resultados (Cont…)( )
Los herrajes no deben ser cubiertos dematerial polimérico u otros diferentes alacero galvanizadoacero galvanizado.
Resultados (Cont…)( )
Modelo “A”
Conclusiones y Recomendaciones
El uso de materiales aislantes con las propiedades
Conclusiones y Recomendaciones
El uso de materiales aislantes con las propiedadeshidrofóbicas permitie reducir la distancia de fuga, mejorar lacoordinación de aislamiento y reducen los costos delymantenimiento ya que no requiere lavado artificial.
E f ió d l di j bt id t é d lEn función del aprendizaje obtenido a través de laspruebas de campo en aisladores poliméricos tipo suspensióno amarre se encontró un buen comportamiento con respectoo amarre se encontró un buen comportamiento con respectoal material aislante de goma silicón, y con las característicasestablecidas en los aisladores DS-28 establecidos en lanorma ANSI C29.13-2000.
Conclusiones y Recomendaciones (Cont )
Se redujo la distancia de fuga de 863 60 mm con dos
Conclusiones y Recomendaciones (Cont…)
Se redujo la distancia de fuga de 863,60 mm con doscampanas cerámicas a 550 mm con un aislador poliméricosin la necesidad de hacer mantenimientos preventivop(lavado).
S i d l d l i l d h jSe recomienda el uso de los aisladores con herrajes enacero galvanizado (modelo “A”) para toda la región delestado Zulia excepto para región norte siendo elestado Zulia excepto para región norte siendo elrecomendado para esta región, aisladores poliméricos conherrajes en aleación de aluminio (modelo “C”) por los altosj ( )niveles de corrosión.
Conclusiones y Recomendaciones (Cont )
Queda descartada para la región Zuliana la utilización de
Conclusiones y Recomendaciones (Cont…)
Queda descartada para la región Zuliana la utilización deaisladores con sus terminaciones (herrajes) cubiertos porpolímero tanto con buje de acero galvanizado y en aceroinoxidable (aislador modelo “B”) motivado a las fallaspresentadas en la unión polímero – fibra de vidrio – herrajes(bujes)(bujes).
No es recomendado el uso de aisladores con herrajesNo es recomendado el uso de aisladores con herrajesrecubiertos por material polimérico de manera parcial ya quecomo se demostró se presentó problemas de adhesión entreambos materiales (aislador modelo “C”).
Conclusiones y Recomendaciones (Cont )Conclusiones y Recomendaciones (Cont…)Modelo “A” Modelo “B” Modelo “C”
Se recomienda aplicar la metodología desarrollada en
este trabajo en las zonas donde se vallan a implementareste trabajo en las zonas donde se vallan a implementarnuevos diseños de aisladores poliméricos mediante pruebascontroladas Laboratorios Naturales con el fin de detectarcontroladas Laboratorios Naturales con el fin de detectarfallas y puntos de mejora antes de una implementaciónmasiva.
Biografía del Autor
Augusto Abreu. Ingeniero Electricista de la Universidad Rafael Urdaneta.S i i f i l b l Pl ifi ió d d d Di t ib ió
Biografía del Autor
Su experiencia profesional abarca la Planificación de redes de Distribucióny Transmisión, Calidad de Potencia Eléctrica, Ingeniería Forense,Ingeniería de Mantenimiento, Diseño de Especificaciones Técnicas deMateriales y Equipos. Actualmente desempeña como Jefe del área deMateriales y Equipos. Actualmente desempeña como Jefe del área deIngeniería de Transmisión en la empresa CORPOELEC - C.A. ENERGÍAELECTRICA DE VENEZUELA (ENELVEN).Correos electrónicos: [email protected]
t b @ t [email protected]@hotmail.com
Teléfonos: 58-0261-7901332 (Oficina)58-0416-6609133 (Móvil)58 0416 6609133 (Móvil)