Aisladores De Porcelana Y Polimericos

SEMINARIO SEMINARIO TÉCNICO INTERNACIONAL:

AISLADORES DE PORCELANA Y POLIMERICOS, PARARRAYOS DE OXIDO DE ZINC Y APLICACIONES DE CUTOUT Por: Pedro Antonio Coronado Zafra Editor de la Revista Red Eléctrica E-mail: [email protected]

Conferencistas, Ing. Arthur Gianesi Da Costa, Ing. Bolivar Herrera Illescas, Ing. Luis Gonzaga Gardin, Organizador Carlos Euscate A.

E

l viernes 13 de Agosto último, desde las 9:00 de la mañana hasta las 5:30 de la tarde con el respectivo intermedio para almorzar, se llevó a cabo un evento de gran importancia en el Auditorio del Ministerio de Energía y Minas, donde se escuchó las exposiciones de los expertos: Ing. Luis Gonzaga Gardin, Gerente de Marketing y Aplicaciones de la empresa Brasileña Aisladores Santana S.A., Arthur Gianesi Da Costa, Gerente de fabricación de pararrayos de KVA Equipamientos Eléctricos Ltda. ( KEE ), Ing. Bolívar Herrera, Gerente de exportaciones de la empresa Maurizio y

Cia. Ltda.; como anfitrión en representación del MEM el Ing. Orlando Chávez Chacaltana y como organizador el Ing. Carlos Euscate A., director de Edex Representaciones . El Ing. Chávez inaugurando el evento habló sobre la difusión que se está haciendo sobre las normas, por la importancia que estas tienen, ya que cuando hay un accidente los involucrados se sustentan en las normas para verificar que punto o puntos se han violado. Propuso la formación de Comites Técnicos Regionales, así también, al observar problemas como polución etc., pidió comunicar al MEM sin ningún temor ya que

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esta entidad no sanciona. El Ing. Bolívar Herrera explicó que Aisladores Santana S.A. queda en Pedreira Brasil, manejada con una filosofía de Calidad Total, fue fundada en 1941, y en la actualidad fabrica 10 000 tipos de productos en un total de cuatro plantas; que vende a ABB, Siemens, entre otros. Cuenta con ingentes recursos técnicos como moledoras, filtros, prensas de vacío, torneado y moldeado, etc. El Ing. Luis Gonzaga hizo mención que en la empresa Aisladores Santana SA se le da mucha importancia a la palabra CONFIABILIDAD. Explicó la técnica de pruebas que se hace a los aisladores de cadena de porcelana, de vidrio así como entre ellos los ensayos termomecánicos e impulso perforante. Explico que las porcelanas usadas en los aisladores son de dos tipos: porcelana cuarcítica y porcelana aluminosa, habiéndose encontrado que este último es superior por ser más resistente a fallas mecánicas. Explicó también sobre las descargas atmosféricas y los simuladores que ellos disponen. Y como parte del estudio hecho a las porcelanas, mostró fotografías de microscopia 25

SEMINARIO electrónica en los que se observa que los aisladores de porcelana aluminosa, poseen menos poros cerrados, lo que aumenta su soportabilidad eléctrica. En otra vista mostró aisladores clásicos de porcelana tipo PIN que tienen hasta 100 años de uso, aisladores LINE POST que son para uso horizontal o vertical y que requieren menos mantenimiento por fallas. Mostró también aisladores de soporte pedestal, multicuerpo y núcleo sólido. Presentó aisladores poliméricos de silicona, inorgánico e hizo una comparación entre silicona y EPDM, resultando mejor la silicona, comentó también, que los problemas con los aisladores poliméricos están relacionados a manipuleo incorrecto, roedores y pericos, necesitando cuidados durante la instalación.y en el almacenaje Describió los ensayos de la norma IEC-61109, que se hacen para los aisladores poliméricos y mostró unos aisladores híbridos fabricados de porcelana y polímero así como vidrio y silicona. Hizo la recomendación de que los aisladores poliméricos tipo Pin, no deben ser usados directamente con cables desnudos porque pueden deteriorarse con el aumento de temperatura. Después de un “break” lleno de bocaditos, café y gaseosas, aprovechamos para intercambiar ideas entre los asistentes. Contestando una pregunta el Ing. Luis Gonzaga comentó que se están investigando los aisladores con recubrimiento de semiconductores. Cuando se le preguntó sobre las pérdidas en los aisladores de silicona, comentó que por ser la 26

silicona hidrofóbica, la corriente de fuga es pequeña, respecto a la porcelana y vidrio. Pese a que el mantenimiento para los aisladores poliméricos, no es muy necesario, para casos especiales, se puede lavar con agua a alta presión, lo que debe ser considerado en el momento del requerimiento para instalar aisladores que soporten presión de agua. En algunas ocasiones el mantenimiento de aisladores poliméricos es más caro, ya que al tener una falla en una de las aletas hay que cambiar todo el aislador, lo que no ocurre con los de porcelana que solo se cambia el que se ha dañado. El revestimiento de silicona del aislador polimérico no es afectado por los ácidos normales del medio ambiente, pero el núcleo puede ser afectado, por tanto, debemos tomar cuidados con fallas en el revestimiento. Un asistente preguntó qué se puede hacer en el Puerto Malabrigo, en donde hay empresas pesqueras que propagan grandes cantidades de grasa al medio ambiente, los cuales se adhieren fuertemente en los aisladores poliméricos; el expositor respondió que estas adherencias de grasa aumentan la

Fig.1. Aislador que posee una curva muy acentuada para disminuir la contaminación en su interior

corriente de fuga, y que de no poder ser lavadas, lo que hay que hacer es cambiarlas. Al respecto, el Ing. Luis Gonzaga comentó que para esos casos, en EE.UU, en líneas de distribución, se utilizan aisladores tipo PIN de porcelana pero muy curvados hacia dentro (Fig.1), para disminuir el ingreso de contaminantes, y se mantenga una apropiada corriente de fuga. Comentó tambien que otro caso similar ocurrió en AntofagastaChile, donde después de lavar semanalmente los aisladores, estos tenían que ser cambiados después de cuatro meses, en este caso se hizo una fabricación especial, los cuales ya llevan más de un año sin cambiarse. Un Ingeniero asistente de Electro Sur Este comentó que ellos tienen problemas con el resecamiento de los aisladores, a lo que el Ing. Luis Gonzaga, respondió que existen aisladores más caros que no se resecan y que la otra alternativa era cubrirlos con unos aditamentos, terminó diciendo que los aisladores poliméricos están siendo aún estudiados ya que son relativamente nuevos (25 años). Ya por la tarde después de un buen almuerzo, el Ing. Arthur Guianesi, habló de los criterios de fabricación de los pararrayos, haciendo notar que por la propiedades que poseen, los aisladores de silicona son más seguros que los de porcelana, así también, hizo una clasificación de este último con sus respecti-vas pruebas y ensayos de labo-ratorio; pasándose finalmente, a la interesante sección de preguntas y respuestas.. Frente a la pregunta de que si los pararrayos que ellos fabricaban podían soportar descargas

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SEMINARIO directas nube-tierra las cuales contienen básicamente cargas negativas, el Ing. Guianesi respondió que, si la descarga fuese directamente a la línea lejos del pararrayos, no sería tan dañino como cuando dicha descarga fuese cerca, el pararrayos normalmente se calentaría y se dilataría, rechazando la energía eléctrica, pero si fuese el caso de descargas múltiples, a este, no le daría tiempo a rechazar energía y explotaría llegando a poner en riesgo a los equipos conectados que también explotarían, felizmente en lugares abiertos es menos probable que ocurran descargas directas, porque la vegetación existente actuando conjuntamente con el cable de guarda, no lo permitirían. A la pregunta, sobre su opinión acerca de hacer trabajar un pararrayo por encima pero cercana a la tensión nominal, respondió que, aunque la sobretensión no sea muy alta, esta va reduciendo gradualmente la vida útil del pararrayo, por lo que se recomienda no hacerla trabajar por encima de la tension nominal. A la pregunta respecto a la relación entre el tipo de pararrayos y la altura sobre el nivel del mar de instalación, el Ing Guianesi respondió que obviamente es importante, ya que a mayor altura, se requiere Varistores

374 mm

Aluminio (bloque de aislamiento)

700 mm

Fig. 2. Pararrayos con corrección de aislamiento de aluminio para alturas mayores de 1000 m.s.n.m..

a b

Foto 1. Aislador soporte prolongador(a) para seccionador fusible(b), un mayor aislamiento; por encima de los 1000 m se debe considerar un aislamiento de 1% más por cada 100 metros. Un ingeniero hizo notar, que el aislamiento del pararrayos guarda relación con la altura sobre el nivel del mar al que va a ser instalado por lo que en los catálogos cuando se hace la corrección de aislamiento por la altura se presentan problemas con la tensión; a lo que el Ing. Guianesi comentó que con la altura hay que corregir solo la distancia de fuga con un bloque de aislamiento (Fig. 2), pero que no cambia la estructura interna del pararrayos. En la fábrica tienen en “stock” pararrayos para 1000 m, 2000 m, 3000 m y 4000 m y que para evitar problemas se opta por vender el que corresponde a 4000 m, informando que esta es una medida estándar, por lo que resulta un poco más caro, pero más confiable. Hizo notar que en Brasil se coloca un pararrayos por cada 600 m de línea. Respecto a los “valores de tierra” aceptables, comentó que

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lo mejor es lo mínimo que se pueda lograr sin decir que haya un valor típico ideal, pero que este debe ser menor que el valor del equipo que se desea proteger; para uso industrial pueden ser unos 2 W. Comentó también que él considera que para las frecuencias en las líneas prácticamente la impedancia de tierra no varia. Quedó en el ambiente la discrepancia, si es necesario ver la diferencia de la “tierra” a frecuencia industrial y a frecuencia de descarga. Nuevamente un “break” nos separó de nuestros asientos y después continuamos con los ensayos que se aplican a los pararrayos, algunos de los cuales son de fabricación y no hay necesidad de repetirlos; mientras que hay otros que deben hacerse en el momento de la recepción del equipo. Es importante monitorear los pararrayos, pues nos ayuda a aumentar su tiempo de vida. Al respecto se dio la pregunta relacionada al tiempo de vida de los pararrayos, en relación a las descargas directas y a 27

SEMINARIO las inducidas, a lo que respondió el expositor que podría considerarse: 200 descargas de 20 kA 80 descargas de 60 kA 10 descargas de 100 kA y 20 a 30 maniobras, en Brasil la vida útil de los pararrayos está en el orden de 4 a 5 años. Frente a una inquietud respecto a una prueba básica para saber si un pararrayos está en buenas condiciones, respondió, que la corriente de fuga de un pararrayos debe estar en el orden de los miliamperios, si ésta pasara al orden de los amperios, entonces habría que cambiar el pararrayos. La siguiente es una curva típica para detectar el envejecimiento del pararrayos. V

I

Curva en donde se muestra la tendencia que adquiere un pararrayos cuando envejece (línea punteada). En Brasil, cuando el pararrayos de alguna fase falla, se cambian los pararrayos de las tres fases, para tener una mayor confiabilidad, pero habría que tener cuidado de los inescrupulosos que compran las otras dos que no han fallado, para luego venderlas, las cuales, claro está, ya no tienen ninguna garantía, por lo que se recomienda comprar solo a los fabricantes. Dijo también, que los pararrayos cuentan con un efectivo sistema (Fig. 3) que actúa cuando estos ya están envejecidos , disparándose una bala al sobre28

d (dielectrico)

Resorte Bala

Fig. 3. Dispositivo acoplado en los pararrayos, en que se dispara la bala cuando la corriente llega al orden de los amperios, indicando que dicho pararrayos, ya está envejecido. calentarse por efecto de incrementarse la corriente al orden de los amperios, cuando falla el dieléctrico, separando el pararrayo de tierra. Alguien preguntó ¿Cuáles son las distorsiones THD que hay que considerar?, Bueno, no hay mucha experiencia al respecto, contestó el Ing. Guianesi. Posteriormente comentó que se pueden fabricar pararrayos de diseño especial, como ocurrió en Ecuador, que se diseñaron pararrayos para un lugar en que estos se cambiaban cada 40 días, se fabricaron tres pararrayos especiales, que costaron el triple del precio, pero ya tienen un año funcionando sin fallar. Otra interesante pregunta fue sobre dónde colocar el contador de descargas en un transformador de potencia. La respuesta fue sencillamente a la salida del pararrayos a tierra. También se le preguntó si era mejor colocar el pararrayos encima del transformador, el Ing Guianesi contestó que sí lo es pero hay que acondicionar la cuba del transformador y que la distancia entre este y el pararra-

yos no debe ser mayor a 2 m. ¿Cómo saber que el pararrayos que uno está comprando es nuevo?, la respuesta fue categórica,la corriente de fuga debe ser menor a 1 mA, esto se hace con una pinza amperimétrica simple de baja tensión. Luego de algunos aplausos tuvimos la oportunidad de escuchar al Ing. Bolívar Herrera. Gerente de Exportaciones de Maurizio y Cia. Ltda. quien tuvo a su cargo la charla sobre seccionadores, cutouts y conectores. Inició comentando que Maurizio y Cia. es una empresa 100% brasileña, fundada en 1956 y que exporta sus productos a muchos países inclusive a los EE.UU y Europa, tiene varios años en el mercado peruano. Su guía es el SOL: Seguridad, Organización y Limpieza. Expuso sobre los ensayos que se hacen a los seccionadores, inclusive algunos de ellos se realizan en la Universidad de SaoPaulo, luego mostró unos prolongadores para portafusibles (foto 1) de tal manera que aumente la capacidad interruptiva del seccionador fusible. La novedad fue un seccionador fusible conocido como el “seccionador de los pobres” y que funciona con tres fusibles de diferentes capacidades, de menor a mayor, de tal manera que se quema el de menor capacidad y queda funcionando el siguiente y así sucesivamente hasta tres de ellos. Finalmente el Ing. Orlando Chávez clausuró la sesión comentando que es interesante que hayan soluciones personalizadas que se deben aprovechar y que en el Perú tenemos también fabricantes nacionales de aisladores de siliconas .

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