1. Experiencia en la Evaluación de
Aisladores Poliméricos para
Sistemas de Distribución en
ó
Media Tensión a Través de un
ed a e s ó a és u
Laboratorio Natural
Autor: Augusto Abreu
Venezuela
Costa Rica, 18 de Noviembre 2010

2. Contenido
Objetivo de la Presentación.
Introducción.
I t d ió
Antecedentes.
Metodología de Evaluación.
Resultados.
Conclusiones y Recomendaciones.

3. Objetivo de la Presentación
El presente trabajo tiene la finalidad
de evaluar la situación actual del
aislamiento externo utilizado en
ENELVEN y analizar los resultados
obtenidos de las pruebas realizadas
en campo a los aisladores
p
poliméricos (goma silicón) del tipo
(g ) p
suspensión y amarre durante un
período de cinco (5) años en
condiciones naturales aceleradas
(contaminación, corrosión y sand
blasting) con el objetivo de
recomendar las características
técnicas de estos para ser utilizados
en la región Zuliana de Venezuela.

4. Introducción
La función de los aisladores para uso
externo es la de separar eléctricamente los
conductores de las estructuras de soporte
(herrajes, crucetas y postes).
Estos elementos están sometidos a
condiciones de intemperie y por ende, están
expuestos a la contaminación atmosférica.
La acumulación de impurezas y humedad
sobre la superficie de los mismos, lo cual
puede provocar desde pequeños flameos
hasta arcos completos entre las líneas y las
estructuras de soporte.
En el caso del occidente del Zulia:
Contaminación Sand
Salina + Corrosión + Blasting

5. Introducción (cont…)
(cont )
ENELVEN ha En zonas de alta
utilizado vidrio y contaminación se
cerámica en sus Hidrofílica requiere de
q
aisladores. lavado a presión
para evitar fallas.
A nivel mundial
En zonas de alta
se i i i su uso
inicio
contaminación no
en los 60`s
Hidrofóbica se requiere de
utilizando
lavado a presión
EPDM, Epoxy y
para evitar fallas.
Goma Silicón.

6. Introducción (cont…)
(cont )
Experiencia de ENELVEN con
Aislamiento Polimérico:

7. Introducción (cont…)
(cont )
La debilidad de los aisladores poliméricos es que son materiales
“organicos”, vulnerables a: altas t
“ i ” l bl lt temperaturas, rayos UV y a altos
t lt
niveles de sand blasting.
Por lo cual se evalúan
mediante pruebas de
laboratorio donde se simulan
las condiciones ambientales,
establecidos en la normas
ANSI C29.13-2000 e IEC
1109-1992-03; sin embargo,
las simulaciones ambientales
de laboratorio nunca llegarán
g
a ser tan severas y exigentes
como las condiciones reales
de operación en campo
campo.

8. Antecedentes
En el 2003, las fallas a causa de la contaminación atmosférica fueron de un 5,96% del
total 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 un
0,92% del total de las fallas de ese año.
Estas fallas son significativas, ya que generan costos adicionales por concepto de
mantenimiento preventivo (lavado) y correctivo (reemplazo de los aisladores)
aisladores).

9. Antecedentes (Cont…)

10. Antecedentes (C t )
A t d t (Cont…)

11. Antecedentes (C t )
A t d t (Cont…)
IEC 815
31 mm/kV
25 mm/kV
20 mm/kV
16 mm/kV

12. Metodología d E l
M t d l í de Evaluación
ió
Análisis Análisis del Problema de
Conceptual Operación Errática
La Instalación está No
Es Factible Té
E F tibl Téc No
N Investigar otro tipo de
Correcta?
– Eco? Solución
Si
Si
Definición de Esp.
Esp
Técnicas No
El Material Cumple con
las Esp. Téc.?
Prueba Piloto
Si
No
Se Cumplió lo No El Material pasa las Pruebas
Esperado? de Laboratorio?
Si
Si
Implantación
Tomar las Correcciones Identificar las
Correcciones

13. Metodología de Evaluación (Cont…)
Ubicación Geográfica del Datos Ambientales del
Ambientales del Laboratorio Laboratorio Natural
Natural
N t l

14. Metodología de Evaluación (Cont…)
(Cont )
Infografía del Laboratorio Natural

15. M t d l í de E l
Metodología d Evaluación (Cont…)
ió (C t )
Inspección visual para donde a
través de ésta se pueden detallar ó
detectar fallas en el asilamiento
p , p
polimérico, así como de las partes
metálicas (herrajes).
Tipos de Fallas Comunes (IEC
61109): Tracking Treeing Erosion
Tracking, Treeing, Erosion,
Crack , Fenómeno de Hydrolysis.
Entre otros.
Se estableció una matriz de
evaluación cualitativa para el
material aislante y otra para el
elemento metálico d l aislador.
l t táli del i l d

16. Evaluation Methodology (Cont…)
(Cont )
Modelo “A”: Aislador Tipo Suspensión y Amarre –
Con
C Herrajes de Acero G Galvanizado

17. Resultados (Cont…)
( )
Modelo “A”: Aislador Tipo Suspensión y Amarre –
Con Herrajes de Acero Galvanizado (Cont…)
(Cont )
En el año 2003 se instalaron aisladores
de diseño estándar con herrajes de acero
galvanizado.
Distancias de fugas desde 550 a 660
mm.
mm
Recubrimiento galvanizado de 95
micras.
Con respecto a los elementos metálicos para aisladores expuesto con un tiempo de
un año y medio los mismos se encuentran en estado regular.
Para el caso d exposiciones por 4 años l mismos están en avanzado d t i
P l de i i ñ los i tá d deterioro
pre-sentando desprendimiento de la capa y presentan unas condiciones malas.
p p p g p
Con respecto al material polimérico el mismo no presentó ningún tipo de
degradación. Por tal motivo, se encontró en estado bueno.

18. Resultados
Modelo “B”: Aislador Tipo Suspensión y Amarre – Con
Herrajes Cubiertos por Polímero y Ojal de Acero
Galvanizando o Inoxidable
Instalados en Agosto del 2002.
Distancias de fugas desde 670
a 840 mm.
Durante inspecciones
realizadas a finales del 2003 se
detectaron tres (3) tipos de fallas:
1 Roturas del material
1.-
polimérico.
2.- Desgaste por erosión del
material polimérico.
polimérico
3.-Grietas con presencia de
burbujas.

19. Resultados (Cont…)
( )
Modelo “B”: Aislador Tipo Suspensión y Amarre – Con
Herrajes Cubiertos por Polímero y Ojal de Acero
Galvanizando o Inoxidable (Cont…)

20. Resultados (Cont…)
Modelo “B” (Cont…)

21. Resultados (Cont…)
( )
Modelo “B”: Aislador Tipo Suspensión y Amarre – Con
Herrajes Cubiertos por Polímero y Ojal de Acero
Galvanizando o Inoxidable (Cont…)
B-1 Galvanized Hardware.
B-2 Stainless Steel Hardware.
Como resultado se obtuvo el
elemento aislante presenta un
estado crítico y los elementos
metálicos presentan unas
di i íti
condiciones crítico.
En conclusión estos
modelos de aisladores no
pueden ser utilizados en l
d ili d la
región Zuliana.

22. Resultados (Cont…)
( )
Modelo “C”: Aislador con Herrajes de Aleación de
Aluminio Recubierto Parcialmente por el Aislamiento
Polimérico

23. Resultados (Cont…)
( )
Modelo “C”: Aislador con Herrajes de Aleación de
Aluminio 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 en
la figura los elementos metálicos se encuentran en estado regular, presentando
una pequeña pérdida d material (C 1) y una coloración d corrosión (C 2) por
ñ é did de t i l (C-1) l ió de ió (C-2)
efectos del roce con el herraje de acero galvanizado corroído.

24. Resultados (Cont…)
( )
Modelo “C”: Aislador con Herrajes de Aleación de
Aluminio Recubierto Parcialmente por el Aislamiento
Polimérico (Cont…)
p
Con respecto al material
polimérico el mismo presentó
erosión (Figura C-1), una
perforación del aislamiento
(Figura C 2) y separación de la
C-2)
capa polimérica del herraje
(Figura C-3 y C-4). Por tal
motivo no es recomendado el
uso de aisladores
poliméricos con el herraje
recubierto parcialmente ya
que presenta problemas de
adhesión lo cual permite la
entrada de humedad.

25. Resultados (Cont…)
( )
Los herrajes no deben ser cubiertos de
material polimérico u otros diferentes al
acero galvanizado
galvanizado.

26. Resultados (Cont…)
( )
Modelo “A”

27. Conclusiones y Recomendaciones
El uso de materiales aislantes con las propiedades
hidrofóbicas permitie reducir la distancia de fuga, mejorar la
coordinación de aislamiento y reducen los costos del
mantenimiento ya que no requiere lavado artificial.
En función d l aprendizaje obtenido a t é d l
E f ió del di j bt id través de las
pruebas de campo en aisladores poliméricos tipo suspensión
o amarre se encontró un buen comportamiento con respecto
al material aislante de goma silicón, y con las características
establecidas en los aisladores DS-28 establecidos en la
norma ANSI C29.13-2000.

28. Conclusiones y Recomendaciones (Cont )
(Cont…)
Se redujo la distancia de fuga de 863 60 mm con dos
863,60
campanas cerámicas a 550 mm con un aislador polimérico
sin la necesidad de hacer mantenimientos preventivo
p
(lavado).
Se
S recomienda el uso d l aisladores con h
i d l de los i l d herrajes en
j
acero galvanizado (modelo “A”) para toda la región del
estado Zulia excepto para región norte siendo el
recomendado para esta región, aisladores poliméricos con
herrajes en aleación de aluminio (modelo “C”) por los altos
j ( )
niveles de corrosión.

29. Conclusiones y Recomendaciones (Cont )
(Cont…)
Queda descartada para la región Zuliana la utilización de
aisladores con sus terminaciones (herrajes) cubiertos por
polímero tanto con buje de acero galvanizado y en acero
inoxidable (aislador modelo “B”) motivado a las fallas
presentadas en la unión polímero – fibra de vidrio – herrajes
(bujes).
(bujes)
No es recomendado el uso de aisladores con herrajes
recubiertos por material polimérico de manera parcial ya que
como se demostró se presentó problemas de adhesión entre
ambos materiales (aislador modelo “C”).

30. Conclusiones y Recomendaciones (Cont…)
(Cont )
Modelo “A” Modelo “B” Modelo “C”
   
Se recomienda aplicar la metodología desarrollada en
este trabajo en las zonas donde se vallan a implementar
nuevos diseños de aisladores poliméricos mediante pruebas
controladas Laboratorios Naturales con el fin de detectar
fallas y puntos de mejora antes de una implementación
masiva.

31. Biografía del Autor
Augusto Abreu. Ingeniero Electricista de la Universidad Rafael Urdaneta.
Su
S experiencia profesional abarca l Pl ifi
i i f i l b la Planificación d redes d Di t ib ió
ió de d de Distribución
y Transmisión, Calidad de Potencia Eléctrica, Ingeniería Forense,
Ingeniería de Mantenimiento, Diseño de Especificaciones Técnicas de
Materiales y Equipos. Actualmente desempeña como Jefe del área de
Ingeniería de Transmisión en la empresa CORPOELEC - C.A. ENERGÍA
ELECTRICA DE VENEZUELA (ENELVEN).
Correos electrónicos: aabreu@enelven.com.ve
augustoabreu@cantv.net
t b @ t t
augustoabreu@hotmail.com
Teléfonos: 58-0261-7901332 (Oficina)
58 0416 6609133
58-0416-6609133 (Móvil)