Este documento resume los conceptos clave de la coordinación de aislamiento en sistemas eléctricos. Explica que la coordinación de aislamiento implica seleccionar el nivel de aislamiento de los equipos considerando las sobretensiones potenciales y los medios de protección, para lograr un riesgo de falla aceptable. También describe los diferentes tipos de aislamiento y métodos deterministas y estadísticos para la coordinación del aislamiento.

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LA FUERZA ARMADA NACIONALES
UNEFA – LARA
Coordinación de
aislamiento
INTEGRANTES:
Rafael Morales C.I. 17.574.005
SECCIÓN: 9T1IE
BARQUISIMETO, JUNIO DE 2012.

2. Ensayo:
Existen diversas causas en la operación de los sistemas eléctricos que
permiten la aparición de altos valores de tensión o sobretensiones. Las
fuentes de generación de las sobretensiones se pueden clasificar en dos
grandes que son; sobretensiones externas o sobretensiones internas. De los
aspectos antes señalados el más importante desde el punto de vista de la
operación confiable del sistema son las sobretensiones que pueden aparecer
y el efecto de las mismas sobre su aislamiento.En la explotación de cualquier
red eléctrica siempre es necesario considerar las condiciones generales de
operación bajo las condicionesde Condiciones de estado estable y estado
transitorioen la que puede operar una red eléctrica.
Tanto para las condiciones de estado estable como para las
condiciones de estado transitorio el aspecto más importante es el
comportamiento del aislamiento de los aparatos y partes componentes del
sistema, ya que los esfuerzos a que el mismo está sometido debido a la
acción del campo eléctrico difieren considerablemente para ambos tipos de
condiciones. Para las condiciones transitorias el esfuerzo a que está
sometido el aislamiento es de corta duración pero de gran intensidad,
mientras que para las condiciones de operación de estado estable los
esfuerzos son de baja intensidad pero de larga duración, siendo éste último
el factor fundamental en el envejecimiento del mismo.
La coordinación de aislamiento es la selección de la tensión soportada
normalizada de los equipos teniendo en cuenta las sobretensiones que
pueden aparecer, así como los medios de protección que se pueden instalar
y las condiciones ambientales de la zona, para obtener un riesgo de fallo
aceptable. Una selección óptima de los aislamientos y de los dispositivos de
protección contra sobretensiones requiere un conocimiento riguroso del
origen y la distribución estadística de las sobretensiones que se pueden

3. originar, la caracterización de los distintos tipos de aislamientos, los
dispositivos de protección que es posible seleccionar o instalar, el coste de
las distintas opciones o estrategias.El cálculo de las sobretensiones es vital
para el diseño de redes eléctricas y servirá para escoger el nivel de
aislamiento y las protecciones de los equipos.
Igualmente se analizaron varias alternativas para limitar los valores
críticos que pueden alcanzar estas sobretensiones en el sistema. Como es
analizado el pararrayos, hoy en día el dispositivo mas utilizado en la
derivación a tierra de sobretensiones de diferente índoleotros elementos de
protección tales como cables, capacitancias, inductancias, resistencias de
reinserción, etc.
La Primera clasificación de funcionamiento de un aislamiento se
encuentra; Aislamiento autorregenerable (recupera sus propiedades cuando
desaparece el contorneo y las causas que lo han provocado), Aislamiento no
autorregenerable(puede quedar total o parcialmente averiado después de
una descarga disruptiva). La Segunda clasificación se encuentra; Aislamiento
externo (es la distancia a través del aire o de una superficie exterior en
contacto con el aire sometido a solicitaciones dieléctricas y ambientales
“humedad y contaminación”), Aislamiento interno (es la parte interna del
aislamiento de un equipo eléctrico que está protegido de las solicitaciones
ambientales mediante una o varias envolventes). Cave destacar que en
general, el aislamiento externo es autorregenerable y elaislamiento interno es
no autorregenerable.
La coordinación del aislamiento tiene que diferenciar a ambos tipos, el
autor restaurable del no autor restaurable, pues el primero se presta para la
obtención de informaciónestadística, por ejemplo llevando a cabo pruebas en
los laboratorios de alta tensión, mientras que el segundo, característico del
aislamiento interno de los equipos, no se ve expuesto a las variaciones

4. atmosféricas debido al encapsulamiento (cuba de transformadores,
reactores, etc.).
Sobretensiones normalizadas
La forma de onda de la tensión desempefia un papel muy importante
en el comportamiento del aislamiento, pues las diferentes sobretensiones no
tienen los mismos tiempos de formación de cresta y semiamplitud. La IEC en
su Publicación 60- 2 del ano 1973, al igual que las normas alemanas VDE
0432 T.2 de octubre del 78, normalizan las diferentes formas de onda que
aplican en particular para cada sobretensión. Para las denominadas
sobretensiones atmosféricas se ha normalizado un tiempo de formación de
onda de 1.2A s y uno de semiamplitud de 50 As, mientras que para las
sobretensiones de maniobra el tiempo de formación del valor máximo o pico
es de 250 As y el de semiamplitud 2,500 As.
En cuanto a las sobretensiones, normalizadas o no, a la coordinación
del aislamiento se le plantean las siguientes exigencias:
1. Garantizar que el aislamiento del sistema soportara todas las
solicitaciones dieléctricas, tanto anormales como normales.
2. Que existe una derivación a tierra, en forma inofensiva, de las
sobretensiones que afectan al sistema y que, por consiguiente, ponen
en peligro el aislamiento del sistema.
3. Garantizar que las rupturas dieléctricasocurran hasta donde sea
posible en el aislamiento externo y no en el interno, de manera que
losequipos costosos, tales como transformadores, reactores, etc., no
sufran daño alguno en sus aislantes solidos y líquidos.
Si no es posible cumplir con las exigencias anteriores, entonces tratar
de que las fallas sucedan en aquellos sitios del sistema donde causen el
menor de los daños.

5. Métodos probabilísticos
Los diferentes métodos y enfoques se han visto fuertemente influenciados
por la experiencia obtenida en los analizadores de redes transitorios y en los
sistemas de 525 y más kilovoltios que a comienzos de la década de los 60
entraron en servicio. Se aprecia rápidamente que casualmente las
sobretensiones de maniobra son las que dictarían las reglas que deberán
seguirse en el dimensionamiento del aislamiento. El re cierrerápido (high
speed reclosing) con carga atrapada es, a titulo de ejemplo, una de las
maniobras que conlleva a las máximas solicitaciones o esfuerzos por parce
del aislamiento.
Limites de confianza
La distribuciónprobabilística, que se obtiene de una serie limitada de
ensayos, suele partir, por lo general, de la distribución real o verdadera en
función del número de ensayos que se lleve a cabo en cada nivel de tensión.
Es posible entonces estimar en una primera aproximación, con la ayuda de
los métodosestadísticos, los limites en que quedara comprendida la relación
existente entre el valor real promedio y la desviacióntípica o estándar. En el
campo en cuestión, fundamentalmente relacionado con la descarga eléctrica,
esta probabilidad se selecciona como 0.95 y se suele referir entonces un
límitede confianza de 95%.
Se pueden distinguir dos métodos de coordinación de aislamiento,
determinista y estadístico la aplicación de uno u otro método dependerá de la
información disponible sobre el sistema y las tensiones representativas, el
método estadístico se puede aplicar cuando es posible obtener la función de
densidad de probabilidad de las sobretensiones representativas, la
distribución estadística de sobretensiones y la función de probabilidad de
fallo del aislamiento permiten obtener el riesgo de fallo de un equipo, así

6. como seleccionar y dimensionar el aislamiento de forma que la frecuencia de
fallo se halle dentro de los límites aceptables.
En los sistemas eléctricos se permiten desviaciones en la magnitud de
la tensión del sistema en un porciento determinado de acuerdo a la clase de
tensión de que se trate, siendo el valor máximo de esta desviación la que
define la tensión nominal de las componentes y aparatos a instalar en el
mismo. Las tolerancias de estas desviaciones son de ± 10 % en sistemas de
hasta 220 kV y de hasta ± 5 % en sistemas de más de 220 kV.
Las condiciones de estado transitorio se caracterizan por un cambio
brusco en las condiciones de operación a que están sometidas todas las
componentes y aparatos del sistema. En las condiciones de estado
transitorio se consideran como aspectos fundamentales los siguientes,
Posibles sobretensiones, Aparición de altas corrientes, Destrucción de
aparatos y componentes, Interrupción en el servicio, Otros aspectos.
De los aspectos antes señalados el más importante desde el punto de
vista de la operación confiable del sistema son las sobretensiones que
pueden aparecer y el efecto de las mismas sobre su aislamiento.