1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL
UNEFA- LARA
ENSAYO
(COORDINACIÓN DE AISLAMIENTO)
INTEGRANTES:
Robert López
SECCION: 9M1IE
BARQUISIMETO, JUNIO DEL 2011
2. Coordinación de aislamiento
Se entiende La coordinación del aislamiento a todas aquellas medidas que
tienen como finalidad evitar fallas en el sistema como consecuencia de las
sobretensiones que se generan en el mismo, al igual que la circunscripción de estas
sobretensiones en aquellos sitios del sistema donde causen el menor daño, siempre
y cuando sea económicamente viable y tratando en lo posible de que el suministro
de energía a no se vea interrumpido.
Al dar a conocer este enunciado la coordinación del aislamiento se limitaba,
a las sobretensiones atmosféricas, pues las tensiones comerciales no habían
excedido las barreras de la extra alta tensión es por ello que se preferible una falla
en una de las líneas de transmisión y no en una de las subestaciones, dado que allí
los daños serían mayores, pues ahí están concentrados equipos de mayor costo.
En vista de que existe una gran cantidad de parámetros relacionados con
este tema, y considerando además que las tensiones comerciales se encuentran
hoy por hoy en el rango de los 800 kV, con miras a ser incrementadas a 1,200 o
más kilovoltios, los sistemas de extra y ultra alta tensión, se presente obra en países
latinos contaran con sistemas de 800 kV (Brasil y Venezuela).
Los aislamientos se dividen en dos grupos, los autorrestaurables los cuales
después de una descarga disruptiva recuperan totalmente sus propiedades
dieléctricas. Y los no autorrestaurables estos se caracterizan porque después de
una falla no recuperan de nuevo totalmente sus propiedades dieléctricas. La
coordinación del aislamiento tiene que diferenciar a ambos tipos, el autorrestaurable
del no autorrestaurable, pues el primero se presta para la obtención de información
estadística, por ejemplo llevando a cabo pruebas en los laboratorios de alta tensión,
mientras que el segundo, el aislamiento interno de los equipos, no se ve expuesto a
las variaciones atmosféricas debido al encapsulamiento (cuba de transformadores,
reactores, etc).
3. Por otra parte se dice que la forma de onda de la tensión desempeña un
papel muy importante en el comportamiento del aislamiento, pues las diferentes
sobretensiones no tienen los mismos tiempos de formación de cresta y
semiamplitud. Es por ello que se han 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 1.2As 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 vista de que en los laboratorios resulta muchas veces difícil oscilografiar la onda
de tensión y corriente en todo el desarrollo. Existen una serie de tablas en las cuales
estas sobretensiones se encuentran normalizadas y hacen más fácil calcular.
Los aislamientos son sometidos a una serie de pruebas con la finalidad de
verificar las condiciones en que se encuentra el aislamiento y determinar la rigidez
dieléctrica del mismo, haciendo resaltar lo anormal de su comportamiento, otra de
las pruebas consiste en determinar simplemente si un equipo cumple con una
rigidez dieléctrica determinada, como suele advertirse en muchas especificaciones
para la adquisición del mismo. Al referirse a pruebas resulta primordial definir si el
aislamiento es externo o interno. Algunas normas, entre ellas ANSI C92.1.,
diferencian al aislamiento externo, dado por las distancias en el aire abierto a través
de las superficies de los aislantes sólidos en contacto con el mismo, del aislamiento
interno, caracterizado por aislantes sólidos, líquidos o gaseosos, incluidos en un
recipiente, generalmente metálico, que los protege del aire y sus variaciones de
acuerdo con las condiciones ambientales. Para demostrar que un aislamiento
determinado cumple con ciertas características, se le expone a las siguientes
pruebas:
• Tensión a frecuencia de régimen.
• Impulso atmosférico (rayos).
• Impulso de maniobra.
4. La IEC también sugiere la aplicación del método Up and Down, para lo cual la
tensión, en caso de que el aislamiento la soporte, se incrementa en el porcentaje
dado por la desviación típica o estándar, hasta que suceda una descarga. Luego la
tensión disminuye de la misma manera, hasta que el aislamiento soporte un impulso
sin descarga. Con un promedio de 30 a 40 impulsos, la tensión 50% de choque
disruptiva se determina con la ayuda de
U50% = EnvxUv/E nv
Dónde:
• U50%: es la tension de descarga, para la cual la mitad de los impulsos
aplicados conducen a una ruptura del medio.
• Uv: es el incremento de tension que se aplica en forma escalonada.
• Env: es el número de impulsos.
El aire sin lugar a dudas, es el más usado de los aislantes. Solo en las
subestaciones eléctricas se está viendo desplazado por el SF6, mientras que los
cables subterráneos no han logrado penetrar comercialmente en los sistemas de
extra y ultra alta tensión. Es entonces en el medio aire donde ocurren las descargas
eléctricas. En vista de que el aire puede alterar sus propiedades, por ejemplo al
incrementarse la altura sobre el nivel del mar disminuye la densidad, y en
consecuencia también su rigidez dieléctrica, es conveniente referir los valores
obtenidos en los laboratorios y en el campo a las condiciones estándar o típicas.
Relacionado con:
• Densidad relativa.
• Efecto de la lluvia y humedad.
• El factor espinterómetro.
• Nivel básico de aislamiento.
• Consideraciones particulares.
• Distribución Gaussiana.
• Tiempo de formación de cresta.
• Longitud de la cadena de aisladores.
5. • Varias cadenas de aisladores en paralelo.
• Distancias disruptivas.
• Fase central.
• Efecto del viento.
• Polaridad del impulso.
• Etc.
El apantallamiento de las líneas de transmisión se han usado durante
muchos años y es bien sabido que mientras menor sea el Angulo de protección 0
más efectivo será el apantallamiento dado por el hilo de guarda. Lamentablemente
la mayoría de los estudios relacionados con este tema se refiere a torres cuya altura
máxima es de 30 m. A partir de la década de los 50 es cuando se comienzan a
considerar torres de 45 m de altura que soportaban simultáneamente dos circuitos.
Últimamente se están estudiando los apantallamientos (shieldings) de torres de
hasta 55 m de altura, como las utilizadas por EDELCA en 'el sistema de
Transmisión a 800 kV Guri-Centro. A continuación se mencionan los métodos más
utilizados:
• Metodo de Burgsdorf-Kostenko.
• Metodo de Whitehead.
Para realizar el diseño del aislamiento es necesario hacer uso de lo antes
mencionado en los cuales se usan actualmente dos métodos como lo son el
tradicional y las nuevas tendencias. El diseño convencional del aislamiento parte de
valores fijos, normalizados para los equipos mayores que van a conformar el
sistema, al igual que de los valores máximos que pueden denotar las posibles
sobretensiones. A diferencia de los métodos modernos que se basan en el
comportamiento estadístico de las Sobretensiones
