Características principales de los aisladores
Los aisladores deben tener ciertas características eléctricas… Estas incluyen: descarga seca, descarga húmeda y voltaje de ruptura.
La descarga seca es el voltaje aplicado a los electrodos metálicos de un aislador en el que se produce una descarga de buena fe en su superficie en condiciones atmosféricas normales.
La descarga húmeda es el voltaje aplicado al aislador, en el que se produce una descarga en la superficie del aislador, que está bajo la influencia de las corrientes de lluvia que caen sobre él en un ángulo de 45 ° (Fig. 1). En este caso, la fuerza de la lluvia debe ser igual a 5 mm / min, y la resistencia volumétrica específica del agua debe estar en el rango de 9500 — 10 500 ohm NS cm (a 20 ° C).
Arroz. 1. Prueba del aislador de pasador para determinar el voltaje de descarga húmeda: 1 — Conductor, 2 — Aislante, 3 — Pasador de acero, A — B — C — D — D — E — Descarga eléctrica
El valor de la tensión de descarga húmeda del aislador, determinado durante las pruebas, permite estimar cómo se comportará el aislador en condiciones de funcionamiento bajo la lluvia.Para cualquier aislador, el valor de voltaje de descarga húmeda siempre es menor que su valor de voltaje de descarga seca, porque cuando se expone a la lluvia, una porción significativa de la superficie del aislador se humedece con agua y comienza a conducir corriente.
El voltaje de ruptura del aislador es el voltaje al que se produce la ruptura del material aislante entre los electrodos principales, por ejemplo, entre la varilla y la tapa de un aislador de suspensión.
El voltaje de ruptura de cualquier aislador es siempre mayor que su voltaje de descarga seca, y más aún que su voltaje de descarga húmeda.
Además de las características eléctricas, los aisladores especifican características mecánicas... Estas son las tensiones mecánicas medidas cuando se prueban aisladores para rotura, flexión y corte de cabeza (para pasadores).
Entonces, para determinar la carga de rotura del buje (Fig. 2), se fija firmemente con una brida en una placa de acero (usando pernos). Se coloca un bucle de cable de acero sobre la varilla conductora del aislador y se le aplica una fuerza de flexión. Esta fuerza aumenta gradualmente hasta un valor en el que se rompe el aislador.
Arroz. 2. Pruebas mecánicas del manguito: 1 — placa de acero, 2 — pernos de fijación, 3 — brida de hierro fundido, 4 — elemento aislante de porcelana, 5 — varilla conductora, 6 — cable de acero, 7 — tapa
Los valores numéricos de las características eléctricas y mecánicas de los aisladores están establecidos por los GOST relevantes.
Una característica muy importante de los aisladores es su resistencia al calor frente a cambios bruscos de temperatura.Esta característica viene determinada por el doble calentamiento y enfriamiento del aislador y del agua a una diferencia de temperatura entre agua fría y caliente de 70°C (para aisladores de porcelana) y 50°C (para aisladores de vidrio).
Después de estos cambios térmicos, los aisladores deben soportar sin daño una prueba de tensión eléctrica de tres minutos en la que se forma una corriente continua de chispas en la superficie del aislador.
Los aisladores suspendidos, que son los más responsables de su propósito, se someten a un ciclo triple de enfriamiento y calentamiento a una temperatura de - 60 a + 50 ° C con la aplicación simultánea de una carga mecánica igual a 3000 - 4500 kg o más , dependiendo del tipo de aislador, son ensayos de resistencia termomecánica que finalizan con ensayos electromecánicos.
Cada ciclo de prueba comienza enfriando los aisladores a -60 °C. A esta temperatura, los aisladores se mantienen durante una hora, luego se inicia el calentamiento de los aisladores a 50 °C y nuevamente se mantiene durante una hora. Después de cada ciclo de intercambio de calor, los aisladores se verifican con un voltaje de 45 — 51 kV a una temperatura de 20 ± 5 ° C.
La prueba termina con un aumento suave en la carga de tracción mecánica después del tercer ciclo cuando los aisladores se calientan a 50 °C.
Todas las pruebas de aisladores descritas son típicas, es decir, no se prueban todos los aisladores producidos por la fábrica, sino un cierto porcentaje (0,5%) de todo el lote de aisladores producidos.
Cada uno de los aisladores de alto voltaje producidos se somete a una prueba de voltaje de tres minutos en la que se forma una corriente de chispas en la superficie de los aisladores. Todos los aisladores que pasan esta prueba eléctrica se consideran operativos.
Todos los aisladores de suspensión fabricados se someten a una prueba de tracción mecánica adicional de un minuto. Antes de las pruebas eléctricas, se realizan pruebas mecánicas de un minuto para el rechazo de aisladores débilmente armados, así como con elementos defectuosos de porcelana o vidrio y armaduras defectuosas (fisuras, etc.). Los aisladores que han pasado la prueba mecánica de un minuto se someten luego a la prueba de masa eléctrica descrita anteriormente.