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Nota técnica
Componentes, elaboración
y control de calidad de aisladores
Por Pfisterer
Las siguientes explicaciones
cubren los procesos de fabricación
los cuales son considerados como
varillas. Una amplia selección de
representativos del suministro.
diámetros está disponible según
y sus correspondientes controles
Las siguientes cualidades de-
de calidad para aisladores com-
ben ser examinadas y aprobadas:
puestos de Pfisterer Sefag. Se hace
cantidad, dimensiones, composi-
Los diámetros típicos de va-
una distinción entre compuestos
ción del material, dureza, espesor
rillas para aisladores tipo bastón
y procesos de elaboración aplica-
de galvanización y superficie in-
varían de 14 a 38 milímetros, y de
dos de un aislador compuesto.
terna del taladro.
Componentes
el perfil de requerimiento de la
aplicación.
Las varillas se fabrican median-
Los herrajes terminales suelen
te un continuo proceso de pul-
suministrarse en grandes cantida-
trusión. Este método ha sido per-
des, por lo tanto se utilizan méto-
feccionado con el desarrollo de la
dos estadísticos para controlar la ca-
tecnología de aisladores compues-
lidad sobre un número de muestras,
tos y ofrece, hoy en día, aparte de
una productividad alta, una calidad
de productos necesaria para un aislamiento eléctrico exigente.
Sistemas automáticos de dosificación para los componentes
de resina y el control estricto de
la temperatura para la polimeriza-
Figura 1. Volumen de suministro
típico de herrajes terminales.
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ción garantizan la reproductividad
constante de las cualidades de las
Figura 2. Control de calidad
de varillas.
38 a 90 para aisladores tipo poste.
Para cada clase de metal (ace-
El engarce correcto de herraje
Se examina cada serie de vari-
ro, aluminio, etc.) y cada combi-
terminal a la varilla es decisivo para
llas y se toman muestras aleatorias
nación de herraje terminal y de
la funcionalidad a largo plazo del
según esquemas definidos. Las
diámetro de la varilla se aplica un
aislador en servicio. Los diferentes
cualidades típicas que deben ser
campo de parámetros obtenido
escenarios de engarce simulados
analizadas son cantidad, dimen-
empíricamente de parámetros
para dimensiones idénticas de va-
siones, medición de TG (tempera-
de engarce. Al poner en marcha
rilla y herrajes terminales resultan
tura de transición vítrea), conteni-
las máquinas se presta atención
en diferentes modos de fallas. Se
do de vidrio y ensayo capilar.
a su calibración.
ha descubierto que un diseño de
acuerdo al modo de deslizamien-
La goma silicona es un compo-
to proporciona la reproducibilidad
nente con una fecha determinada
más estable de la carga de falla
de caducidad. Por esta razón, se
máxima y su dispersión. Por esta
cumple estrictamente con el prin-
razón, Pfisterer Sefag sigue la filo-
cipio de FIFO (del inglés, lo prime-
sofía de diseño del deslizamiento,
ro en entrar es lo primero en salir).
que requiere que la carga máxima
Cada serie llega con un certificado, el cual contiene los datos fí-
Figura 3. Vista sobre las mordazas
de engarce.
sicos relevantes medidos en muestras de goma silicona no tratada.
de tensión sea aproximadamente
un 20% más alta que la carga mecánica nominal.
Además del mecanismo de
Por eso, se vulcanizan las
control integrado e independien-
muestras de cada serie y se mide
te se emplea el análisis de la emi-
de forma individual y automática
sión acústica como diagnóstico de
la resistencia a la erosión y la hi-
la calidad de engarce: se graba la
drofobicidad.
emisión acústica de los diferentes escenarios de engarce (sobre-
Elaboración y control de calidad
Engarce a presión
presión, presión óptima, presión
El estado de la técnica son má-
correspondientes valores límites
quinas de engarce controladas
para las combinaciones de ma-
por ocho mordazas de presión.
terial y de geometría respectivas.
Pfisterer Sefag usa máquinas de
Para simplificar el proceso de pro-
Una falla a causa de fisura indi-
engarce que integran dos me-
ducción se archivan digitalmente
ca que se ha ocasionado un efecto
canismos de control indepen-
los datos del análisis, y luego el
de entalle como resultado de la
dientes: fuerza de compresión y
operador recibe un indicador vi-
deformación durante el proceso
distancia de recorrido de las mor-
sual con información sobre el pro-
de engarce o como resultado del
dazas móviles.
ceso de engarce.
diseño desequilibrado del herraje
reducida). Además, se definen los
Figura 4. Modos de falla en la interfaz entre varilla y herraje terminal.
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terminal. Por otra parte, una falla
eléctricas, Pfisterer Sefag ha adop-
silicona HTV requiere presiones
debido a la ruptura es un indica-
tado y desarrollado un número
relativamente altas por el moldeo
dor inequívoco de sobreengarce.
de tecnologías de procesos de
por inyección. El rango típico de
Este modo de falla puede ser de-
elaboración para cumplir con los
presión es alrededor de 1.500 bar
tectado sin duda a través de medi-
requerimientos del mercado para
o más. El proceso de moldeo por
ción de emisiones acústicas.
aplicaciones especiales con canti-
inyección permite la producción
La medición de los valores de
dades más pequeñas y proyectos
eficaz de grandes cantidades. A
rotura o falla es siempre un pro-
grandes con tipos de aisladores
causa de la combinación de alta
ceso estadístico con cierta disper-
estandarizados.
presión y alta temperatura se re-
sión de realizaciones puntuales.
La optimización de las propie-
quiere un proceso y una tecnolo-
Por ello, la aplicación de modelos
dades del material y de los pará-
gía exigente. Las piezas moldea-
matemáticos es conveniente para
metros relacionados al proceso
das pueden hacerse en uno o en
el análisis de tendencias. Aplican-
se realiza mediante un análisis
múltiples pasos; pasos múltiples
do la función gaussiana (función
cuidadoso de los datos de la expe-
ofrecen opcionalmente el despla-
de distribución normal), se puede
riencia en servicio. Los resultados
zamiento de la rebada del molde a
cuantificar la diferencia entre las
muestran claramente que se debe
lo largo del eje del aislador.
fuerzas de tensión máxima y su
dar preferencia al revestimiento
dispersión para diferentes escena-
hecho de goma silicona HTV.
rios de engarce. Una comparación
para mediciones idénticas pero
con parámetros no optimizados y
La viscosidad relativamente
baja de sistemas de goma silicona RTV/LSR requiere una presión
Moldeo por inyección
La alta viscosidad de la goma
de inyección bastante menor en
comparación a HTV. Para partes
optimizados muestra valores mayores y menor emisión para la versión optimizada. Merece la pena
mencionar que valores mayores
del proceso de engarce optimizado no presentan ninguna reducción en el ensayo tiempo-carga
que se aplica normalmente para
verificar la dependencia del tiempo del diseño (filosofía de ensayo
de 96 horas de IEC 61109).
Goma silicona
Gracias a la experiencia en
la elaboración de goma silicona
para aplicaciones de aislamiento
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Figura 5. Elaboración de goma silicona aplicada en Pfisterer Sefag.
ACIM
sencillas se aplica el moldeo por
adaptación fácil a las dimensio-
gravedad. Debido a requisitos de
nes de un aislador particular (es-
El moldeo por inyección au-
proceso más sencillos, Pfisterer
pecialmente la relación entre la
tomática continua (ACIM) es un
Sefag utiliza los sistemas RTV/
distancia de fuga y la distancia
proceso altamente avanzado para
LSR como compromiso eficaz que
de arco). Como resultado de te-
la producción de aisladores com-
ahorra
especialmente
ner diferentes preprocesos nece-
puestos de goma silicona. Una
para la creación de prototipos o
sarios para los módulos, esta téc-
ventaja para los usuarios es la geo-
aplicaciones especiales, los cua-
nica es más cara que el proceso
metría prácticamente ilimitada del
les requieren el comportamiento
de moldeo por inyección, a pesar
aislador. Una característica particu-
blando de la goma silicona.
del alto grado de automatización
lar de este proceso es la posibilidad
de la producción para los proce-
de girar el aislador para desplazar
dimientos individuales.
la rebaba de moldeo. Bajo condi-
tiempo,
En cuanto a sistemas RTV/LSR
la falta del material de carga resulta en una línea de molde axial
Hoy en día, el sistema modular
ciones de alta contaminación, este
así como en una resistencia baja
es considerado como una com-
desplazamiento aumenta la fiabili-
a la erosión. Por eso, Pfisterer Se-
pleción excelente a la producción
dad operacional considerablemen-
fag recomienda no aplicar este
de aisladores estándar, y sirve
te. Al introducir esta innovación,
tipo de goma silicona para condi-
como método alternativo apro-
se satisfacen los requerimientos
ciones de contaminación críticas
piado y comprobado para aplica-
especiales de hoy en día como, por
ni para niveles de tensión más
ciones de corriente continua que
ejemplo, la demanda de una dis-
altos. Cuanto más alta la tensión
requieren una distancia de fuga
tancia de fuga elevada, soluciones
aplicada, más irregular (no lineal)
elevada. Asimismo, este proceso
compactas o aplicaciones de co-
es la distribución de la tensión a
se suele utilizar para producir apli-
rriente continua.
lo largo del aislador. El riesgo de
caciones especiales y encargos de
descargas parciales en el rango de
poco volumen con uso limitado,
miliamper crtítico crece y requiere
donde no se justifican elevadas
El sellado se refiere a la unión
del revestimiento una resistencia
inversiones en herramientas. Para
sellada entre varilla, herraje termi-
a la erosión elevada que solamen-
aplicaciones donde se requieran
nal y revestimiento de goma sili-
te tipos HTV pueden ofrecer.
aletas con un perfil de surcos en
cona. Es un procedimiento esen-
su cara inferior, esta característi-
cial para la fiabilidad del aislador
ca de diseño se realiza fácilmente
compuesto, dado que la zona se-
con el sistema modular.
llada cubre el llamado “punto tri-
Sistema modular
El sistema modular fue inven-
Sellado
tado a principios de los años se-
Pfisterer Sefag emplea este
ple” que es el punto con la mayor
senta y se ha ido perfeccionando
proceso para todas las aplicacio-
intensidad del campo eléctrico a
continuamente desde entonces.
nes típicas de aisladores: aislado-
lo largo del aislador.
Combina las ventajas de la tec-
res de suspensión y de amarre,
Existen dos métodos de sella-
nología de goma silicona HTV
aisladores tipo poste y aisladores
do: sellado directo con aplicación
con la alta flexibilidad de una
de núcleo hueco.
del revestimiento de goma silico-
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deo es el método más exigente, ya
Estos ensayos de rutina adicio-
que la adhesión al herraje terminal
nales garantizan la calidad exigi-
de metal es absolutamente nece-
da de una fabricación en grandes
saria y requiere especial atención
cantidades.
durante la fabricación.
Figura 6. Proceso de sobremoldeo.
En casos especiales, por ejem-
En cierta amplitud se puede ob-
plo, referente a productos para
tener un mando del campo electró-
el trabajo en línea bajo tensión
nico con el sobremoldeo. No obs-
eléctrica, se requiere un ensayo
tante, para tensiones por encima
eléctrico de rutina. Normalmente
de 200 kilovolts o para condiciones
se realiza con tensión fase-tierra o
críticas del aire libre por encima de
tensión fase-tierra elevada con el
los 145, se emplean dispositivos de
fin de excluir defectos eléctricos
protección como anillos anticorona
ocultos. En caso necesario, se pue-
o dispositivos combinados contra
de realizar este ensayo fácilmente
efecto corona y arco voltaico que
en el laboratorio de alta tensión
determinan principalmente la dis-
de Pfisterer.
tribución del campo eléctrico.
Ensayo
Las normas aplicables a los
productos, tal como la IEC 61109,
Figura 7. Proceso de colada.
requieren ensayos en muestras y
pruebas de rutina sobre los lotes
del producto.
na, llamado también “sobremol-
Adicionalmente a los requeri-
deo”, y sellado después del engar-
mientos de las pruebas estándar,
ce con una goma silicona especial
se realizan los siguientes ensayos
permanentemente elástica, llama-
conforme a estrictas normas inter-
do también “colada”.
nas de calidad:
El comportamiento de los ais-
-- Ensayo de la tracción máxima
ladores compuestos en servicio y
(ensayo destructivo) de varillas
las reacciones de los usuarios han
o bien herrajes terminales en
demostrado claramente que am-
caso de transición del lote
bos métodos de sellado con una
-- Ensayo de adhesión
construcción adecuada y una ela-
-- Control de las zonas de interfaz
boración de alta calidad son equi-
mediante ensayo de ebullición
valentes en aire libre. El sobremol-
-- Control visual de hidrofobicidad
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Figura 8. Ensayo de rutina alta
tensión, realizado a pedido.