Selecccion de Aisladores

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES Se realizan los siguiente cálculos: 

Selección de Línea de fuga.



Selección del aislamiento necesario por Sobretensión a frecuencia industrial.

 

Selección del Aislamiento necesario por Sobretensión de maniobra. Selección del aislamiento necesario por sobretensión Atmosférica .



Selección de la Carga de Rotura.

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES Metodoss Para la selección Metodo selección del Aislad Aislador: or: Método 1:  Usando la experiencia pasada, donde el aislador seleccionado

(igual o similar a los existentes) estará bajo las mismas condiciones del sistema y de contaminación. Método todo

2:   Pru Pruebas

de

laboratorio,

para

determinar

el

grado

de

contaminación de la zona. Método 3:  Utilización de factores de corrección para determinar el grado de

contaminación de la zona.

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES Selección de Aislador de Acuerdo al tipo de ambiente: Desierto,   se cara caract cter eriz izan an po porr suel suelos os ar aren enos osos os con con peri period odos os larg largos os de sequia. La con contaminación co com mprende sales y co con ntaminantes no

solubles. La contaminación en los aisladores se transmite principalmente por

el

viento.

La

limpieza

puede

ocurrir

en

el

marco

de

períodos ocasionales de lluvia o por el "chorro de arena" en condiciones de viento fuerte (Limpieza natural). Costera,  se caracterizan por estar en proximidad inmediata a la costa. La

cont co ntam amin inac ació ión n se depo deposi sita ta sobr sobre e los los aisl aislad ador ores es pr prin inci cipa palm lmen ente te por  por  el

rocío,

el

viento

y

la

niebla.

La

acumulación

de

cont co ntam amin inan ante tes s es gene genera ralm lmen ente te rápi rápido do pero pero ta tamb mbié ién n pued puede e ocur ocurri rir  r  en periodos largos (depende de las características locales del terreno). La limpieza natural de los aisladores es típicamente eficaz.

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES

Selección de Aislador de Acuerdo al tipo de ambiente: Industrial,   son son ár áre eas ubica cad das en las pro rox ximidades de una fue uen nte de contaminación contaminació n industrial. industrial. La capa de contaminación contaminación puede estar constit constituida uida por  part partíc ícul ulas as co cond nduc ucto tora ras s como como el ca carb rbón ón,, depó depósi sito tos s metá metáli lico cos, s, etc; etc; gase gases s disueltos;

o

por

disuelven

lentamente

tales

contaminantes como

cemento,

que yeso,

se etc.

La

limpiez lim pieza a natural natural en las zonas zonas indust industrial riales es puede puede variar variar mucho mucho depend dependien iendo do del tipo de contaminación que se presente.  Ag ríco rí cola, la,   son áreas áreas que que está están n situad situadas as en la las s pr proxi oximi mida dade des s de la activ activid idad ad agrícola. agrícol a. Típicamente, Típicamente, estas áreas están sometidas a arado o fumigaciones. fumigaciones. La capa capa de cont contam amin inac ació ión n en los ai aisl slad ador ores es es prin princi cipa palm lmen ente te de sale sales s de disolución rápida o lenta, tales como productos químicos, excrementos de pájaros

o

sales

presentes

en

el

suelo.

La

limpieza

natural

de

los

aisladores puede ser muy eficaz dependiendo del tipo de sal depositada. Interior,   son son ár área eas s con con ba bajo jo ni nive vell de cont contam amin inac aciión, ón, si sin n ni ning ngun una a fuen fuente te identificable.

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES Tipos de aisladores

Perfiles típicos estándar

Perfiles típicos abiertos

Perfiles típicos anti neblina neblin a

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES Tipos de aisladores

Perfiles típicos anti neblina neblin a

Perfiles típicos alternativos

Perfiles erfiles típico típicoss - pin

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES idoneidad de perfiles Tipo Ti po de me medi dioo am ambi bien ente te

Todos los tipos Perfil estándar (*a)

Idon Id onei eida dad d de dell per perfi fill

Perfil abierto (*b) Disco/ lo long ng ro rodd

Poste/ hueco

Todos los tipos Perfil Anti-niebla

++ + Desierto

0

 

●

 

●□

□

-

 

--

●

++

Costa

0

   

 

-

●□

●

□ ●

 

+

(Ambos)

●□

(*c)

 

□

 

●

 

●□ ●□

(Vertical)

(Horizontal) □

(Vertical)

●

(Vertical)

●□

(Horizontal)

-++ + Industrial

0 --

 

●□

□

●□  

□ ●

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES idoneidad de perfiles Tipo Ti po de me medi dioo am ambi bien ente te

Todos los tipos Perfil estándar (*a)

Idon Id onei eida dad d de dell per perfi fill

Perfil abierto (*b) Disco/ Poste/ lo long ng ro rodd hueco

Todos los tipos Perfil Anti-niebla

++ + 0

Agrícola

 

-

●

●

 

●

--

●

 

●

(Vertical)

(Horizontal)

++ + 0

Interior

 

●

●

●

●

-Leyenda ●

Contaminación tipo A

*a El perfil estándar se toma como referencia el nivel "0". Esto no convierte au auto tomát mática icamen mente te al per perfil fil est están ánda darr como como la más ad adec ecua uada da pa para ra to toda dass la lass ap apli licac cacion iones es,,

□

Contaminación tipo B

ya qu quee en al algu guno noss ca caso sos, s, no pu pued edee su sumi mini nist stra rarr la nece necesa sari riaa di dist stan anci ciaa de fu fuga ga de dent ntro ro de

++ Adecuado, la mejor opción. + Adecuado.

la nec necesa esaria ria longit longitud ud aislan aislante. te. *b Alte Altern rnan ando do disp dispos osic icio ione ness se clas clasifi ifica cann princ princip ipal alme mente nte en ti tipo po de perfi perfill ab abie iert rto. o.

0 neutral, ninguna ventaja o desventaja en particular.

*c Para las zonas donde hay contaminación rápida debido a los tifones o eventos

- Inadecuado, pero puede ser utilizado.

simi simila lare res, s, un perfi erfill abi bier erto to re reco coge gerá rá más más cont contam amin inan ante tess en un perí períod odoo cort cortoo que que un pe perf rfil il está estánd ndar ar o an anti ti ni nieb ebla la,, de ah ahíí su id idon onei eida dadd pu pued edee re redu duci cirs rse. e.

-- Inadecuado, evitar esta opción si es posible.

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES Tipos de perfiles de aisladores poliméricos

Perfiles típicos abiertos

Perfil típico empinado y perfil típico bajoo - poco baj poco prof profundo undo

Perf erfil il típic típicoo bajo bajo - profund profundoo y perfil típico alternado

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES Grado de contaminación ambiental: El grado de contaminación en un sitio (SPS: Site Pollution Severity), para efectos de no norm rmal aliz izaación ción,, la no norm rmaa IEC IEC def define ine cinc cincoo clas clases es de SPS PS,, la clas clasifific icac ació iónn es la si sigguien uiente te:: a)

Muy ligero.

b)

Ligero.

c)

Medio.

d)

Pesado.

e)

Muy pesado.

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES Grado de contaminación ambiental:

Grado de contaminaci contaminación ón del tipo A – Relación elación entre ESDD/NSDD y SPS, para aislador tipo cap-pin

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES Grado de contaminación ambiental:

Grado de contaminaci contaminación ón del tipo A – Relación elación entre ESDD/NSDD ESDD/NS DD y SPS, SPS, para aislad aislador or tipo long rod

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES Grado de contaminación ambiental: Ejemplos de Grado medio ambientes típicos Ejemplo

E1

E2

E3

Descripción de medio ambientes típicos Distan Distancia cia > 50 km ((*a) *a) del del mar mar, el ddesi esier erto, to, o tierra tierra fir firme me.. Distancia > 10 km de fuentes de conta contaminación minación he hecha cha por el homb hombre re (*b) Dentro de una distancia distancia más corta a las fuentes de contam contaminación inación mencionad mencionadas, as, pero: • Con vie viento nto dom dominan inante te que pr proven ovenga ga no dire directam ctamente ente de esta estass fuente fuentess de contaminación. • y / o con el lavado lavado reg regula ularr men mensua suall de de la llu lluvia via.. Entree 110-50 Entr 0-50 km (*a) del mar mar,, el ddesie esierto, rto, o tierr tierraa firme firme.. Entre 5-10 km de fuentes de contam contaminación inación he hecha cha por el hombr hombree (*b) Dentro Dent ro ddee una dista distancia ncia meno menorr a E1 a las fuen fuentes tes de cconta ontamina minación, ción, pero pero:: • Con vie viento nto dom dominan inante te que pr proven ovenga ga no dire directam ctamente ente de esta estass fuente fuentess de contaminación, • y / o con el llav avado ado reg regula ularr mensu mensual al de la llluv luvia. ia. Entre Ent re 33-10 10 km (* (*c) c) del del mar mar,, el de desie sierto rto,, o tierr tierraa fir firme. me. Entre 1-5 km de fuentes de contam contaminación inación he hecha cha por el homb hombre re (*b) (*b).. Dentro de una distancia distancia más corta a las fuentes de contam contaminación inación mencionad mencionadas, as, pero: • Con vie viento nto dom dominan inante te que pr proven ovenga ga no direc directame tamente nte de estas fu fuente entess de contaminación, • y / o con el llav avado ado reg regula ularr mensu mensual al de la llluv luvia. ia.

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES Grado de contaminación ambiental: Ejemplos de Grado medio ambientes típicos Ejemplo

E4

E5

E6

Descripción de medio ambientes típicos Lejoss de las ffuent Lejo uentes es ddee co contam ntaminac inación ión que se m menci encionan onan en E3, pero pero:: • Con nniebl ieblaa den densa sa (o llo llovizn vizna), a), qque ue a men menudo udo ssee pre present sentaa des después pués de un tiem tiempo po (varias semanas o meses); dentro de un periodo de acumulación de contaminación seco. • y / o conta contamina minación ción pes pesada, ada, ccon on lluvia lluviass que pre present sentan an una alt altaa cond conductiv uctividad idad.. • y / o ex exis iste te un nive nivell alto alto NSDD NSDD entr entree 5 y 10 10 vece vecess la la ESD ESDD. D. Dentro Dent ro de 3 km (*c) de dista distancia ncia al mar mar,, a un un ddesie esierto, rto, o tierr tierraa firme firme.. Dentro de 1 km de fuentes de con contaminación taminación hecha por el hom hombre bre (*b) Con una mayor distancia a las fuentes de contaminación mencionadas en E5, pero: • Con nniebl ieblaa den densa sa (o llo llovizn vizna), a), qque ue a men menudo udo ssee pre present sentaa des después pués de un tiem tiempo po (varias semanas o meses); dentro de un periodo de acumulación de contaminación seco. • y / o ex exis iste te un nive nivell alto alto NSDD NSDD entr entree 5 y 10 10 vece vecess la la ESD ESDD. D.

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES Grado de contaminación ambiental: Ejemplos de Grado medio ambientes típicos Ejemplo

Descripción de medio ambientes típicos Dentro distancias similares similares a las fuentes de cont contaminación aminación según lo especificad especificadoo para las las áreas "p "pesad esados" os" , y: • Direct Directame amente nte som someti etido do al rrocí ocíoo de dell ma marr o nie niebla bla sal salina ina densa densa.. • o dire directam ctamente ente some sometido tidoss a los cont contamin aminante antess con alta cond conductiv uctividad idad,, o polv polvoo E7 de cem cement entoo ccon on alta alta dden ensid sidad ad,, y con frecue frecuenci nciaa mojad mojadaa deb debido ido a la nie niebla bla o llovizna. • Las zona zonass desé desértica rticass con rápid rápidaa acu acumula mulación ción de ar arena ena y sal, y condensa cond ensación ción peri periódic ódica. a. a* Dur Duran ante te un unaa tor tormen menta, ta, el niv nivel el ESD ESDD D a tal dis distan tancia cia del mar mar pu puede ede alc alcanz anzar ar un niv nivel el mucho mucho más más alto. b* La pr prese esenci nciaa de un unaa gra grann ciu ciudad dad ten tendrá drá una una inf influe luenc ncia ia so sobre bre una dis distan tancia cia m mayo ayorr, es de decir cir,, la distancia dista ncia espe especific cificada ada por mar mar,, desie desierto rto y la ttierr ierraa firme firme.. c* En fu funció nciónn de la to topogr pografía afía de la zo zona na co coster steraa y la in intensi tensidad dad del vien viento. to.

Nota: - Toma Tomadode dode la Tab Tabla N°5 de la norm normaa té técn cnic icaa IE IEC C 60 6081 8155-1, 1, pá pági gina na 20. 20. - ES ESDD DD (E (Equ quiv ival alen entt Salt Salt depo deposi sitt dens densitity) y),, es la cant cantid idad ad de clor clorur uroo só sódi dico co (N (NaC aCl) l) qu que, e, cu cuan ando do se disu disuel elve ve en agua agua desm desmin iner eral aliz izad ada, a, da el mism mismoo volu volume menn de cond onduct uctivi vida dadd como omo de la deposic osiciión natu tura rall re rem movida de una supe uperf rfiicie cie del aisl islador ador div dividi idida por el área rea de est esta superf perfiicie, gen genera eralmen mente expr expres esad adaa en mg / cm2. cm2. -superf NS DD (Ngen on eralme sol olub ubllente de dep posi osresad it dens de nsi ity),mg es/ cm2 la ca. nt ntiidad de re ressiduos no solubl ubles re remo movvidos dos de la superf perfiicie del ais aislado ladorr divid vidido por el áre área de esta esta sup erfic icie, ie,(Non genera lmente expres exp ada a en cm2.

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES DETERMINACION DE LA DISTANCIA DE FUGA ESPECÍFICA ESPECÍ FICA UNIFI UNIFICADA CADA DE REFERENCIA REFERENCIA - RUSCD En figura 60815 – 2 y aplica 3, págin página a 9)aisladores se mue muestra stra la rela relación ción entre eell tipolade SPS y(IEC/TS el RUSCD; el cual para cerámicos (porcelana y vidrio) y aisladores poliméricos

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES Corrección del RUSCD Las siguientes correcciones son aplicables a la RUSCD, que es válido tanto para aisladores cerámicos como poliméricos. La línea de fuga está dada por la siguiente expresión: Correción Corre ción USCD = RUSC RUSCD D x Ka x Kad Donde: USCD USC D : Dis Distan tancia cia de fuga fuga especi especific fica a unific unificada ada (mm/k (mm/kV) V) Ka   : Fact Factor or de correcció corrección n por altura altura Kad   : Factor Factor de correcció corrección n debido debido al diámetro diámetro

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES El factor por corrección por altura (Ka) El valor de Ka toma los sigu siguientes ientes valores (IEC IEC/TS 60815-2, pág. 18 y IEC/TS 60815-3, pág. 14):

Ka

Ka  = Ka

= 1

e

  1000  H  m( ) 8150

para alturas menores a 1500m.

, para alturas mayores a 1500m.

Donde: H : Altitud sobre el nivel del mar (metros) m=0.5 : Para tensiones tipo AC soportadas a frecuencia industrial de corta duración

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES El factor de corrección por diámetro del aislador (Kad) Este factor dependerá del tipo de aislador (cerámicos o poliméricos) y del diámetro promedio promedio (Da) del mismo. Kad toma los sig siguientes uientes valores para aisladores cerámicos cerámicos (vidrio y porcelana) de dell tipo long rod, poste y aislador hueco Kad  = 1, Kad

cuando Da Da es  es menor que 300mm.

Kad  = 0,00 Kad 0,000 05 x Da Da +  + 0.85, cuando Da Da es  es igual o mayor que 300mm.

Donde el diámetro promedio Da   puede ser hallado con la siguiente formula aproximada: Da= (2xDt + Ds1 + Ds2) / 4 Nota: - Ver IEC/TS 60815-2 60815-2,, página 18.

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES El factor de corrección por diámetro del aislador (Kad) También se puede utilizar la gráfica (la de línea continua) que se muestra en la fig. 12 (IEC/TS 60815-2, página 18, fig.7), la gráfica de línea punteada no considera presencia de contaminación (para pruebas de laboratorio).

Kad como una func función ión del diámetro diámetro promedio promedio del del aislador aislador cerámico.

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES El factor de corrección por diámetro del aislador (Kad) Para materiales poliméricos se halla de la siguiente man manera: era: Kad  = 1, Kad

cuando Da Da es  es menor que 300mm.

Kad,

cuando Da Da es  es igual o mayor que 300mm se utilizara la sig fig.

 

El diámetro promedio Da Da se  se halla de manera similar que en el caso de aisladores cerámicos: Da= (2xDt + Ds1 + Ds2) / 4

Figura N° Figura N° 13 Kad como como una funció funciónn del diáme diámetro tro prom promedi edioo del aislador polimérico

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES Determinación Determinaci ón de la línea de fuga mínima Para determinar la distancia de fuga mínima requerida utilizaremos la siguiente expresión: Df = RUSCD corregido x Umax

Donde: Df 

 

:

Umax   :

Di Dist stan anci cia a de fu fuga ga mí míni nima ma (m (mm) m) Tens ensión ión máx máxima ima que pas pasa a por el aislado aisladorr (kV)

Nota: - Umax, para para sistemas AC es usualmente usualmente Um/√3, donde donde Um es la máxima tensión tensión entre entre fases que se puede presentar en el sistema.

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES Tamaño del aislador en caso de formar cadenas de aisladores, mediante la determinación de la línea que de fuga mínima requerida hallar lamanera: cantidad de aisladores conformaran la cadena,podemos de la siguiente N=1,15 x Df / df  Donde: df 

 

:

Di Dist stan anci cia a de fu fuga ga mí míni nima ma (m (mm) m)

En elRUSCD, caso de poliméricos unade vez corregido el valor del seutilizar busca elaisladores aislador de menor línea fuga que supere el valor corregido del RUSCD, además de considerar limitacione limitacioness de otra índole (sistema, dimensiones, etc.).

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES Distancia crítica La longitud del aislador sea cerámico (cadena en este caso) o polimérico, deberá serdeterminada mayor o igualenque la distancia máxima fase de – estructura requerida, la memoria de coordinación aislamiento L=La x (N-1) + 200 mm Donde: L

 

La L

   

:

Lo Long ngit itud ud de la ca cade dena na (m (mm) m)

:

Pas Paso o de una uni unidad dad de aisl aislado adorr que con confor forma ma la cadena cadena (mm)

:

Nu Nume mero ro de un unid idad ades es de la ca cade dena na

En caso que la longitud del aislador sea menor a la distancia crítica fase – tierr tierra, a, se increm incrementar entaraa dicha lon longitud gitud

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES AISLAMIENTO NECESARIO POR SOBRETENSIÓN A FRECUENCIA INDUSTRIAL EN SECO Está dada por la siguiente expresión: Vfi 

 fsg *  fs  V  max   H 

3  (1   N     )   n *      fl

(Fuente Endesa)

Donde: fs  

:

Factor Factor de sobre sobreten tensió sión n a fr frecu ecuenc encia ia indust industria riall

fsg

:

Fact Factor or de segu seguri rida dad d (Fue (Fuent nte e Ende Endesa sa))

 

Vmax   :

Tensión máxima

H

 

:

Fact Factor or por por Hume Humeda dad d (Fue (Fuent nte e Ende Endesa sa))

N

 

:

Número Número de desvia desviacio ciones nes est estánd ándar ar alrede alrededo dorr de la med media ia



 

:

Desv esvia iaci ción ón est stá ándar  ndar 

n

 

:

Fa Facto ctorr que depend depende e de la brecha brecha de aire aire del aislad aislador  or 



 

:

Den Densid sidad ad relat relativa iva del aire aire a la alt altura ura de instal instalaci ación ón msnm msnm

fl

 

:

Fact Factor or por por lllluv uvia ia (F (Fue uent nte e Ende Endesa sa))

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES Aislamiento necesario por sobretensión de Maniobra Está dada por la siguiente expresión: Vm



2 *  fsg *  fs  V  max   H 

(Fuente Endesa)

3  (1   N     )   n *      fl

Donde: fs  

:

Factor Factor de sobre sobreten tensió sión n a fr frecu ecuenc encia ia indust industria riall

fsg

:

Fact Factor or de segu seguri rida dad d (Fue (Fuent nte e Ende Endesa sa))

 

Vmax   :

Tensión máxima

H

 

:

Fact Factor or por por Hume Humeda dad d (Fue (Fuent nte e Ende Endesa sa))

N

 

:

Número Número de desvia desviacio ciones nes est estánd ándar ar alrede alrededo dorr de la med media ia



 

:

Desv esvia iaci ción ón est stá ándar  ndar 

n

 

:

Fa Facto ctorr que depend depende e de la brecha brecha de aire aire del aislad aislador  or 



 

:

Den Densid sidad ad relat relativa iva del aire aire a la alt altura ura de instal instalaci ación ón msnm msnm

fl

 

:

Fact Factor or por por lllluv uvia ia (F (Fue uent nte e Ende Endesa sa))

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES AISLAMIENTO NECESARIO POR SOBRETENSIONES ATMOSFÉRICAS Está dada por la siguiente expresión: Vi



 LIWL     N  (1 

(Fuente Endesa)

   )     

Donde: LIWL   :

Ni Nive vell Bá Bási sico co de Aisla islami mien ento to

N

 

:

Núm Número ero de des desvia viacion ciones es está estánda ndarr alre alreded dedor or de la media media



   

: :

De Desv svia iaci ción ón es está tánd ndar  ar  De Dens nsid idad ad rela relati tiva va de dell aire aire



 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES AISLAMIENTO NECESARIO POR SOBRETENSIONES ATMOSFÉRICAS

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES AISLAMIENTO NECESARIO POR SOBRETENSIONES ATMOSFÉRICAS

 

4.3 SELECCIÓN DE CADENAS DE AISLADORES AISLAMIENTO NECESARIO POR SOBRETENSIONES ATMOSFÉRICAS a: factor por intensidad de lluvia Para lluvia intensa Para Lluvia moderada Para lluvia baja

a>= 3 mm/min 2