FIME UNPRG

AISLADORES Y FERRETERIA

INTEGRANTES GARCIA PORTOCARRERO AUGUSTO RIVERA VASQUEZ DEYVIS PECHE LLAUCE CARLOS

DOCENTE: ING. DANIEL MATEO PUYEN

LAMBAYEQUE, JULIO DEL 2015

ContenidoINDICE DE FIGURAS2INTRODUCCION5I AISLADORES61.AISLADORES PARA LNEAS DE ALTA TENSION62.NORMAS APLICABLES63.MATERIALES DE LOS AISLADORES [02]74.CARACTERISTICAS MECANICAS [02]75.CARACTERISTICAS ELECTRICAS86.TIPOS DE AISLADORES SEGN SU DISEO [03]87.TIPOS DE AISLADORES SEGN LAS CONDICIONES AMBIENTALES [04]138.CADENAS DE AISLADORES149.FUNCIN DE UN AISLADOS [02]16II. FERRETERIA191. Herrajes [04]191.1 Herrajes en Lnea de Transmisin Areas191.2 Herrajes que Forman Arreglos o Conjuntos [05]191.3 Herrajes para la fijacin de aisladores a las torres191.4 Herrajes para Unir entre s los elementos de la cadena de aisladores y los conductores [06]212. Extensiones253. Elementos auxiliares30III. BIBLIOGRAFIA32

INDICE DE FIGURASAISLADORESFigura 1. Aislante de Subestacin Post-Type, para 161 kV [04]9Figura 2. Ejemplo de un Aislante de Subestacin Post-Type [04]9Figura 3. Aislador Post-Type, 35 kV10Figura 4. Ejemplo de un Aislador Post-Type10Figura 5. Aislador Line-Post Type10Figura 6. Aislante de Suspensin, Tipo Campana Esprrago (Ball and Socket Type)11Figura 7. Partes de Aislador de suspensin, tipo Campana-Esprrago.11Figura 8. Aislador Ball and Socket Type (Locke Insulator Inc.)12Figura 9. Aisladores de Soporte de la firma PIGA12Figura 10.Aislador de Suspensin Tipo Normal13Figura 11. Aislador Smog-Type. Ohio Brass Company14Figura 12. Cadena de Aisladores Simple de Suspensin15Figura 13. Dos Cadenas de Aisladores Simples Paralelas15Figura 14. Dos Cadenas Simples No Paralelas15Figura 15. Dos Cadenas Simple Unidas por un Balancn en la Parte Inferior16

II FERRETERIAFigura 1 grillete...20 Figura 2 conexin de ojo20Figura 3. Bisagra Tipo Bola20Figura 4. Bisagra Tipo Clevis20Figura 5. Ojo Bola con Grillete21Figura 6. Ojo Bola21Figura 7. Bola Socket22Figura 8. Ojo Tipo Clevis22Figura 9. Yugo de Forma de Pirmide ...22 Figura 10. Yugo cilndrico22Figura 11. Ejemplo de Rotula Ojo23Figura 12. Horquilla Bola23Figura 13. Eslabn o Anillo23Figura 14. Espaciadores Rgidos24Figura 15. Riostra espaciadora y Amortiguada25Figura 16. Riostra Espaciadora y Amortiguada25Figura 17. Varilla de Extensin25Figura 18. Cadena de Suspensin con Arcing Horns26Figura 19. Anillos de Proteccin en Cadena de suspensin, en ambos extremos26Figura 20. Anillo de proteccin en un extremo de la Cadena de Suspensin27Figura 21. Anillo de Control. Ohio Bross Company27 Figura 22. Contrapeso Doble31Figura 23. Mordaza de Amarre Tipo Pistola, Ejemplo25Figura 24. Mordaza Amortiguada26Figura 25. Amortiguador del tipo stock-Bridge26Figura 26. Llave para Varillas de Armar27Figura 27. Empalme por compresin para conductores tipo ACSR30Figura 28. Contrapeso Doble31Figura 29. Esferas de Balizaje31

INDICE DE TABLASTabla 1. Nmero de elementos aislantes empleados tpicamente por nivel de voltaje14 Tabla 2. Valores tpicos del grado de aislamiento18 Tabla 3. A Dimetro de varillas de armar segn el dimetro del conductor20 Tabla 4. Flecha en funcin del Nivel de Tensin31

INTRODUCCION

Los sistemas de aislamiento en lneas de transmisin comprenden principalmente dos elementos: el aire y los elementos aisladores. Al ubicarse las lneas de transmisin al aire libre y cubrir, en muchos casos, cientos de kilmetros se hace necesario considerar diversos factores para un buen desempeo del aislamiento. Estos factores deben tomar en cuenta los espaciamientos mnimos lnea-estructura, lnea-tierra y entre fases, el grado de contaminacin del entorno, la cantidad de elementos aisladores a considerar y La correcta seleccin de estos.

Los aisladores cumplen la funcin de sujetar mecnicamente el conductor mantenindolo aislado de tierra y de otros conductores. Deben soportar la carga mecnica que el conductor transmite a la torre a travs de ellos. Deben aislar elctricamente el conductor de la torre, soportando la tensin en condiciones normales y anormales, y sobretensiones hasta las mximas previstas (que los estudios de coordinacin del aislamiento definen con cierta probabilidad de ocurrencia).

La tensin debe ser soportada tanto por el material aislante propiamente dicho, como por su superficie y el aire que rodea al aislador. La falla elctrica del aire se llama contorneo, y el aislador se proyecta para que esta falla sea mucho ms probable que la perforacin del aislante slido.Surge la importancia del diseo, de la geometra para que en particular no se presenten en el cuerpo del aislador campos intensos que inicien una crisis del slido aislante.

I AISLADORES

1. AISLADORES PARA LNEAS DE ALTA TENSIONLos aisladores en las lneas de transmisin de alta tensin sirven fundamentalmente para sujetar a los conductores, de manera que estos no se muevan en sentido longitudinal o transversal. Como su nombre lo indica, deben evitar la derivacin de la corriente de la lnea hacia tierra, ya que un aislamiento defectuoso acarrea prdidas de energa y en consecuencia un aumento del gasto de explotacin comercial del sistema. 2. NORMAS APLICABLES

Para el diseo, fabricacin y pruebas, los aisladores as Como sus componentes, debern cumplir con las prescripciones de la ltima versin de las siguientes normas:

IEC 60060High Voltage Test Techniques Part 1. General Definitions and TestRequirements.Pruebas tcnicas de alta tensin. Parte 1. Definiciones y requerimientos tcnicos

IEC 60120Dimension of ball and socket coupling of string insulator units Medidas de los acoplamientos para rtula y alojamiento de rtula de los elementos de cadena de aisladores

IEC 60507Pruebas de Contaminacin artificial en aisladores de alta tensin para ser usados en sistemas de A.C.

IEC 60815Guide for the selection of insulators in respect of polluted conditions.Gua para la eleccin de aisladores bajo condiciones de contaminacin.

IEC 61109Composite Insulators for AC Overhead Lines with Nominal Voltage greater than 1,000 Volts. Definitions, test method and acceptance criteria. Aisladores compuestos para lneas areas de corriente alterna de tensin nominal superior a 1.000 Voltios..

IEC 61466Elementos de cadenas de aisladores compuestos para lneas areas de tensin nominal superior a 1kV.Parte1:Clasesmecnicasyacoplamientosdeextremos normalizados.Parte 2: Caractersticas dimensionales y elctricas.

ASTM A 153ZincCoating(Hot-Dip)onIronandSteelHardware. Galvanizacin en caliente de herrajes de hierro y acero. [01]

3. MATERIALES DE LOS AISLADORES [02]

Histricamente se han utilizado distintos materiales, porcelana, vidrio, y actualmente materiales compuestos, y la evolucin ha ocurrido en la bsqueda de mejores caractersticas y reduccin de costos.

PORCELANA. Es una pasta de arcilla, caoln, cuarzo o almina se le da forma, y por horneado se obtiene una cermica de uso elctrico. Este material es particularmente resistente a compresin por lo que se han desarrollado especialmente diseos que tienden a solicitarlo de esa manera.

VIDRIO. Cristal templado que cumple la misma funcin de la porcelana, se trabaja por moldeado colndolo, debiendo ser en general de menos costo.

Se puede afirmar que en general la calidad de la porcelana puede ser ms controlada que la del vidrio, esta situacin es evidenciada por una menor dispersin de los resultados de los ensayos de rotura.

MATERIALES COMPUESTOS: Fibras de vidrio y resina en el ncleo, y distintas "gomas" en la parte externa, con formas adecuadas, han introducido en los aos ms recientes la tecnologa del aislador compuesto.

Estas modernas soluciones con ciertas formas y usos ponen en evidencia sus ventajas sobre porcelana y vidrio.

4. CARACTERISTICAS MECANICAS [02]Los aisladores de cadena deben soportar solo cierta traccin 7000, 16000 o ms kg. Deben soportar cierta compresin, y/o cierta flexin.Al estar sometidos a las inclemencias del tiempo una caracterstica muy importante es la resistencia al choque trmico (que simula el pasar del pleno sol a la lluvia).Tambin por los sitios donde se instalan, los aisladores son sometidos a actos vandlicos (tiros con armas, proyectiles ptreos o metlicos arrojados), es entonces importante cierta resistencia al impacto.|

Frente a estas necesidades, el comportamiento de los tres tipos de materiales es totalmente distinto, el vidrio puede estallar, siendo una caracterstica muy importante que la cadena no se corte por este motivo. La porcelana se rompe perdiendo algn trozo pero generalmente mantiene la integridad de su cuerpo, mecnicamente no pierde caractersticas, solo son afectadas sus caractersticas elctricas. Con los aisladores compuestos por su menor tamao es menos probable que la agresin acierte el blanco, los materiales flexibles no se rompen por los impactos y las caractersticas del aislador no son afectadas.

5. CARACTERISTICAS ELECTRICAS

Los aisladores deben soportar tensin de frecuencia industrial e impulso (de maniobra y/o atmosfricos), tanto en seco como bajo lluvia. Influyen en la tensin resistida la forma de los electrodos extremos del aislador.

Una caracterstica importante es la radio-interferencia, ligada a la forma del aislador, a su terminacin superficial, y a los electrodos (morsetera).

En las cadenas de aisladores, especialmente cuando el nmero de elementos es elevado la reparticin de la tensin debe ser controlada con electrodos adecuados, o al menos cuidadosamente estudiada a fin de verificar que en el extremo crtico las necesidades que se presentan sean correctamente soportadas.

La geometra del perfil de los aisladores tiene mucha importancia en su buen comportamiento en condiciones normales, bajo lluvia, y en condiciones de contaminacin salina que se presentan en las aplicaciones reales cerca del mar o desiertos, o contaminacin de polvos cerca de zonas industriales. La contaminacin puede ser lavada por la lluvia, pero en ciertos lugares no llueve suficiente para que se produzca este efecto beneficioso, o la contaminacin es muy elevada, no hay duda de que la terminacin superficial del aislante es muy importante para que la adherencia del contaminante sea menor, y reducir el efecto (aumentar la duracin).Una caracterstica interesante de los materiales compuestos siliconados es un cierto rechazo a la adherencia de los contaminantes, y/o al agua.

La resistencia a la contaminacin exige aumentar la lnea de fuga superficial del aislador, esta se mide en mm/kv (fase tierra), y se recomiendan valores que pasan de 20, 30 a 60, 70 mm/kv segn la clasificacin de la posible contaminacin ambiente.

6. TIPOS DE AISLADORES SEGN SU DISEO [03]Los aisladores pueden ser clasificados segn el diseo que se coloque, distinguindose dos grandesgrupos:Aisladores rgidos o de soporte (Post Type)Aisladores de suspencinAisladores de tipo Espiga, Palillo o Pin (Pin-Type)6.1 Aisladores de SoporteSe emplean generalmente en sistema de hasta 69 kV, constan o bien de una sola pieza de porcelana, o de varias piezas cementadas entre s. La superficie del ncleo, sigue, en lo posible, la direccin de las lneas de fuerza y las campanas viene a ser perpendiculares a las mismas, con lo cual se evitan, por un parte, los espacios huecos con intenso flujo de campo electrosttico, y por otra, se consigue que la distribucin del campo sea aproximadamente la misma en estado seco que en estado hmedo.

Figura 1. Aislante de Subestacin Post-Type, para 161 kV [04]

Figura 2. Ejemplo de un Aislante de Subestacin Post-Type [04]

Con miras a obtener economa de inversin, a veces se reemplazan las cadenas de aisladores por aisladores de un solo cuerpo que es de tipo slido y hace veces de la cadena pues oscila de su punto de sujecin y aunque no es tan flexible, le permite al conductor sus movimientos en todos los sentidos. Se produce de dos tipos: uno para condiciones normales, y otro con mayor nmero de pliegues para cuando existe polucin.

Figura 3. Aislador Post-Type, 35 kV

Figura 4. Ejemplo de un Aislador Post-Type

Figura 5. Aislador Line-Post Type

Los aisladores de porcelana construidos por varias campanas, son cada vez ms reemplazados por aisladores del tipo soporte de cuerpo cilndrico de una sola pieza, que han sido primeramente adoptados en Norteamrica, por razones entre la que no se excluye la esttica.

6.2 Aisladores de SuspensinEste tipo de aislador tambin es denominado plato, en este el material aislante (porcelana, vidrio, etc.) tiene adherido con cemento a lado y lado, elementos metlicos que se pueden encajar uno dentro de otro, permitiendo la formacin de cadenas flexibles, tambin se encajan los accesorios de conductor o herrajes, adems de las estructuras, con lo cual completan su fijacin.

Figura 6. Aislante de Suspensin, Tipo Campana Esprrago (Ball and Socket Type)

El aislador de suspensin de tipo campana y esprrago (cap and pin) domina hoy da el margen de tensiones comerciales comprendido a partir de los 70 kV. Para tales tensiones el aislador de apoyo resulta antieconmico, siendo adems apreciable la longitud que tendran que denotar los mismos para vencer tensiones ms altas. Los aisladores a base de campana y esprrago (tambin denominados rotula y horquilla) denotan la peculiaridad de poder suspender, hasta cierto lmite, a un elemento del otro, formando una especie de cadena, hasta vencer la tensin deseada. Este hecho a simplificado notablemente la manufactura del aislador, concentrndose especialmente su produccin en el Japon (empresa NGK).

Figura 7. Partes de Aislador de suspensin, tipo Campana-Esprrago. 1. Caperuza Metlica, denominada tambin capurucha, fabricada de acero galvanizado en caliente. 2. Pasador de Seguridad, fabricado en latn o acero inoxidable. 3. Cemento Porttland. Tiene como finalidad unir a la caperuzametlica a la falda del elemento. 4. Falda de cermica o vidrio templado. ltimamente tambin de plstico, cuando menos para fines experimentales. 5. Esprrago de fabricado de acero galvanizado. [04]

Figura 8. Aislador Ball and Socket Type (Locke Insulator Inc.)

6.3 Aisladores Tipo Espiga, Palillo o Pin (Pin Type)Este tipo de aislantes se caracteriza porque la fijacin que hacen del conductor es rgida. Hay variedades en cuanto al tamao y forma de sujetar al conductor; en su gran mayora requieren de ligaduras, o sea de hilos del mismo material del conductor que amarren este del aislador, gracias a sus formas exteriores; tambin los hay que tiene una pinza o mordaza en el tope estos aisladores tiene una rosca interna que aloja la espiga y a ella se ajusta gracias a una caperuza de plomo que se deforma para asentarse a la cruceta, y sobresale a partir de ella roscada, en una longitud que varia si se trata de cruceta de hierro o madera. No se recomienda ponerlos en ngulos verticales mayores de 4, ni por supuesto como terminales, amarres o anclajes.

Figura 9. Aisladores de Soporte de la firma PIGA

El dielctrico es de vidrio templado, porcelana, y hasta plstico en tiempos recientes. El material de conexin es un mortero de cemento aluminoso o Portland. La forma de la cabeza esta diseada de tal modo, que los esfuerzos de traccin aplicados al aislador se transforman, tanto como sea posible, en compresin en los dielctricos, ciertas tensiones de cizalladura.

7. TIPOS DE AISLADORES SEGN LAS CONDICIONES AMBIENTALES [04]

Segn las condiciones ambientales que afronten el aislador, aunque algunos autores entre ellos Luis A. Siegert, lo hacen en funcin de la configuracin de las corrugaciones de la falda, siendo agrupados en dos grandes grupo:

Standard o NormalAnti-fog o Antiniebla

Standard o Normal: Se utiliza en zonas de clima templado y razonablemente limpias sin contaminacin o polucin. En este tipo de aisladores las corrugaciones no sobresalen del borde inferior.

(a) Ball Socket(b) Clevis Type

Figura 10.Aislador de Suspensin Tipo Normal

Anti-Fog o Antiniebla: Se utiliza en ambientes contaminantes (costas, desiertos, industrias, etc.). Para una misma longitud de la cadena y unas lneas de fuga mayor. En los desiertos es comn la utilizacin del aislador tipo Nordem, con gran distancia de fuga, en forma de campana. Estos aisladores tambin denominados antiniebla, poseen un nmero de ondulaciones menores, pero mucho ms pronunciado, de tal forma que sobresalga del borde inferior. Los fabricantes recomiendan el empleo de este tipo de aislador en zonas fuertemente contaminadas.

Figura 11. Aislador Smog-Type. Ohio Brass Company

8. CADENAS DE AISLADORES

En las lneas de transmisin areas debido a el alto nivel de tensin elctrica en la cual operan se hace necesario la utilizacin de cadenas de aisladores, constituidas por n aisladores en serie, donde el nivel de aislamiento de la cadena es siempre menor que n veces la aislamiento de un aislador solo, y esto es ms notorio cuando el nmero de aisladores es grande. El largo de la cadena depende del voltaje, mientras ms grande aumenta el largo de la cadena, para cumplir con la distancia mnima, y se requiere una altura mayor en las torres.En el sistema de transmisin de Venezuela, se han normalizado el nmero de aisladores, segn el nivel de voltaje de operacin de la lnea resultando:

Los valores mostrados en la tabla N1 , son solo muestras representativas tpicas, debido a que cada lnea posee su diseo particular, en especial en ambientes altamente contaminantes y por encima de los 1000 metros sobre el nivel del mar.

Tabla N1 Nmero de elementos aislantes empleados tpicamente por nivel de voltaje

En las cadenas de aisladores se distinguen cuatro tipos principales

La Cadena de Suspensin Simple, empleada en la alineacin y en los pequeos ngulos flexibles.

Figura 12. Cadena de Aisladores Simple de Suspensin

Las diversas Cadenas de Suspensin Dobles, utilizadas en algunos cruces importantes y en los ngulos flexibles mayores. El sistema ms simple esta formado por dos cadenas elementales unidas por un balancn al estribo o a la horquilla de mun fijado al brazo de habilitacin, se suelen distinguir tres tipos de suspencin doble.En primer modo de realizacin, las dos cadenas permanecen paralelas, fijadas separadamente al conductor con sus pinzas, con igual separacin del balancn.

Figura 13. Dos Cadenas de Aisladores Simples Paralelas

En el segundo modo de realizacin, las dos cadenas simples ya no son paralelas, las pinzas se fijan en el cable, con una separacin que corresponde a una inclinacin de cada cadena de 10 a 15 respecto a la vertical.

Figura 14. Dos Cadenas Simples No Paralelas

En un tercer modo de realizacin las dos cadenas simples se unen en su parte inferior por medio de un segundo balancn, estando provistos de una sola pinza o sostenedor para mordaza.

Figura 15. Dos Cadenas Simple Unidas por un Balancn en la Parte Inferior

La Cadena de Anclaje Simple, empleada algunas veces en los anclajes de lneas y ms frecuentemente en los empalmes en con las subestaciones. Salvo en las lneas de 20, 63 y 90 kV, la cadena de anclaje simple es de un empleo muy limitado.

Cadena de Anclaje Doble. En forma general, la cadena de anclaje doble se utiliza en la lnea, en los ngulos importantes del trazado y en los amarres delante de las subestaciones. Esta cadena esta sometida permanentemente a la tensin mecnica del conductor, que puede llegar a 1/3 de la carga de ruptura en servicio normal, y el 70% de la tensin de ruptura en el caso de escarcha.Los aisladores representan un porcentaje muy modesto, 2 a 3%, del costo de una lnea de transmisin area, pero son un elemento esencial del cual depende la seguridad de la explotacin, y la calidad del servicio.Es necesario conocer las tensiones que soportara el aislador en la explotacin, as como su comportamiento bajo tales solicitaciones. Porque, solo la comparacin de estos dos elementos, permitir apreciar la seguridad que se puede esperar de su utilizacin.

9. FUNCIN DE UN AISLADOS [02]

Los aisladores dentro de las lneas de transmisin realizan dos funciones bsicas:Funcin Elctrica: Aislar el conductor de la tierra.Funcin Mecnica: Soportar al conductor.Es necesario en el diseo de los aisladores de una lnea de transmisin area, tomar en cuenta dos factores importantes:Exigencias Elctricas de ExplotacinExigencias Mecnicas de Explotacin.

9.1 Exigencias Elctricas

Un aislador o una cadena de aisladores estn sometidos, permanentemente, a la tensin entre fase y tierra del sistema, o a la tensin compuesta, o sea entre fases, en el caso de incidente monofsico que sobreviene en una lnea de neutro aislado. Es necesario vigilar que estas tensiones puedan ser soportadas permanentemente por los aislantes, aun en el estado ms desfavorables (contaminacin) determinado en cada caso, por las condiciones atmosfricas y el medio ambiente local (proximidad de la costa, de las zonas industriales, etc.).En fin se debe tomar en cuenta la frecuencia de las tormentas, ya que los rayos que alcanzan lneas, torres o conductores, someten estos aislantes a ondeas de sobretensiones de elevaciones bastantes rpidas, como para ocasionar la perforacin de algunos aisladores, y de amplitud suficiente como para provocar un salto.

9.2 Grado de AislamientoUn valor de tensin elctrica (diferencia de potencial) de una magnitud muy elevada puede provocar:El salto en el aislador, o sea una excitacin en el aire circundante entre las dos piezas conductoras en terminales. Solo la energa trmica desprendida por el arco puede deteriorar el aislamientoLa perforacin del aislador, por una excitacin a travs del dielctrico del material que constituye el aislante.La duracin de la aplicacin de una tensin constante, necesaria para la excitacin, vara con la amplitudde esta tensin. La ley de esta variacin es diferente segn se trate de un salto o una perforacin.Las perforaciones son muchas veces, solo una consecuencia de las grietas producidas por las tensiones mecnicas. El riesgo de perforacin queda descartado, si se realiza una seleccin apropiado de los aislantes desde el punto de vista mecnico, adems de una inspeccin especial en el montaje. La amplitud mnima de latensin que provoca un salto exterior en un aislamiento, variara en funcin de:La naturaleza de la tensin elctrica aplicada (constante, alternativas, transitoria, etc.).Las condiciones atmosfricas y climticas (temperatura, densidad del aire, estado de ionizacin del aire).El estado de la superficie del aislante (humedad, polucin, etc.).Para simular los diferentes tipos de tensiones elctricas a las cuales son sometidos los aisladores en explotacin, se han definido una serie de tensiones y ensayos por parte de la IEC, publicacin 60, ANSI C 68- 1-1968, UTE 41-100.La contaminacin es un fenmeno que ayuda al salto elctrico superficial del aislador, ha sido clasificada en dos tipos:Fuertes Contaminaciones: reas industriales cerca de las costas y desiertos (reas mixtas).Depositndose polvo de carbn, petrleo, cenizas, sal arenas, etc.Ligeras Contaminaciones: reas costeras, desrticas, agrcolas, Depositando nieblas, fertilizantes, excremento de aves, etc.Para establecer la especificacin de los aisladores, se suele utilizar el grado de aislamiento. El grado deaislamiento se define como la relacin entre la longitud del camino de fuga de una aislador (o una cadena total), y la tensin de fase. Siendo la longitud de fuga, la distancia que se mide sobre la superficie del aislador, de menor camino para la corriente de fuga.(figura)

TABLA N 2. Valores tpicos del grado de aislamiento

FUERTES4.42 A 5.36 cm/KV

LIGERAS2.64 a 3.33 cm/KV

En el calculo elctrico de un aislador priva la idea de seleccionar un aislador de elevada distancia de fuga, que tenga un grado de aislamiento adecuado, pero evitando que la longitud de la cadena de aisladores conlleve un decremento drstico de las distancias mnimas del conductor, porque se afecta el costo econmico del proyecto de la lnea de transmisin.

9.2 Exigencias Mecnicas

Las tensiones mecnicas aplicadas a los aisladores, se deben esencialmente a los conductores. Estas tensiones varan continuamente, pues dependen de las caractersticas del viento, de la cantidad de depsito soportado por los cables (nieve, escarcha, hielo, etc.) y aun en los casos de ngulos y sobre todo de anclajes, de la tensin de los conductores, luego de su temperatura. En la seleccin e los aisladores por esfuerzos mecnicos, priva en esencia una serie de factores, como el peso del conductor, numero de conductores por fase, peso de la cadena de aisladores, y hasta el peso de los herrajes, incluyendo los amortiguadores y separadores.Una ecuacin muy utilizada para el clculo de la carga de un aislador es:

Pt = # Cond. Por fase Vano WConductor 1.02 x 1.03 + WCadena + W Herrajes

1.02 : 2% adicional del Vano.1.03 : 3% Adicional por amortiguadores y separadores sobre el peso del conductor.

II. FERRETERIA1. Herrajes [04]1.1 Herrajes en Lnea de Transmisin AreasLos Herrajes son estructuras metlicas que acompaan la estructura de soporte de las lneas de transmisin areas, y que poseen muy variadas funciones. Una de las clasificaciones ms comn empleada es aquella que los incluye en dos grandes grupos:Herrajes que forman arreglos o conjuntosHerrajes independientes

1.2 Herrajes que Forman Arreglos o Conjuntos [05]

Los herrajes que forman arreglos son conjuntos de piezas metlicas que se agrupan para llevar a cabo una funcin muy particular. . Los herrajes en arreglos pueden ser:Herrajes de Fijacin de cadena de aisladores a torre.Herrajes para unir entre s los extremos de la cadena de aisladores y los conductores.Herrajes para proteger los aisladores.Mordazas de amarre y suspensinHerrajes para el cable de guarda.

1.3 Herrajes para la fijacin de aisladores a las torres

Para llevar a cabo la fijacin de las cadenas de aisladores a las torres, existen bsicamente dos alternativas, los grilletes y las articulaciones de fijacin tipo bisagra (hinge).

Grillete

El grillete es un herraje que tiene como funcin fijar mecnicamente la cadena de aisladores a la mnsula de la torre de transmisin. El grillete consta de dos (02) partes: el cuerpo, formado por una barrera de acero cilndrica doblada en forma de U con dos agujeros en sus extremos, en donde se introduce un pasador que lo sujeta a la torre. El pasador puede trancarse con distintos grados de seguridad de tras maneras: con cupilla, con tornillo y tuerca y con cupilla, tornillo y tuerca al mismo tiempo.

Figura 1 grillete Figura 2 conexin de ojo

Articulacin de Fijacin Tipo Bisagra (Hinge)Con el fin de fijar la cadena de aisladores a la torre, se emplea este tipo de bisagra, formado por una pieza o lmina nica doblada, la cual abraza a un pasador que se fija a la mnsula de la torre. La principal diferencia

de la bisagra con el grillete radica en que el rea de contacto elctrico es mucho mayor, lo cual lo hace recomendable particularmente para muy altas tensiones elctricas de operacin.

Figura 3. Bisagra Tipo Bola

Figura 4. Bisagra Tipo Clevis

1.4 Herrajes para Unir entre s los elementos de la cadena de aisladores y los conductores [06]

Adems de los elementos que se utilizan para fijar directamente la cadena de aisladores a la torre, en las cadenas de aisladores se emplea una serie de herrajes que permiten unir entre s mecnicamente los diversos elementos que conforman la cadena.En estos herrajes del ensamble de las cadenas de aisladores y los conductores se incluyen:Ojo bola y anilla bola.Yugos.Rtula ojo, Rtula anilla y Rtula Horquilla.Horquilla ojo y Horquilla Bola.Doble ojo, Doble ojo Revirado, Ojo Anilla Revirado.Eslabn o Anilla.Tensores.Extensores:oHorquilla Ojo (Cortas, Largas y Reviradas).oAnilla Ojo (Cortas, Largas y Reviradas).oDoble ojo o Doble Anilla(Cortas, Largas y Reviradas).

Ojo Bola y Anilla Bola

El ojo bola y anilla bola estn constituidos, como su nombre lo indica, por un ojo o una anilla unida a una bola, lo cual se inserta en la cavidad del aislador. La diferencia entre ambos radica en que en un caso se emplean un ojo (aro) y en el otro caso un anillo elptico. El ojo bola, por permitir solo uso de un pasador permite un ajuste ms completo. La anilla bola permite el paso de cualquier pieza y por ello el ajuste es mucho ms holgado. El anillo bola se emplea en las cadenas simples para articular el grillete con los aisladores. El ojo bola se emplea en las cadenas de aisladores, para articular el yugo con los aisladores. Estos herrajes se fabrican en acero forjadoy galvanizado.

Figura 5. Ojo Bola con Grillete

Figura 6. Ojo Bola

Figura 7. Bola Socket

Figura 8. Ojo Tipo Clevis

YugoEn las cadenas de aisladores dobles de amarre y de suspensin, para uno o dos conductores por fase o en las cadenas simples con dos conductores por fase, el yugo tiene como funcin proporcionar un elemento de fijacin comn ara las cadenas de aisladores y para el o los conductores de cada fase.

Figura 9. Yugo de Forma de Pirmide Figura 10. Yugo cilndrico

Rtula Ojo, Rtula Anillo y Rtula HorquillaSon herrajes que permiten acoplar el ltimo aislador de la cadena con el yugo o con la mordaza de amarre o suspensin.

Figura 11. Ejemplo de Rotula Ojo

Horquilla Ojo, Horquilla Bola y Horquilla AnilloEste tipo de herraje constituye una posibilidad para enlazar entre s los yugos tipo macho con los herrajes de la cadena que sustentan o amarran a los conductores con los aisladores. Estos herrajes por un extremo presentan una horquilla y por el otro lado un ojo, que se puede articular a otros herrajes. Se suelen construir de hierro forjado y galvanizado.

Figura 12. Horquilla Bola

Eslabn o anilloEl eslabn est formado por una pieza nica de forjada forma ovalada, que permite articular el grillete de sujecin a la torre con el yugo. Los eslabones se fabrican en acero forjado y galvanizado en caliente.

Figura 13. Eslabn o Anillo

Tensores o RiostraCon la moderna tendencia de utilizar varios conductores por fase han surgido los separadores como una necesidad de atender los requerimientos de mantener los conductores a la distancia prevista.El tensor o riostra es un herraje que se emplea en lneas de transmisin con ms de un conductor por fase, con el fin de lograr un ajuste ptimo entre los conductores que conforman la fase, de tal manera quemantengan la geometra de los conductores a lo largo del vano.

(a) Dos Conductores

(b) Cuatro Conductores Tpico de lneas de 500 kV

(c) Cuatro Conductores

Figura 14. Espaciadores Rgidos

Riostras o separaciones con AmortiguamientoDada la tendencia de utilizacin de varios conductores por fase, el requerimiento de amortiguar las vibraciones en los conductores, han aparecido separadores de diferente tipo pero con la misma idea de utilizar un material flexible que se encargue de este problema actualmente hay dos tipos, uno basado en la torsin de este material elstico, y otro en su compresin: segn resultados de pruebas en laboratorios de ensayos, el ltimo ha dado mejores resultados de comportamiento, naturalmente se construyen para un diverso numero de conductores por fase.

(a) Dos Conductores (b) Tres Conductores (c)Cuatro Conductores

Figura 15. Riostra espaciadora y Amortiguada

Figura 16. Riostra Espaciadora y Amortiguada

2. ExtensionesLas extensiones o alargaderas son dispositivos que se instalan en las cadenas de amarre cuando se emplean mordazas del tipo pistola, con el fin de asegurar que el tramo del conductor que sale de la parte trasera de la mordaza no este en haga contacto con los aisladores

Figura 17. Varilla de Extensin

2.1 Herrajes para proteger los Aisladores

Adicionalmente a la proteccin que brinda el cable de guarda y el sistema de puesta a tierra, en las lneas de alta tensin, particularmente en los sistemas de tensin superior a 230 KV, se debe proteger a los aisladores de los arcos elctricos originados por sobretensiones, por medio de un conjunto de dispositivos de proteccin, entre los cuales son de uso frecuente: los cuernos de descarga o antenas superiores e inferiores y anillos de proteccin.

2.2 Cuernos de Descarga (Spark Gaps)Estn constituidos por un par de electrodos conectados a fase y otro a tierra en los extremos de la cadena de aisladores. Se utilizan para alejar el arco de la cadena de aisladores, cuando se produce una sobretensin (rayo directo a la lnea), de manera que protege la cadena de su destruccin. Una alternativa para no utilizar los cuernos de descarga es ampliar el tamao de la cadena, pero esto resulta poco econmico.

Figura 18. Cadena de Suspensin con Arcing Horns

El diseo de los cuernos de descarga debe asegurar que las sobretensiones que eventualmente pueden afectar a la lnea, no afecten a los aisladores.

2.3 Anillos de ProteccinPara incrementar el grado de proteccin, se emplean anillos de proteccin, los cuales se instalan en ambos extremos de la cadena de aisladores combinados con los cuernos.

Figura 19. Anillos de Proteccin en Cadena de suspensin, en ambos extremos

Figura 20. Anillo de proteccin en un extremo de la Cadena de Suspensin

A fin de lograr una mejor distribucin del gradiente de potencial entre los aisladores de una cadena, y adems disminuir la distancia por aire conductor masa, se colocan en las mordazas anillos cuya forma va desde un toro convencional hasta formas similares a silla de montar, con lo cual se cubren los primeros aisladores de la cadena del tipo de la mordaza.

Figura 21. Anillo de Control. Ohio Bross Company

2.4 Mordazas (Clamp)Las mordazas son los elementos de unin del conductor a las cadenas de aisladores y por lo tanto responden a las funciones de aquellas: hay dos tipos: de suspensin y de amarre; las de suspensin, constituyen un soporte que cuelga de un balancn; para lo cual tienen un cuerpo acanalado unitario con un pasador, y en este canal se aloja el conductor.

Figura 22. Mordaza de Suspensin con Grillete. Trunnion Type Suspension Clamp

2.5 Mordaza de AmarreLa mordaza de amarre es el dispositivo que permite fijar o amarrar mecnicamente el conductor a la cadena de aisladores fijada a la torre. Estas mordazas pueden ser de dos clases, mordazas en las que se corta al conductor (mordazas de tipo compresin) y mordazas en las que no se corta al conductor (mordazas de tipo pistola y mordazas tipo cua).

Figura 23. Mordaza de Amarre Tipo Pistola, Ejemplo

2.6 Mordaza AmortiguadoraHa surgido en el mercado un tipo de mordaza de suspensin que es una combinacin de un anillo de material elstico recubierto con una varilla de armado expandida, y este conjunto sujeto con una abrazadera de gran seccin que le sirve de soporte y de unin a los aisladores.

Figura 24. Mordaza Amortiguada

2.7 Herrajes IndependientesAqu las caractersticas de cada herraje solo tiene que ver con la funcin a la cual esta destinado el herraje en particular.

Los herrajes individuales que se colocan a lo largo de las lneas y estn destinados a distintas funciones, son fundamentalmente: Amortiguadores Varilla de Armar Empalmes

AmortiguadoresLas vibraciones causan problemas en la lnea de transmisin, los amortiguadores tiene por objeto evitar que al presentarse vibraciones estas sucedan ininterrumpidamente. El principio de casi todos los tipos es el de introducir un elemento diferente en una curda homognea, con lo cual el movimiento armnico simple se rompe; tambin es posible utilizar el golpe directo en la onda vibratoria cuando la elasticidad del amortiguador lo permite, como es el caso de los del tipo Stockbridge, el cual est constituido por dos

Figura 25. Amortiguador del tipo stock-Bridge.

Varilla de Armar

Tienen por objeto proteger el conductor en las mordazas de suspensin desde el punto de vista mecnico, y tambin la avera del conductor por descargas en caso de contorneamiento de la cadena de aisladores

Figura 26. Llave para Varillas de Armar

Para evitar que se desplacen, se las sujeta con un suncho que originalmente es una U pero que se lleva a presin hasta formar un anillo de sujecin. En las mordazas de suspensin, la varilla de armar permite reducir.

. Tabla 3. Dimetro de varillas de armar segn el dimetro del conductor

Existen opiniones contrariadas sobre la utilidad de las varillas de armado. Algunos especialistas consideran que las varillas son un deposito de contaminacin, que facilitan la produccin de chispas y no aseguran los objetivos para los cuales se instalan. Otros por el contrario consideran las varillas de armar un instrumento que contribuye a reducir las oscilaciones y as protegen a los conductores en los extremos de las mordazas de suspensin.

Empalmes de CompresinEste tipo requiere la utilizacin de una prensa hidrulica, la cual puede ser de piso con un compresor o manual dotada de un mango para bombear; la primera permite mayores esfuerzos. Se trata de elementos tubulares el conductor a unir y al ser comprimidos su seccin se vuelve un hexgono mediante dos dados que se montan en la prensa, y lo sujetan de tal manera que es imposible sacar la punta del conductor una vez que se ha hecho la compresin. En los conductores grandes de ACSR hay dos elementos, uno para unir el acero y colocado previamente para que despus se ubique encima del empalme de acero. Para llenar los intersitios se usa una grasa que entrega la fbrica, o una grasa neutra como vaselina.

Figura 27. Empalme por compresin para conductores tipo ACSR

3. Elementos auxiliares

3.1 Riostras de Empalme

Sirven pata establecer la continuidad elctrica de la lnea en el eje de los anclajes. Estn realizados con cables del mismo tipo que los de la lnea. Son generalmente, bastantes rgidos como para no requerir la colocacin de contrapesos de riostra, si su longitud ha sido correctamente calculada considerando la flecha prescrita. (distancia entre el cable de las riostras y la masa o tierra)

Tabla 4 Flecha en funcin del Nivel de Tensin

Tensin (KV)206390225400

Flecha (m)0.401.01.251.903.10

3.2 Contrapesos y PortapesasLas pesas o contrapesos, son dispositivos que se fijan a las mordazas de suspensin sobretodo en lneas de transmisin ligeras (115 KV, por ejemplo), con el fin de aumentar el peso de la cadena y de esa manera asegurar la verticalidad del arreglo, en condiciones en donde debido a la situacin relativa entre torres, pueden existir fuerzas que determinan oscilaciones muy grandes de la cadenas de aisladores debido a la fuerza del viento. Estos dispositivos se utilizan en los ngulos flexibles y en las torres a un nivel ms bajo, para limitar la inclinacin de las cadenas de suspensin de aisladores, bajo el efecto del viento transversal. Estn constituidos por discos de fundicin o de plomo suspendidos por medio de un estribo a la parte inferior de la cadena.

Figura 28. Contrapeso Doble

3.3. Esferas de BalizajeLas esferas de balizaje se colocan generalmente distribuidas en el trayecto de las lneas entre dos torres, con el fin de advertir a las aeronaves de la existencia de las lneas. Normalmente estas esferas son de aluminio o de material plstico, en colores llamativos. Para la fijacin a las lneas se emplean unos herrajes especiales que fijan las esferas al conductor de manera segura y permanente.

Figura 29. Esferas de Balizaje

pg. 11

III. BIBLIOGRAFIA

[01] CODENSA, Especificaciones tcnicas: aisladores polimricos para lneas de alta tensin. Consultado de la webside:- https://www.ampla.com/media/339035/e-lt-002_2003%20r-05.pdf[02] TEXTOS CIENTFICOS, Aislamientos de lneas, consultado de la webside:- http://www.textoscientificos.com/fisica/transmision-energia/aislamiento[03] MC. Obed Renato Jimnez Meza, LNEAS DE TRASMISIN Y DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA.[04] Francisco M Gonzales, Elementos De Lneas De Transmisin Areas, aisladores de alta tensin. 2007 [05] REMAFLEX S.A.C, FERRETERIA ELECTRICA, ALTA TENSION, consultado de la Webside - http://www.remaflex.com.pe/portal/ferreteria-electrica/ferreteria-electrica[06]PARTALUM S.A, CONECTORES Y HERRAJES ELECTRICOS, Catalogo.