Con el desarrollo de la industria eléctrica, la expansión continua de la capacidad de transmisión y los crecientes niveles de voltaje de las líneas de transmisión y subestaciones, los requisitos para los aisladores en los sistemas eléctricos se están volviendo más estrictos. Los aisladores tradicionales de porcelana o vidrio, que se utilizan desde hace más de 100 años en líneas de transmisión de alto voltaje, tienen ventajas y desventajas. Estos incluyen ser pesados y frágiles, tener baja resistencia a la contaminación y ser propensos a romper el aislamiento interno. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de un nuevo tipo de aislante que reemplace los aisladores de porcelana tradicionales. Con el rápido desarrollo de la industria química y la aparición de nuevos materiales compuestos, ha surgido una nueva generación de aisladores fabricados principalmente a partir de materiales orgánicos: los aisladores compuestos.
Los aisladores compuestos son una excelente opción para una fácil instalación o para uso en áreas con altos niveles de contaminación. Están compuestos por una estructura compuesta a partir de dos o más tipos de materiales orgánicos. Los aisladores compuestos utilizados en las redes eléctricas son principalmente aisladores de suspensión en forma de varilla.
La estructura principal del aislante se muestra en el siguiente diagrama:
1. Accesorios de extremo: Los accesorios de extremo son las partes metálicas del aislador compuesto y sirven como componentes de transmisión de carga mecánica. Conectan el aislador a la torre y a los conductores, y su calidad impacta directamente en la resistencia mecánica y el rendimiento del aislador compuesto.
2. Varilla central: La varilla central, también conocida como varilla epoxi reforzada con fibra de vidrio pultruida, es la parte principal que soporta la carga del aislador compuesto y el componente principal del aislamiento interno. Debe poseer alta resistencia mecánica, excelentes propiedades de aislamiento y estabilidad a largo plazo. El material de la varilla central es típicamente una varilla pultruida de fibra de vidrio unidireccional reforzada con resina. Actúa como la columna vertebral del aislante compuesto, soportando los cobertizos, proporcionando aislamiento interno, conectando los accesorios de los extremos y soportando cargas mecánicas. Con una resistencia a la tracción que generalmente excede los 600 MPa, la varilla central es dos veces más resistente que el acero ordinario y 5-8 veces más resistente que la porcelana. Además, tiene buenas propiedades dieléctricas, resistencia química, resistencia a la fatiga por flexión, resistencia a la fluencia y resistencia al impacto.
3. Cobertizos (Vivienda): Los cobertizos o viviendas forman la parte de aislamiento externo del aislador compuesto. Su función es proporcionar una alta resistencia contra descargas eléctricas húmedas y contaminadas, protegiendo la varilla central de la exposición atmosférica. Los cobertizos están expuestos a condiciones exteriores, soportando condiciones climáticas adversas y contaminación industrial, y pueden sufrir descargas de chispas o erosión parcial del arco durante su funcionamiento. Por lo tanto, los cobertizos deben tener una excelente resistencia a la contaminación, al rastreo y a la erosión, así como al ozono, las altas temperaturas y el envejecimiento atmosférico.
Componente adicional
Capa adhesiva: La capa adhesiva es la interfaz entre la varilla central y la carcasa y se extiende entre los dos accesorios de los extremos. Es otra parte crítica del aislamiento interno del aislante compuesto. La mala calidad del adhesivo puede convertirse en un punto débil en el funcionamiento del aislante.
Estos componentes en conjunto garantizan el rendimiento de aislamiento eléctrico, la resistencia mecánica y la durabilidad superiores del aislador compuesto, lo que lo convierte en un reemplazo adecuado para los aisladores de porcelana tradicionales, especialmente en ambientes contaminados y de alto voltaje.