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Una Nueva Era para los Aisladores de Vidrio Templado

Los aisladores de vidrio templado no son ajenos a las duras condiciones de trabajo.

Una Nueva Era para los Aisladores de Vidrio Templado – con Claridad llega la Seguridad

Por:
– Ezio Del Bello, SEDIVER Canada
– Ron Duckstein, SEDIVER EE. UU.
– Joe Renowden P.E., JDR Engineering, Inc.

INTRODUCCIÓN

En 2005 se publicó un artículo sobre Aisladores de Vidrio Templado (Toughened Glass Insulators, TGI por sus siglas en inglés) titulado “Retorno a la claridad”. Quince años después, el presente artículo es una secuela escrita por un equipo que incluye a los dos autores originales, retoma donde el primero concluyó con optimismo sobre el futuro de la tecnología de Aisladores de Vidrio Templado en Estados Unidos. Gracias a una comprensión más profunda de esta tecnología, somos testigos hoy de una nueva era en Aisladores de Vidrio Templado. Las características integradas de los Aisladores de Vidrio Templado de SEDIVER brindan seguridad, confiabilidad y resistencia, lo que genera ahorros de costos medibles. Este artículo secuela explorará más a fondo estos atributos, que están siendo reconocidos por un número creciente de equipos de trabajo de líneas y administradores de activos responsables del mantenimiento de sus líneas de Alta Tensión.

PANORAMA HISTORICO

La tecnología de Aisladores de Vidrio Templado fue introducida por primera vez por SEDIVER en Europa a principios de la década de 1950, y llegó a América del Norte en la década de 1960. Con el advenimiento de la tecnología de polímeros en la década de 1970, la atención se centró rápidamente en su promesa de una rápida evolución hacia un aislante ideal que ya no era una serie de unidades modulares, sino una sola unidad liviana, prácticamente indestructible, a prueba de vandalismo y que poseía un rendimiento para contaminación inigualable. Fiel a su tradición de pionero e innovación, SEDIVER también se convirtió en líder de la industria en tecnología de polímeros y un importante productor de EE. UU. hasta 2001. En ese momento, Estados Unidos era el mayor mercado de polímeros del mundo y los Aisladores de Vidrio Templado casi desaparecieron de su uso en todo el país.

En el año 2003, EPRI publicó una revisión exhaustiva de los primeros 25 años de experiencia en servicio de polímeros. Actualizado de nuevo en el año 2012, identificó muchas empresas de servicios públicos que reportaron un número inaceptable de fallas de polímeros, al tiempo que expresaban preocupaciones por su fiabilidad a largo plazo. Las dudas emergentes sobre la capacidad de la tecnología de polímeros para cumplir sus primeras promesas animaron a SEDIVER de re-introducir el Vidrio Templado en Estados Unidos para aplicaciones de suspensión de líneas de Alta Tensión.

Hoy en día, las empresas de servicios públicos en todo Estados Unidos están usando Aisladores de Vidrio Templado de manera regular. La tendencia ha atraído a varios proveedores nuevos de aisladores de vidrio al mercado estadounidense, al tiempo que permitió a SEDIVER justificar la inversión en una nueva fábrica con sede en Estados Unidos y un laboratorio de pruebas de vanguardia en West Memphis, Arkansas.

FACTORES CLAVE PARA EL SURGIMIENTO DEL VIDRIO TEMPLADO

Al seleccionar componentes para sus líneas de Alta Tensión, las empresas de servicios públicos eligen entre tecnologías competidoras. Los ingenieros de diseño y los planificadores de sistemas deben asegurarse de que los criterios clave de diseño y rendimiento se alineen con los requisitos funcionales previstos de cada componente. Los trabajadores de primera línea de la industria se ocupan en última instancia de los componentes que constituyen el sistema y deben centrarse en cuestiones prácticas, como se describe aquí.

SEGURIDAD Y FIABILIDAD

Los Aisladores de Vidrio Templado de SEDIVER cuenta con un mecanismo de detección de su condición incorporado que proporciona una clara garantía visual de la seguridad y confiabilidad del aislador. Este detector no es un dispositivo como tal, sino simplemente una propiedad inherente al vidrio templado de alta calidad. La presencia de una capa exterior intacta indica que el aislamiento está en excelentes condiciones. Los defectos ocultos no son posibles porque causarían que la capa exterior se rompiera por completo, dando como resultado un “muñón” que es mecánica y eléctricamente sano.

Aisladores reemplazados por Aisladores de Vidrio Templado

El vidrio templado tiene una resistencia al impacto extremadamente alta, lo que dificulta su rotura. Si se rompe, la capa exterior se cae completamente en trozos pequeños del tamaño de un grano (como un vidrio de seguridad).

SEDIVER garantiza un mínimo del 80% de resistencia a la tensión residual de un muñón. La fuerza proviene del vidrio fragmentado firmemente encajado entre el pin y la tapa. SEDIVER también garantiza que el muñón no se perforará y seguirá aislando. Si ocurre una sobretensión, el arco se descargará externamente en el aire porque el espacio más corto está afuera y no a través del complejo laberinto de vidrio fragmentado en la cabeza.

Foto de arco sobre cadena de vidrio con muñón.

SEDIVER y laboratorios independientes han realizado cientos de miles de pruebas de extracción en muñones. Numerosas pruebas en muñones nuevos y viejos, incluidos ciclos de congelación-descongelación y las vibraciones de la línea, todas confirman el comportamiento seguro de los muñones de SEDIVER. No hay registros de que una línea caiga por un muñón en una cadena de aisladores SEDIVER.

ENVEJECIMIENTO Y FIABILIDAD A LARGO PLAZO

Las materias primas utilizadas para fabricar vidrio se funden a alta temperatura, lo que da como resultado un líquido amorfo. Mientras está todavía viscoso, el vidrio se moldea en su forma final y se endurece inmediatamente a través de un proceso de enfriamiento rápido cuidadosamente controlado. Esta operación simple pero precisa aumenta la resistencia de la carcasa de vidrio en un factor de 4 a 5 veces, lo que la hace sustancialmente más resistente que la porcelana. Debido a la estructura amorfa y el escudo de superficie altamente comprimido inducido por el endurecimiento, el vidrio no envejece. No tiene «mecanismo de envejecimiento».

La porcelana se compone de varios cristales presionados y parcialmente fusionados juntos. Con el tiempo, se forman micro grietas en los límites de los granos y eventualmente se propagan a una perforación completa. La porcelana más vieja a menudo sufre grietas inducidas por la expansión del cemento visible en el caparazón o escondida en la cabeza. La corriente de falla por descargar eléctricas o por sobrecarga de conmutación podría viajar a través del aislador perforado, causando separación y caída de la línea. La porcelana de bajo costo y baja calidad envejece más rápido, lo que reduce la vida útil y aumenta el riesgo de fallas.

A diferencia de la cerámica, los polímeros se componen de materiales orgánicos propensos al envejecimiento debido al estrés eléctrico, la actividad de corona y las corrientes de fuga inducidas por la contaminación. Una vez que la carcasa de goma, los sellos o las interfaces se ven comprometidas, la humedad puede ingresar y causar un rastreo interno o una falla por fractura frágil de las varillas de fibra de vidrio. Por lo general, los daños no se detectan y la falla puede ocurrir de repente. Si bien son más livianos y fáciles de instalar, los aisladores de polímero tienen una vida útil más corta, son más difíciles de inspeccionar y potencialmente inseguros para el trabajo en línea caliente.

Las empresas de servicios públicos de todo el mundo están aplicando aisladores de suspensión de vidrio endurecido para lograr una infraestructura de transmisión confiable y resistente.

MANIPULACIÓN E INSTALACIÓN

Más de 70 años de experiencia de equipos de trabajo de líneas de todo el mundo demuestran los beneficios superiores de trabajar con Aisladores de Vidrio Templado de SEDIVER. Con un peso de 20 a 25% menor que los equivalentes de porcelana, los equipos de trabajo tienen menor riesgo de sufrir distensiones de espalda y hombros. También hay menor riesgo de lesiones porque los Aisladores de Vidrio Templado no se astillan, agrietan o rompen en grandes secciones afiladas como la porcelana. El uso cada vez mayor de helicópteros se beneficia significativamente del peso más ligero, el ahorro de combustible, las paradas de repostaje y aumenta la productividad de la tripulación. El manejo brusco es a menudo inevitable cuando se trabaja en sitios remotos típicos de las líneas de Alta Tensión. La naturaleza resistente de los Aisladores de Vidrio Templado prácticamente no produce daños durante la instalación.

INSPECCIONES, MANTENIMIENTO Y TRABAJOS EN LÍNEA CALIENTE

La longevidad y la facilidad de inspección de los Aisladores de Vidrio Templado son propiedades que inspiran confianza a los administradores de activos y al personal de línea. Basándose en la experiencia de numerosas empresas de servicios públicos, los Aisladores de Vidrio Templado proporcionan la tecnología de aislamiento más resistente y el menor costo de propiedad.

Dado que los Aisladores de Vidrio Templado se pueden inspeccionar de manera infalible con un simple vistazo, sin necesidad de instrumentos, facilita considerablemente los procedimientos de inspección y mantenimiento. La inspección de Aisladores de Vidrio Templado se puede hacer por tierra o helicóptero. No requiere escalada y es, con mucho, el costo más bajo y el más confiable en comparación con todas las demás tecnologías. Los reemplazos de aisladores en línea caliente y otros trabajos cerca de cadenas energizadas son más seguros con Aisladores de Vidrio Templado. La condición claramente visible de una cadena de Aisladores de Vidrio Templado, incluso con muñones, permite una evaluación de seguridad directa y una decisión sobre acercarse o trabajar en esa cadena.

Los actos de vandalismo pueden ocurrir en casi todos los componentes de una línea de energía, incluyendo torres, conductores y aisladores. Entrevistas con los equipos de mantenimiento han revelado que lo que más cuenta cuando se trata de vandalismo en aisladores es cómo se comporta un aislador dañado. Considerando cuidadosamente las propiedades de los Aisladores de Vidrio Templado, está claro que esta tecnología proporciona el comportamiento más seguro una vez que ha sido objeto de actos de vandalismo, pero también el más fácil y rápido de evaluar por parte de los equipos de trabajo de líneas.

CONTAMINACIÓN, EVENTOS EXTREMOS Y RESILIENCIA

El extenso trabajo de I&D por parte de SEDIVER y más de 20 años de experiencia en servicio han contribuido a la experticia de SEDIVER en vidrio recubierto de silicona. Esta tecnología combina todos los beneficios de los Aisladores de Vidrio Templado con las propiedades hidrofóbicas de los polímeros. Está ganando aceptación por parte de muchas empresas de servicio públicos estadounidenses que están lidiando con la contaminación y se ha convertido en un sustituto viable de los polímeros envejecidos. Dependiendo de la contaminación involucrada, una cubierta totalmente revestida o con capa inferior ha mostrado un desempeño excelente en áreas severamente contaminadas donde antes era necesario lavar.

SEDIVER desarrolló recientemente la tecnología del Aislador Inteligente (Smart’R Suite) para monitorear y transmitir datos de fuga de corriente, humedad y temperatura. Unidades ahora se implementan en líneas de transmisión de todo el mundo en áreas altamente contaminadas para proporcionar análisis en tiempo real y alertas tempranas de posibles descargas disruptivas.

Tormenta de hielo del siglo, Quebec, 1998
Resiliencia en su máxima expresión

La resiliencia de los Aisladores de Vidrio Templado se ha demostrado en numerosas situaciones, como la histórica tormenta de hielo de 1998, en el noreste de Estados Unidos y Quebec, Canadá. Cientos de torres de acero de Alta Tensión alrededor de Montreal se derrumbaron y numerosas cadenas de Aisladores de Vidrio Templado fueron severamente dañadas, pero no separadas. Gracias a las propiedades de los Aisladores de Vidrio Templado, fue posible que los equipos de emergencia reinstalaran los Aisladores de Vidrio Templado sobrevivientes.

Los devastadores incendios forestales en el oeste de Estados Unidos y Canadá llevaron al equipo de I&D de SEDIVER a iniciar un estudio sobre el efecto de temperaturas tan altas en la porcelana, los polímeros y los aisladores de vidrio templado. El resultado reveló que los Aisladores de Vidrio Templado son los más resistentes en las proximidades de los incendios.

OBSERVACIONES FINALES

Empresas de servicios públicos de todo el mundo están implementando aisladores de suspensión de vidrio templado para lograr una infraestructura de transmisión confiable y resistente. SEDIVER suministra aisladores a más de 150 países para nuevas construcciones y reemplazo de aisladores de porcelana o polímero envejecidos en líneas de alta tensión y en subestaciones. Para el claro beneficio del personal de operaciones y mantenimiento, los EE. UU. ahora han adoptado el valor completo y la seguridad adicional de esta tecnología también.

Fuente: Electricity Today T&D Magazine. "A New Age for Toughened Glass Insulators – With Clarity Comes Safety". Disponible en https://www.electricity-today.com/lineman-safety/a-new-age-for-toughened-glass-insulators-with-clarity-comes-safety
Traducido por: TÉCNICA FASE, S.A. – Representantes exclusivos de SEDIVER para la República Bolivariana de Venezuela

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