Qué es el aislante de suspensión : Construcción, funcionamiento y sus tipos

Un aislante eléctrico funciona según el principio de resistividad para oponerse al flujo de la corriente eléctrica y proteger los equipos eléctricos de los cortocircuitos (aislando los conductores eléctricos para que no hagan contactos accidentales). Algunos ejemplos de aislante son el polímero, la madera, el plástico, etc. La principal aplicación de un aislante es una línea de transmisión sobredimensionada, que se apoya en postes o torres para evitar cualquier fuga de corriente. Los aisladores de líneas de transmisión se clasifican en varios tipos, como los de tipo pasador, los de tipo suspensión, los de tipo poste, los de tipo bobina, los de tipo cerámico, los de tipo no cerámico, etc. Este artículo describe el aislador de suspensión y sus tipos.

¿Qué es un aislante de suspensión?

Definición: Un aislante de tipo colgante protege una línea de transmisión sobredimensionada como un conductor. Por lo general, se compone de material de porcelana que incluye discos aislantes individuales o en cadena colgados sobre una torre. Funciona a más de 33KV y supera las limitaciones del aislador de tipo pasador como las siguientes.

• Su tamaño y peso aumentan por encima de los 33KV
• Es difícil manejar y sustituir un aislador de la unidad
• La sustitución de un aislador dañado es costosa.

Propiedades del material aislante

Las propiedades de cualquier material aislante son las siguientes

• Deben ser mecánicamente fuertes
• La rigidez dieléctrica del material debe soportar la tensión de alto voltaje
• La resistencia eléctrica aislante debe ser alta
• El material debe estar libre de impurezas, sin grietas y no ser poroso
• Las propiedades físicas y eléctricas de un aislante no deben verse afectadas por cambios en el entorno
• Hay que tener en cuenta el factor de seguridad.

Construcción y funcionamiento del aislador de suspensión

Consta de dos partes principales que son las crucetas y los aisladores (también llamados aisladores de disco) con el número de eslabones metálicos. Un aislador de suspensión o cadena de suspensión se desarrolla conectando un número de aisladores en serie con la ayuda de eslabones metálicos, donde el conductor está suspendido por el aislador más inferior y el extremo superior del aislador está asegurado por las crucetas. Este tipo de aisladores se utiliza sobre todo en una línea aérea.

Derivación de la eficiencia de la cuerda

La eficiencia de la cuerda de los aisladores de suspensión se puede derivar mediante el siguiente diagrama. Consiste en aisladores de suspensión de 3 discos con un enlace metálico entre ellos para proporcionar un efecto capacitivo entre ellos. El efecto puede ser autocapacitivo o capacitivo mutuo. Supongamos que la capacitancia en derivación = k * capacitancia propia. Debido a la presencia de la capacitancia en derivación, la corriente en cada disco varía.

Al aplicar la ley de Kirchoff en el nodo "A

donde I₁, I₃, I₂ y i1, i2, i3 = flujo de corriente en el conductor;

V1,V2,V3 = Tensión

K = constante

ω = 2πf

I₂ = I₁ + i₁

V₂Ωc=V₁ωC+V₁ωkC

V₂ =V₁ +V₁k

V₂ = (1 + k) V₁ ....................1

Aplicando la de Kirchoff en el nodo "B

I₃ = I₂ + i₂

V₃ωC = V₂ωC + (V₂ + V₁)ωkC

V₃ = V₂ + (V₁ + V₂)k

V₃ = kV₁ + (1 + k) V₂

V₃ = kV₁ + (1 + k)² V₁ (desde 1)

V₃ = V₁ [k + (1 + k)²]

V₃ = V₁ [k + 1 + 2k + k²]

V₃ = V₁ (1 + 3k + k²) .........(3)

La tensión entre el conductor y la torre de tierra es

V = V₁ + V₂ + V₃

V = V₁ + (1 + k)V₁ + V₁ (1 + 3k + k²)

V = V₁ (3 + 4k + k²) ..........(4)

A partir de las ecuaciones anteriores, podemos decir que en el disco más alto, la tensión es mínima, mientras que en el disco más bajo la tensión es máxima. Por tanto, la unidad más cercana al conductor experimenta la máxima tensión eléctrica, lo que también puede provocar un pinchazo. Se representa como la relación de eficiencia de la cuerda.

Eficiencia de la cadena = Tensión de la cadena / (Número de discos x Tensión del conductor)

La eficiencia es directamente proporcional a la distribución uniforme de la tensión. En una condición ideal, la eficiencia es igual al 100% si la tensión a través de cada disco se distribuye por igual, pero en el mundo práctico esto no es posible. En la práctica, es mejor utilizar cadenas más cortas en el aislador que una cadena más grande para obtener una eficiencia del 100%.

Tipos de aisladores de suspensión

Se clasifican a su vez en dos tipos, que son

Tipo de tapa y clavija

Consiste en una tapa de acero forjado y un pasador de acero forjado galvanizado que se conectan a la porcelana. Estas unidades se unen por medio de un casquillo y una bola o por medio de conexiones de pasador y horquilla.

Tipo de enlace

También se denomina aislador de tipo Hewlett. Consta de dos canales curvados a 90 grados entre sí, con un eslabón de acero en forma de U que atraviesa estos canales y conecta la unidad.

En comparación, el tipo interlink es más resistente mecánicamente que el tipo cap-and-pin. La principal ventaja de ambos es que el eslabón metálico presente sigue soportando aunque se rompa la porcelana. La desventaja es que experimentan una alta tensión eléctrica.

Ventajas

Las ventajas del aislante de suspensión son

• Bajo coste
• Baja tensión (unos 11KV)
• Muy flexible

Desventajas

Las desventajas del aislante de tipo suspensión son

• Es más caro que el aislante de tipo pasador y de tipo poste
• Aumenta la distancia entre conductores
• Aumenta la altura de la torre.

Aplicaciones

Las aplicaciones del aislante tipo suspensión son

Preguntas frecuentes

1). ¿Por qué necesitamos aislantes?

Necesitamos aislantes para evitar cualquier fuga eléctrica en el sistema o circuito.

2). ¿Es el agua un aislante?

No, el agua no es un aislante.

3). ¿Cuál es el mejor aislante?

El mejor aislante es el vacío.

4). ¿Qué son 7 aislantes?

Los 7 aislantes son

• Fibra de vidrio
• Madera
• El papel que tiene la propiedad Seca
• El aire que tiene la propiedad seca
• La madera tiene la propiedad de ser seca
• Porcelana
• Cristales como el Cuarzo.

5) ¿Puedes cargar un aislante?

Sí, se puede cargar un aislante.

6). ¿Cuál es el principio del motor de suspensión?

Un motor de suspensión funciona según el principio del aislamiento, que impide la fuga de corriente en los equipos eléctricos.

7). ¿Cuáles son los diferentes tipos de aislantes?

Los diferentes tipos de aisladores son los de tipo clavija, los de tipo suspensión, los de tipo poste, los de tipo tensión, los de tipo carrete, los de tipo cerámico, los de tipo no cerámico, etc

Por lo tanto, esta es una visión general de un aislante, es un material utilizado para oponerse al flujo de la corriente. Desempeña un papel importante en un sistema eléctrico al impedir la fuga de corriente. Hay diferentes tipos de aislantes, pero este artículo resume aislador de tipo suspensiónque funciona por encima de los 33KV. La principal ventaja del aislador de suspensión es que utiliza baja tensión y es muy flexible. Este tipo de aisladores se puede ver principalmente en las líneas ferroviarias, en los postes de cabeza, etc.