En Arxentina, as primeiras liñas de enerxía de Extra Alta voltaxe, comezaron a ser construídos nos anos 70. E non é casualidade que para as liñas de Chocón a Bos Aires, Salto Grande a Bos Aires e Futaleufú a Puerto Madryn, foi elixido para o illante ao illante de vidro temperado.
Esta preferencia débese principalmente ás características técnicas e de rendemento, distintivas do AVT, con respecto aos outros materiais empregados na actualidade (porcelana e polimérica), que trataremos neste artigo.
i. A conformación
Na fase de fabricación, o vidro líquido é moldeado; Un recoñecemento aplícase ao álbum de vidro, para eliminar as tensións internas creadas durante o proceso. Obtense levantando a temperatura a un valor onde non se producen deformacións. Posteriormente, o material está arrefriado lentamente para evitar que se creen os gradientes de temperatura, que xeran novas tensións. Isto mellora as propiedades do vidro con respecto ás súas características mecánicas.
Durante este proceso realízase un traballo templado. É un tratamento térmico que se lle dá ao material en dúas etapas: o primeiro é traer o álbum de vidro a un punto de equilibrio para homoxeneizar temperaturas; e no segundo, dáse un arrefriamento das áreas exteriores para crear tensións de compresión na superficie e expansión dentro, o que aumenta a resistencia ás solicitudes de orixe mecánica ou térmica.
O resultado é completamente Estrutura interna homoxénea. A vantaxe obtense a partir do proceso de non xerar micro-fisuras no vidro e, polo tanto, se aparece unha fisura interna, a dieléctrica romperá nunha gran cantidade de pequenos anacos, sendo un atributo do produto.
II. Os compoñentes
illantes de vidro temperado, para montar as cadeas de suspensión ou retención, están compostas polas seguintes partes:
1. Disco dieléctrico: prodúcese en vidro temperado, características e formas apropiadas para condicións ambientais na zona onde se instalará. Pode ser un tipo de vidro estándar para zonas de contaminación normal ou tipo anti-néboa, para zonas de alta contaminación.
2. Accesorios de metal: estes son unha fundición maleable ou dúctil galvanizado quente, un chapper de aceiro xerado en quente e un dispositivo de entrada de aceiro inoxidable que garante o acoplamento entre os illantes da cadea. Estes accesorios están revestidos cunha capa de pintura bituminosa (pintura de asfalto) nas superficies que están en contacto con cemento. A pintura forma unha xunta de dilatación entre cemento e accesorios metálicos, que absorbe as expansións causadas por cambios de temperatura e protexe as partes metálicas, a partir dos ataques químicos de cemento.
3. Cemento: a montaxe de disco de vidro cos accesorios lévase a cabo con Portland Cement, do mesmo xeito que na montaxe dos discos de porcelana.
III. Análise comparativa
Farémolo entre illantes de vidro e porcelana, como compoñentes dunha cadea. Os illados poliméricos, que son cadeas en si mesmos, merecen unha análise diferencial, dado que os seus posibles puntos débiles teñen que ver coa súa exposición á radiación solar, factor que precisamente non afecta aos materiais que estamos a comparar neste artigo (vidro e porcelana).
a. Material dieléctrico de campás
Aínda que tanto o vidro como a porcelana poden considerarse cerámica de silicato, e son relativamente similares desde o punto de vista da súa composición química, son moi diferentes considerados na súa estrutura interna (microestructura), Porque os seus procesos de fabricación son completamente diferentes.
A.1. Porcelana:
As materias primas mesturadas e levadas ao estado dunha pasta de conversa son moldeadas e rexeitadas e logo secas. A cohura en fornos adecuados, despois do esmalte, produce cohesión parcial de elementos constitutivos, transformacións de fase e formación de vidro. O resultado é unha estrutura interna (microestructura) heteroxénea, composta por aluminilicatos rodeados por unha matriz vítrea.
a.2. Vidro temperado:
As materias primas son fundidas nun forno para obter vidro líquido. Durante a moldaxe e templado, non se forman partículas sólidas na solución ou ningunha cristalización ocorre desde a fundición.O resultado é unha estrutura interna completamente homoxénea.
b. Efecto da microestrutura de discos illantes
En materiais fráxiles, como porcelana ou vidro, a presenza (ou a ausencia) das discontinuidades internas microestructurales é fundamental. Nestas discontinuidades, forman microfues, durante o proceso de fabricación. Estas microfallas son propagadas ao longo do tempo baixo o efecto das solicitudes de servizos e, finalmente, levan o illante ao seu fracaso.
A presenza e propagación posterior de microfilis, é unha das razóns de maior peso do que explican por que Aisladores de porcelana, co paso do tempo, perder a resistencia mecánica. En servizo, e baixo as solicitudes eléctricas (pulsos de raios ou manobras), os fenómenos da ruptura dieléctrica desencadeanse nos puntos de irregularidade microestructural. Este efecto, engadido á propagación de grietas, acelera a eventual perforación.
Tendo en conta estes conceptos, concluímos:
B.1. Porcelana:
é un material que, co paso do tempo, perde a resistencia mecánica e faise vulnerable ao fracaso eléctrico (perforación), debido á presenza e ao crecemento das microfixas na súa microestructura heteroxénea.
B.2. Vidro temperado:
é un material coa perfección microestructural necesaria, para soportar as combinacións máis graves de estrés eléctrico e mecánico en illantes de suspensión.
c. Efecto das condicións de superficie
As microfixas que poden estar presentes na superficie das campás dieléctricas son moi importantes nas actuacións dieléctricas e mecánicas dos illantes. Isto débese á gran concentración de tensións que se producen nos extremos destes microfallas e que poden producir a súa propagación e, polo tanto, a falla do illante.
Como os microfistros de superficie son intrínsecos das cerámicas dos materiais, tales Como porcelana ou vidro, debe buscarse como neutralizar o seu efecto. Os métodos utilizados para superar esta dificultade son:
C.1. Porcelana:
A superficie das campás, accidentadas e porosas, mellórase coa capa de esmalte. Esta capa vítrea ten un coeficiente de expansión térmica que non sexa o corpo de porcelana e, polo tanto, permite unha certa pre-compresión de superficie. Hai razóns cerámicas que non permiten que estes coeficientes de expansión térmica sexan moi diferentes, polo que a compresión superficial é limitada (aproximadamente 15 MPA), non é demasiado eficaz para evitar a propagación dos microfistros de superficie.
c .2. Vidro temperado:
A superficie do vidro dieléctrico está suxeita a pre-compresión permanente, alcanzada durante o arrefriamento baixo condicións controladas (proceso chamado templado). A pre-compresión que se logra é moi alta (aproximadamente 250 MPA), de xeito que a propagación de fisuras é moi inhibida.
d. Resistencia a choques térmicos
Brotando as variacións de temperatura producir, en materiais fráxiles, fortes tensións de orixe termomecánica, que poden levar á súa rotura. Estas tensións son especialmente perigosas nos enfrontamentos despois de calquera calefacción, porque está nesta fase cando a superficie dos illantes é a tracción.
D.1. Porcelana:
Afrontar as tensións termomecánicas teñen unha resposta máis débil, por:
– d.1.a. A pre-compresión de superficie baixa, superada rapidamente polas traccións de refrixeración de superficie.
– D.1.b. Defectos de superficie e internas que melloran os esforzos xerados.
– D.1.c. Módulo elástico elevado que reforza a natureza fráxil.
D.2. Vidro temperado:
Resistir mellor por:
– d.2.a. Alto pre-compresión superficial máis difícil de superar as tensións de tracción de refrixeración.
– D.2.b. Ausencia de defectos estruturais.
– D.2.c. Módulo elástico menor, que permite unha mellor distribución dos esforzos xerados.
e. Características da expansión térmica
Os compoñentes dos illantes de suspensión expanden ou contratan de forma diferente, porque teñen diferentes coeficientes de expansión térmica (CET). Para evitar as tensións internas que poidan causar cansazo, debe tratarse de que os compoñentes dos illantes teñan CET similar.
Para suspender os illantes, as normas inclúen a esixencia dun ensaio termomecánico, xa que hai evidencia de correlación entre o efecto de diferentes cet e rendemento. A táboa II pode observar os valores CET dos compoñentes de illamento de suspensión.
E.1. Porcelana:
O CET da campá de porcelana é do 44% inferior ao do material da tapa e do clapper.Polo tanto, e debido a movementos relativos durante as variacións de temperatura, son máis vulnerables á fatiga.
E.2. Vidro temperado:
O CET da campá de vidro é só un 20% menos que o material da tapa e do clapper. Polo tanto, están en práctica, insensible á fatiga.
f. A relación entre material dieléctrico e resistencia residual
campás dieléctricas (tanto porcelana como de vidro) poden ser gravemente danadas durante a súa armada, envío, transporte ou servizo, por impacto mecánico ou arco de potencia. Non obstante, a resistencia mecánica residual do illante debe ser suficientemente alta, coma se asegure que non haberá ningunha caída de liña, ademais de conservar un alto grao de integridade eléctrica. O illante de suspensión coa súa campá dieléctrica rota chámase “coto”.
F.1. Porcelana:
O comportamento do “coto” é imprevisible, porque os mecanismos de falla As campás sometidas a impactos ou arcos de poder, implican múltiples fracturas na zona da cabeza da campá. Doutra banda, desde o punto de vista eléctrico, a aparición de garras internas de importancia na área da cabeza, é case certamente o inicio dunha perforación cando hai sobrecargas eléctricas.
f.2. Vidro temperado:
A pre-compresión superficial das campás (produto do proceso temperado), está equilibrado cunha pre-tracción dentro deles. Cando se supera a pre-compresión superficial con excepcionais tensións externas, a pre-tracción interna é liberada. O illante se desintegra, excepto na área da cabeza, onde o vaso está apoiado polo cemento circundante. Os fragmentos están perfectamente acuñados uns cos outros. A resistencia mecánica do topo de AVT é só menos que a resistencia mecánica do illante saudable. O comportamento eléctrico do tocón aínda é fiable, debido á embalaxe perfecta dos fragmentos de vidro. Se a tensión eléctrica que soporta un elemento da cadea en forma de aumento de coto, o arco perturbador prodúcese no aire, debido á distancia inferior entre o clapper ea tapa (ver a figura 1).
G. Deseño da campá dieléctrica
As campás están fabricadas por un proceso de presionar e eventualmente transformar, dunha pasta de plástico, seguida da cochura. O diseñador dun illante debe ter en conta que para minimizar o efecto das tensións térmicas que se producen durante a cochura, deben evitarse as seccións finas no produto e as transicións repentinas. Estas limitacións impiden a obtención dun deseño óptimo do perfil da campá.
G.2. Vidro temperado:
As campás dieléctricas son producidas por moldaxe. Este proceso non impón limitar restricións ao diseñador en termos de cambios en formas e espesores. Como consecuencia, os avtos teñen un perfil de perfil óptimo para unha variedade de aplicacións en áreas contaminadas (ver Figura 2).
H. Comparación do rendemento entre os illados AVT e porcelana
– H.1.a. Porcelana: pode ser vulnerable á perforación por impulso da onda estrea, debido a fallos internos de microestrutura (porosidade, micrografías).
– h.1.b. Vidro temperado: apoiar pulsos frontales de onda íngreme sen perforar, debido á súa homoxeneidade microestructural interna.
H.2. Apoiar os efectos das cargas mecánicas cíclicas
– h.2.a. Porcelana: a resistencia mecánica residual cae ata o 30%. A pre-compresión do esmalte pode ser insuficiente para evitar a propagación das fendas superficiais. As fendas poden orixinarse en puntos de descontinuidade internos que poden ser propagados.
– H.2.b. Vidro temperado: a resistencia mecánica non se ve afectada polo tempo de tempo ou carga cíclica. A pre-compresión dada polo templado impide a propagación de grietas.
H.3. Resistencia a cambios de temperatura
– H.3.a. Porcelana: poden presentar altas tensións
Sunnch interno, debido á diferente expansión e contracción dos seus compoñentes (cerámica, cemento e metal). Pode causar a fractura da campá. O coeficiente de expansión térmica da porcelana é do 44% inferior ao dos compoñentes metálicos (CAP e CLAPPER).
– H.3.b. Vidro temperado: Dado que o coeficiente da expansión térmica do vaso é moi similar ao do cemento e ao dos metais, as tensións internas do Sunnch son moi baixas.
H.4. Resistir os efectos dos arcos de potencia
– h.4.a.Porcelana: a campá dieléctrica pode explotar a existencia dun arco de potencia, dada a existencia de fisuras ou canles de perforación producidos por outros arcos de potencia ou por efectos derivados dos cambios de temperatura abrupto.
– H.4.b .. Vidro temperado: efectos térmicos extremos derivados dos arcos de poder. A resistencia ao choque térmico da AVT é maior que a de illantes de porcelana, xa que a súa estrutura interna está prácticamente definida gratuita. Se nalgún caso extremo a campá estoupou, a liña non cae polo que se describe na táboa I.
H.5. DIFERENCIA EN PESO
– H.5.A. Porcelain vs. Vidro temperado: Para as cargas mecánicas de 70/80 KN, os illantes de porcelana son un 35% máis pesado que o equivalente a vidro temperado. Para 120 kN cargas, este valor equivale a 63%.
H.6. Resistencia ao dano ao transporte, almacenamento e montaxe
– h.6.a. Porcelana: son vulnerables ao dano. A súa resistencia mecánica superficial é do 70% menor que a do AVT.
– h.6.b. Vidro temperado: a alta resistencia mecánica da AVT minimiza ou impide este tipo de danos.
H.7. Detección de danos á liña
– h.7.a. Porcelana: a identificación das unidades danadas require equipos especiais e consome moito tempo.
-? H.7.b. Glass Tempered: A Distancia Visual Inspection facilita a rápida identificación dunha unidade fallada.
H.8. Liñas que caen por falla mecánica
– h.8.a. Porcelana: a resistencia mecánica é moi reducida por fisuras na campá dieléctrica. Hai unha alta posibilidade de caer liñas.
– h.8.b. Vidro temperado: mesmo despois de perder todo o material de campá, a remanente Stump mantén unha alta porcentaxe da carga de deseño mecánico. Non hai ningunha caída de liña.
H.9. En anacos danados non debe haber arco interno
– h.9.a. Porcelana: os arcos internos ocorren nas fisuras da campá dieléctrica. Posibilidade de expulsión do clapper e destrución completa debido aos efectos térmicos derivados dun arco de potencia.
– h.9.b. Vidro temperado: Se ocorre o arco, é externo. Non hai descargas perturbadoras internas.
H.10. Mantemento de liña baixo carga
– h.10.a. Porcelana: os motivos de seguridade aconsellan ás probas de illantes da cadea para detectar fallos internos antes de realizar tarefas de mantemento baixo tensión. O seu maior peso fai que este mantemento sexa difícil.
– H.10.b. Vidro temperado: non é necesario probar os illados individuais antes de continuar ao mantemento, máis ben unha inspección visual. O baixo peso facilita o mantemento.
* Xestor de vendas de tarefas SRL.
Máis información: www.tareasrl.com.ar
Ver tamén:
OMBRER SRL Presenta a súa nova liña de produtos en alta tensión
illados de parafusos poliméricos