aisladores composite de silicona isoflo nn-e
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SECTOR ENERGÍA AISLADORES COMPOSITE ISOFLON-E® ASPECTOS TÉCNICOS AISLADORES COMPOSITE DE SILICONA ISOFLON-E A00_0710 EB Rebosio S.r.l. SECTOR ENERGÍA AISLADORES COMPOSITE ISOFLON-E® ASPECTOS TÉCNICOS Los primeros aisladores Isoflon® Rebosio empezó a desarrollar los aisladores composite en los años 50. Fue en 1957, en la estación de ferrocarril de Monza, cuando se llevó a cabo la primera instalación experimental en servicio de barras de fibra de vidrio reforzada, utilizadas como tirantes de poligonación aislados y aisladores de sección. Desde entonces, Rebosio se ha venido dedicando a la fabricación de aisladores composite cada vez más fiables y competitivos en el mercado. En los años 60 se empezaron a instalar aisladores composite Isoflon® con cobiertura de PTFE (politetrafluoroetileno), primero experimentales, después más significativos, hasta que en 1972 fueron estandarizados por la compañía estatal italiana de ferrocarril, utilizándose desde entonces normalmente en la red ferroviaria italiana bajo la histórica marca I621. En 1985 empieza el desarrollo de una nueva cobiertura de caucho silicona y de las tecnologías aparejadas: nacen los Isoflon-E®. Siguen las primeras instalaciones experimentales, hasta su entrada en el mercado en 1990. En 1994 termina la fabricación de los aisladores Isoflon®: más de dos millones fueron producidos e instalados, para gran satisfacción de los usuarios, en líneas de transmisión, de distribución y de contacto. A00_0710 EB Rebosio S.r.l. SECTOR ENERGÍA AISLADORES COMPOSITE ISOFLON-E® ASPECTOS TÉCNICOS Los Isoflon-E® hoy El desarrollo y el conocimiento siempre mejor de las materias plásticas, la afinación del diseño, la tecnología de fabricación cada vez más especializada y optimizada y casi 50 años de experiencia, han permitido el desarrollo del aislador composite Isoflon-E, un producto que ha llegado a ser seguro y fiable y cuenta con una sólida y amplia experiencia de funcionamiento. Posee características bien conocidas y garantizadas, es económicamente competitivo respecto al aislamiento más tradicional. Por eso se prefiere a otros materiales para su uso en líneas eléctricas de media y alta tensión y de electrificación ferroviaria, conquistando en el mundo entero consistentes porciones de mercado. Características principales: Ligereza unida a la altísima resistencia mecánica Peso reducido (hasta 80% respecto a los tipos tradicionales) No-fragilidad y resistencia a los golpes: seguridad en caso de vandalismo Cobiertura de silicona monolítica: impenetrable protección de la barra Estabilidad frente a la contaminación ambiental, química o natural Resistencia al envejecimiento y por lo tanto larga duración, probada por 30 años de experiencia Propiedad clave: la hidrofobicidad de la silicona Bajísima emisión y toxicidad de los humos Bajo coste de embalaje, transporte e instalación A00_0710 EB Rebosio S.r.l. SECTOR ENERGÍA AISLADORES COMPOSITE ISOFLON-E® ASPECTOS TÉCNICOS Anatomía de un aislador composite de silicona La descripción que sigue ofrece una idea de conjunto de los aisladores Isoflon-E fabricados por EB Rebosio, y explica la elección de materiales que otorgan fiabilidad al producto. El proyecto prevé la utilización de diferentes materiales que combinados entre ellos otorgan al aislador, debido a sus respectivas peculiaridades, todas las características mecánicas, eléctricas y funcionales necesarias. Terminales Los terminales metálicos son generalmente de acero estampado y galvanizado en caliente, o bien de acero inoxidable, de fundición esferoidal de corazón negro, de aleación de aluminio o de aleaciones de cobre. El alto grado de estandarización de los terminales permite una fácil intercambiabilidad con los aisladores tradicionales, así como la posibilidad de soluciones especiales para cada necesidad específica. Barra de fibra de vidrio La barra es de resina epoxídica reforzada con fibra de vidrio para otorgar al aislador las características de proyecto a tracción, compresión, flexión y torsión. Esto se hace posible porque las barras se fabrican internamente, y por lo tanto pueden ser personalizadas según las exigencias particulares. Cobiertura de silicona El revestimiento de silicona es el responsable de todas las características eléctricas, de aislamiento y de resistencia a la formación de caminos conductores y a la erosión que incrementan la duración de la vida útil del aislador en servicio. A00_0710 EB Rebosio S.r.l. SECTOR ENERGÍA AISLADORES COMPOSITE ISOFLON-E® ASPECTOS TÉCNICOS El producto Los terminales Las dimensiones de las diferentes configuraciones estándar de nuestros terminales se ajustan a las normas IEC - ANSI Todos los terminales utilizados en los aisladores para líneas eléctricas de distribución y transmisión son de acero estampado en caliente y galvanizado en caliente - con un revestimiento de galvanización realizado según las especificaciones ISO/IEC que garantiza una elevada resistencia a la corrosión - o de acero inoxidable. Los terminales especiales son diseñados con instrumentos punteros, ajustándose así perfectamente a las necesidades del cliente. Las dimensiones detalladas y las características mecánicas se recogen en los catálogos de nuestros aisladores. En el sector ferroviario, se utilizan cada vez más frecuentemente, además de los terminales de acero, terminales de aleación especial de aluminio de alta resistencia estampada en caliente y debidamente tratada. Para aplicaciones especiales se emplean también terminales de acero inoxidable o de aleaciones no ferrosas tales como el bronce. La barra La barra de fibra de vidrio reforzada con resina epoxídica es un componente importante del aislador composite. Como ya se ha dicho anteriormente, se fabrica mediante un proceso de pultrusión en continuo. Las fibras de vidrio son de tipo ECR (que pueden tener diferentes diámetros) y están impregnadas con un sistema epoxídico de alta temperatura de transición vidriosa. El uso de vidrio ECR reduce sensiblemente el riesgo de corrosión por estrés electrolítico, y por consiguiente de rotura frágil de la barra. El porcentaje de fibra de vidrio presente en la barra determina las características mecánicas de tracción y flexión. El diámetro de la barra a utilizar se decide según la aplicación deseada. A00_0710 EB Rebosio S.r.l. SECTOR ENERGÍA AISLADORES COMPOSITE ISOFLON-E® ASPECTOS TÉCNICOS El producto La cobiertura de silicona La función principal de un aislador consiste en aislar la tensión de alto potencial de la tierra o entre dos fases contra una flashover externo posiblemente causado por una sobrecarga o por la polución. Para que cumpla su función, es importante la interacción entre las características propias de la silicona utilizada y el proyecto del propio aislador. La característica fundamental de la mezcla silicónica que utiliza EB Rebosio es su grado elevado de pérdida y recuperación de la capa superficial. Este comportamiento permite que la superficie aislante se “recupere” después de su exposición a una fuerte polución, incluso prolongada. Esto lo demuestra, por ejemplo, el grado elevado de resistencia a la salinidad de aisladores puestos fuera de servicio de instalaciones con fuerte polución. Pese a sus dimensiones reducidas en comparación con los tipos tradicionales, gracias a su hidrofobicidad, propiedad clave de la silicona, y a la peculiaridad de su diseño hemos conseguido prestaciones excelentes en cuanto a resistencia a las descargas eléctricas. La hidrofobicidad es la característica que no permite la penetración del agua y de la humedad. La hidrofobicidad es una propiedad clave para un comportamiento operativo fiable de los aisladores, incluso en condiciones de levada polución; de hecho, se llega a eliminar casi totalmente la necesidad de lavar/engrasar los aisladores, con la consiguiente considerable reducción de los gastos de mantenimiento. La silicona HTV que utilizamos combina excelentes características de resistencia a la formación de caminos conductores y a la erosión, manteniendo al mismo tiempo un grado elevado de hidrofobicidad incluso en condiciones de servicio gravosas. En base a nuestra experiencia y a los resultados prácticos, los aisladores fabricados con silicona HTV han mostrado una resistencia al envejecimiento equivalente o superior a la de aisladores fabricados con otro tipo de silicona. A00_0710 EB Rebosio S.r.l. SECTOR ENERGÍA AISLADORES COMPOSITE ISOFLON-E® ASPECTOS TÉCNICOS Los componentes y su control Los terminales Los terminales estándar de acero galvanizado en caliente se adquieren generalmente en el exterior, según especificaciones nuestras que fijan sus requisitos, los tipos de inspección a los que deben someterse antes de su liberación, con la indicación de la numerosidad de la muestra. Por lo general se controlan siempre los siguientes parámetros: - Dimensiones principales - Composición de la materia prima - Dureza - Espesor del revestimiento galvánico en su caso - Rugosidad de la superficie interna Los terminales no estándar siempre se fabrican/piden/inspeccionan según nuestras especificaciones. Todos los proveedores externos tienen que estar homologados según ISO 9001; los proveedores se someten a una evaluación que siempre tiene que estar al día y con relación a la cual se programan visitas de auditoría. La barra La barra se obtiene mediante un proceso de pultrusión en continuo. La reproducibilidad de las características de la barra es garantizada por un sistema de monitorización en continuo de los principales parámetros de proceso (temperaturas, tiempos, velocidades, fuerza de tiro). Estos controles están completados por las comprobaciones periódicas hechas por el personal siguiendo las instrucciones operativas correspondientes. La capacidad de producción mensual de nuestras dos instalaciones automáticas, que pueden fabricar en tres turnos en continuo decenas de miles de metros de producto, cubre todas nuestras necesidades. Contamos con un amplio parque de herramientas que permite realizar diámetros desde 15 hasta 88 mm. Las principales características que se mantienen constantemente bajo control son las siguientes: - Temperatura de la hilera Reactividad correcta de la mezcla Viscosidad correcta de la mezcla Ausencia de vacíos Encolado de vidrio con resina La silicona La mezcla silicónica de tipo HTV/ HCR se nos entrega conforme a nuestra especificación interna. El producto es compatible con nuestra tecnología de fabricación y cumple con todas las pruebas previstas por las normas IEC/ ANSI. Cuando llega el material, se toman en cuenta los valores de densidad y de reactividad para la puesta a punto del proceso. A00_0710 EB Rebosio S.r.l. SECTOR ENERGÍA AISLADORES COMPOSITE ISOFLON-E® ASPECTOS TÉCNICOS El proceso de fabricación y su control La compresión de los terminales La compresión radial, al distribuir la presión de manera equilibrada, garantiza un gradiente óptimo de fricción entre el terminal y la barra. Esta fricción determina la característica mecánica principal del aislador, garantizado la larga duración de su vida útil. Según los terminales utilizados (materiales, dimensiones, etc.) y la combinación con los diferentes diámetros de barra se han definido todos los parámetros estándar que garantizan la resistencia mecánica prevista: de 40 kN a 400 kN. Las máquinas utilizadas garantizan el control total del proceso y permiten archivar todas las informaciones sobre cada lote de producción, que se podrán facilitar al cliente bajo pedido. El control con un mediante producto elevadas. del proceso de compresión, integrado sistema de detección de grietas transmisión acústica, hace fiable el incluso ante cargas mecánicas El estampado de la silicona La elevada viscosidad de la silicona HTV que se prefiere a otros tipos, requiere un proceso de inyección que tiene que combinar alta presión (1.500 bares aprox.) con alta temperatura. La principal característica de nuestro proceso de fabricación estriba en la inyección de la silicona HTV, que forma la cobiertura aislante con aletas, directamente sobre la barra previamente equipada con los terminales metálicos, situada en un único molde modular que ofrece una cobertura verdaderamente monolítica y homogénea, y adhiere perfectamente a los terminales y a la barra para así evitar cualquier penetración de agentes contaminantes. A00_0710 EB Rebosio S.r.l. SECTOR ENERGÍA AISLADORES COMPOSITE ISOFLON-E® ASPECTOS TÉCNICOS El control de calidad y las pruebas EB Rebosio es una empresa certificada ISO 9001:2008 por Lloyds’ Register. El control del producto se lleva a cabo a través de la preparación de planos de fabricación y de control acompañados de procedimiento y de instrucciones. Los datos recogidos y la documentación emitida con relación a los controles realizados, se introducen en su mayoría en el sistema informático de gestión SPI específicamente personalizado. Los procedimientos y las instrucciones internas se ajustan o incluso sobrepasan los requisitos de las normas CEI IEC 61109, 61952, 62217, 62231. Los requisitos especiales introducidos por los pliegos de condiciones del cliente son gestionados y vigilados por separado. Por ejemplo, si se hace necesario estudiar protecciones o dispersores de campo, la empresa dispone de un programa dedicado al estudio de campos eléctricos y de personal debidamente formado para esta actividad. El sistema permite la trazabilidad de lotes de fabricación homogéneos, ya que los terminales son los únicos componentes de procedencia exterior, viniendo de otra planta de fabricación del Grupo. Los laboratorios internos que cuenta EB Rebosio pueden realizar: Aunque no son laboratorios independientes, los laboratorios EB Rebosio pueden, con el fin de desarrollar internamente el producto, realizar las pruebas siguientes de acuerdo con las normas CEI – IEC 62217 , 61109 y 61952 - Pruebas de envejecimiento eléctrico como el ensayo a 1000 horas niebla salina y el wheel test. - Pruebas termomecánicas bajo carga a tracción o flexión. - Pruebas mecánicas de larga duración. - Pruebas eléctricas a frecuencia industrial hasta 250 kV cr Sobre las mezclas silicónicas, se llevan a cabo ensayos de resistencia a la formación de caminos eléctricos y a la erosión, además de las pruebas habituales de caracterización mecánicas. Esto significa que EB Rebosio tiene capacidad para optimizar materiales y diseño antes de realizar las pruebas previstas de concepción y de tipo en laboratorios acreditados externos. Entre estos últimos, la sociedad se dirige, según el tipo de pruebas a realizar, a los siguientes laboratorios: KEMA - Arnhem Países Bajos EGU - Praga República Checa FGH - Mannheim Alemania ICMET - Craiova Rumanía CESI - Milán Italia ZKU - Praga República Checa VNL - Budapest Hungría A00_0710 - - Las pruebas de rutina de las normas arriba citadas. En particular, se pueden someter a tracción aisladores de hasta 6 metros de largo y cargas de 600 kN. Las pruebas de aceptación, siempre con referencia a las normas arriba mencionadas, incluidas las pruebas de flexión, de compresión y de torsión para EB Rebosio S.r.l. SECTOR ENERGÍA AISLADORES COMPOSITE ISOFLON-E® ASPECTOS TÉCNICOS Documentación expedida PRUEBAS REALIZADAS SEGÚN LA NORMA IEC 61109 Todos los aisladores fabricados por EB Rebosio han sido realizados para ajustarse las correspondientes especificaciones técnicas. e superare i test previsti dalla norma IEC 61109 Presentación de los resultados Salvo acuerdo diferente con el cliente, EB Rebosio expide y adjunta a los suministros, de acuerdo con las normas EN 10204, la siguiente documentación: Type 2.1 Certificado de conformidad al pedido. Este documento se expide siempre. Type 2.2 Test Report. Documento 2.1 con adjunta la indicación no específica de resultados de inspección. Este documento se expide bajo pedido. Type 3.1 Inspection Certificate 3.1. Documento 2.1 con adjuntos los resultados de pruebas realizadas sobre el/los lote/s de producto suministrados, en general según especificaciones del cliente. Se expide bajo pedido. Salvo acuerdo previo diferente, tiene un coste que se indica en la oferta ???? Type 3.2 Inspection Certificate 3.2. Como en el punto anterior, efectuado en presencia del representante designado por el cliente. Sugerencias para la instalación y el mantenimiento Manutención Pese a las considerables ventajas de los aisladores composite, no son indestructibles. Desde el fabricante hasta la instalación final, pasan por varias fases: recepción y almacenamiento, transporte, manipulación e instalación en línea. Todas estas fases exigen cierta atención y precaución en su realización. Posibles daños o desgarros de la parte aislante podrían comprometer la línea de fuga o exponer el núcleo interno, reduciendo por lo tanto el aislamiento o la vida del aislador. Todo esto podría ocurrir si durante el manejo de los aisladores se utilizan herramientas impropias (cuchillos, cortadores, etc.) o si los embalajes son inadecuados o poco cuidados. Los aisladores siempre deben transportarse en sus embalajes originales, y cuando se desembalan no deben mezclarse con otros materiales. La composición del núcleo reforzado con fibras de vidrio garantiza una excelente resistencia a la tracción axial, pero en el caso de aisladores largos no está concebido para resistir esfuerzos de torsión o de plegadura. Por este motivo, no debe aplicarse ninguna carga de torsión o de plegadura. Para su transporte, se utilizan a menudo escaleras de aluminio. Si se utilizan cuerdas para levantar el aislador hasta el punto de instalación, estas cuerdas nunca deben fijarse a la cobiertura de silicona, sino a la parte metálica de los terminales. A00_0710 EB Rebosio S.r.l. SECTOR ENERGÍA AISLADORES COMPOSITE ISOFLON-E® ASPECTOS TÉCNICOS Limpieza El tipo de goma silicónica utilizada es capaz, por su naturaleza intrínseca, de restablecer un estado superficial hidrofóbico aunque esté comprometido por fenómenos contaminantes. Por lo tanto, las características dieléctricas superficiales no sufren variaciones importantes por motivos estructurales. En otras palabras, en estas condiciones no son necesarias operaciones de limpieza y restauración. También queda claro que una acción continuada y relevante por parte de agentes contaminantes no deja a la cobiertura el tiempo de restablecer las condiciones óptimas. Por consiguiente, la hidrofobicidad superficial de la superficie contaminada disminuye. En este caso, en presencia de determinadas combinaciones de tipo de contaminante y condiciones climáticas, es oportuno intervenir. Para dar indicaciones precisas, hay que conocer las condiciones ambientes in situ. En general, si no se dan situaciones de polución superiores a la clase D “Heavy” de la ST IEC 60815 -1, no se requiere la limpieza periódica. En cambio, con una polución clasificada como “Very heavy”, por ejemplo: - en caso de electrificación ferroviaria: en túneles sin buen recambio de aire o tramos todavía recorridos por máquinas diesel, - en caso de líneas de transmisión: zonas áridas y desérticas con presencia simultánea de contaminación industrial, es oportuno prever una limpieza periódica de las cobierturas aislantes. Mientras que en las líneas T&D es aconsejable utilizar agua suministrada por lanzas a presión (hasta 7 Mpa), en la tracción ferroviaria pueden darse situaciones diferentes debido al tamaño de los aisladores y a la geometría compleja de los montajes. Para estos aisladores, se recomienda en general el uso de solventes orgánicos como el isopropanol; el agente limpiador se utiliza con telas/gasas humedecidas. Gracias a sus muchos años de experiencia acumulada en colaboración con los utilizadores en el análisis del estado de las cobierturas de aisladores instalados en condiciones significativas, EB Rebosio está en condiciones de ofrecer al Cilente una asistencia posventa personalizada con el fin de optimizar tiempos, materiales y gastos de una posible limpieza periódica. Para cualquier aspecto que no esté descrito aquí, remitimos a dos obras que constituyen la referencia general para este tipo de problemas. 1. Some Recommendations on the Handling of Composite Insulators. C. De Tourreil CIGRE WG 22-03 2. IEEE987. Guide for Application of Composite Insulators Eliminación y tratamiento Ninguno de los materiales utilizados en la fabricación de los aisladores composite de caucho silicona se considera residuo peligroso, por lo tanto no requieren análisis de identificación de sustancias peligrosas. Al estar clasificados como residuos no peligrosos, se pueden eliminar como residuos sólidos urbanos ordinarios y depositar en los puntos autorizados (código C.E.R. 120199 Código Europeo de Residuos) - Las partes de aleación de aluminio o de cobre y de acero galvanizado son materiales bien conocidos; no generan problemas medioambientales y se pueden reciclar una vez separadas de los demás componentes. - El nivel de toxicidad del núcleo compuesto por fibras de vidrio y resina epoxídica es 1.8 ( CO y CO2). Esto significa que es muy bajo. Además, al no contar presencia de halógenos, se pueden eliminar como residuos sólidos urbanos ordinarios. - La cobiertura de silicona es básicamente de polidimetil siloxano (PDMS) y minerales más aditivos inactivos. La toxicidad es sumamente baja y respeta los índices convencionales de toxicidad ITC = 6,17 clase F1. Leyes aplicadas : D.L. n°152 de 03/04/2006 / D.M. 5/2/1998 A00_0710 EB Rebosio S.r.l. SECTOR ENERGÍA AISLADORES COMPOSITE ISOFLON-E® ASPECTOS TÉCNICOS La gama de nuestros aisladores Isoflon-E® Nuestros tipos estándar de aisladores son los siguientes: - Aisladores composite para líneas eléctricas de distribución hasta 100 kV Aisladores composite para líneas eléctricas de transmisión hasta 500 kV Aisladores de apoyo compuestos para subestaciones eléctricas Aisladores composite rigidos Aisladores composite para líneas ferroviarias de 750 – 1.500 V Aisladores composite para líneas ferroviarias de 3 kV Aisladores composite para líneas ferroviarias de 15 kV Aisladores composite para líneas ferroviarias de A.V. de 25 kV A00_0710 EB Rebosio S.r.l.
