NORMAS DE MATERIALES PARA REDES AÉREAS
RA7-008
AISLADORES POLIMÉRICOS TIPO PIN PARA 13.2 kV y 44 kV
1. ALCANCE
Estas especificaciones cubren los requerimientos y ensayos de los aisladores tipo pin polimérico para
ser usados con cable cubierto y conductor desnudo en las redes de distribución aérea de 13.2 kV y
con cable cubierto para las redes de distribución aérea de 44 kV.
2. FUNCIÓN
El aislador tipo pin de polímero, descrito en esta especificación, debe estar diseñado principalmente
como soporte eléctrico y mecánico de conductores instalados en crucetas metálicas o no
conductivas. De igual manera se puede utilizar en sistemas de cable desnudo en aquellos sitios
donde exista alto vandalismo.
3. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Los aisladores poliméricos tipo pin deberán tener las características y la composición similares de tal
forma que cumplan con los ensayos de material establecidos en las normas ANSI C29.11 y ANSI
C29.13. Este aislador se utilizará en los postes con vestida en ángulo y en suspensión. Para los
circuitos a 13.2 kV se podrán utilizar aisladores tipo pin con grapa superior o aisladores tipo pin
convencionales, tal y como se muestran en las figuras de esta norma.
Los aisladores, sus campanas y el núcleo del aislador, deben ser de materiales polímeros, de
siliconas, polietileno de alta densidad o de resina (compuestos cicloalifáticos). Deberán protegerse de
los efectos de la intemperie, además de proveer una apropiada distancia de fuga. Deberá tener una
gran resistencia al arco eléctrico, ser resistente a los rayos ultravioleta y agentes químicos. El
aislador deberá ser moldeado en una misma pieza.
El aislador debe ser el adecuado para soportar los dos tipos de esfuerzos presentes en los sistemas
eléctricos. El causado por los sobrevoltajes temporales y los debidos al propio voltaje de operación
del sistema en estado estacionario. Deberá evitar el efecto corona y la erosión de la cubierta del
cable protegido.
Las campanas o faldas tendrán una pendiente y superficie tal, que permitan que las gotas de lluvia
rueden fácilmente y remuevan la contaminación acumulada. Estarán libres de los fenómenos de los
caminos de carbón (tracking), erosión, arborescencia (treeing), aflojamiento de la carga (chalkingfluoring), agrietamiento (craking) y superficie cuarteada (crazing). Se considera una superficie
agrietada o fracturada a una profundidad mayor a 0.1mm. Para la superficie cuarteada las micro
fisuras deben estar entre 0.01 y 0.1mm.
El material debe ser de buena hidrofobicidad (repelencia al agua) y recuperación de esta propiedad a
lo largo del tiempo, después de cualquier esfuerzo que haga que la pierda momentáneamente,
cuando se presenten corrientes de fuga debido a los arcos eléctricos de banda seca. El aislador debe
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someterse a ensayos de cámara de niebla salina con esfuerzos eléctricos en AC o en DC, al final de
la prueba se medirá la conductividad.
Los parámetros de los aisladores polímero deben ser coordinados con los parámetros
correspondientes del sistema de cable cubierto con espaciadores. La capacidad inductiva específica
debe ser igual a la de un cable de polietileno reticulado o termoplástico de alta densidad.
El aislador debe ser rígido, que aguante la inserción del perno porta aislador y su uso. El hueco del
aislador deberá tener una grasa aislante para evitar las perturbaciones eléctricas que podrían originar
una cavidad de aire encerrada entre el material orgánico y el metal del perno, también el hueco se
debe diseñar para evitar flexiones apreciables. El espesor entre la parte superior del hueco y el canal
de la cabeza debe ser adecuado de tal manera que no permita intensidades de campo eléctrico y se
presente fallas por flameo. Las dimensiones y el roscado del hueco del aislador deberá ser
compatible con el espigo especificado en la norma RA7-009 de las Empresas Públicas de Medellin.
La cabeza y el cuello, del mismo material del polímero, debe diseñarse con radios de curvatura
adecuada para colocar los cables cubiertos o desnudos sin producir deslizamiento, tal como lo
estipula la norma ANSI C29.5. Las dimensiones del cuello o canal lateral y de la parte superior del
aislador deben estar diseñadas para amarrar los cables cubiertos normalizados de las Empresas
Públicas de Medellin con un cable No.4 AWG con aislamiento en caucho termoplástico.
El aislador en toda su superficie volumétrica deberá ser libre de poros, micro huecos, materiales
translucientes y contaminantes que afecten su comportamiento y no se perforen en su
funcionamiento. Para ello el fabricante deberá realizar ensayos no destructivos ya sea después del
proceso de inyección o después en el proceso de recepción con muestreo convenido por ambas
partes. Los ensayos no destructivos podrán ser a través de medios de ultrasonido, radiográfico o
termográfico.
Los aisladores en material polímero deberán ser resistentes a la suciedad y prestar un servicio
excelente en áreas expuestas a disparos producidos por rifles o armas de fuego.
4. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Los aisladores de polímeros tipo pin deberán ser diseñados para que cumplan simultáneamente
todas las características eléctricas y mecánicas dadas a continuación, tal como lo indica las normas
ANSI C29.5 y ANSI C29.6.
13.2 kV
44 kV
Clase ANSI
55-4
55-6
- Distancia nominal de arco en seco (mm)
152.5
241.3
- Distancia mínima de fuga (mm)
304
533.4
- Diámetro del hueco del pin (mm) (Re)
25.4 (1”)
35 (1”)
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152 (6”)
152 (6”)
- En seco (kV)
69
110
- En húmedo (kV)
44
63
- Positivo (kV)
128
184
- Negativo (kV)
175
250
- Temperatura de operación continua (°C)
120
120
Tensión en voladizo
3000
3000
215
220
- Longitud mínima del pin
Tensión de flameo a baja frecuencia (60 Hz)
Tensión crítica de impulso
(lbs)
Tensión de perforación (kV)
5. PRUEBAS
Las pruebas se harán según las normas ANSI C29.1, C29.5, C29.6, C29.11, C29.13, IEEE 1024 y
IEEE P1024, siguiendo las etapas o pasos que se indican a continuación. También se aceptarán
otras normas con características en los ensayos que sean iguales o superiores a las indicadas aquí.
5.1 Ensayos de diseño
Los ensayos de diseño verifican las características de diseño del fabricante, el material, el proceso
de fabricación y la tecnología. Las pruebas de diseño son válidas si no ha ocurrido cambios en el
diseño según lo siguiente: si ha habido cambios en las faldas y el cuerpo polimérico, en el diseño
electro-geométrico de la falda y envoltura, en el proceso de fabricación, material y espesor.
Los ensayos de diseño serán de acuerdo con los procedimientos y resultados indicados en la norma
ANSI C29.13:
- Penetración del agua.
- Envejecimiento o intemperie.
- Arco de potencia.
- Difusión del agua.
- Flamabilidad.
- Tracking y erosión.
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El ensayo de Tensión en voladizo se hará según lo indicado en la norma ANSI C29.1 y C29.5.
5.2 Ensayos tipo
Las pruebas tipo se realizan para medir las características principales externas del aislador, las
cuales dependen principalmente de la forma y el tamaño. Estos ensayos se deben realizar
nuevamente cuando existen cambios en el diseño, forma y tamaño. Estos ensayos serán según lo
indicado en la norma ANSI C29.1
Los ensayos tipo serán de:
- Flameo a baja frecuencia en húmedo y seco.
- Flameo crítico al impulso positivo y negativo.
- Radio interferencia.
5.3 Ensayos sobre muestra
Las pruebas sobre la muestra se realizan para verificar otras características del aislador, incluyendo
aquellas que dependen de la calidad de fabricación y del material usado. Los aisladores para estas
pruebas son tomados de un lote ofrecido para aceptación. Deberán ser tres aisladores por lote. El
lote debe ser entre 300 y 3000 aisladores. Los ensayos sobre la muestra son:
- Dimensionales.
- Marcación.
- Material.
5.4 Ensayos de rutina
Los ensayos de rutina son para eliminar aisladores con defectos de fabricación y se realizan sobre
cada aislador fabricado. Los ensayos son de:
- Tensión en voladizo.
- Visual.
6. NORMAS DE REFERENCIA
Las pruebas para los aisladores poliméricos se regirán de acuerdo con lo establecido en las normas
ANSI C29.1, C29.5, C29.11 y C29.13, entre otras.
Otras normas que se deben tener en cuenta para la fabricación y las pruebas son las siguientes:
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NORMA
DESCRIPCIÓN
- ANSI C29.1
Test methods for electrical power insulators National Electric Safety Code.
- ANSI C29.5
American National Standard For wet Process Porcelain Insulators Low and
Medium Voltages Types.
American National Standard For Wet Process Porcelain Insulators (High
Voltage Pin Type).
American National Standard For Wet Process Porcelain Insulators (High
Voltage Line Post Type).
- ANSI C29.6
- ANSI C29.7
- ANSI C29.11
Composite insulator test methods.
- ANSI C29.13
American National Standard For Insulator Distribution Composite Deadend
Type.
- IEEE 1024
Recommended Practice for Specifying Distribution Composite Insulators
(Suspension Type).
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