¿Cómo el correcto estado de los aisladores contribuye a la seguridad de las líneas eléctricas?

En el mundo de la electricidad, los aisladores son elementos esenciales pero a menudo pasan desapercibidos, piezas aparentemente simples desempeñan un papel crítico en la transmisión segura de energía eléctrica, jugando un papel fundamental en la garantía de la continuidad y seguridad del suministro eléctrico. En este artículo, exploraremos su importancia, causas de fallo y su mantenimiento.

Definición

Cuando se observan las líneas eléctricas , se aprecia que el cable no hace contacto directo con el poste o la torre, sino mediante un aislador. Estos componentes son fabricados en materiales resistentes al flujo eléctrico como vidrio, porcelana, plástico y silicona, diseñados para resistir niveles elevados de voltaje eléctrico, asegurar que los conductores eléctricos permanezcan en su lugar e impedir el contacto entre el cable y el poste para evitar la circulación de electricidad.

Tipos de aisladores eléctricos

Figura 1. Tipos de aisladores eléctricos, Fuente: tciinsulator.com

Importancia

Previenen cortocircuitos, están diseñados para separar eléctricamente los conductores eléctricos de su entorno y en caso de un cortocircuito mantienen la corriente dentro del conductor, reduciendo así el riesgo de incendios y daños a la infraestructura circundante ((21) Electric Insulators | Why are they Crucial? – YouTube).
Los aisladores evitan que la electricidad fluya hacia la tierra, lo que podría ser peligroso para las personas, los animales y los equipos cercanos.
Resistencia a condiciones climáticas adversas, diseñados para soportar condiciones climáticas extremas, como lluvia, nieve, hielo y viento fuerte.
Mantienen la distancia de seguridad entre los conductores eléctricos y las estructuras circundantes. Esto es crucial para prevenir descargas eléctricas y reducir el riesgo de incendios o daños en edificios y árboles cercanos.
Mantienen la continuidad del suministro eléctrico esencial para garantizar que las personas y las empresas tengan acceso a la energía eléctrica de manera confiable.

Figura 2. Torre de línea eléctrica de transmisión 220kV

Causas de fallas

Agrietamiento del aislante, debido a las variaciones estacionales de calor, frío, sequedad y humedad, o debido al calentamiento del aislante (A los aisladores les pueden pasar cosas malas – (inmr.com)).
Defectos en los materiales, puede perforarse y, por lo tanto, resultar inadecuado para su uso futuro.
Porosidad de los materiales.
Sobretensiones las cuales causarán un sobrecalentamiento y provocará la rotura del aislante. Esto puede deberse a varias razones, como fluctuaciones en la red eléctrica, maniobras de conmutación, o descargas atmosféricas (rayos).
Estrés mecánico
Cortocircuito causado por aves (esto es posible solo si la distancia entre los conductores es pequeña).
Elementos contaminantes , los aisladores pueden acumular depósitos de contaminantes como polvo, hollín, salinidad y contaminantes orgánicos. Estos depósitos pueden reducir la resistencia dieléctrica del aislador y aumentar la probabilidad de descargas eléctricas no deseadas originándose el flashover, en el cual un arco eléctrico salta desde la superficie del aislador debido a una diferencia de potencial eléctrico significativa ((21) Insulator Flashover Sequence – YouTube).

Aislador con signos de daño por flashover

Figura 3. Aislador cerámico de línea de transmisión con signos de daño por flashover. Fuente: inmr.con

Mantenimiento de los aisladores

Los aisladores sucios o dañados comprometen el rendimiento y conductividad eléctrica, es por ello que un adecuado mantenimiento de los aisladores (Guía para la limpieza de aisladores según Norma IEEESTD 957-2005) es esencial para garantizar la continuidad operativa de líneas y subestaciones eléctricas, así como la disponibilidad del servicio, evitando interrupciones frecuentes y preservando la calidad para los usuarios.

Figura 4. ALavado aéreo de aisladores en torres de alta tensión. Fuente: revistaei.cl

Figura 5. Limpieza de aisladores en línea de media tensión

Asimismo, es importante implementar un monitoreo para detectar problemas en una fase temprana como parte del mantenimiento predictivo. Ventajas de la inspección de estructuras eléctricas con drones | SOLUX

Figura 6. Aisladores de línea eléctrica de 60kV contaminados con heces de aves

Conclusiones y recomendaciones

Los aisladores eléctricos tienen la función fundamental de mantener partes energizadas aisladas de aquellas con un potencial menor, asegurando la seguridad y eficiencia del sistema de transporte de energía. La polución y la acumulación de contaminantes en los aisladores pueden afectar negativamente su rendimiento y capacidad de aislamiento, lo que puede dar lugar a cortocircuitos, fallos y reducción de la vida útil. El monitoreo y el mantenimiento adecuado de los aisladores eléctricos es esencial para garantizar la continuidad operacional de líneas y subestaciones eléctricas, así como para mantener la disponibilidad del servicio eléctrico.