DESARROLLO Y EVALUACIÓN DE PELÍCULAS AUTO-LIMPIANTES SOBRE AISLADORES CERÁMICOS EN SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Lorena E. Correa 1*, Aida.

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1 DESARROLLO Y EVALUACIÓN DE PELÍCULAS AUTO-LIMPIANTES SOBRE AISLADORES CERÁMICOS EN SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Lorena E. Correa 1*, Aida M. Echavarría 1, Maryory Gómez 1, Félix Echeverría 1, Juan G. Castaño 1, Alejandro Marín Martínez 2 1: Grupo de Corrosión y Protección, Universidad de Antioquia. Medellín, Colombia 2: Departamento de Líneas de Alta Tensión, Codensa S.A. ESP. Bogotá, Colombia Universidad de Antioquia, *Autor de correspondencia: correo electrónico: lore.edith.c@gmail.com (L. E. Correa), Teléfono: + 57 + 4 + 219 66 17, fax: + 57 + 4 + 219 65 65

2 Introducción Dentro de los problemas con mayor trascendencia que enfrentan las empresas del sector energético, está el ensuciamiento de los aisladores cerámicos en servicio; dicho fenómeno se presenta por la contaminación atmosférica que por efecto de los vientos transportan gran cantidad de material particulado, éste se adhiere a la superficie del aislador con mayor facilidad por acción del campo magnético que se genera alrededor del material aislante cuando se encuentra energizado.

3 Contaminación atmosférica Presentación del Problema Ensuciamiento de aisladores expuestos a la atmósfera Generación de flameo Prestación de un servicio de baja calidad Pérdidas por cortes de energía

4 Presentación del Problema Aplicación de grasas y recubrimientos Lavado en caliente Aumento de costos por mantenimiento Procedimientos Convencionales Búsqueda de otros materiales Puesta en campo Aplicación del recubrimiento Seguimiento y análisis Procedimientos Alternativos Este proyecto propone un método para evitar el ensuciamiento de los aisladores, que consiste en la aplicación de un recubrimiento permanente que evite su acumulación. Como hipótesis fundamental se tuvo que la presencia de este recubrimiento no debía alterar negativamente las propiedades eléctricas y mecánicas del aislador.

5 Descripción de la Propuesta Plantear una metodología que permita obtener recubrimientos autolimpiantes Búsqueda bibliográfica Caracterización de propiedades Síntesis del recubrimiento

6 Instalación en Campo Seguimiento fotográfico de muestras en campo Calera Instalación de cadenas con y sin recubrimiento Balsillas Programación de dos retiros para el tiempo total de exposición Toma de muestras para análisis de laboratorio Descripción de la Propuesta

7 Análisis de muestras Caracterización de los resultados obtenidos en campo Correlación de la información obtenida Evaluación visual del desempeño en campo de las películas desarrolladas Análisis y pruebas de erosión en laboratorio Obtención de resultados Descripción de la Propuesta

8 Caracterización Raman Caracterización SEM Resultados

9 Adherencia Resultados CLASIFICACIÓN DE LOS RESUTADOS DE LA PRUEBA DE ADHESIÓN Clasificación Porcentaje de área removida Área superficial de la pieza donde se realizaron los cortes paralelos que forman las escamas para estimar un rango de porcentaje de adhesión 5B0% 4B> 5% 3B5 - 15% 2B15 - 35% 1B35 - 65% 0B< 65%

10 Ángulo de Contacto Resultados

11 Ensayos Eléctricos: Tensión de flameo Aisladores Tensión de flameo en seco (kV) 12345Promed io Sin recubrimiento55.654.854.955.755.655.32 A1 Con Espesor A59.158.961.560.162.860.4 A2 Con Espesor A63.563.162.161.561.762.38 A1 Con Espesor B58.658.557.96259.859.3 A2 Con Espesor B61.761.561.461.261.661.48 (a) (c) (b) Tensión de flameo mínimas en los aisladores; (a) sin recubrimiento, b) A1 con espesor A, c) A1 con espesor B. Resultados

12 ENSAYOS ELECTRICOS: Corrientes de fuga

13 Mosquera - Basillas Instalación en Campo

14 Resultados de Campo Aisladores con recubrimiento, instalados en zona cementera (5 meses). Aisladores sin recubrimiento instalados en zona cementera (9 meses). Aisladores sin recubrimiento instalados en zona cementera (5 meses).

15 Aisladores sin recubrimiento instalados en zona rural (12 meses). Aisladores con recubrimiento, instalados en zona cementera (5 meses). Aisladores sin recubrimiento instalados en zona rural (5 meses). Resultados de Campo

16 Los ensayos realizados demuestran que los recubrimientos aplicados presentan propiedades super-hidrofílicas y buena adherencia, por lo cual se puede considerar como un recubrimiento adecuado para disminuir el ensuciamiento en aisladores de porcelana utilizados en sistemas eléctricos. En los resultados de los ensayos eléctricos realizados, se puede identificar que los valores de corriente de fuga disminuyen en los aisladores con espesores A y B de recubrimiento, y en tensión de flameo aumentan, comparados con el aislador sin recubrimiento; lo que indica un mejoramiento en el comportamiento eléctrico de estos elementos como resultado de la capa aplicada. Conclusiones

17 En el momento se encuentran instalados en campo los aisladores recubiertos en líneas energizadas, en dos sitios con características de ensuciamiento muy diferentes. La evaluación en campo permitirá establecer con mayor certeza el desempeño de los recubrimientos y la influencia del ambiente en el mismo.

18 Los coautores CODENSA- Universidad de Antioquia, agradecen especialmente a Colciencias por su invaluable apoyo y cofinanciación. Agradecimientos

19 [1].Sforzini, M., Testing of Polluted Insualtors-The Present Situation and Problems of the Future. The Franklin Institute, vol. 294, No.6, 1972, p. 437-468. [2].EPRI., E.P.R.I., Transmission Line Reference Book, 345 kV and Above, Vol. Second Edition, 1982. [3].Haddad A., W.D., “Advances in High Voltages Engineering”, ed. T.I.o.E.E.P.E, Series, 2009. [4].Abdel M., A.H., El-Morshedy A., Radwan R., High-voltage engineering: theory and practice, 2000. [5].H., C., A., León,, Consideraciones en la selección de aisladores bajo condiciones de contaminación atmosférica, Boletin Técnico GAMMA Corona, 2005, p. 1-10. Bibliografía

20 [6].Cano Adolfo, Guía para la selección de aisladores bajo condiciones de contaminación, Boletín Técnico GAMMA Corona, No.36, 2006, p. 1-12. [7].Castro, M.et.al., Colombian Experience on Insulation Pollution Level Measurement Applying the ESDD Methodology, IEEE PES Transmission and Distribution Conference and Exposition Latin America, Caracas, 2006. [8].ASTM, Standard Test Methods for Measuring Adhesion by Tape Test, ASTM D3359-02, 2002. [9].ASTM, Standard Test Method for Hydrophobic Contamination on Glass by Contact Angle Measurement, ASTM C 813, 2009. [10].Norma Técnica Colombiana, NTC 1285, Electrotécnica. Método de ensayo para aisladores de potencia eléctrica, 2002.

21 CONTACTOS Lorena Correalore.edith.c@gmail.com Alejandro Marinamarinm@endesacolombia,com.co