Tesis de Kevin

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
POLITCNICA
ANTONIO JOS DE SUCRE
VICERECTORADO PUERTO ORDAZ
DEPARTAMENTO DE INGENIERA ELCTRICA
DESARROLLO DE UN MODELO ELCTRICO EXPERIMENTAL DE LA

CADENA DE AISLADORES DE LAS LNEAS DE TRANSMISIN DE
400kV DEL PROYECTO HIDROELCTRICO TOCOMA DE C.V.G
EDELCA
KEVIN RAMN HERNNDEZ BELLORIN
PUERTO ORDAZ, OCTUBRE DE 20055

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
POLITCNICA

EDELCA
TEC. MED. KEVIN R. HERNNDEZ B.

Tutor Acadmico: ING. LUIS LVAREZ
Tutor Industrial: ING. JOS F. PEDROZA
PUERTO ORDAZ, OCTUBRE DE 2005

Hernndez Bellorin, Kevin Ramn.
Desarrollo de un modelo elctrico experimental de la cadena de
aisladores de las lneas de transmisin de 400kV del proyecto
hidroelctrico Tocoma de C.V.G. EDELCA. 2005.
90 Pginas.
Informe de Tesis de Grado.
Universidad Nacional Experimental Politcnica Antonio Jos de
Sucre. Vicerrectorado Puerto Ordaz. Departamento de
Ingeniera Elctrica. Departamento de Ingeniera Elctrica.
Tutor Acadmico: Ing. Luis lvarez Loaiza.
Tutor Industrial: Ing. Jos Felipe Pedroza Gmez.
Bibliografa Pg. 83
1. Cadena de Aisladores 2. Modelo Elctrico 3. Protocolo de
Prueba 4. Software PSCAD 5. Simulacin Digital.
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA

EDELCA
KEVIN RAMN HERNANDEZ BELLORIN

Trabajo de investigacin que se presenta como
requisito para optar el ttulo de Ingeniero
Electricista.
Tutor Acadmico Coordinador de Jurado Tutor Industrial

Ing. Luis Alvarez Ing. Ricardo Cceres Ing. Jos Pedroza
NDICE GENERAL
DEDICATORIA ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. iv
AGARADECIMENTOS ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. v
RESUMEN... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . vi
INTRODUCCIN... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 1
CAPITULO I: EL PROBLEMA ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 3
1.0 Planteamiento del Problema ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
1.1 Justificacin ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 4
1.2 Importancia ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 4
1.3 Limitacin ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1.4 Delimitacin ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 5
1.5 Objetivo General ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 5
1.6 Objetivos Especficos ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 5
CAPITULO II: ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DE LA
EMPRESA ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 6
2.1 Resea Histrica de la Empresa ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 6
2.1.1 Hitos de la Historia de EDELCA ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
2.2 Ubicacin Geogrfica ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 15
2.3 Objetivos ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 16
2.3.1 Objetivo General ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 16
2.3.2 Objetivos Especficos ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 17
2.4 Funciones ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 17
2.5 Filosofa de Gestin ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 18
2.6 Misin de la Empresa ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 18
2.7 Visin de EDELCA ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 18
2.8 Organigrama de la Empresa ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 19
2.9 Organigrama del Departamento ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 20
CAPITULO III: MARCO TEORICO ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 21
3.1 Sistemas de Transmisin ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 21
3.2 Aislamiento de las Lneas de Transmisin ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 21
3.3 Materiales de los Aisladores ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 23
3.3.1 Porcelana ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 24
3.3.2 Aisladores de Vidrio ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 24
3.3.3 Materiales Compuestos ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 25
3.4 Forma de los Aisladores ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 25
3.4.1 Aisladores de Campana ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 25
3.4.2 Aisladores de Barra ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 27
3.4.3 Aisladores Rgidos ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 27
3.5 Caractersticas Mecnicas ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 28
3.6 Caractersticas Elctricas ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 29
3.7 Ensayos en Aisladores de Lnea ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 31
3.7.1 Pruebas Elctricas de Fabricacin ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 31
3.7.2 Pruebas de Aislamiento Simulando Condiciones Ambientales ... 32
3.7.3 Pruebas de Campo ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 33
3.7.4 Pruebas Mecnicas ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 33
3.8 Reparto de Potencial Entre los Distintos Elementos de una
Cadena de Suspensin ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 34
3.9 Grado de Aislamiento ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 36
3.10 Teora Bsica de Aisladores ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 38
3.10.1 Parmetros de Pruebas Doble ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 38
3.10.1.1 Caractersticas Bsicas del Aislador ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 38
3.10.1.2 Otras Caractersticas ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 39
3.11 Diodos ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20
3.11.1 Caractersticas Tensin-Corriente ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 40
3.12 PSCAD ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 42
CAPITULO IV: MARCO METODOLOGICO ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 44
4.1 Tipo de Estudio ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 44
4.2 Poblacin y Muestra ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 44
4.3 Instrumentos ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 45
4.4 Materiales y Equipos ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 45
4.5 Procedimiento ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 45
4.5.1 Protocolo de Prueba ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 45
CAPITULO V: RESULTADOS ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 53
5.1 Presentacin de Resultados ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 53
5.1.1 Modelos y Caractersticas Elctricas de los Aisladores ... ... ... .. 53
5.1.2 Tablas de Resultados de las Pruebas ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 54
5.1.3 Representacin Grafica de los Resultados de las Pruebas ... ... 58
5.1.4 Capacitancia Equivalente entre la Cadena de Aisladores y la
Torre Prototipo ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 66
5.1.5 Simulacin en PSCAD del Modelo Elctrico de la Cadena de
Aisladores Presentado por Doble Engineering .. 67
5.1.6 Simulacin en PSCAD del Modelo Elctrico de la Cadena de
Aisladores Presentado en Este Informe... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 72
5.1.7 Simulacin en PSCAD de Diodos Antiparalelos Como Modelo
Elctrico de la Cadena de Aisladores ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 75
5.2 Descripcin de Resultados ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 76
5.3 Clculos Generales ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 78
5.4 Anlisis de Resultados... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 80
CONCLUSIONES ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 81
RECOMENDACIONES ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 82
BIBLIOGRAFIA ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 83
ANEXOS ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 84
NDICE DE TABLAS
3.1 Grados de Aislamiento ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 37
4.1 Un solo aislador GST-GROUND ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 49
4.2 Dos aisladores UST ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 49
4.3 Dos Aisladores GST-GUARD... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 49
4.4 Tres Aisladores UST ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 50
4.5 Tres Aisladores GST-GUARD ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 50
4.6 Cuatro Aisladores UST ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 50
4.7 Cuatro Aisladores GST-GUARD ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 51
4.8 Cinco Aisladores UST ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 51
4.9 Cinco Aisladores GST-GUARD ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 51
4.10 Seis Aisladores UST ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 51
4.11 Seis Aisladores GST-GUARD ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 52
5.1.1.1 Especificaciones tcnicas de los Aisladores de suspensin o
amarre ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 54
5.1.2.1 Un aislador GST-GROUND ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 54
5.1.2.2 Dos aisladores UST ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 55
5.1.2.3 Dos Aisladores GST-GUARD... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 55
5.1.2.4 Tres Aisladores UST ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 55
5.1.2.5 Tres Aisladores GST-GUARD ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 56
5.1.2.6 Cuatro Aisladores UST ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 56
5.1.2.7 Cuatro Aisladores GST-GUARD ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 56
5.1.2.8 Cinco Aisladores UST ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 57
5.1.2.9 Cinco Aisladores GST-GUARD ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 57
5.1.2.10 Seis Aisladores UST ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 57
5.1.2.11 Seis Aisladores GST-GUARD ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 57
5.1.4 Capacitancia Equivalente Entre la Cadena y Torre Prototipo ... .. 20
5.1.3 Representacin Grafica de los Resultados de las Pruebas ... ... 58
5.1.4 Capacitancia Equivalente entre la Cadena de Aisladores y la
Torre Prototipo ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 66
NDICE de FIGURAS y GRFICOS
2.1 Ubicacin Geogrfica de EDELCA ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 15
2.2 Ubicacin de las Centrales Hidroelctricas ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 16
3.1 Modelo Elctrico de una Cadena de Aisladores ... ... ... ... ... ... ... . 23
3.2 Aislador de Tipo Campana de Porcelana ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 24
3.3 Disposicin de la Cadena de Aisladores ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 26
3.4 Modelo Elctrico de las Capacidades de una Cadena de
Aisladores ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 34
3.5 Circuitos Equivalentes Simplificados para Especimenes de
Aislamiento ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 39
3.6 Smbolo y Curva Caracterstica Tensin-Corriente del Diodo
Ideal... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 40
3.7 Caracterstica V-I de un Diodo de Unin PN ... ... ... ... ... ... ... ... ... 41
4.1 Circuito DOBLE Simplificado UST ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 47
4.2 Circuito DOBLE Simplificado GST-GROUND ... ... ... ... ... ... ... ... . 47
4.3 Circuito DOBLE Simplificado GST-GUARD ... ... ... ... ... ... ... ... ... 47
5.1.1.1 Modelos de Aisladores de suspensin o amarre segn sus
Dimensiones y Capacidad de Soporte ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 53
5.1.3.1 Para Un Aislador en Modo GST-GROUND ... ... ... ... ... ... ... ... 58
5.1.3.2 Para Dos aisladores en Modo UST ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 59
5.1.3.3 Para Dos Aisladores en Modo GST-GUARD... ... ... ... ... ... ... . 60
5.1.3.4 Para Tres Aisladores en Modo UST ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 61
5.1.3.5 Para Tres Aisladores en Modo GST-GUARD ... ... ... ... ... ... ... 62
5.1.3.6 Para Cuatro en Modo Aisladores UST ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 63
5.1.3.7 Para Cuatro Aisladores en Modo GST-GUARD ... ... ... ... ... ... 64
5.1.3.8 Para Cinco Aisladores en Modo UST ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 65
5.1.5.1 Cadena Conformada por Un Aislador en Modo de Prueba
GST-GROUND ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 67
5.1.5.2 Cadena Conformada por Dos Aisladores en Modo de Prueba
GST-GUARD ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 67
5.1.5.3 Cadena Conformada por Tres Aisladores en Modo de Prueba
GST-GUARD ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 68
5.1.5.4 Cadena Conformada por Cuatro Aisladores en Modo de
Prueba GST-GUARD ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 68
5.1.5.5 Cadena Conformada por Cinco Aisladores en Modo de
69
Prueba GST-GUARD ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5.1.5.6 Cadena Conformada por Seis Aisladores en Modo de Prueba
GST-GUARD ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 69
5.1.5.7 Cadena Conformada por Dos Aisladores en Modo de Prueba
UST ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 70
5.1.5.8 Cadena Conformada por Tres Aisladores en Modo de Prueba
UST ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 70
5.1.5.9 Cadena Conformada por Cuatro Aisladores en Modo de
Prueba UST ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 71
5.1.5.10 Cadena Conformada por Cinco Aisladores en Modo de
71
Prueba UST ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5.1.5.11 Cadena Conformada por Seis Aisladores en Modo de
Prueba UST ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 72
5.1.6.1 Cadena Conformada por Dos Aisladores ... ... ... ... ... ... ... ... .. 72
5.1.6.2 Cadena Conformada por Tres Aisladores ... ... ... ... ... ... ... ... 73
5.1.6.3 Cadena Conformada por Cuatro Aisladores ... ... ... ... ... ... ... . 73
5.1.6.4 Cadena Conformada por Cinco Aisladores ... ... ... ... ... ... ... ... 74
5.1.6.5 Cadena Conformada por Seis Aisladores ... ... ... ... ... ... ... ... . 74
5.1.7 Simulacin con PSCAD de Diodos Anti-Paralelos
Expresndolos como Modelo Elctrico de la Cadena de Aisladores ... 75
DEDICATORIA:
__________________________
A mis Padres Carmen y Ramn
A Todos mis Hermanos y
A Ilusca.
iv
AGRADECIMIENTOS
Primeramente quiero agradecer al ser que siempre nos observa y que

cada uno de nosotros formamos parte de l.
A la Universidad Nacional Experimental Politcnica Antonio Jos de
Sucre por todos los conocimientos adquiridos durante mi formacin como
Ingeniero.
A C.V.G. EDELCA por brindarme la oportunidad de poder realizar este
proyecto en sus instalaciones.
Quiero ofrecer mi mas sincero agradecimiento a las siguientes personas:
Al Ing. Pedro Campero por la oportunidad que me brind y toda su colaboracin
prestada.
A mis tutores Ing. Jos Felipe Pedroza e Ing. Luis lvarez Loaiza.
A los Ingenieros Tiuna Mendoza; Luis Espn; Vctor Delgado; Jos Rojas; Alexander
Millan.
A los TSU Antonio Serrano y Ciro Caicedo.
A todas las personas que laboran en departamento de Instalaciones
elctricas.
A las familias: Campero Franco; Gil; Ortiz Valderrama y Medina
Fernndez.
A mis compaeros de pasanta: Yubriny; Edwin; Hctor; Vctor; Alonso;
Jnior; Carla; Samuel; Anderson; Geovanny.
En fin a todas aquellas personas que de una u otra forma y de manera
desinteresada aportaron su granito de arena para el desarrollo de este
proyecto.
QUE LA LUZ DE MI ESTRELLA LES ILUMINE SU
CAMINO Y LOS LLENE DE MUCHO PROVECHO!
v
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA

CADENA DE AISLADORES DE LAS LNEAS DE TRANSMISIN DE 400kV DEL
PROYECTO HIDOELCTRICO TOCOMA DE C.V.G EDELCA
TC.MED. KEVIN R. HERNANDEZ B.

Tutor Acadmico: ING. LUIS LVAREZ
Tutor Industrial: ING. JOS F. PEDROZA G.
RESUMEN
En el presente trabajo se desarroll un modelo elctrico experimental de la cadena de

aisladores de las lneas de transmisin de 400kV del proyecto hidroelctrico Tocoma de
C.V.G. EDELCA. El estudio se realiz aplicando el diseo de investigaciones por muestra
con diseo pre-experimental. Para esto se realizaron pruebas elctricas a una cadena de seis
aisladores. Se plante como objetivo general: desarrollar un modelo elctrico experimental
de la cadena de aisladores de las lneas de transmisin de 400kV del proyecto hidroelctrico
Tocoma de C.V.G EDELCA. Se calcularon los siguientes valores: el promedio de
capacitancia, corriente de fuga y perdidas; la capacitancia equivalente entre la torre y la
cadena de aisladores y la resistencia en cada modelo resistivo-capacitivo(RC). Para la
modelacin digital se utilizo el Diseo Asistido por Computador de Sistemas de
Potencia(PSCAD). Los resultados obtenidos, indican que dos de los modelos presentados
adoptan el comportamiento real de los aisladores sometidos a prueba.
vi
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C.V.G. EDELCA
O
.
INTRODUCCIN
C.V.G. EDELCA en vista del creciente aumento que experimenta el

nivel de consumo de energa elctrica en el pas y debido a que la
energa que genera la transporta a travs de lneas de transmisin
areas, las cuales estn expuestas a cambios ambientales y de
temperatura, surge la necesidad de conocer los efectos que pueden
ocasionar las sobretensiones de origen atmosfricos a las propiedades
aislantes de las cadenas de aisladores que sostienen a las lneas de
transmisin, dando paso as al anlisis circuital por medio de un modelo
elctrico el cual posea el mismo tipo de respuesta al comportamiento real
de los aisladores dando como consecuencia la simulacin digital de la
cadena bajo condiciones ambientales extremas sin necesidad de crear
un ambiente de prueba en donde se tenga que llegar a daar el aislador
sometindolo a niveles o condiciones ambientales equivalentes en el
laboratorio.
Para desarrollar un modelo elctrico experimental de la cadena de
aisladores de las lneas de transmisin de 400kV del proyecto
hidroelctrico Tocoma de C.V.G. EDELCA fue necesario realizar algunos
pasos claves como: Investigar las caractersticas elctricas y
componentes de las cadenas de aisladores de las lneas de 400kV,
recolectando informacin a travs de textos y publicaciones de la red de
Internet; Desarrollar y definir el circuito experimental que permita el
ensayo y estudio de la cadena de aisladores, el cual se determin segn
modelos especificados por las normas y por las especificaciones del
fabricante del dispositivo de medicin; Estudiar y estimar los parmetros
elctricos de las cadenas de aisladores correspondientes al sistema
elctrico de TOCOMA, realizando una revisin a los informes que posee
1
U
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P
C.V.G. EDELCA
O
.
la empresa en sus archivos; Realizar pruebas elctricas a una cadena de
aisladores de 400kV de acuerdo con el montaje elctrico definido
desarrollado, se realiz el montaje del circuito en los laboratorios de la
empresa; Desarrollar los modelos unitarios de cada componente a objeto
de encontrar un modelo elctrico general de la cadena, se procedi a
compararlos con el comportamiento elctricos de otros dispositivos y
adquirir el modelo que ms se asemeje al de la cadena de aisladores;
Comparar y validar el modelo con otros ya existentes, la comparacin se
realiz por medio de un software(PSCAD) en el cual se simul el
comportamiento de ambos modelos.
A travs de este informe se presenta el resultado de la investigacin

realizada en los siguientes captulos. En el captulo 1: se expone el
problema objeto de investigacin. En el captulo 2: se describen los
antecedentes de la empresa C.V.G. EDELCA. En el captulo 3: se
detallan los aspectos referidos a los antecedentes, bases tericas,
variables e hiptesis que se probaron en este estudio. En el captulo 4:
se presenta el diseo metodolgico que fue seguido para realizar el
estudio. En el captulo 5: se exponen y analizan los resultados.
Finalmente, se presentan las conclusiones, recomendaciones y
referencias bibliogrficas.
2
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C.V.G. EDELCA
O
.
CAPITULO I
EL PROBLEMA
1. Planteamiento del Problema
La empresa de la Corporacin Venezolana de Guayana ,CVG

ELECTRIFICACION DEL CARONI C.A. en vista del creciente aumento
que experimenta el nivel de consumo de energa elctrica en el pas,
exige nuevos esfuerzos para atender de manera satisfactoria dichos
requerimientos, por ello adelanta la construccin de las centrales
hidroelctricas CARUACHI Y TOCOMA. Ambas con una capacidad
instalada de 2.160 megavatios, las cuales, conjuntamente con las
centrales de GURI, MACAGUA I Y MACAGUA II formarn el complejo
hidroelctrico del bajo Caron.
EDELCA suministra la energa que genera a travs de lneas de

transmisin las cuales estn expuestas a cambios ambientales y es por
ello que se origina la necesidad de conocer los efectos que pueden
ocasionar las sobretensiones de origen atmosfricos a las propiedades
aislantes de las cadenas de aisladores que sostienen a las lneas de
transmisin de 400 kV ya que de ello depende, principalmente, el
comportamiento elctrico de las lneas, requirindose as un modelo
elctrico de dichas cadenas para estudiar el comportamiento de estas a
fin de poder garantizar un suministro de energa confiable y seguro del
sistema de potencia elctrico.
3
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C.V.G. EDELCA
O
.
1.1 Justificacin
El desarrollo del modelo elctrico de la cadena de aisladores nos

permitir contar con un arreglo circuital bsico para simular su
comportamiento dentro de un arreglo ms amplio con el fin de estudiar su
comportamiento ante perturbaciones transitorias de orgenes diversos
dentro de los sistemas de potencia de C.V.G. EDELCA.
1.2 Importancia
Debido a que el funcionamiento ptimo de las lneas de transmisin

depende entre otros de la cadena de aisladores, se hace necesario el
desarrollo de un modelo elctrico para as poder contar alternativas que
nos permitan simular digitalmente por medio de un software el
comportamiento elctrico de la cadena de aisladores tpicas de las lneas
de transmisin de 400kV de EDELCA.
1.3 Limitacin
La bsqueda de un modelo elctrico de la cadena de aisladores de

las lneas de transmisin de 400kV ser desarrollada a travs de una
investigacin por muestra con diseo experimental del tipo pre-
experimental de estudio de caso con medicin. Para la realizacin de las
mediciones es necesario desarrollar y definir el circuito experimental
basado en la norma IEC 60 383-1: 1993, que permita estudiar el
comportamiento elctrico de sta ante solicitaciones elctricas y as
obtener un equivalente elctrico vlido que permita incorporarlo dentro de
un modelo del sistema tpico de 400kV.
4
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C.V.G. EDELCA
O
.
1.4 Delimitacin
El presente proyecto se limitar al estudio de la cadena de

aisladores de las lneas de transmisin de 400kV, pero para ello ser
necesario el apoyo del personal tcnico y equipos de medicin los cuales
tendrn que ser suministrados por la empresa, tomando en cuenta la
disposicin fsica y condiciones ambientales adecuadas para la
realizacin de las pruebas.
1.5 OBJETIVO GENERAL
Desarrollar un modelo elctrico experimental de la cadena de

aisladores de las lneas de transmisin de 400kV del Proyecto
Hidroelctrico TOCOMA de CVG EDELCA.
1.6 OBJETIVOS ESPECIFICOS
1.6.1 Investigar las caractersticas y componentes de las

cadenas de aisladores de las lneas de 400 kV.
1.6.2 Desarrollar y definir el circuito experimental que permita

el ensayo y estudio de la cadena de aisladores.
1.6.3 Estudiar y estimar los parmetros elctricos de las

cadenas de aisladores correspondientes al sistema elctrico
de TOCOMA.
1.6.4 Realizar pruebas elctricas a una cadena de aisladores

de 400kV de acuerdo con el montaje elctrico definido
desarrollado.
1.6.5 Desarrollar los modelos unitarios de cada componente a

objeto de encontrar un modelo elctrico general de la cadena.
1.6.6 Comparar y validar el modelo con otros ya existentes.
5
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C.V.G. EDELCA
O
.
CAPITULO II
2. ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DE LA EMPRESA.
2.1.- Resea Histrica de la Empresa:

CVG Electrificacin del Caron, C.A EDELCA filial de la
Corporacin Venezolana de Guayana es la empresa ms importante de
que posee Venezuela a nivel de generacin hidroelctrica. Forma parte
del conglomerado industrial de la CVG ubicado en la regin de Guayana,
conformado por las empresas bsicas del aluminio, hierro, acero, carbn,
bauxita y actividades afines.
CVG EDELCA opera las Centrales Hidroelctricas Ral Leoni
(Guri) con una capacidad instalada de 10.000 Megavatios, considerada la
segunda en importancia a nivel mundial y la Central Hidroelctrica 23 de
enero (Macagua) con una capacidad instalada de 3.140 Megavatios.
CVG EDELCA posee una extensa red de lneas de transmisin que
superan los 5.700 Km. Cuyo sistema a 800 mil voltios es el quinto
sistema instalado en el mundo con lneas de Ultra Alta Tensin en
operacin.
Durante el ao 2003 fueron puestas en operacin comercial 4
unidades de la Central Hidroelctrica Caruachi, la cual a tendr una
capacidad instalada final de 2.280 megavatios en el ao 2.006.
En los ltimos tres aos, CVG EDELCA ha aportado ms del 70%
de la produccin nacional de electricidad a travs de sus grandes
Centrales Hidroelctricas Macagua y Guri. Su ubicacin en las
caudalosas aguas del ro Caron, al sur del pas, le permite producir
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electricidad en armona con el ambiente, a un costo razonable y con un
significativo ahorro de petrleo.
CVG EDELCA ha sido un factor importante en el desarrollo
econmico y social de Venezuela.
2.1.1 HITOS EN LA HISTORIA DE EDELCA.

1949
La firma de consultores Burns & Roe Inc. Presenta un informe a la
Corporacin Venezolana de Fomento que recomienda el
aprovechamiento hidroelctrico del ro Caron, especialmente en los
saltos inferiores (Macagua).
1953
Creacin de la Comisin de Estudios para la Electrificacin del ro
Caron, adscrita al Ministerio de Fomento.
1956
Inicio de la construccin del complejo hidroelctrico Macagua I.
1960
Creacin de la Corporacin Venezolana de Guayana, bajo la figura
de un Instituto Autnomo adscrito a la Presidencia de la Repblica.
1961
Inicio de la operacin comercial de Macagua I.
1963
Constitucin de C.V.G. Electrificacin del Caron (EDELCA)
Primera voladura realizada como parte de

los trabajos preliminares (Gur).
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1964
Labores de vaciado de concreto en la

primera etapa.
1967 Se inician los trabajos de construccin del Sistema de

Transmisin a 400 kV.
Vista desde aguas arriba del avance

de las obras.
Trabajos de instalacin de las

tres primeras unidades de la
Casa de Mquinas I.
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1968
Entrada en operacin de la primera unidad de Guri. Inicio de
operacin de la Oficina de Operaciones de Sistemas Interconectados
(OPSIS).
1969
Entra en operacin la primera lnea del Sistema de Transmisin a
400kV.
1977
Columnas de concreto para el apoyo del

viaducto en construccin (Guri).
1978
Firma del contrato con el Consorcio Brasven e inicio de la ejecucin
de la etapa final de Guri.
1979
Inicio de la construccin del Sistema de Transmisin a 800 kV.
1980
EDELCA asumi directamente las directrices para guiar el proceso
de construccin de la Etapa Final de Guri.
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1982
Se firmaron nuevos convenios con las empresas contratistas que se
encargaron de la construccin de las cuatro reas principales de la
ejecucin de la Etapa Final de Guri:
Presa de Concreto y Segunda Casa de Mquinas.
Excavacin del Segundo Canal de Descarga y Operacin de
la Planta de Agregados.
Presa de Tierra y Enrocamiento Izquierda.
Presa de Tierra y Enrocamiento Derecha.
1983
Vista del aliviadero desde aguas

abajo durante el proceso de sobre
elevacin del embalse.
1984
Fase intermedia de la construccin de la

Casa de Mquinas II, los monolitos de la
presa de gravedad y la sobre elevacin
de los aliviaderos.
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1986
Finaliza la construccin de la Etapa Final

de Gur. Entrada en operacin del
sistema de transmisin de 800 kV Guri-
Aragua-Carabobo. Inicio de la Segunda
Etapa del Sistema de 800 kV.
El 8 de noviembre es inaugurada la central hidroelctrica Guri, con

su dotacin de 20 unidades turbogeneradoras y una capacidad de 10
millones de kilovatios, convirtindose en ese momento en la central
hidroelctrica ms grande del mundo.
1988
Se inicia la construccin de Macagua II.
Firma del segundo contrato del Sistema Interconectado Nacional
que integran las empresas EDELCA; CADAFE; C.A. La Electricidad de
Caracas; ENELVEN.
1991
Entrada en operacin de la segunda etapa del Sistema de
Transmisin a 800 kV. Primer desvo del ro Caron en el sitio de las
obras de la Central Hidroelctrica Caruachi para permitir la construccin
de las estructuras civiles principales.
1992
Comienza la operacin de Interconexin de Venezuela con
Colombia por la zona de la Guajira. Se pone en servicio el Aliviadero de
MacaguaII.
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1993
Inicio de la construccin de
Caruachi.
1998
El 23 de Enero de 1997 se pone en

funcionamiento el complejo hidroelctrico
Represa "23 de Enero" (Macagua II)
incorporando 2.540 MW a la produccin
elctrica nacional.
Entrada en operacin comercial de la Lnea de Transmisin Yaracuy

Tablazo Cuatricentenario a 400 kV.
Actualmente se trabaja en otros aprovechamientos del bajo Caron:

Caruachi y Tocoma los cuales estarn en operacin hacia el ao 2010 lo
cual ofrecer una capacidad instalada de 17.000 MW 80.000 GW
anuales de energa firme para el pas.
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1999
Inicia operacin comercial la primera etapa del sistema de
transmisin en 400 mil voltios San Gernimo Jos para el suministro
elctrico al oriente del pas.
En septiembre se promulga la Ley del Servicio Elctrico mediante
Decreto N 319 con fuerza y rango de ley.
Entre otras cosas establece que las empresas elctricas debern
separar su contabilidad por unidades de negocio.
En diciembre se inicia la operacin comercial de la primera etapa del
sistema de transmisin a 400 mil voltios Palital El Furrial para reforzar
el suministro elctrico al oriente del pas.
2000
En enero se comienza a aplicar la separacin contable de los
negocios de la empresa, siguiendo las instrucciones emanadas del
Ministerio de Energa y Minas (MEM).
En julio se energiza por primera vez la lnea Tablazo -
Cuatricentenario N 2 a 400 mil voltios.
En septiembre se completa el vaciado de 1 milln de metros cbicos
de concreto en las obras de construccin del proyecto hidroelctrico
Caruachi.
En diciembre es energizada por primera vez la lnea Macagua - Las
Claritas a 400 mil voltios y se inicia el servicio a las poblaciones
aledaas.
2001
En agosto se inaugur el Sistema de Transmisin Macagua Boa
Vista. Con esta interconexin se pone en servicio la subestacin Santa
Elena 230/34,5 mil voltios la cual, adems de punto de suministro a la
localidad brasilera de Villa Pacaraima y Boa Vista, permite un suministro
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de energa a los pobladores de Santa Elena de Uairn en territorio
venezolano.
Se dio inicio a las labores de montaje de la primera unidad
generadora del proyecto hidroelctrico Caruachi.
Promulgacin y publicacin en Gaceta Oficial de la reforma a la Ley
Orgnica del Servicio Elctrico.
2002
En enero se iniciaron las obras preliminares del proyecto
hidroelctrico Tocoma.
Se culminaron los trabajos de concreto en todos los monolitos de las
tomas del proyecto hidroelctrico Caruachi.
Se energizaron las dos lneas El Furrial Pirital a 115 kV en el
oriente del pas.
Se inicia el cierre de los ductos del aliviadero del proyecto
hidroelctrico Caruachi.
2003
En abril entra en operacin comercial la primera unidad de la Central
Hidroelctrica Caruachi.
En junio reinicia operaciones la unidad nmero 19, de la Casa de
Mquinas II de Guri, luego de su modernizacin y rehabilitacin.
2004
En el mes de Julio se sincronizo al sistema la unidad nmero 8 del
proyecto Caruachi.
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2.2 Ubicacin Geogrfica.
C.V.G. EDELCA, se encuentra distribuida entre la Central
Hidroelctrica de Guri, ubicada en el Can Nekuima, el desarrollo
Hidroelctrico Macagua situada a 10 kilmetros de la desembocadura del
ro Caron en el ro Orinoco, La planta Caruachi se encuentra en la zona
Sur Oriental de Venezuela, en el Distrito Caron del Estado Bolvar a 59
kilmetros aguas abajo del embalse de Guri, va El Retumbo en el (ver
figura 1), en cuyas instalaciones se llev a cabo el presente trabajo de
pasanta.
Figura 2.1 Ubicacin Geogrfica De EDELCA.
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Tocoma
Guri
Caruachi
MACAGUA
Macagua
Figura 2.2 Ubicacin de las centrales Hidroelctricas
2.3 Objetivos.
2.3.1-General.
EDELCA est creada como una empresa de suministro de grandes
bloques de energa, tanto para la zona de desarrollo de Guayana a
travs del Sistema Elctrico, como para la zona central del pas,
mediante el Sistema Interconectado Nacional, el cual tiene como objetivo
lograr que las principales empresas generadoras de electricidad del pas,
intercambien su energa entre s, para superar problemas de dficit de
generacin en las horas en que la demanda de energa elctrica se hace
mayor.
El objetivo principal de EDELCA, es el desarrollo hidroelctrico y la
conservacin integral de la cuenca del ro Caron, por esto se ha
dedicado a la tarea de desarrollar aprovechamientos hidroelctricos en
las reas factibles de esta cuenca y de la regin Guayana en general.
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2.3.2- Especficos.
2.3.2.1 Ampliar la cobertura de los servicios de EDELCA a un
creciente nmero de cliente y sectores de la economa.
2.3.2.2 Lograr la satisfaccin de los clientes mediante un
servicio de excelente calidad.
2.3.2.3 Garantizar la confiabilidad del sistema elctrico.
2.3.2.4 Mantener precios competitivos
2.3.2.5 Ser eficiente y rentable.
2.3.2.6 Lograr un recurso humano idneo y motivado que
satisfaga las necesidades de EDELCA.
2.3.2.7 Velar por la conservacin y proteccin de las cuencas
y reas de inters para la empresa.
2.4 Funciones
2.4.1 Ejecutar obras y proyectos tendientes al
aprovechamiento del potencial hidroelctrico contenido en
las caudalosas aguas del ro Caron.
2.4.2 Instalar maquinarias, equipos y facilidades para
transformar en energa elctrica primaria el potencial del ro
Caron.
2.4.3 Gerenciar tcnicamente la transformacin de la
energa primaria captada de las aguas del ro, mediante una
gestin planificadora y una organizacin flexible con
objetivos claros, que permitan la puesta en procesos y
productos sencillos, a travs de un alto nivel tecnolgico.
2.4.4 Distribuir en el territorio nacional, por s mismo o por
medios de las empresas asociadas o asociaciones
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estratgicas, la energa elctrica producida mediante todos
sus procesos.
2.4.5 Ejecutar un estricto control administrativo a efecto que
la energa que la empresa vende, tenga los niveles de
precios que constituyan una ventaja competitiva para las
industrias nacionales, que concurren con sus productos al
mercado internacional.
2.5 Filosofa de Gestin

C.V.G. EDELCA, esta comprometida con el desarrollo integral,
humanista y sustentable del pas como acto fundamental del sector
elctrico nacional, fortaleciendo este liderazgo en el trabajo, la calidad,
competitividad y la responsabilidad; soportado en un personal cuyas
actuaciones estn dirigidas en el estricto apego a la disciplina,
honestidad, tica y respecto.
2.6 Misin de la Empresa
Producir, transportar y comercializar energa elctrica a
precios competitivos en forma confiable y en condiciones de
sustentabilidad, eficiencia y rentabilidad.
2.7 Visin de EDELCA

Empresa de servicio elctrico de clase mundial, lder en desarrollo
sustentable, pilar del progreso del pas.
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2.8 Organigrama de la Empresa C.V.G. EDELCA.
Presidencia
Gerencia Gerencia
de de
Contralora Consulto
Interna
Gerencia Gerencia
de de
Asuntos Recursos
Pblicos Humanos
Gerencia Direccin
de De
Gestin Finanzas
Ambiental
Direccin Direccin
De De
Servicios Planificaci
n
Direccin
Ejecutiva de Direccin de
Transmisin Expansin de Direccin Direccin de Direccin
Generacin Transmisin de
de Regional Distribucin
Direccin de Direccin de
Proyectos de Operaciones
Transmisin y Mtto. De
Transmisin
Fuente: Circular Informativa
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2.9 Organigrama del Departamento.
Divisin de
Supervisin
De Obras
Electromecnicas
Departamento de Departamento de
instalaciones Instalaciones
Mecnicas Elctricas
Seccin Control
Equipos Coordinacin de
Permanentes Contrato
Fuente: Manual de Organizacin
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CAPITULO III
MARCO TEORICO
3.1 Sistemas de Trasmisin
La transmisin de la energa elctrica por lneas areas sigue siendo

uno de los elementos ms importantes de los sistemas de energa elctrica
de la actualidad. Los sistemas de transmisin entregan la energa desde las
plantas generadoras a las instalaciones industriales y a subestaciones,
desde las cuales los sistemas de distribucin proporcionan el servicio a las
zonas residenciales y comerciales. [1]
3.2 Aislamiento de las Lneas de Transmisin

El comportamiento elctrico de una lnea de transmisin depende
primordialmente del aislamiento por ello un aislador debe poseer suficiente
resistencia mecnica para soportar las cargas mximas de hielo y de viento
al que pueda estar sometido, tambin debe estar diseado para soportar
severo abuso mecnico, rayos y arcos de energa sin sufrir falla mecnica.
Debe evitar un salto de arco para prcticamente cualquier condicin de
operacin de frecuencia de la engra y muchas condiciones de voltajes
transitorios, bajo cualesquiera condiciones de humedad, temperatura, lluvia
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o nieve y con las acumulaciones de suciedad, sal y otros contaminantes que

no son desprendidos por lavado peridicamente por las aguas de las lluvias.
Los conductores empleados en lneas areas, en la mayor parte de los
casos, son desnudos; por lo tanto, se necesita aislarlos de los soportes por
medio de aisladores, fabricados generalmente con porcelana o vidrio. La
sujecin del aislador al poste se realiza por medio de herrajes.
La seguridad en la transmisin de potencia exige un gran nivel de
aislamiento de la lnea. Una regla prctica exige una tensin de arco en
seco (no bajo lluvia) de tres a cinco veces el valor de tensin nominal de la
instalacin. La tensin de descarga externa de una cadena de aisladores es
con buena aproximacin proporcional a la distancia a tierra.
Los aisladores se comportan como si el espacio que ocupan se
reemplazara por aire, quedan entonces los electrodos metlicos que
corresponden a soportes vinculados a tierra y conductores en tensin.
Cada uno de los aisladores de la cadena tiene una capacidad propia

entre las partes metlicas que constituyen su unin (K), una capacidad con
relacin al poste (C) y una capacidad con relacin al conductor (C*),
pudindose considerar este conjunto como una cadena de capacidades,
como se indica en la figura 3.1. [2]
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Fig. 3.1 Modelo elctrico de una cadena de aisladores

Clculos y mediciones muestran que la distribucin de la tensin a lo
largo de la cadena de aisladores no es uniforme, es decir, los diversos
elementos no representan 1/n de la tensin total, en el caso que la cadena
est constituida por n elementos.
Este tipo de configuracin, de la figura 3.1, aparece frecuentemente en

la electrotecnia de tensiones elevadas, por ejemplo, para los devanados de
los transformadores y de las mquinas, con efectos especialmente
importantes en el caso de tensiones de impulso.
3.3 Materiales de los aisladores
Histricamente se han utilizado distintos materiales, porcelana, vidrio, y

actualmente materiales compuestos, y la evolucin ha ocurrido en la
bsqueda de mejores caractersticas y reduccin de costos.
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3.3.1 Porcelana
Es una pasta de arcilla, caoln, cuarzo o almina se le da forma, y por

horneado se obtiene una cermica de uso elctrico.
El material es particularmente resistente a compresin por lo que se

han desarrollado especialmente diseos que tienden a solicitarlo de esa
manera. La figura 3.2 muestra un aislador de porcelana de tipo campana y
detalla sus componentes principales.
Fig. 3.2 Aislador de tipo campana de porcelana
3.3.2 Aisladores de vidrio
Estn fabricados por una mezcla de arena silcea y de arena calcrea,

fundida con una sal de sodio a una temperatura de 1300 C, obtenindose
por moldeo. Su color es verde oscuro. El material es ms barato que la
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porcelana, pero tienen un coeficiente de dilatacin muy alto, que limita su

aplicacin en lugares con cambios grandes de temperatura; la resistencia al
choque es menor que en la porcelana. Sin embargo, debido a que el coste
es ms reducido y su transparencia facilita el control visual, hacen que
sustituyan en muchos casos a los de porcelana.
3.3.3 Materiales Compuestos
Fibras de vidrio y resina en el ncleo, y distintas "gomas" en la parte

externa, con formas adecuadas, han introducido en los aos mas recientes
la tecnologa del aislador compuesto.
Estas modernas soluciones con ciertas formas y usos ponen en

evidencia sus ventajas sobre porcelana y vidrio, sin embargo, el
inconveniente que tienen es el de ser ms costosos.
3.4 Forma De Los Aisladores
La forma de los aisladores est en parte bastante ligada al material, y

se puede hacer la siguiente clasificacin:
3.4.1 Aisladores De Campana (tambin llamados de disco)
Este aislador se compone de una campana de porcelana o vidrio, en

forma de disco y que lleva en su parte inferior algunas ondulaciones. En la
parte superior de la campana est empotrada una caperuza de fundicin o
acero, y en su parte inferior en un hueco bastante reducido, lleva un vstago
sellado al aislador. Vstago y caperuza se adaptan uno y otro por una
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articulacin de rtula, formando de esta forma una cadena tan larga como
se quiera, se hacen de vidrio o porcelana con insertos metlicos que los
articulan con un grado de libertad (horquilla) o dos (caperuza y badajo, cap
and pin).
Este tipo de aislador es el ms empleado en media y en alta tensin, ya

que presenta las siguientes ventajas:
3.4.1 Permite elevar la tensin de funcionamiento con slo
aumentar la longitud de la cadena, es decir, colocando ms
elementos.
3.4.2 No se interrumpe el servicio por rotura de un aislador, ya que
la cadena sigue sustentando al conductor.
3.4.3 Presenta una gran economa en la reparacin de las cadenas,
pues solamente es necesario cambiar el elemento averiado.
La figura 3.3 nos muestra la disposicin de los aisladores en una
cadena de suspensin o en una cadena de amarre.
Figura 3.3 Disposicin de la cadena de aisladores.
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Las normas fijan con detalle geometra, tamaos, resistencia

electromecnica, ensayos.
3.4.2 AISLADORES DE BARRA
Los hay de porcelana, permiten realizar cadenas de menor cantidad de

elementos (ms cortas), la porcelana trabaja a traccin y existen pocos
fabricantes que ofrecen esta solucin, especialmente si se requieren
elevadas prestaciones, ya que no es una solucin natural para este
material, en cambio es la solucin natural de los aisladores de suspensin
compuestos.
Mientras que para la porcelana se limita la longitud de la barra y en

consecuencia para tensiones elevadas se forma una cadena de algunos
elementos, para el aislador compuesto siempre se realiza un nico
elemento capaz de soportar la tensin total.
3.4.3 AISLADORES RIGIDOS
En tensiones bajas y medias tienen forma de campana, montados

sobre un perno (pin type) y se realizan de porcelana o vidrio.
A medida que la tensin crece, tamao y esfuerzos tambin, y se

transforman en aisladores de columna aptos para soportar esfuerzos de
compresin y de flexin (post type) y pueden asumir la funcin de cruceta
en lneas de diseo compacto.
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En estos casos pueden ser de porcelana y modernamente de

materiales compuestos, cuando el esfuerzo vertical a que se somete la
viga aislante es muy elevado se agrega un tensor del mismo material
(inclinado 45 grados generalmente) dando origen a una forma de V
horizontal.
Los aisladores se completan, como ya indicado, con insertos metlicos

de formas estudiadas para la funcin, y que tienden a conferir movilidad (en
las cadenas) o adecuada rigidez (en las columnas).
Para evitar solicitaciones anormales e indebidas de los elementos

aislantes, los casos mas comprometidos se resuelven con fusibles
mecnicos instalados del lado del conductor o del lado base y que al
romperse permiten el giro del aislador, cargndose entonces en forma mas
favorable.
Al especificar los aisladores se resaltan dos tipos de caractersticas,

que deben combinar por su funcin, las mecnicas, y las elctricas.
3.5 Caractersticas Mecnicas
Los aisladores de cadena deben soportar solo cierta traccin 7000,

16000 o ms kg.
Los aisladores rgidos deben soportar cierta compresin, y cierta

flexin.
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Los ensayos de caractersticas mecnicas se hacen con solicitacin

elctrica simultnea.
Al estar sometidos a las inclemencias del tiempo una caracterstica muy

importante es la resistencia al choque trmico (que simula el pasar del pleno
sol a la lluvia).
Tambin por los sitios donde se instalan, los aisladores son sometidos
a actos vandlicos (tiros con armas, proyectiles ptreos o metlicos
arrojados), es entonces importante cierta resistencia al impacto.
Frente a estas solicitaciones el comportamiento de los tres tipos de

materiales es totalmente distinto, el vidrio puede estallar, siendo una
caracterstica muy importante que la cadena no se corte por este motivo.
La porcelana se rompe perdiendo algn trozo pero generalmente

mantiene la integridad de su cuerpo, mecnicamente no pierde
caractersticas, solo son afectadas sus caractersticas elctricas.
Con los aisladores compuestos por su menor tamao es menos

probable que la agresin acierte el blanco, los materiales flexibles no se
rompen por los impactos y las caractersticas del aislador no son afectadas.
3.6 Caractersticas Elctricas
Los aisladores deben soportar tensin de frecuencia industrial e

impulso (de maniobra y/o atmosfricos), tanto en seco como bajo lluvia.
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Influyen en la tensin resistida la forma de los electrodos extremos del

aislador.
Una caracterstica importante es la radiointerferencia, ligada a la forma

del aislador, a su terminacin superficial, y a los electrodos (morseteria).
En las cadenas de aisladores, especialmente cuando el nmero de

elementos es elevado la reparticin de la tensin debe ser controlada con
electrodos adecuados, o al menos cuidadosamente estudiada a fin de
verificar que en el extremo crtico las solicitaciones que se presentan sean
correctamente soportadas.
La geometra del perfil de los aisladores tiene mucha importancia en su

buen comportamiento en condiciones normales, bajo lluvia, y en
condiciones de contaminacin salina que se presentan en las aplicaciones
reales cerca del mar o desiertos, o contaminacin de polvos cerca de zonas
industriales.
La contaminacin puede ser lavada por la lluvia, pero en ciertos lugares

no llueve suficiente para que se produzca este efecto beneficioso, o la
contaminacin es muy elevada, no hay duda de que la terminacin
superficial del aislante es muy importante para que la adherencia del
contaminante sea menor, y reducir el efecto (aumentar la duracin).
Una caracterstica interesante de los materiales compuestos

siliconados es un cierto rechazo a la adherencia de los contaminantes, y/o
al agua.
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La resistencia a la contaminacin exige aumentar la lnea de fuga

superficial del aislador, esta se mide en mm/kV (fase tierra), y se
recomiendan valores que pasan de 20, 30 a 60, 70 mm/kV segn la
clasificacin de la posible contaminacin ambiente.
3.7 Ensayos En Aisladores De Lnea.

Los ensayos aplicables en aisladores pueden clasificarse de la
siguiente manera:
Pruebas elctricas de fabricacin

Pruebas de aisladores simulando condiciones ambientales y de
polucin
Pruebas de campo.
Pruebas mecnicas.
3.7.1 Pruebas Elctricas De Fabricacin
Estos ensayos incluyen las pruebas para determinar las tensiones

disruptivas en aisladores a frecuencia industrial y ante impulso. Estas
pruebas se describen con detalle en la norma ANSI C 29.1-1982. [3]
Otro ensayo realizado en el proceso de fabricacin de aisladores es la

deteccin de descargas parciales, sean estas descargas externas e
internas, para la primera se emplea el mtodo de deteccin visual de corona
y para las descargas internas se aplica la tcnica de la radiointerferencia.
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3.7.2 Pruebas De Aisladores Simulando Condiciones Ambientales

Y De Polucin.
Estos ensayos se llevan a cabo en cmaras especiales y simulan las

distintas condiciones a las que se vera sometido un aislador a la
intemperie. Los ensayos ms empleados son:
Prueba de la lluvia artificial.

Mtodo de la neblina normal.
Mtodo de la neblina salada.
ltimamente han surgido nuevos ensayos desarrollados por la STRI

(Swedish Transmission Research Institute) y que pretenden simular de
manera ms fidedigna las condiciones de polucin a las que se sometera el
aislador en la realidad. Entre estos mtodos destacan:
Mtodo de la capa de sal seca.

Mtodo del ciclo de polvo.
El primer mtodo constituye un ensayo que permite simular, de manera

ms real que la tcnica de la neblina salada, el aire marino propio de las
zonas costeras. Por su parte, el mtodo del ciclo de polvo fu desarrollado
con el fin de habilitar una tcnica que simule distintas condiciones
ambientales de contaminacin para aisladores cermicos y sintticos por
medio de un solo mtodo.
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3.7.3 Pruebas De Campo.
Estos ensayos se realizan en el mismo lugar donde se ubica el aislador

o cadena de aisladores a probar, por lo general se llevan a cabo en lnea
viva, vale decir sin necesidad de desenergizar la lnea de transmisin a la
cual pertenecen estos elementos. Los ensayos de campo de aisladores
incluyen a los siguientes:
Monitoreo de la corriente de fuga a travs de la superficie del

aislador.
Deteccin de fallas mediante mtodos acsticos.
Deteccin de fallas mediante medicin y registro de campo
elctrico.
El objetivo principal de estas pruebas de es detectar aisladores

defectuosos o daados en servicio y prevenir eventuales fallas en estos
mediante un control peridico.
3.7.4 Pruebas Mecnicas.
Las pruebas mecnicas a las que se someten los aisladores tienen el

objetivo de determinar si el elemento tendr la suficiente resistencia
mecnica en el sostenimiento del peso de la lnea de transmisin, viento,
lluvia, nieve y acciones vandlicas. [4]
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3.8 Reparto de Potencial Entre los Distintos Elementos de una

Cadena de Suspensin
La tensin de contorneamiento en seco de un elemento caperuza-

vstago normal (modelo 1.512) de 254 mm. de dimetro es de 78 kV.
Cuando se forma una cadena de n elementos no se tiene una tensin de
contorneamiento de n. 78 kV. sino inferior. Por ejemplo:
5 elementos soportan 270 kV. (media de 54 kV.)
10 elementos soportan 475 kV. (media de 47,5 kV.)
15 elementos soportan 670 kV. (media de 44,6 kV.)
Ello se debe a la desigual reparticin del potencial a lo largo de la
cadena. Desde el punto de vista de las capacidades, una cadena de
aisladores es equivalente al conjunto de condensadores conectados como
se muestra en la figura siguiente para el supuesto de tres elementos.[5]
Figura 3.4 Modelo elctrico de las capacidades una cadena de

aisladores.
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Como se deduce de la simple inspeccin de la figura, la corriente de

capacidad a travs del elemento ms prximo a la lnea es mayor que la de
todos los dems y va disminuyendo en cada uno de ellos con su lugar de
colocacin, en el orden conductor-soporte, sucediendo lo mismo con la
diferencia de potencial sufrida por los mismos y cuya expresin es:
Llamamos C a la capacidad que presenta cada aislador, c a la

capacidad de cada uno respecto a tierra, Vn al potencial del conductor de la
lnea con relacin a tierra, Vn-1 al potencial en la unin de los dos ltimos
elementos, etc.. Y puesto que las corrientes de capacidad estn en fase
(adelantadas /2 sobre las tensiones) tenemos:
i1 = i1 + i1
i1 = i2 + i2
...................
Como en general se verifica que I = C V, queda:
C (Vn - Vn-1) = C (Vn-1 - Vn-2) + C Vn-1

C (Vn-1 - Vn-2) = C (Vn-2 - Vn-3) + C Vn-2
.....................................................................
Dividiendo por C y haciendo K = c/C resulta que:
Vn - Vn-1= Vn-1 - Vn-2 + k Vn-1
Vn-1 - Vn-2 = Vn-2 - Vn-3 + k Vn-2
.............................................
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Obtenindose el siguiente sistema de ecuaciones:
Vn = (2 + k) Vn-1 - Vn-2
Vn-1= (2 + k) Vn-2 - Vn-3
..................................
EJEMPLO
Sea una cadena de suspensin de tres aisladores sometidos a una
tensin de 75 kV.; sabiendo que k = 0,2, hallar la tensin que soporta cada
aislador.
Aplicamos la frmula general:
Vn = (2 + k) Vn-1 - Vn-2
Vn-1 = (2 + k) Vn-2 - Vn-3
y como Vn-3 = 0, sustituyendo, queda:
Vn-2 = 19,5 kV.
Vn-1 = 42,9 kV.
El aislador ms cercano al apoyo soporta una tensin de: 19,5 kV.
El siguiente aislador soporta:
42,9 kV - 19.5 kV = 23,4 kV.
y el aislador ms cercano al conductor soporta:
75 kV - 42,9 kV = 32,1 kV.
3.9 Grado de Aislamiento

Se llama grado de aislamiento a la relacin entre la longitud de la lnea
de fuga de un aislador (o la total de la cadena) y la tensin entre fases de la
lnea.
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El grado de aislamiento viene dado por la expresin:
En donde:
GA = grado de aislamiento (cm/kV).
LF = lnea de fuga (cm).
E = tensin compuesta ms elevada (kV)
n = nmero de aisladores de la cadena.
Los grados de aislamiento recomendados, segn las zonas que
atraviesan las lneas, son los siguientes:
ZONAS GA (cm / kV)
Forestales y agrcolas 1,7 - 2
Industriales y prximas al mar 2,2 - 2,5
Fbricas de productos 2,6 - 3,2

qumicos
Centrales trmicas > 3,2

Tabla #3.1 Grados de aislamiento
EJEMPLO
Sea una lnea de 132 kV. que est situada en una zona forestal y
agrcola. Calcular el nmero de aisladores de la cadena suponiendo que se
instalan elementos caperuza-vstago de referencia 1512 fabricados por
Esperanza S.A.
Del catlogo de aisladores sabemos que la lnea de fuga para un
elemento es de 291 mm.
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El Reglamento nos marca que la tensin ms elevada para una lnea

de 132 kV. es de 145 kV.
Sustituyendo los valores en la frmula obtenemos para un grado de
aislamiento de 2:
Por lo tanto la cadena ser de 10 aisladores.
3.10 Teora Bsica De Aislamiento
La IEEE define aislamiento como la materia o combinacin de

materiales no conductivos que proveen aislamiento entre dos partes a
diferente voltaje o potencial. [6]
3.10.1Parmetros de Pruebas Doble

3.10.1.1 Caractersticas Bsicas del Aislamiento
Capacitancia (Corriente de Carga Total)

Prdidas Dielctricas
Factor de Potencia
Cambio en Factor de Potencia con respecto al voltaje de prueba
(Tip-up)
3.10.1.2 Otras Caractersticas (Transformadores)
Corriente de Excitacin
Razn de Transformacin (TTR)
Reactancia de Fuga
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Anlisis de Respuestas a Frecuencias (FRA)
RS
CP RP
CS
Circuito en Circuito en
Serie (a) Paralelo (b)
Figura #3.5 Circuitos Equivalentes Simplificados para Especimenes de

Aislamiento
3.11 Diodos
El diodo ideal es un componente discreto que permite la circulacin de
corriente entre sus terminales en un determinado sentido, mientras que la
bloquea en el sentido contrario.
En la Figura 3.6 se muestran el smbolo y la curva caracterstica

tensin-intensidad del funcionamiento del diodo ideal. El sentido permitido
para la corriente es de A a K.
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Figura 3.6: Smbolo y curva caracterstica tensin-corriente del diodo

ideal.
El funcionamiento del diodo ideal es el de un componente que presenta
resistencia nula al paso de la corriente en un determinado sentido, y
resistencia infinita en el sentido opuesto. La punta de la flecha del smbolo
circuital, representada en la figura 3.5, indica el sentido permitido de la
corriente.
presenta resistencia nula.
presenta resistencia infinita.
3.11.1 Caracterstica tensin-corriente

La Figura 3.6 muestra la caracterstica V-I (tensin-corriente) tpica de
un diodo real.
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Figura 3.7: Caracterstica V-I de un diodo de unin PN.

En la grfica se aprecian claramente diferenciadas las diversas
regiones de funcionamiento del diodo:
Regin de conduccin en polarizacin directa (PD).
Regin de corte en polarizacin inversa (PI).
Regin de conduccin en polarizacin inversa.
Por encima de 0 Voltios, la corriente que circula es muy pequea, hasta
que no se alcanza la tensin de barrera (VON). El paso de conduccin a
corte no es instantneo: a partir de VON la resistencia que ofrece el
componente al paso de la corriente disminuye progresivamente, hasta
quedar limitada slo por las resistencias internas de las zonas P y N. La
intensidad que circula por la unin aumenta rpidamente. En el caso de los
diodos de silicio, VON se sita en torno a 0,7 V.
Cuando se polariza con tensiones menores de 0 Voltios, la corriente es
mucho menor que la que se obtiene para los mismos niveles de tensin que
en directa, hasta llegar a la ruptura, en la que de nuevo aumenta. [7]
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3.12 PSCAD (Power System CAD) (software opcional)
El PSCAD son las siglas de Power System CAD y significa Diseo

Asistido por Computador de Sistemas de Potencia. Esta herramienta
permite, a partir de la introduccin de un esquema elctrico, simular su
comportamiento y analizar los resultados, todo ello en un entorno grfico de
manejo sencillo e intuitivo. Tiene, en consecuencia, integradas herramientas
de representacin de variables, medidores, elementos de control y modelos
de componentes elctricos.
Uno de los puntos fuertes del PSCAD es su librera de componentes,

que la utilizacin directa en un esquema elctrico de los componentes ms
habituales en los sistemas elctricos, por ejemplo:
Resistencias (R), bobinas (L), condensadores (C)

Bobinas acopladas y transformadores, tanto monofsicos como
trifsicos
Lneas areas y cables
Fuentes de tensin e intensidad
Interruptores y conmutadores
Componentes de electrnica de potencia como diodos, tiristores e
IGBT
Funciones de control digital y analgico
Mquinas de continua y alterna, con sus sistemas de excitacin,
regulacin de velocidad y sistemas inerciales
Medidores
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Convertidores electrnicos, como rectificadores, inversores, HVDC

y SVC.
Este programa est accesible de forma gratuita en su versin de

estudiante, as como sus manuales y ejemplos de aplicacin, desde la
pgina web: http:\\www.pscad.com.
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CAPITULO IV
MARCO METODOLOGICO
4.1 Tipo De Estudio

Segn la estrategia a emplear para la recopilacin de la informacin,
la investigacin es descriptiva puesto que se proceder a investigar,
analizar e interpretar las caractersticas elctricas, mecnicas y los
componentes de la cadena de aisladores. De campo porque se
proceder a realizar las pruebas de una cadena de aisladores de 400kV
que estn ubicadas en almacenes y laboratorios de EDELCA para as
analizar el comportamiento elctrico para su posterior anlisis y
comparacin con modelos existentes, la metodologa a emplear despus
de tener el modelo elctrico de la cadena de aisladores ser la de simular
digitalmente su comportamiento frente a impulsos normalizados de
maniobra y de rayo a objeto de integrarlo a un modelo mas amplio que
actualmente se est desarrollando para el sistema elctrico de potencia
de la S/E TOCOMA que realiza el Dpto. de Instalaciones Elctricas de
CVG. EDELCA. [8]
4.2 Poblacin y Muestra

Para obtener la informacin se analizaron seis aisladores de
porcelana de tipo campana modelo CA-580EB(CA-580EY) de NGK
INSULATORS, LTD.
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4.3 Instrumentos
Para este caso se realizaron distintas consultas a las personas que
laboran en C.V.G. EDELCA que estn relacionadas directamente con el
manejo de informacin acerca de las normas y formas de pruebas de la
cadena de aisladores.
4.4 Materiales y Equipos

4.4.1 Seis aisladores de porcelana de tipo campana modelo CA-
580EB(CA-580EY) de NGK INSULATORS, LTD.
4.4.2 Torre de transmisin de 3.45 mts. de altura y brazo de 88 cm
(ver anexo).
4.4.3 Equipo M2H-D Inst. de la DOBLE Engineering co. (ver
anexo).
4.4.4 Lpiz y papel, utilizado para realizar el asiento de los datos
recavados en el proyecto.
4.5 Procedimiento
Para la realizacin de las pruebas es necesario seguir los pasos que
se presentan en el siguiente protocolo:
4.5.1 Protocolo de prueba de los aisladores de suspensin

4.5.1.1. Objetivo
Medir de forma experimental los parmetros elctricos, capacitancia;
corrientes de fuga y prdidas, de los aisladores de suspensin referidos a
la tensin de prueba.
4.5.1.2. Precauciones
4.5.1.2.1 Verificar que se cumpla la norma IEC 60 383-1: 1993 en su
seccin 34.
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4.5.1.2.2 Asegurar que el rea de trabajo este despejada.
4.5.1.2.3 Verificar y asegurar que todos los equipos estn
debidamente conectados al sistema de puesta a tierra.
4.5.1.2.4 Verificar que todas las conexiones estn debidamente
ajustadas.
4.5.1.2.5 Los aisladores deben estar totalmente limpios y secos.
4.5.1.2.6 Colocar avisos de riesgo elctrico y de precaucin.
4.5.1.2.7 Impedir el acceso a personas ajenas a la prueba y
especficamente al rea de ensayo.
4.5.1.3. Procedimiento de la prueba.

4.5.1.3.1 Instalacin de la instrumentacin.
Efectuar la instalacin del equipo de prueba con el espcimen como
se indica en las Fig. 4.1; Fig. 4.2 y Fig. 4.3 segn sea el caso.
Para las mediciones de los parmetros elctricos especificados de
las tablas #2; 4; 6; 8 y 10 se utilizar el circuito DOBLE en modo UST de
la Fig. 4.1.
Para las mediciones de los parmetros elctricos especificados de la
tabla #1 se utilizar el circuito DOBLE en modo GST-GROUND de la Fig.
4.2.
Para las mediciones de los parmetros elctricos especificados de la
tabla #3; 5; 7; 9 y 11 se utilizar el circuito DOBLE en modo GST-
GUARD de la Fig. 4.3.
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Fig. 4.1 CIRCUITO DOBLE SIMPLIFICADO(Modo UST)
Fig. 4.2 CIRCUITO DOBLE SIMPLIFICADO(Modo GST-GROUND)
Fig. 4.3 CIRCUITO DOBLE SIMPLIFICADO(Modo GST-GUARD)
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4.5.1.3.2 Energizacin del equipo de prueba.
4.5.1.3.2.1 Proceder a energizar el equipo, segn instrucciones del
personal capacitado para este fin.
4.5.1.3.2.2 Incrementar la tensin de prueba, teniendo el equipo
conectado en modo GST-GROUND con un solo aislador, de manera
escalonada con un intervalo del 20% hasta completar el valor nominal del
equipo (10 kV). Para cada incremento efectuar el registro de los
parmetros elctricos, especificados en la tabla #1.
4.5.1.3.2.3 Proceder de manera similar que el caso anterior pero
esta vez agregando un aislador y efectuando el registro de los
parmetros elctricos como se indican en las tablas #2 y 3 teniendo el
equipo conectado en modo UST y GST-GUARD respectivamente.
4.5.1.3.2.4 Proceder de manera similar que en 4.5.1.3.2.2 y
4.5.1.3.2.3 efectuando el registro de los parmetros elctricos para esta
nueva adicin de aislador como se indica en las tablas #4 y 5.
4.5.1.3.2.5 Proceder de manera similar que en 4.5.1.3.2.4
efectuando el registro de los parmetros elctricos para la nueva adicin
de aislador como se indica en las tablas #6 y 7.
4.5.1.3.2.6 Proceder de manera similar que en 4.5.1.3.2.4
efectuando el registro de los parmetros elctricos para la nueva adicin
en modo UST como se indica en la tabla #8 pero para esta nueva adicin
solamente se tomaran las medidas de los parmetros para una tensin
de prueba de 10kV como se indica en la tabla #9 y en modo GST-
GUARD.
4.5.1.3.2.7 Para una nueva adicin de aislador y con una tensin de
prueba de 10kV se efecta el registro de los parmetros elctricos,
estando el equipo en modo UST y GST-GUARD como se indica en las
tablas #10 y 11.
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TABLA #4.1 un aislador GST-GROUND
Tensin Capacitancia del Corriente de fuga Prdidas
de aislador (pF) (A) (watts)
Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
2
4
6
8
10
TABLA #4.2 DOS AISLADORES UST

Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
2
4
6
8
10
Tabla # 4.3 DOS AISLADORES GST-GUARD

Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
2
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Tabla # 4.4 TRES AISLADORES UST
Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
2
4
6
8
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TABLA #4.5 TRES AISLADORES GST-GUARD

Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
2
4
6
8
10
TABLA #4.6 CUATRO AISLADORES UST

Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
2
4
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TABLA #4.7 CUATRO AISLADORES GST-GUARD
Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
2
4
6
8
10
TABLA #4.8 CINCO AISLADORES UST

Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
2
4
6
8
10
TABLA #4.9 CINCO AISLADORES GST-GUARD

Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
10
TABLA #4.10 SEIS AISLADORES UST

Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
10
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TABLA #4.11 SEIS AISLADORES GST-GUARD
Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
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CAPITULO V
RESULTADOS
5.1 Presentacin de Resultados

A continuacin se presentan los resultados obtenidos a travs de la
investigacin en manuales; normas; trabajos de investigacin, en los
archivos de la empresa as como las medidas de los parmetros
elctricos de los aisladores de suspensin de tipo campana.
5.1.1 Modelos y caractersticas elctricas de los aisladores
Fig. # 5.1.1.1 Modelos de Aisladores de Suspensin o Amarre

segn sus dimensiones y capacidad de soporte.
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Tabla # 5.1.1.1 Especificaciones Tcnicas de los Aisladores de
suspensin o amarre.
CA-
CA-531 CA-590EB
CA-501 EC CA-580EB 589EB
Cat. Numero EC (CA- (CA-
(CA-501EZ) (CA- (CA-
531EY) 590EZ)
580EY) 589EZ)
Dimetro del disco de porcelana/mm. 254 254 280 280 320
Espaciamiento de la unidad/mm. 146 146 170 170 195
Distancia de Fuga en/mm 292 318 370 370
Carga de fallo electromecnico/kN 120 160 160 210
Carga para la prueba mecnica de rutina /kN 48 64 64 84
Frecuencia Seco/kV 78 78 80 80
Tensin de Industrial(nominal)
arco mnimo
Mojado/kV 45 45 47 47 53
(Flashover) Positivo/kV 120 120 125 125 140
50% de impulso
Negativo/kV 125 125 130 130
Frecuencia Seco/kV 70 70 75 75 85
Tensin de Industrial(nominal)
Soporte Mojado/kV 40 40 45 45 50
Impulso/kV 110 110 115 115
Tensin de perforacin /kV 110 110 110 125
Tamao de bola y gancho 16 mm 20mm 20mm 20mm 24mm
Peso neto/lb 9 9 11.5 12 16.5
5.1.2 Tablas de resultados de las pruebas
TABLA #5.1.2.1 un aislador GST-GROUND

de aislador [pF] (x10A) (x0.01watts)
Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
2 51.2 52.4 51.8 19.4 19.3 19.35 20.8 20.6 20.7
4 51.2 51.6 51.4 19.4 19.3 19.35 21.1 21 21.05
6 50.7 51.7 51.2 19.4 19.3 19.35 21.5 21.2 21.35
8 51.6 52.0 51.8 19.4 19.3 19.35 21.7 22.3 22
10 51.7 52.2 51.95 19.4 19.3 19.35 22.6 22.3 22.45
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TABLA #5.1.2.2 DOS AISLADORES UST
Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
2 44,7 44,2 44,45 16,5 16,5 16,5 70,2 69,3 69,75
4 44,1 44,1 44,1 16,5 16,5 16,5 67,0 66,6 66,8
6 44,0 44,1 44,05 16,5 16,5 16,5 65,7 64,9 65,3
8 44,3 43,9 44,1 16,4 16,4 16,4 63,6 64,0 63,8
10 44,0 44,6 44,3 16,4 16,3 16,35 62,2 61,9 62,05
Tabla # 5.1.2.3 DOS AISLADORES GST-GUARD

Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
2 51,8 52,7 52,25 20,1 20 20,05 19,4 18,7 19,05
4 52,3 54,8 53,55 20,1 20 20,05 19,3 19,4 19,35
6 53,7 54,1 53,9 20,2 20 20,1 19,3 19,4 19,35
8 54,3 54,4 54,35 20 19,9 19,95 19,4 19,2 19,3
10 53,2 53,1 53,15 20 20 20 19,1 19,2 19,15
Tabla # 5.1.2.4 TRES AISLADORES UST

Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
2 46,5 47,1 46,8 17,5 17,4 17,45 21,8 21 21,4
4 46,5 47,7 47,1 17,4 17,5 17,45 19,7 20 19,85
6 47,1 45,9 46,5 17,3 17,3 17,3 19,6 19,2 19,4
8 47,5 47,6 47,55 17,3 17,2 17,25 19,4 19,2 19,3
10 45,2 45,1 45,15 17,2 17,1 17,15 18,7 18,1 18,4
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TABLA #5.1.2.5 TRES AISLADORES GST-GUARD
Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
2 52,6 52,7 52,65 19,6 19,5 19,55 63,1 62,7 62,9
4 52,4 52,6 52,5 19,6 19,5 19,55 62,2 61,1 61,65
6 52,6 52,7 52,65 19,6 19,5 19,55 61,1 60 60,55
8 52,4 52,8 52,6 19,6 19,5 19,55 61,2 60,9 61,05
10 52,5 52,8 52,65 19,5 19,4 19,45 61,4 61,2 61,3
TABLA #5.1.2.6 CUATRO AISLADORES UST

de aislador [pF] [x10A] [x0.002watts]
Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
2 44,9 44,7 44,8 16,7 16,8 16,75 54,7 54,4 54,55
4 44,7 44,9 44,8 16,6 16,6 16,6 54,5 54,4 54,45
6 44,8 44,8 44,8 16,6 16,6 16,6 54,4 54,3 54,35
8 44,7 44,5 44,6 16,5 16,5 16,5 54,1 53,4 53,75
10 44,5 44,5 44,5 16,4 16,5 16,45 53,9 53,8 53,85
TABLA #5.1.2.7 CUATRO AISLADORES GST-GUARD

Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
2 53,3 53,6 53,45 20,1 20 20,05 66,1 66,4 66,25
4 53,6 53,6 53,6 20 19,9 19,95 67,4 67,6 67,5
6 53,5 53,6 53,55 19,9 19,8 19,85 67,5 66,8 67,15
8 53,5 53,4 53,45 19,9 19,8 19,85 67,1 67,1 67,1
10 53,3 53,3 53,5 19,9 19,9 19,9 66,9 66,3 66,6
56
U
N
E
X
P
O C.V.G. EDELCA
.
TABLA #5.1.2.8 CINCO AISLADORES UST
Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
2 44,6 44,8 44,7 16,6 16,7 16,65 42,1 42,1 42,1
4 44,8 44,8 44,8 16,6 16,5 16,55 42,4 42,4 42,4
6 44,6 44,6 44,6 16,5 16,6 16,55 42,9 42,8 42,85
10 44,7 44,7 44,7 16,5 16,4 16,45 43,4 43,2 43,3
TABLA #5.1.2.9 CINCO AISLADORES GST-GUARD

Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
10 53,1 53 53,05 19,7 19,6 19,65 54,8 53,9 54,35
TABLA #5.1.2.10 SEIS AISLADORES UST

Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
10 43,4 43,2 43,3 16 15,9 15,95 48 48,1 48,05
TABLA #5.1.2.11 SEIS AISLADORES GST-GUARD

Prueba
X1 X2 X1 X2 X1 X2
(kV)
10 54 54 54 20 19,9 19,95 52,7 52,8 52,75
57
U
N
E
X
P
O C.V.G. EDELCA
.
5.1.3 Representacin Grfica de los resultados de las pruebas
Diagrama #5.1.3.1 Para un solo Aislador en Modo GST-GROUND
Tensin vs Prdidas
0,4
0,35
Prdidas en watts
0,3
0,25 X1
0,2 X2
0,15 Promedio
0,1
0,05
0
2 4 6 8 10
Tension de prueba en kV
Tensin vs Capacitancia
53
Capacitancia en pF
52,5
52
X1
51,5
51
X2
50,5 Promedio
50
49,5
2 4 6 8 10
Tensin en kV
Tensin vs Corriente de fuga
194,2
194
microAmper
Corriente en
193,8
193,6 X1
193,4
193,2 X2
193 Promedio
192,8
192,6
192,4
2 4 6 8 10
Tensin en kV
58
U
N
E
X
P
O C.V.G. EDELCA
.
Diagrama #5.1.3.2 Para Dos Aisladores en modo UST
Te nsin v s Prdidas
0,15
0 ,1 45
0,14 X1
0 ,1 35 X2
Promedio
0,13
0 ,1 25
0,12
2 4 6 8 10
Te nsio n d e prue ba e n kV
Te nsin vs Capacitancia
45,4
44,9
X1
44,4
X2
43,9
43,4 Promedio
42,9
42,4
2 4 6 8 10
T e n s i n en k V
Te nsin v s Corrie nte de fuga
166,5
165,5
164,5 X1
163,5 X2
162,5 Promedio
161,5
160,5
2 4 6 8 10
T e n s i n e n k V
59
U
N
E
X
P
O C.V.G. EDELCA
.
Diagrama #5.1.3.3 Para Dos Aisladores en modo GST-GUARD
Tensin vs Prdidas
0,2
Prdidas en watts
0,198
0,196
0,194
0,192 X1
0,19
0,188 X2
0,186
Promedio
0,184
0,182
0,18
2 4 6 8 10
Capacitancia en pF
56
55,5
55
54,5
54 X1
53,5
53 X2
52,5
52 Promedio
51,5
51
50,5
50
2 4 6 8 10
Tensin en kV

204
203,1
microAmper
Corriente en
202,2
201,3
X1
200,4
199,5 X2
198,6 Promedio
197,7
196,8
195,9
2 4 6 8 10
Tensin en kV
60
U
N
E
X
P
O C.V.G. EDELCA
.
Diagrama #5.1.3.4 Para Tres Aisladores en modo UST
Tensin vs Prdidas
0,3
Prdidas en watts
0,28
0,26
0,24
0,22 X1
0,2
0,18 X2
0,16 Promedio
0,14
0,12
0,1
2 4 6 8 10
48,8
Capacitancia en pF
48
47,2
X1
46,4
X2
45,6 Promedio
44,8
44
2 4 6 8 10
Tensin en kV

180
179
178
microAmper
Corriente en
177
176
175 X1
174
173 X2
172
171 Promedio
170
169
168
2 4 6 8 10
Tensin en kV
61
U
N
E
X
P
O C.V.G. EDELCA
.
Diagrama #5.1.3.5 Para Tres Aisladores en modo GST-GUARD
Te nsin v s Prdidas
0,19
0,17
0,15 X1
0,13 X2
0,11
Pr omedio
0,09
0,07
0,05
2 4 6 8 10
Te n sio n de p ru e b a e n kV
Te nsin v s Capacitancia
53
52 ,9
52 ,8
52 ,7
X1
52 ,6
52 ,5 X2
52 ,4
Promedio
52 ,3
52 ,2
52 ,1
52
2 4 6 8 10
T e n s i n e n k V
Te nsin v s Corrie nte de fuga
1 98
19 7 ,5
1 97
19 6 ,5
1 96 X1
19 5 ,5
1 95 X2
19 4 ,5 Pr omedio
1 94
19 3 ,5
1 93
19 2 ,5
2 4 6 8 10
T e n sin e n kV
62
U
N
E
X
P
O C.V.G. EDELCA
.
Diagrama #5.1.3.6 Para Cuatro Aisladores en modo UST
Te nsin v s Prdidas
0,18
0,17
0,16
0,15
0,14 X1
0,13
0,12
0,11 X2
0,1
0,09 Pr omedio
0,08
0,07
0,06
0,05
2 4 6 8 10
Te nsion de prue ba e n kV
Te nsin v s Capacitancia
45 ,3
45 ,2
45 ,1
45
44 ,9 X1
44 ,8 X2
44 ,7
44 ,6 Promedio
44 ,5
44 ,4
44 ,3
44 ,2
2 4 6 8 10
T e n s i n e n k V
Te nsin v s Corriente de fuga
1 70
16 9 ,5
1 69
16 8 ,5
1 68
16 7 ,5 X1
1 67
16 6 ,5
1 66 X2
16 5 ,5
1 65 Pr omedio
16 4 ,5
1 64
16 3 ,5
1 63
16 2 ,5
2 4 6 8 10
Te nsin e n kV
63
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N
E
X
P
O C.V.G. EDELCA
.
Diagrama #5.1.3.7 Para Cuatro Aisladores en modo GST-GUARD
Tensin vs Prdidas
0,18
Prdidas en watts
0,17
0,16
0,15 X1
0,14 X2
0,13
Promedio
0,12
0,11
0,1
2 4 6 8 10
53,9
Capacitancia en pF
53,75
X1
53,6
X2
53,45
Promedio
53,3
53,15
53
2 4 6 8 10
Tensin en kV
203
202,5
202
microAmper
201,5
Corriente en
201
200,5 X1
200
199,5 X2
199
198,5 Promedio
198
197,5
197
196,5
2 4 6 8 10
Tensin en kV
64
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X
P
O C.V.G. EDELCA
.
Diagrama #5.1.3.8 Para Cinco Aisladores en modo UST
Tensin vs Prdidas
0,1
Prdidas en watts
0,095
0,09 X1
0,085 X2
0,08 Promedio
0,075
0,07
2 4 6 10
45,2
Capacitancia en pF
44,8
X1
X2
44,4 Promedio
44
2 4 6 10
Tensin en kV

168
167,5
167
Corriente en
microAmper
166,5
166
165,5 X1
165
164,5 X2
164
163,5 Promedio
163
162,5
162
2 4 6 10
Tensin en kV
65
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N
E
X
P
O C.V.G. EDELCA
.
5.1.4 Capacitancia Equivalente Entre la Cadena de Aisladores y
la Torre Prototipo
Cap. propia del

Num. De Capacitancia propia Capacitancia
aislador+Cap. Entre
aisladores del aislador equivalente
aislador y torre
en la (modo UST) entre
(modo GST-GUARD)
cadena [pF] cadena y tierra
[pF]
[pF]
2 53,15 44,3 8,85
3 52,65 45,15 7,5
4 53,5 44,5 9
5 53,05 44,7 8,35
6 54 43,3 10,7
66
U
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E
X
P
O C.V.G. EDELCA
.
5.1.5 Simulacin en PSCAD del modelo elctrico de la cadena
de aisladores presentado por DOBLE Engineering.
5.1.5.1 Cadena conformada por un aislador en modo de prueba

GST-GROUND
5.1.5.2 Cadena conformada por dos aisladores en modo de

prueba GST-GUARD
67
U
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E
X
P
O C.V.G. EDELCA
.
5.1.5.3 Cadena conformada por tres aisladores en modo de
prueba GST-GUARD
5.1.5.4 Cadena conformada por cuatro aisladores en modo de

prueba GST-GUARD
68
U
N
E
X
P
O C.V.G. EDELCA
.
5.1.5.5 Cadena conformada por cinco aisladores en modo de
prueba GST-GUARD
5.1.5.6 Cadena conformada por seis aisladores en modo de

prueba GST-GUARD
69
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P
O C.V.G. EDELCA
.
5.1.5.7 Cadena conformada por dos aisladores en modo de
prueba UST
5.1.5.8 Cadena conformada por tres aisladores en modo de

prueba UST
70
U
N
E
X
P
O C.V.G. EDELCA
.
5.1.5.9 Cadena conformada por cuatro aisladores en modo de
prueba UST
5.1.5.10 Cadena conformada por cinco aisladores en modo de

prueba UST
71
U
N
E
X
P
O C.V.G. EDELCA
.
5.1.5.11 Cadena conformada por seis aisladores en modo de
prueba UST
5.1.6 Simulacin en PSCAD del modelo elctrico de la cadena

de aisladores presentado en este informe.
5.1.6.1 Cadena conformada por dos aisladores.
72
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X
P
O C.V.G. EDELCA
.
5.1.6.2 Cadena conformada por tres aisladores.
5.1.6.3 Cadena conformada por cuatro aisladores.
73
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P
O C.V.G. EDELCA
.
5.1.6.3 Cadena conformada por cinco aisladores.
5.1.6.3 Cadena conformada por seis aisladores.
74
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.
5.1.7 Simulacin con PSCAD de diodos anti-paralelos
expresndolos como modelo elctrico de la cadena de aisladores
75
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.
5.2 Descripcin de Resultados
En la seccin 5.1.1 se especifican las caractersticas mecnicas y

elctricas del modelo del aislador utilizado para este proyecto.
Observando los valores especificados en las tablas #5.1.2.2 a la

5.1.2.11 de la seccin 5.1.2, los cuales estn representados grficamente
en los diagramas 5.1.3.2 al 5.1.3.8 de la seccin 5.1.3 se puede apreciar
que los valores son muy cercanos en cada modo de prueba (UST y GST-
GUARD).
Los valores especificados en la tabla #5.1.2.1 se obtuvieron para un

solo aislador y en modo de prueba GST-GROUND debido a que en los
otros modos de pruebas (UST y GST-GUARD) se presentaron muchas
oscilaciones dando as unos resultados totalmente inconsistentes.
En la seccin 5.1.4, en la tabla, se puede apreciar que los valores de

la capacitancia equivalente entre la cadena y la torre, sin importar la
cantidad de aisladores que componen la cadena, no vara
considerablemente.
En la seccin 5.1.5 aplicando el software PSCAD se muestra

claramente que los valores de corriente de fuga no varan, con respecto a
los valores medidos en las pruebas, considerablemente e incluso la
forma de onda posee las mismas caractersticas en cada adicin de
aisladores.
76
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.
En la seccin 5.1.6 se muestra la simulacin de un modelo elctrico
de diferente configuracin pero con el mismo tipo de respuesta que en la
configuracin de la seccin 5.1.5.
En la seccin 5.1.7 se presenta el tipo de respuesta de una

configuracin conformada por dos diodos conectados en forma anti-
paralela.
77
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X
P
O C.V.G. EDELCA
.
5.3 Clculos Generales
5.3.1 calculo de valores promedios de la seccin 5.1.2
para este calculo se utiliz la siguiente ecuacin:
Ejemplo:
Para el promedio de la capacitancia medida en la tabla #5.1.2.1 y
para una tensin de prueba de 2 kV; X1= 51,2 pF y X2= 52,4 pF.
5.3.2 Calculo de la Capacitancia Equivalente Entre la Torre y la

Cadena de Aisladores de la Seccin 5.1.4.
La capacitancia equivalente entre la torre y la cadena de
aisladores(CEq) es la diferencia entre la capacitancia medida en el modo
GST-GUARD(CGUARD) y el modo UST(CUST).
Ejemplo:
Para el clculo de la CEq de la tabla de la seccin 5.1.4 y para una
cadena conformada de dos aisladores la capacitancia en modo GUARD
es de 53.15 pF y en modo UST es de 44.3 pF.
78
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P
O C.V.G. EDELCA
.
5.3.3 Clculo de la resistencia presentada en la configuracin
circuital de la seccin 5.1.5
Para el calculo del valor de la resistencia de la seccin 5.1.5 se
utiliz la ley de Ohm:
Ejemplo:
Para el calculo de la resistencia en la seccin 5.1.5.1 para un voltaje
de 10kV y una corriente de fuga de 200 A
79
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O C.V.G. EDELCA
.
5.4 Anlisis de Resultados
Los valores obtenidos de manera experimental reflejados en la

seccin 5.1.2, en el modo de prueba UST representan aproximadamente
los valores de las capacitancias propias de cada aislador cuyo promedio,
para 10 kV, es de 44,39 pF. En modo de prueba GST-GUARD el cual
representa la suma de la capacitancia propia del aislador y la
capacitancia equivalente desde el aislador a la torre de prueba, su valor
promedio, para 10 kV, es 53.27 pF. En modo prueba GST-GROUND
representan el valor aproximado de la suma de la capacitancia propia del
aislador y el conjunto de capacitancias existentes entre el aislador y la
torre de prueba; su valor promedio aproximado, para 10 kV, es 51,95 pF.
Los resultados reflejados en la tabla de la seccin 5.1.4 representan

los valores aproximados de la capacitancia existente entre la cadena de
aisladores y la torre, partiendo de una cadena conformada por dos
aisladores, dichos valores no experimentan una variacin considerable
por lo tanto a efectos de investigacin se puede tomar como valor el
promedio de estos resultados que para este caso es de 8.88 pF.
Las respuestas obtenidas a travs de la simulacin circuital de los

modelos elctricos de la cadena de aisladores por medio de PSCAD
representados en las secciones 5.1.5 y 5.1.6 no presentan una variacin
considerable entre los valores de corriente de fuga obtenidos de manera
experimental y los valores obtenidos por medio del software en donde: el
valor promedio medido de la corriente de fuga representado en la tabla
#5.1.2.3 para una tensin de prueba de 10kV es de 200 A; el valor
promedio obtenido en las secciones 5.1.5.3 y 5.1.6.1 es de 200 A.
80
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N
E
X
P
C.V.G. EDELCA
O
.
CONCLUSIONES
Del anlisis y discusin de los resultados se obtuvieron las

siguientes conclusiones:
A travs de este proyecto se determin que la definicin de

un circuito de prueba depende directamente tanto de las
especificaciones presentadas en las normas como de los
parmetros a medir.
El protocolo de prueba presentado en este informe

constituye un procedimiento viable para la medicin de los
valores aproximados de los parmetros elctricos
(capacitancia; corrientes de fuga y perdidas), necesarios
para la comprobacin de los modelos elctricos de la cadena
de aisladores.
Este estudio permiti confirmar que los valores de las

capacitancias propias de los aisladores y las capacitancias
existentes entre la cadena y la torre, sin importar la cantidad
de aisladores que compongan una cadena, son iguales e
independientes de la posicin que posea el aislador.
Se demostr que los modelos elctricos de la cadena de

aisladores presentados en las secciones 5.1.5 y 5.1.6 al ser
modelados por medio del software(PSCAD) adoptan un
comportamiento elctrico similar al comportamiento real que
experimenta un aislador que comprende una cadena.
Se verific que el modelo elctrico de la cadena de

aisladores presentado en la seccin 5.1.7 no adopta el
mismo comportamiento elctrico que realmente experimenta
un aislador.
81
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P
C.V.G. EDELCA
O
.
RECOMENDACIONES
De los resultados verificados y conclusiones en este estudio se

recomienda las siguientes acciones:
Realizar modificaciones a la torre prototipo existente en el

Laboratorio de Ensayos Electromagnticos (LEEM) para que
la misma pueda cumplir con lo especificado en las normas:
IEC 60 3838 1:1993; ANSI C29.1-1988 y la norma IEEE C2-
2002.
Modificar la altura del techo del laboratorio debido a que el

mismo no es apropiado para realizar pruebas a cadenas de
aisladores de lneas de transmisin cuyos niveles de tensin
son de 115 kV; 230 kV y 400 kV.
Procurar la Adquisicin de equipos e instrumentacin

necesaria para la medicin de variables que forman parte
fundamental para la aplicacin de factores de correccin en
pruebas basadas en las normas (IEC 60 383-1:1988), tales
como: humedad absoluta y relativa, temperatura y presin
atmosfrica entre otros.
82
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N
E
X
P
C.V.G. EDELCA
O
.
BIBLIOGRAFA
[1] Donald, Fink., Beaty, Wayne; Manual de Ingeniera Elctrica;

McGRAW-HILL Interamericana de Mxico, 1997.
[2] http://www.ing.unlp.edu.ar.
[3] American National Standards Institute, Inc (ANSI), Electrical
Power Insulator- Test Methods C29.1-1988, approved August 23,
1988.
[4] http://orbita.starmedia.com/leonojeda/ing.htm .
[5] http://bdd.unizar.es/Pag2/Tomo1/TEMA3/3-2.HTM .
[6] Salmern, Manuel A. (2000). Ponencia Teora Bsica de
Aislamiento y Factor de Potencia. DOBLE Engineering co..
msalmeron@doble.com.
[7]http://www.cienciasmisticas.com.ar/electronica/semi/diodos/index.
php .
[8] Rojas de Narvez, Rosa (1996). Orientaciones Prcticas para la
elaboracin de Informes de Investigacin. UNEXPO, Puerto Ordaz,
primera edicin, 1996.
83
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X
P
O C.V.G. EDELCA
U
N
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P
O C.V.G. EDELCA
Anexo A: Dimensiones de la Torre de Prueba
84
U
N
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P
O C.V.G. EDELCA
Anexo B: Equipo M2h-D Insulation Test de la Doble Engineering

Co.
85
U
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X
P
O C.V.G. EDELCA
Anexo C: MODOS DE PRUEBA CON EQUIPOS DOBLE
Modo de prueba GTS-Ground
Modo de prueba GTS-Guard
Modo de prueba UST
86
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O C.V.G. EDELCA
Anexo D: Norma IEC 60 383: 1993 seccin 34.

Section 34 Mountlng arrangements for electrical tests on string
Insulator units
The mounting arrangements as detailed are applicable to electrical tests
on:
- Short standard strings consisting of cap and pin units or long rod
units;
- Long rod string insulator units greater than 1 m in length or long rod
units intended for use as a string.

The string insulator unit or insulator string shall be suspended vertically
by means of an earthed wire rope or other suitable conductor from a
supporting structure. The distance between the uppermost point of the
insulator metalwork and the supporting structure shall be not less than 1 m.
No other object shall be nearer to the insulator than 1,5 times the length of
the insulator string.
A length of conductor in the form of a straight, smooth metal rod or tube
shall be attached to the lower integral fitting of the string insulator unit or
insulator string so that it lies in a horizontal plane. The distance from the
lowest shed of the porcelain or glass part to the upper surface of the
conductor shall be as short as possible but greater than 0,5 times the
diameter of the lowest insulator.
The diameter of the conductor shall be 25 mm.
The length of the conductor shall be 3 m.
Precautions shall be taken to avoid flashover from the ends of the
conductor.
The test voltage shall be applied between the conductor and earth.
87

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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL

DESARROLLO DE UN MODELO ELCTRICO EXPERIMENTAL DE LA

KEVIN RAMN HERNNDEZ BELLORIN

PUERTO ORDAZ, OCTUBRE DE 20055

DESARROLLO DE UN MODELO ELCTRICO EXPERIMENTAL DE LA

TEC. MED. KEVIN R. HERNNDEZ B.

PUERTO ORDAZ, OCTUBRE DE 2005

DESARROLLO DE UN MODELO ELCTRICO EXPERIMENTAL DE LA

KEVIN RAMN HERNANDEZ BELLORIN

Tutor Acadmico Coordinador de Jurado Tutor Industrial

A mis Padres Carmen y Ramn

A Todos mis Hermanos y

Primeramente quiero agradecer al ser que siempre nos observa y que

DESARROLLO DE UN MODELO ELCTRICO EXPERIMENTAL DE LA

TC.MED. KEVIN R. HERNANDEZ B.

En el presente trabajo se desarroll un modelo elctrico experimental de la cadena de

C.V.G. EDELCA en vista del creciente aumento que experimenta el

A travs de este informe se presenta el resultado de la investigacin

1. Planteamiento del Problema

La empresa de la Corporacin Venezolana de Guayana ,CVG

EDELCA suministra la energa que genera a travs de lneas de

El desarrollo del modelo elctrico de la cadena de aisladores nos

Debido a que el funcionamiento ptimo de las lneas de transmisin

La bsqueda de un modelo elctrico de la cadena de aisladores de

El presente proyecto se limitar al estudio de la cadena de

1.5 OBJETIVO GENERAL

Desarrollar un modelo elctrico experimental de la cadena de

1.6 OBJETIVOS ESPECIFICOS

1.6.1 Investigar las caractersticas y componentes de las

1.6.2 Desarrollar y definir el circuito experimental que permita

1.6.3 Estudiar y estimar los parmetros elctricos de las

1.6.4 Realizar pruebas elctricas a una cadena de aisladores

1.6.5 Desarrollar los modelos unitarios de cada componente a

1.6.6 Comparar y validar el modelo con otros ya existentes.

2.1.- Resea Histrica de la Empresa:

2.1.1 HITOS EN LA HISTORIA DE EDELCA.

Primera voladura realizada como parte de

Labores de vaciado de concreto en la

1967 Se inician los trabajos de construccin del Sistema de

Vista desde aguas arriba del avance

Trabajos de instalacin de las

Columnas de concreto para el apoyo del

Vista del aliviadero desde aguas

Fase intermedia de la construccin de la

Finaliza la construccin de la Etapa Final

El 8 de noviembre es inaugurada la central hidroelctrica Guri, con

El 23 de Enero de 1997 se pone en

Entrada en operacin comercial de la Lnea de Transmisin Yaracuy

Actualmente se trabaja en otros aprovechamientos del bajo Caron:

Figura 2.1 Ubicacin Geogrfica De EDELCA.

Figura 2.2 Ubicacin de las centrales Hidroelctricas

2.5 Filosofa de Gestin

2.7 Visin de EDELCA

Fuente: Circular Informativa

Fuente: Manual de Organizacin

3.1 Sistemas de Trasmisin

La transmisin de la energa elctrica por lneas areas sigue siendo

3.2 Aislamiento de las Lneas de Transmisin

o nieve y con las acumulaciones de suciedad, sal y otros contaminantes que