¿Por qué los aisladores de suspensión eléctrica tienen forma de disco?

Aislador de disco de suspensión de potenciaTienen forma de disco debido a una combinación de consideraciones de diseño eléctricas, mecánicas y ambientales:

Mayor distancia de fuga: la forma del disco crea una trayectoria más larga a lo largo de la superficie (distancia de fuga), lo que dificulta la fuga de corriente eléctrica. Múltiples discos en una cadena extienden aún más este camino, acomodando niveles de voltaje más altos agregando más discos.

El diseño del disco permite que el agua de lluvia gotee por los bordes, evitando películas continuas de agua que podrían conducir la electricidad. Esto reduce las corrientes de fuga y mantiene la eficacia del aislamiento.

Resistencia mecánica: los discos distribuyen la tensión mecánica de manera uniforme, soportando el peso de las líneas eléctricas mientras soportan fuerzas ambientales como el viento. Su forma y disposición en cuerdas proporcionan flexibilidad y durabilidad.

Modularidad: los discos se pueden apilar en serie, lo que permite niveles de aislamiento personalizables para diferentes voltajes. Esta modularidad ofrece una escalabilidad rentable.

Distribución del campo eléctrico: Los bordes redondeados minimizan la concentración del campo eléctrico, reduciendo el riesgo de descarga de corona y la pérdida o daño de energía asociado.

Fabricación y resistencia a la contaminación: Los discos son más fáciles de moldear a partir de vidrio, con superficies lisas o crestas que resisten la acumulación de contaminación. Este diseño también ayuda a desprender suciedad y contaminantes.

Con el tiempo, la forma del disco demostró ser óptima a través de la experimentación, lo que llevó a su adopción generalizada tanto en aislantes de vidrio como de cerámica.

Estos factores aseguran colectivamente un aislamiento confiable, integridad estructural y longevidad en diversas condiciones ambientales.

Aquí hay algunas Q & A relacionadas que amplían el tema deAisladores de la línea eléctricaY su diseño:

Q1: ¿Por qué el vidrio y la cerámica se usan comúnmente para los aisladores?
R: El vidrio y la cerámica son no conductores, resistentes a la intemperie y mecánicamente robustos. Resistirán las corrientes de fuga de superficie, soportarán altos voltajes y soportarán factores estresantes ambientales (radiación UV, oscilaciones de temperatura y contaminación). El vidrio también permite la inspección visual de grietas, mientras que la cerámica ofrece una resistencia mecánica superior.

P2: ¿Por qué no utilizar un solo aislante sólido en lugar de varios discos?
R: Un solo aislante sólido requeriría un tamaño imprácticamente grande para manejar altos voltajes. Los discos múltiples en una "cuerda" permiten la modularidad: cada disco añade el aislamiento (distancia de fuga), y los huecos de aire entre ellos interrumpen arcos eléctricos potenciales. Este diseño también es más ligero y más barato de fabricar.

P3: ¿Cómo se relaciona el voltaje con el número de discos en una cadena?
R: Cada disco normalmente maneja 10-15 kV, dependiendo del diseño. Por ejemplo:
Líneas de 11 kV: 1-2 discos.
Líneas de 230 kV: 12-15 discos.
Las líneas de mayor voltaje (por ejemplo, 500 kV) usan cadenas más largas (20 discos) para evitar flashes.