Aislantes ucacue

Unidad Académica de Ingeniería en Sistemas, Eléctrica y Electrónica
AISLANTES
4º Año de Ingeniería Eléctrica
ALTA TENSIÓN

AISLANTES
• Definición
• Función de los aislantes
• Circuito equivalente
• Propiedades eléctricas
CONTENIDO

AISLANTES
• Es un material con escasa capacidad de conducción de
electricidad.
• El comportamiento se debe a la barrera de potencial que se
establece entre las bandas de valencia y conducción que
dificulta la presencia de electrones libres capaces de conducir
la electricidad a través del material.
• Los materiales mas usados como aislantes son:
- plástico
- cerámica
 Definición

AISLANTES
• Los aislantes cumplen una función muy importante en los
sistemas eléctricos, puesto que aíslan los conductores de los
demás elementos que están a otro potencial
• La perdida de aislamiento en A.T. puede causar daños severos.
 Función de los aislantes

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• Consta de dos ramas en paralelo que representan la resistencia
y la capacitancia de la corriente de fuga.
 Circuito equivalente

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 Propiedades eléctricas
• Resistividad superficial
• Resistividad transversal
• Rigidez Dieléctrica

CONTENIDO
 Propiedades Mecánicas
 Propiedades Físico – Químicas
 Propiedades Térmicas
 Clasificación según su Temperatura de Servicio
Alta Tensión - 4º Año de Ingeniería Eléctrica
AISLANTES

AISLANTES
 Bibliográfia
• http://www.icesi.edu.co/revistas/index.php/sistem
as_telematica/article/viewFile/1075/1096
• http://docbox.etsi.org/workshop/2011/201104_SM
ARTGRIDS/02_STANDARDS/IEEE_LIMA.pdf
• www.monografias.com

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Resistencia a la Tracción: Propiedad de resistir esfuerzos
mecánicos que tienden a estirar o alargar un
material. Su valor en los aislantes es relativamente bajo.
Resistencia a la Compresión: Propiedad de resistir esfuerzos
mecánicos que tienden a acortar o comprimir el material.
Sus valores suelen ser más elevados que los de tracción.
Resistencia a la Flexión: Capacidad de resistir esfuerzos que
tiendan a doblar el aislante y están influenciadas por la
humedad y la temperatura.

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Resistencia a la Cortadura: Es la propiedad de resistir
esfuerzos mecánicos que tienden a hacer deslizar una parte
del material sobre la otra.
Resistencia al Choque: Es la capacidad de resistir el impacto
de un choque o golpe.
Dureza: Se puede definir como la resistencia que opone un
material a ser penetrado por una bola o punzón.

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Límite Elástico de un Material: Es el máximo esfuerzo que
puede aplicarse al mismo, sin que experimente
deformaciones permanentes.
Maquinabilidad de un Material: Es la facilidad con que
puede ser mecanizado con herramientas cortantes.

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Propiedades Físicas: Se refiere a las características de los
materiales debido al ordenamiento atómico o molecular del
mismo.
Propiedades Químicas: Los aislantes se caracterizan por su
buena resistencia química. Normalmente están sometidos a
la acción de agentes y ambientes que contienen líquidos,
gases, vapores corrosivos y la acción del campo eléctrico,
que ocasionan su lento y continuo envejecimiento, acabando
en su destrucción.
 Propiedades Físico - Químicas

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Propiedades Químicas:
Resistencia al Ozono (O3): Es
una forma alotrópica del
oxígeno y se produce al
ionizarse el aire por acción del
campo eléctrico. Es un

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Resistencia a la Luz Solar: Los
rayos ultravioletas producen
decoloración y fragilidad en
los aislantes que están a la
intemperie.

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Resistencia a los Ácidos y
Álcalis: La acción perjudicial
de estos agentes químicos
sobre los aislantes es lenta.
En general, la resistencia
química es buena.

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Resistencia a los Aceites:
Son resistentes a la
penetración de aceites
minerales, vegetales o
animales.

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Propiedades Físicas:
Peso Específico: Es el peso por unidad de volumen del
material gr./cm3. Es la relación existente entre el peso de
una determinada cantidad de material y el volumen que
ocupa.

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Porosidad: Propiedad que tienen todos
los cuerpos de dejar espacios vacíos
entre sus moléculas. La porosidad
constituye un grave inconveniente, que
contribuye a: En los poros se acumule

AISLANTES
Higroscopicidad: Capacidad de absorber
humedad que tiene un material. En los
aislantes, la humedad reduce
considerablemente la rigidez dieléctrica y
la resistencia de aislamiento. La humedad

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 Calor Específico: Es la cantidad de calor necesaria para
elevar un grado centígrado la temperatura de un gramo de
dicho material. Un buen aislante tiene un calor específico
elevado.
 Conductividad Térmica k: Es la facilidad que un material
presenta al paso del calor. Mide la capacidad de transferir
calor a través de un material. Un buen aislante debe tener
baja conductividad térmica, o lo que es lo mismo buen
aislante térmico.

AISLANTES
Un elemento dielectrico deber reunir buenas propiedades
termicas, como la resistencia al cambio brusco de
temperatura sin ablandarse o quebrarse, calor especifico,
punto de fusion, de ebullición y de congelamiento, estas
ultimas para el caso que el dielectrico a usarse sea un aceite.
La resistencia térmica de un material representa la
capacidad del material de oponerse al flujo del calor.
Las principales propiedades térmicas de un aislante eléctrico
son:

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Inflamabilidad: es la facilidad para inflamarse (desprender
gases y vapores sin la producción de llamas). Existen tres
tipos de aislantes: muy inflamables, menos inflamables y
los ininflamables.
Temperatura de Seguridad: es la temperatura límite a que
pueden estar sometidos los aislantes sin que se produzca la
degradación de sus propiedades mecánicas y luego
eléctricas, que lo conduzcan a la destrucción. La destrucción
del dieléctrico no se produce inmediatamente, sino que se

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Temperatura de Reblandecimiento: Antes de su destrucción,
muchos aislantes, al alcanzar cierta temperatura, se ablandan y se
deforman: se dice entonces que se ha alcanzado su “punto de
reblandecimiento”. La destrucción de un aislante no se realiza en
forma inmediata sino en forma progresiva con el tiempo,
ayudado por la temperatura, que produce un deterioro en la
resistencia mecánica y en su estructura.
A medida que la temperatura aumenta disminuye la propiedad
mecánica, a partir de allí empieza a decrecer la rigidez
dieléctrica, finalmente la resistencia mecánica se anula

AISLANTES
Uno de los materiales mas utilizados en
alta tension son los aisladores de
porcelana, vidrio y poliméricos. La
porcelana se fabrica a base de Caolín,
al que se mezclan feldespato y cuarzo.
Según la composición y la temperatura
de sinterizado se distinguen diferentes
clases de porcelana. Las porcelanas
duras, empleadas principalmente para

AISLANTES
Para analizar el comportamiento con respecto a la
transferencia de calor de los materiales aislantes, normalmente
se utiliza el equipo de medición de flujo de calor como son las
cámaras termografías. Estos equipos de medición
estandarizada miden directamente la conductividad térmica de
materiales aislantes o la resistencia térmica de sistemas
multicapas.

AISLANTES
Un criterio utilizado y adoptado universalmente para
clasificar los aislantes, hace referencia a la máxima
temperatura de funcionamiento continuo que puede alcanzar
dicho material, porque a destrucción de un aislante se da en
forma progresiva con el tiempo, ayudado por la
temperatura, que produce un deterioro en la resistencia
mecánica y en su estructura.
La clasificación de los Aislantes de acuerdo a la

AISLANTES
Clase Y (Temperatura Límite de Trabajo: 90 °C):
Algodón, seda y papel sin impregnación, polietileno
reticulado, papeles y cartones sin impregnar, fibra
vulcanizada, madera, etc.

AISLANTES
Clase A (temperatura Límite de Trabajo 105 °C):
Materiales como algodón, seda y papel, cuando están
sumergidos en un dieléctrico como el aceite. Materiales
moldeados o estratificados (micarta, pertinax) con relleno
de celulosa. Fibra vulcanizada y madera impregnada.
Láminas y hojas de acetato de celulosa. PVC (policloruro de
vinilo). Barnices aislantes a base de resinas naturales,

AISLANTES
Clase E (Temperatura Límite de Trabajo 120 °C):
Papel baquelizado, películas de tereftalato de polietileno
fenólicas, resinas de características semejantes, etc.
Esmaltes a base de acetato de polivinilo, esmaltados
cubiertos con fibras naturales o artificiales. Moldeados y
estratificados a base de algodón o papel y resinas. Barnices
de resinas alquídicas.

AISLANTES
Clase B (Temperatura Límite de Trabajo 130 °C):
A base de mica, fibra de vidrio, materiales inorgánicos
similares, con aglomerantes orgánicos adecuados. Esmaltes
a base de resinas poliuretánicas. Tejido de vidrio
impregnados con barnices a base de resinas sintéticas y
aceite. Mica y papel de mica aglomerada con goma laca,
compuestos asfálticos y resinas alquídicas. Caucho etileno,

AISLANTES
Clase F (Temperatura Límite de Trabajo 155 °C):
Mica, fibra de vidrio y otros materiales inorgánicos con
aglomerantes adecuados orgánicos. Tejido de fibra de vidrio
tratado con resinas de poliester. Mica y papel de mica
aglomerada con resinas de poliester o con resinas
epoxídicas. Estratificados a base de tejido de vidrio y
resinas epoxídicas de gran resistencia térmica.

AISLANTES
Clase H (Temperatura Límite de Trabajo 180 °C):
Elastómeros de silicona. Asociación de materiales con mica,
fibra de vidrio y otros materiales inorgánicos similares con
aglomerantes adecuados, tales como resinas de siliconas
apropiadas. Tejidos de fibra de vidrio, aglomerados con
resinas de siliconas o recubiertos de elastómeros de
siliconas. Mica y papel de mica aglomeradas con siliconas.

AISLANTES
CLASE C (Temperatura de Trabajo mas de 180 °C)
Mica, porcelana, cuarzo, vidrio, y materiales similares con
o sin aglomerantes orgánicos. Mica pura y estratificados de
papel de mica con aglomerantes inorgánicos. Porcelana y
materiales cerámicos. Vidrio y cuarzo.

CONTENIDO
• Aislantes solidos
• Aislantes líquidos
• Aislantes solido-líquidos
• Características de los aislantes solido-líquidos

AISLANTES SÓLIDOS
• Los materiales aislantes sólidos se clasifican en dos principales categorías:
 Inorgánicos
 Alumina (AI2O3)
 Titanio de bario (BaTiO3)
 Porcelana
 Oxido de magnesio (MgO)
 Cristales de grado eléctrico (SiO2, B2O3 y P2O3)
 Mica (muscovita KAI2(OH)2Si3AIO10)
 Oxido de silicio. (SiO2)
 Orgánicos
 Polietileno (PE)
 Polipropileno
 Politetrafluoroetileno (PTFE)
 Polyamides (kapton) y polyamides (Nylon)
 Policarbonatos
 Resinas epoxy

Aislantes sólidos inorgánicos
• Alumina (AI2O3).- Es usado como relleno para aislamiento cerámico.
También como substrato dieléctrico en microcircuitos.
• Titanio de bario (BaTiO3).- Es un dieléctrico por debajo de 120°C y su
comportamiento es ferro eléctrico. Posee histéresis dieléctrica. La constante
dieléctrica.
• Porcelana.- Es un material cerámico multifase, obtenido por el
calentamiento de los silicatos de aluminio (3AL2O3 2SiO2). Barnizado con
un cristal con el punto de ebullición alto se usa como aislante en líneas de
alta tensión. Para aplicaciones de alta frecuencia, se usan cerámicas de fase
simple y bajas pérdidas como las esteatitas.
• Oxido de magnesio (MgO).- Debido a su alta conductividad térmica se usa
como aislamiento para el dispositivo de calentamiento en hornos
(resistencia). La resistencia de calentamiento se coloca concéntricamente
dentro de tubos de acero inoxidable con óxido de magnesio alrededor para
dar aislamiento.
• Cristales de grado eléctrico (SiO2, B2O3 y P2O3).- Estos cristales tienen
tendencia a tener pérdidas a altas frecuencias, sin embargo a bajas
temperaturas se pueden utilizar como aislantes de líneas de alta tensión y en
transformadores. A alta temperatura su principal aplicación se encuentra en
las lámparas incandescentes y fluorescentes así como recubrimientos de
tubos de rayos catódicos.

• Mica (muscovita KAI2(OH)2Si3AIO10).- Dieléctrico del tipo laminado. Su
carácter laminado prevé la formulación de caminos conductores a través de la
mica, dando lugar a una gran resistencia dieléctrica. Tiene una excelente
estabilidad térmica y debido a su naturaleza inorgánica es altamente resistente a
las descargas parciales. Es usado en carretes en motores y transformadores en
forma de hojas, láminas y cinta.
• Oxido de silicio. (SiO2).- Es usado en los MOS como aislante, junto con una
capa de Si3N4 (silicón nitride). Este se caracteriza por sus bajas pérdidas y su
estructura cerrada lo produce completa pasivación del dispositivo
semiconductor. La alta resistencia dieléctrica de ambos compuestos da
efectividad dieléctrica en aplicaciones con FET.

Aislantes sólidos orgánicos
• Polietileno (PE).- Es uno de los dieléctricos sólidos más comunes, y es ampliamente
usado como aislante sólido en potencia y en cables de comunicaciones. PE lineal se
clasifica como polímero de densidad baja, media o alta. Mediante enlaces covalentes del
PE se produce un polímero termoestable con una temperatura de funcionamiento mayor,
una mejora a la resistencia a la tensión y una resistencia mejorada a las descargas
parciales.
• Polipropileno.- Es un material termoplástico con propiedades similares a las del PE de
alta densidad, por lo que debido a su alta densidad tiene también baja constante
dieléctrica. Tiene muchas aplicaciones en forma de molde o en bloque, así mismo como
en forma de película en aislantes para condensadores con tomas, transformadores y
cables.
• Politetrafluoroetileno (PTFE).- También llamado teflón. Se caracteriza por su baja
constante dieléctrica, bajas pérdidas, excelente estabilidad térmica y resistencia a la
degradación térmica. Ha sido usado de forma extensa en aislamiento, hilos cables,
transformadores, motores y generadores.
• Polyamides (kapton) y polyamides (Nylon).- Están constituidas por un vidrio de
termoplástico a alta temperatura y se puede exponer a temperaturas de 480°F (249°C).
Cuando se refuerza con vidrio su temperatura puede alcanzar los 700°F (371°C).
• Policarbonatos.- Son termoplásticos que tienen una relación muy cercana a los
poliésteres. Se emplean principalmente en el aislamiento de herramientas eléctricas y en
carcasa de aplicaciones eléctricas. Los policarbonatos pueden ser moldeados por
compresión o inyección.
• Resinas epoxy.- Se caracterizan por tener alta resistencia mecánica y baja capacidad de
contracción. Puede ser reforzado con fibra de vidrio y mezclado con copos de mica. Las
aplicaciones que tienen son, por ejemplo, los aislamientos de barras en el estator,
máquinas rotatorias (motores), transformadores de estado sólido.

Ruptura dieléctrica en aislantes sólidos
• En un dieléctrico sólido la ruptura depende de:
Estructura molecular y la morfología del material
Geometría del material, la temperatura y el
entorno ambiental
Área y espesor del material
Forma de onda de la tensión aplicada
Resistencia dieléctrica es mayor en continua o con
pulso que en alterna (efectos térmicos)

AISLANTES LÍQUIDOS
• SON COMPUESTOS DE ORIGEN NATURAL O SINTÉTICO, LOS CUALES
NO SOLO PUEDEN SER AISLANTES SINO TAMBIÉN DIELÉCTRICOS;
ESTO SIGNIFICA QUE TIENE LA CAPACIDAD DE POLARIZARSE EN
PRESENCIA DE UN CAMPO ELÉCTRICO. RECORDEMOS QUE TODOS LOS
DIELÉCTRICOS SON AISLANTES, PERO NO TODOS LOS AISLANTES SON
DIELÉCTRICOS.
• ESTOS AISLANTES LÍQUIDOS, EN SU MAYORÍA DE ORIGEN MINERAL
SON OBTENIDOS POR LA DESTILACIÓN DEL PETRÓLEO, TAMBIÉN
QUEDAN LOS ACEITES MINERALES Y LOS FLUIDOS DE
HIDROCARBUROS MENOS INFLAMABLES, ESTOS PRESENTAN A
DIFERENCIA DE LOS ACEITES AISLANTES, UNA VISCOSIDAD MAS
ELEVADA.

CARACTERÍSTICAS DE LOS AISLANTES
LÍQUIDOS
PROPIEDADES FISICAS
LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS DIELÉCTRICOS LÍQUIDOS SON:
• PESO ESPECÍFICO
• CONDUCTIBILIDAD TÉRMICA
• CALOR ESPECÍFICO
• CONSTANTE DIELÉCTRICA
• VISCOSIDAD
TODAS ESTAS DEPENDEN DE SU NATURALEZA, ES DECIR DE LA
COMPOSICIÓN QUÍMICA, PERO SU RIGIDEZ DIELÉCTRICA, ADEMÁS ESTÁ
LIGADA A FACTORES EXTERNOS COMO:
• IMPUREZAS EN SUSPENSIÓN,
• IMPUREZAS EN SOLUCIÓN,
• HUMEDAD, ETC.,
QUE GENERALMENTE, REDUCEN SU VALOR, DEGRADANDO LA
CARACTERÍSTICA IMPORTANTE.

UTILIZACIÓN DE LOS AISLANTES LÍQUIDOS
• SE EMPLEAN PARA LLENAR ESPACIOS CON DIELÉCTRICO
HOMOGÉNEO, PARA DISIPAR EL CALOR Y PARA APAGAR ARCOS,
COMO POR EJEMPLO EN:
• TRANSFORMADORES
• CABLES CAPACITORES
• AISLADORES
• PASANTES
• INTERRUPTORES
• OTROS APARATOS.
CON EL OBJETIVO DE REFRIGERAR Y AISLAR EN TRANSFORMADORES,
PRESERVANDO LA VIDA ÚTIL DE LOS EQUIPOS ELÉCTRICOS.

MATERIALES AISLANTES POLARES Y NO
POLARES
• UN MATERIAL AISLANTE POLAR ESTÁ CARACTERIZADO POR UN
DESEQUILIBRIO PERMANENTE DE LAS CARGAS ELÉCTRICAS
DENTRO DE CADA MOLÉCULA. ESTE SISTEMA DE CARGAS
DESEQUILIBRADA, SE DENOMINA DIPOLO Y TIENDE A GIRAR EN UN
CAMPO ELÉCTRICO.
• EN LOS LÍQUIDOS AISLANTES POLARES HAY ROTACIÓN LIBRE DE
LOS DIPOLOS A CIERTAS TEMPERATURAS Y FRECUENCIAS, LO CUAL
PROVOCA PÉRDIDAS DIELÉCTRICAS IMPORTANTES A ESTAS
TEMPERATURAS Y A ESTAS FRECUENCIAS.

EN UN MATERIAL AISLANTE NO POLAR
• NO EXISTE DESEQUILIBRIO DE CARGA, PUESTO QUE LA MOLÉCULA
NO PUEDE SER DISTORSIONADA POR LA APLICACIÓN DE UN
CAMPO ELÉCTRICO, NO EXISTE TENDENCIA AL GIRO.
• POR LO TANTO ESTOS MATERIALES ESTÁN EXENTOS DE
VARIACIÓN BRUSCA DE LAS PÉRDIDAS DIELÉCTRICAS POR
VARIACIÓN DE LAS TEMPERATURAS Y LAS FRECUENCIAS.
CUALQUIER VARIACIÓN DE LA CONSTANTE DIELÉCTRICA O DEL
FACTOR DE POTENCIA, SE PRODUCE GRADUALMENTE.

AISLANTES SOLIDOS – LIQUIDOS.
• LOS AISLANTES DE PAPEL IMPREGNADOS CONSTITUYEN UNO DE LOS
SISTEMAS DE AISLAMIENTO MÁS ANTIGUOS UTILIZADOS EN
APARATOS ELÉCTRICOS DE POTENCIA Y CABLES.
• AUNQUE EN ALGUNAS APLICACIONES EN LAS QUE SE PUEDEN
ALTERNAR EL USO DEL AISLAMIENTO SÓLIDO O GASES A PRESIÓN, EL
USO DE PAPEL IMPREGNANDO SIGUE CONSTITUYENDO UNO DE LOS
MÉTODOS MÁS SEGUROS DE AISLAMIENTO DISPONIBLES.
• UNA ADECUADA IMPREGNACIÓN DEL PAPEL POSIBILITA LA
ELIMINACIÓN DE LAS CAVIDADES DEL AISLANTE, POR LO TANTO
ELIMINA LA POSIBILIDAD DE LAS DESCARGAS PARCIALES QUE
INEVITABLEMENTE LLEVAN AL DETERIORO Y ROTURA DEL SISTEMA
DE AISLAMIENTO, COMO SE PUEDE OBSERVAR EN LA FIGURA1.

• EL LÍQUIDO IMPREGNANTE EMPLEADO ES ACEITE MINERAL O
FLUIDO SINTÉTICO. YA QUE LA CONSTANTE DIELÉCTRICA DE
ESTOS FLUIDOS ES MÁS O MENOS 2,2 Y LA DE LA CÉLULA SECA 6.5
A 10, LA CONSTANTE DIELÉCTRICA RESULTANTE ES DE 3,1 A 3,5
APROXIMADAMENTE.
• POR EJEMPLO EN CABLES DE EXTRA ALTA TENSIÓN, SE HAN
UTILIZADO CINTAS COMPUESTAS POR PAPEL DE CELULOSA Y
POLIPROPILENO. UN CIERTO CONTENIDO DE PAPEL ES NECESARIO
EN LA CINTA PARA MANTENER ALGO DE LA CAPACIDAD DE
IMPREGNACIÓN DE UN MEDIO DE PAPEL DE CELULOSA POROSO Y
DE MANTENER LA FÁCIL CAPACIDAD DE DESLIZAMIENTO DE LAS
CINTAS DE CELULOSA.
• EN TRANSFORMADORES, EL NYLON SINTÉTICO O PAPEL DE
POLIAMIDA HA SIDO USADO EN FORMA DE PELÍCULA Y EN FORMA
DE BLOQUE. PUEDE FUNCIONAR DE FORMA CONTINUA A
TEMPERATURAS DE HASTA 220°C.
AISLANTES SÓLIDOS – LIQUIDOS.

DISEÑO DEL AISLADOR TIPO GSBK.
FIGURA1.

LOS AISLANTES SOLIDOS-LÍQUIDOS: SON MATERIALES QUE
PERMANECEN COMO TALES EN LAS APLICACIONES ELÉCTRICAS
(MÁQUINAS, APARATOS, COMPONENTES EN GENERAL) Y QUE
CUANDO SE ENCUENTRAN EN SERVICIO NO EXPERIMENTAN NINGUNA
TRANSFORMACIÓN FÍSICA O QUÍMICA IMPORTANTE.
SE EMPLEAN PARA LLENAR ESPACIOS CON DIELÉCTRICO
HOMOGÉNEO, PARA DISIPAR EL CALOR Y PARA APAGAR ARCOS,
COMO POR EJEMPLO EN:
• TRANSFORMADORES.
• CABLES.
• CAPACITORES.
• AISLADORES PASANTES.
• INTERRUPTORES.
• OTROS APARATOS.
LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS DIELÉCTRICOS LÍQUIDOS COMO
POR EJEMPLO:

PESO ESPECÍFICO, CONDUCTIBILIDAD TÉRMICA, CALOR ESPECÍFICO,
CONSTANTE DIELÉCTRICA, VISCOSIDAD, DEPENDEN DE SU
NATURALEZA, ES DECIR DE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA, PERO SU
RIGIDEZDIELÉCTRICA, ADEMÁS ESTÁ LIGADA A FACTORES
EXTERNOS COMO POR EJEMPLO: IMPUREZA EN SUSPENSIÓN, EN
SOLUCIÓN, HUMEDAD, ETC., QUE, GENERALMENTE, REDUCEN SU
VALOR, DEGRADANDO LA CARACTERÍSTICA IMPORTANTE.
• LOS FLUIDOS O LÍQUIDOS DIELÉCTRICOS CUMPLEN LA DOBLE
FUNCIÓN DE AISLAR LOS BOBINADOS EN LOS TRANSFORMADORES Y
DISIPAR EL CALOR AL INTERIOR DE ESTOS EQUIPOS.
• EL LÍQUIDO DIELÉCTRICO MÁS EMPLEADO ES EL ACEITE MINERAL. EL
PROBLEMA ES QUE ES ALTAMENTE INFLAMABLE.
• ENTRE LOS NUEVOS LÍQUIDOS SINTÉTICOS DESTACAN LAS SILICONAS
Y LOS POLY-ALFA-OLEFINES. TIENEN UN ALTO COSTO, ESO
DIFICULTA SU MASIFICACIÓN.

•tipo •Impregnación de liquido •Tensión de media tensión
(kv cm-1)
•Temperatura ambiente •Temperatura de
funcionamiento
•Papel sintetico •Aceite mineral •180 •3.8x10-3 a 23C •5.7 x 10-3 a 85 C
•Papel sintetico •Liquido de silicona •180 •2.7x10-3 a 23C •3.1x10-3 a 85 C
•Papel polipropileno •bencenosulfato •180 •9.8x10-4 a 18C •9.9 x 10-4 a 100 C
•Papel sintetico •polibuteno •180 •2.0x10-3 a 25C •2.0 x10-3 a85 C
TIPOS DE AISLANTE LIQUIDOS-SOLIDOS
En un intento por reducir las pérdidas dieléctricas en los sistemas solido-líquidos, los papeles de
celulosa han sido sustituidos en algunas aplicaciones por papel sintético (ver siguiente tabla). Por
ejemplo en cables de extra alta tensión, se han utilizado cintas compuestas por papel de celulosa
y polipropileno. Un cierto contenido de papel es necesario en la cinta para mantener algo de la
capacidad de impregnación de un medio de papel de celulosa poroso y mantener la relativa fácil
capacidad de deslizamiento de las cintas de celulosa con hasta celulosa.

Ejemplos de aislantes solido-líquidos

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
http://www.monografias.com/trabajos78
https://www.google.com.ec/search
MAGEN DEL TEXTO SISTEMAS ELECTRICOS DE DISTRIBUCION DE JUAN ANTONIO YEBRA MORÓN
SISTEMAS ELECTRICOS DE DISTRIBUCION DE JUAN ANTONIO YEBRA MORÓN (PRIMERA EDICIÓN)

Aislantes líquidos
• Se denomina aislante eléctrico a toda sustancia de tan baja
conductividad eléctrica que el paso de la corriente a través de
ella puede ser despreciado.
• Los aislantes líquidos son materiales que permanecen como
tales en las aplicaciones eléctricas (máquinas, aparatos,
componentes en general) y que cuando se encuentran en servicio
no experimentan ninguna transformación física o química
importante.
• Se emplean para llenar espacios con dieléctrico homogéneo,
para disipar el calor y para apagar arcos, como por ejemplo en:
transformadores, cables, capacitores, aisladores pasantes,
interruptores y otros aparatos.

propiedades físicas
Peso específico, conductibilidad térmica, calor
específico, constante dieléctrica, viscosidad, dependen
de su naturaleza, es decir de la composición
química,pero su rigidez dieléctrica, además está ligada
a factores externos como por ejemplo:
• Impureza en suspensión.
• Impurezas en solución.
• Humedad, etc.

Caracteristicas
En los líquidos aislantes polares hay rotación libre de
los dipolos a ciertas temperaturas y frecuencias, lo cual
provoca pérdidas dieléctricas importantes a estas
temperaturas y a estas frecuencias.
Por su estructura química se puede decir si un material
es polar o no polar.
La mayoría de los hidrocarburos son no polares.
Por consiguiente, los hidrocarburos líquidos y sus
derivados
son los mejores aislantes líquidos.

Tipos
• Entre los nuevos líquidos sintéticos destacan las
siliconas y los poly−alfa−olefines. Tienen un alto
costo, eso dificulta su masificación.

Aislantes gaseosos
• Un gas es un medio dieléctrico altamente
compresible, usualmente de baja conductividad y
con una constante dieléctrica ligeramente mayor
que la unidad, excepto a altas presiones.
• En campos eléctricos de alta intensidad, el gas se
puede volver conductor como resultado de la
ionización de impacto de las moléculas del gas
con electrones acelerados por el campo

Un gas puede pasar de su estado dieléctrico a
estado de conducción por diversas
circunstancias, según el siguiente detalle:
• Proximidad de las llamas, arcos eléctricos,
carbón o metales incandescentes.
• La difusión en un espacio en que se produce o
se ha producido una descarga eléctrica.
• Al atravesar un espacio bajo la influencia de
rayos X, de rayos catódicos, de radiaciones
radiactivas o de luz ultravioleta de onda corta.

Caracteristicas
La conducción eléctrica en un gas ionizado no sigue la ley de Ohm pero
para valores bajos de fem. si se comporta respondiendo a esta ley.
• Entre 0-1: el gas actúa como cualquier conductor que sigue la ley de
Ohm.
• Entre 1-2: existe estado de saturación, donde hay un pequeño
incremento de corriente con un aumento de tensión.
• Entre 2-3: el campo eléctrico se hace lo suficientemente elevado para
provocar por si mismo la ionización y en esta zona el aumento de
corriente es mucho mayor que el aumento de tensión.
Cuando cesa la acción del agente ionizante, el gas sigue manteniendo
su conductividad eléctrica durante cierto tiempo y finalmente
desaparece completamente.
Esto indica que los iones libres presentes en el seno del gas se
recombinan entre si y al terminarse este proceso, el gas vuelve a su
estado normal.

Gas hexafluoruro de azufre (SF6)
Este gas es cada vez más empleado como aislante en:
•disyuntores de baja, media y alta potencia,
•en barras de distribución de AT,
•en subestaciones blindadas de distribución, etc.
Por sus excelentes propiedades aislantes está sustituyendo
progresivamente a los demás gases.
•Es el único gas que posee reunidas las propiedades
físicas, químicas y eléctricas, favorables para la extinción
de los arcos eléctricos formados durante las conexiones y
desconexiones de los disyuntores.
•Se utiliza como medio aislante y refrigerante.

Propiedades y caracteristicas Gas hexafluoruro de azufre (SF6)
•Incoloro
•Inodoro
•No tóxico
•No inflamable
•No contaminante
•Es un dieléctrico regenerativo
•Disipa rápidamente el calor generado por el arco eléctrico, reduciendo el
aumento de temperatura global en el equipo.
•Gran estabilidad química: no ataca (o sea no oxida) ningún material
estructural a temperaturas inferiores a 500 °C, y permanece estable a
temperaturas a las cuales los aceites minerales se oxidan y descomponen.
•Es el único gas que posee reunidas las propiedades físicas, químicas y
eléctricas favorables para la extinción del arco eléctrico que se originan
en la conexión y desconexión de los disyuntores.
•Es un compuesto químico estable y uno de los gases más pesados.

Propiedades del SF6 que representan ventajas frente al aire como dieléctrico:
• 1) Su densidad es cinco (5) veces mayor que la del aire (a 20 °C y
presión atmosférica).
• La tensión disruptivas 24 veces mayor que la tensión disruptiva del
aire.
• Tensión disruptiva del SF6 en función de la presión en comparación
con N2 y aceite mineral.

Aplicación
•Aislante en disyuntores de potencia
•Barra de distribución de alta tensión
•Subestaciones blindadas de distribución de
corriente

Contenido
Introducción
1.1 Definición de Aislante
1.2 Funciones de los aislantes
1.3 Circuito equivalente de un aislante
1.4 Propiedades eléctricas

Aislantes
Introducción
Los sistemas de aislamiento en líneas de
transmisión comprenden principalmente
dos elementos: el aire y los elementos
aisladores.

Aislantes
1.1 Definición
Existen varios factores, elementos a considerar y la correcta selección de
estos.
AISLADORES DE LÍNEA.
En las líneas de transmisión se distinguen básicamente tres tipos de
aisladores:
• Suspensión
• Barra larga
• Poste
PosteBarra LargaSuspensión

Aislantes
1.2 Definición de Aislamiento
Los aislantes son materiales compuestos por elementos dieléctricos
con escasa o nula capacidad de conducción de la electricidad.

Aislantes
• • Los aislantes utilizados para separar conductores o
equipos eléctricos respecto de tierra o de otros conductores o
equipos, pueden ser de varios tipos dependiendo de los
requerimientos de tensión, espacio, función y costos.
• Para modificar en gran proporción el campo eléctrico y
mantener el flujo de corriente en sus propios canales.

Aislantes
Deben aislar eléctricamente el conductor de la
torre, soportando la tensión en condiciones
normales y anormales, y sobretensiones hasta
las máximas previstas .
La tensión debe ser soportada tanto por el
material aislante propiamente dicho, como por
su superficie y el aire que rodea al aislador.

3. CIRCUITO ELQUIVALENTE DE
UN AISLADOR
En un dieléctrico perfecto R1=0 y
R2=infinito
Los valores de C, R1 Y R2, depende de:
• Temperatura
• Tensión aplicada
• Frecuencia
A
B
C

Perdidas que se dan en un aisador
• Corriente de fuga
• Perdida por resistencia – perdida de
potencia origina por la resistencia de las
puntas y conexiones
• Perdidas en el dieléctrico – origina por la
fricción molecular

Los aislantes reales presentan
• Corrientes de
desplazamiento
• Absorción de corriente
• Paso de corriente de
conducción
A C
k
k Constante dieléctrica que depende de
material aislante

CAPACITANCIA
Capacitancia: propiedad del capacitor de
oponerse a la variación de la tensión en el circuito
eléctrico.

Circuito Equivalente, de 4 aisladores.
Cpm= Capacitancia
entre elementos
metálicos de la torre.
K= Capacitancia entre
los herrajes y el
conductor.

Aislantes
3 Circuito equivalente
𝒊 = 𝑪𝒐𝒓𝒓𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 𝑪𝒂𝒑𝒂𝒔𝒊𝒕𝒊𝒗𝒂
𝑪 = 𝑪𝒂𝒑𝒂𝒄𝒊𝒕𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒒𝒖𝒆 𝒓𝒆𝒑𝒓𝒆𝒔𝒆𝒏𝒕𝒂 𝒄𝒂𝒅𝒂 𝒂𝒊𝒔𝒍𝒂
𝒘 = Frecuencia Natural , ( 2πf )
𝑪 𝒆
= 𝑪𝒂𝒑𝒂𝒄𝒊𝒕𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒅𝒂 𝑬𝒍𝒆𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒂 𝑻𝒊𝒆𝒓𝒓𝒂
𝑽 𝒏 = 𝑷𝒐𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝑳𝒊𝒏𝒆𝒂
𝑽 𝒏−𝟏 =
𝑷𝒐𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒆𝒏 𝒍𝒂 𝑼𝒏𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒆 𝒍𝒐𝒔 𝒅𝒐𝒔 𝑼𝒍𝒕𝒊𝒎𝒐𝒔 𝑬𝒍𝒆𝒎

Aislantes
4 Propiedades eléctricas
A. Los aisladores deben soportar los rangos de tensión, frecuencia e impulsos, a lo
que están sometidos, tanto en seco como bajo lluvia.
B. Una característica importante es la radió interferencia, ligada a la forma del
aislador, a su terminación superficial, y a los electrodos (herrajes), en las
cadenas de aisladores, especialmente cuando el número de elementos es
elevado, la repartición de la tensión debe ser controlada con electrodos
adecuados, o al menos cuidadosamente estudiada a fin de verificar que en el
extremo crítico las solicitaciones que se presentan sean correctamente
soportadas.

Aislantes
4 Propiedades eléctricas
C. La geometría del perfil de los aisladores tiene mucha importancia en su buen
comportamiento en condiciones normales, bajo lluvia, y en condiciones de
contaminación salina que se presentan en las aplicaciones reales cerca del mar o
desiertos, o contaminación de polvos cerca de zonas industriales.
D. La contaminación puede ser lavada por la lluvia, pero en ciertos lugares no llueve
suficiente para que se produzca este efecto beneficioso, o la contaminación es muy
elevada, no hay duda de que la terminación superficial del aislante es muy importante
para que la adherencia del contaminante sea menor, y reducir el efecto (aumentar la
duración).
E. La resistencia a la contaminación exige aumentar la línea 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 según la clasificación de la posible contaminación ambiente.

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