Características de los aisladores en la Catenaria C-350

Los aisladores empleados en la catenaria C-350 consisten en cadenas de aisladores de vidrio salvo en los casos en que puedan existir cargas a compresión sobre la cadena, o a una tracción muy pequeña, que producirían deformaciones en la misma. Entre estos casos se encuentran los aisladores del tubo de cuerpo de ménsula (o tubo puntal), tubo tirante de ménsula (o tubo superior) en colas de anclaje o aisladores de apoyo para feeder. Estas son las situaciones en las que se emplean aisladores de porcelana.

Los aisladores de vidrio deben ser de vidrio templado y su forma del tipo denominado anti vandálico. Las cadenas deben estar formadas por tres aisladores al menos. Los herrajes deben ser de acero forjado y galvanizados y del tipo tetón-rótula.

Los aisladores de porcelana deben llevar herrajes adecuados a su función, según indican los planos, y estos herrajes serán de acero fundido y capaces de resistir los esfuerzos a transmitir al aislador. Los ensayos del aislador deberán hacerse con los herrajes montados.

En cada uno de los casos los aisladores deberán haber sido probados en todos los aspectos de acuerdo con cada norma aplicable

Las características eléctricas y mecánicas de los aisladores serán las siguientes:

Eléctricas

Los aisladores del sistema de catenaria deberán estar diseñados para una tensión de servicio nominal de 25 kV. Esto implica que, según EN 50.163, la tensión permanente máxima será de 27,5 kV (susceptible de estar presente indefinidamente) y la tensión no permanente máxima será de 29 kV (susceptible de estar presente durante tiempo limitado). La duración de las tensiones entre la tensión permanente máxima y la no permanente máxima no debe sobrepasar los 5 minutos.

Según el anexo D de la EN 50.125, para instalaciones fijas de equipos destinados a estar conectados a la catenaria o feeder, como pueden ser seccionadores, transformadores, etc., la tensión más elevada para el equipo, que correspondería con la tensión entre fases para los sistemas de corriente alterna trifásicos, será de 52 kV (tensión asignada de aislamiento).

Línea de fuga:

Nivel de contaminación:

• Definido como PD4 según EN 50.124-1
• PD4A s/EN 50.124-1 en túnel y zonas contaminadas

Líneas de fuga mínima: 30 mm/kV en general

Líneas de fuga mínima: 40 mm/kV en túnel y zonas contaminadas

Por lo tanto y para 29 kV:

Líneas de fuga mínima: 30 mm/kV para valores de la tensión asignada de aislamiento por encima de 1000 V (Tabla A.7 EN 50.124-1)

Líneas de fuga mínima: 1160 mm en túnel y zonas contaminadas.

Los aisladores a que se refiere este proyecto tienen una línea de fuga mínimo de 1.200 mm, debido a las posibles acumulaciones de suciedad y a la poca posibilidad de autolavado y a fin de unificar la instalación.

Tensión asignada por impulso:

Según UNE EN 50.124-1 para 27,5 kV, circuitos tipo OV4: 200 kV

Según ITC-LAT 07 y para serie 36 kV: 170 kV

Se considera la más elevada: 200 kV

Nivel de tensión de ensayo a frecuencia industrial de corta duración:

Según UNE EN 50.124-1 para 200 kV de impulso: 95 kV

Según ITC-LAT 07 y para serie 36 kV: 70 kV

Se considera la más elevada: 95 kV

Mecánicas

Todos los aisladores estarán dimensionados para soportar todos los esfuerzos mecánicos de las catenarias.

Los aisladores de las colas de anclaje deberán soportar esfuerzos de tracción y de torsión de acuerdo con los tenses mecánicos aplicados a los conductores y cables.

Los aisladores del tubo cuerpo de ménsula deberán soportar esfuerzos de compresión, flexión y torsión.

Los aisladores del tirante de ménsula deberán soportar esfuerzos de tracción y en ciertas circunstancias de compresión.

El factor de seguridad deberá estar de acuerdo con la EN 50119 “Aplicaciones ferroviarias. Instalaciones fijas. Tracción eléctrica mediante línea aérea de contacto.

La resistencia mínima a la tensión mecánica del aislador no deberá ser menor del 95 % de la especificada para el tensado del sistema de conductores en el que se utiliza. La máxima tensión de trabajo sobre el aislador no excederá del 40 % de la resistencia mínima a la tensión mecánica del mismo.

La tensión máxima de trabajo a flexión no excederá del 40 % de la resistencia mínima a la flexión del aislador. La máxima tensión de trabajo a flexión puede limitarse adicionalmente por algún criterio definido en el diseño del sistema.

Autores:  Manuel Jesús Cabrera y Carlos Alberto Pérez, alumnos del Máster en Infraestructuras Ferroviarias