ANEXO N° 6 CALCULO DE LAS DISTANCIAS DE AISLAMIENTO ...

MINISTERIO DE ENERGÍA Y MINAS 

DIRECCIÓN GENERAL DE ELECTRICIDAD 

ANEXO N° 6 

CALCULO DE LAS DISTANCIAS DE AISLAMIENTO EN AIRE 

A. Por Sobretensiones de Maniobra 

Datos : 

Factor de Sobretensión de Maniobra : 2,5 

Máxima tensión permitida en condiciones normales : +5% 

Número de desviaciones estándar alrededor de la media : 3 

(Probabilidad de descarga del 95%) 

Desviación estándar : 6% 

Tensión de sostenimiento : 220 x 1,05 x √2 x 2,5 

: 471,5 kVp 

Tensión crítica disrruptiva en condiciones estándar 

CFO : 471,5 = 575,0 kVp 

(1-3x0,06) 

Corrección por Humedad : 0,90 

Corrección por lluvia : 0,95 

CFOC = 575,0 = 606,9 kVp 

0,95x0,9 

- Distancia mínima a masa : De curva tensión disrruptiva vs airgap de EPRI 

D = 1,53 m. 

- Corrección de la distancia D por altitud : 

La densidad relativa del aire es de 0,90 

- La distancia mínima en aire, por sobretensiones de maniobra entonces es 1,70 

B. Por Sobretensiones de Impulso 1,2/50 (atmosférico) 

- Datos 

Nivel básico de aislamiento : 1050 kVp 

Anexo N° 6 Página 1 de 6 

√3



Número de desviaciones estándar alrededor de la media : 1,3 

Desviación estándar : 3% 

Densidad relativa del aire : d (de acuerdo a zonas de aislamiento) 

- Cálculo de la tensión crítica disrruptiva corregida a las condiciones de trabajo : 

CFOC = 1050 

(1-1,3x0,03) x d 

= 1 214 kVp 

- De acuerdo a curvas típicas de los fabricantes de aisladores la distancia de 

seguridad al impulso de rayo, correspondiente a conductor – placa es de 2,10. 

C. Por Sobretensiones de Frecuencia Industrial 

- Datos 

Factor de sobretensión a frecuencia industrial : 1,1 

Máxima tensión de servicio en condiciones normales : +5 % 

Número de desviaciones estándar alrededor de la media : 3,5 

Desviación estándar : 2 % 

Tensión crítica disrruptiva en condiciones normales 

CFO = 1,10 x 220 x √2 x 1,05 x 1 . 

= 223,1 kVp 

√3 (1-3,5x0,02) 

Factores de corrección : 

Densidad relativa del aire : d 

Humedad : 0,90 

Lluvia : 0,95 

Tensión crítica disrruptiva corregida a condiciones de trabajo 

CFOC = 223,1 = 289,9 kVp 

d x 0,9 x 0,95 

De acuerdo a la curva establecida por el EPRI para sobretensión vs air gap se tiene las 

distancias de 0,35. 

Estas distancias de seguridad, será considerada para dimensionar la cabeza de la torre 

con viento máximo. 

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Las distancias mínimas en aire con las que se diseña la cabeza de la torre son las de 

Sobretensión de Impulso de Rayo (Mayor a la sobretensión de Maniobra) y las de 

sobretensión a frecuencia industrial las cuales son : 

Distancia estándar (Impulso de rayo) : 2,10 

Distancia mínima (Frecuencia Industrial) : 0,35 

En el diseño de la configuración geométrica de la torre de suspensión se adopta las 

distancias de acuerdo a la zona de aislamiento con el siguiente concepto: 

Distancia estándar: Para un ángulo de oscilación de la cadena de hasta 20°. 

Para sobretensiones a impulso de rayo. 

Mínima distancia: Para un ángulo de oscilación de 60° y viento máximo. Para 

sobretensiones a frecuencia industrial. 

Y para el diseño de la configuración geométrica de la torre angular y terminal se adopta: 

Distancia estándar: Para un ángulo de oscilación de la cadena de hasta 15°. 

Para sobretensiones a impulso de rayo. 

Mínima distancia: Para un ángulo de oscilación de 50° y viento máximo. Para 

sobretensiones a frecuencia industrial. 




CALCULO DEL AISLADOR 

1. SELECCIÓN POR CONSIDERACIONES ELECTRICAS 

Nivel de aislamiento al Impulso (BIL) : 1 050 kVp 

Nivel de aislamiento para sobretensiones de frecuencia industrial : 460 kV 

Desviación estándar para sobretensiones de impulso : 3% 

Desviación estándar para sobretensiones a frecuencia industrial : 2% 

Factor de corrección por precipitación de lluvia = 0,95. 

El tratamiento del cálculo de la tensión crítica disruptiva es similar al utilizado para evaluar 

las distancias de aislamiento en aire. El número de aisladores se ha establecido en 

concordancia con las curvas dadas por los fabricantes de aisladores de acuerdo a la 

Norma IEC. 

A continuación se indican el resultado de este análisis: 

a) Por sobretensión de Impulso 

Tensión crítica disruptiva (kVp) Número de Aisladores 

CFOc = 1 214,0 kVp 13 

b) Por sobretensión a frecuencia industrial bajo lluvia 

Tensión crítica disruptiva (kVp) Número de Aisladores 

CFOc = 289,9 kVp 7 

c) La atmósfera de la zona donde se encuentran las líneas de 220 kV se considera 

que tiene una alta contaminación, por su cercanía a la costa y con muy escasa 

precipitación. Por tanto se puede establecer una línea de fuga específica de 31 

mm/kV de acuerdo a Norma IEC-815, que representa un requerimiento de línea de 

fuga que alcanza a 7595 mm. No es prudente adptar un grado de contaminación 

menor porque el alejamiento del litoral si bien es de 25 a 30 km esta es una zona 

desértica con escasa precipitación. Se adjunta Norma IEC 

Considerando un aislador antifog de 146 x 280 mm con una línea de fuga de 445 

mm, el número de aisladores requeridos es 17. 

d) Conclusión: De acuerdo a los items a), b) y c) se concluye que: 

El número de aisladores antifog 146 x 280 mm que conforma la cadena de 

suspensión y anclaje son: 

17 aisladores en cadenas de suspensión y cuello muerto 




18 aisladores en cadenas de anclaje 

RECOMENDACIONES PARA DISTANCIA DE FUGA EN AISLADORES PARA 

AMBIENTES CONTAMINADOS (NORMA IEC 815) 

Nivel de 

Contaminación 

Notas : 

Ligero 

Nivel I 

Medio 

Nivel II 

Alto 

Nivel III 

Muy Alto 

Nivel IV 

Descripción del Ambiente 

- Áreas sin industrias y con baja densidad de 

casas equipadas con calefacción. 

- Áreas con baja densidad de industrias o casas 

pero sujetas a frecuentes vientos o lluvia. 

- Áreas agrícolas 

- Áreas montañosas 

Todas las áreas situadas de 10 km a 20 km del 

mar y no expuestas a vientos directos 

provenientes del mar. 

- Áreas con industrias que no producen humo 

contaminante y/o con densidad moderada de 

casas equipadas con calefacción. 

- Áreas con alta densidad de casas pero sujetas a 

frecuentes vientos y/o lluvia. 

- Áreas expuestas a vientos del mar pero no 

cercanas a la costa (al menos varios kilómetros 

de distancia). 

- Áreas con alta densidad de industrias y suburbios 

de grandes ciudades con alta densidad de 

casas con calefacción que generen 

contaminación. 

- Áreas cercanas al mar o expuestas a vientos 

relativamente fuertes procedentes del mar. 

- Áreas generalmente de extensión moderada, 

sujetas a contaminantes conductivos, y humo 

industrial, que produzca depósitos espesos de 

contaminantes. 

- Áreas de extensión moderada, muy cercanas a 

la costa y expuestas a rocío del mar, o a vientos 

muy fuertes con contaminación procedentes del 

mar. 

- Áreas desérticas, caracterizadas por falta de 

lluvia durante largos períodos, expuesta a fuertes 

vientos que transporten arena y sal, y sujetas a 

condensación con regularidad. 

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Distancia de fuga 

Nominal mínima 

(mm/kVφ-φ) 

1. En áreas con contaminación muy ligera, se puede especificar una distancia de fuga de 12 mm/kV, 

como mínimo y dependiendo de la experiencia de servicio. 

2. En el caso de polución excepcional severa, una distancia nominal especifica de fuga de 31 mm/kV 

no es adecuado. Dependiendo de la experiencia de servicio y/o de los resultados de prueba de 

laboratorio, puede usarse un valor más alto de distancia de fuga, pero en algunos casos la viabilidad 

de lavar o engrasar puede ser considerado. 

16 

20 

25 

31



2. SELECCIÓN POR ESFUERZOS MECANICOS 

2.1 Cadenas de Suspensión 

Para cada cadena de suspensión deberá cumplirse la siguiente relación: 

CR ≥ fs × Ctt² 

+ Cvt² 

, Donde : 

CR = Carga de rotura de la cadena de aisladores 

fs = Factor de seguridad ≥ 3 

Ctt = Carga transversal total 

Cvt = Carga vertical total 

Considerando el análisis para el conductor ACAR 608 mm², considerando la carga de 

rotura del aislador CR = 120 kN, se satisface el factor de seguridad >3. 

2.2 Cadenas de Anclaje 

En las cadenas de anclaje debe cumplirse la relación: 

CR ≥ fs × Cl 

Donde : 

CR = Carga de rotura de la cadena de aisladores 

fs = Factor de seguridad ≥ 3 

Cl = Carga longitudinal máxima 

De igual forma analizando para el conductor ACAR 608 mm², considerando la carga de 

rotura del aislador CR = 120 kN, se satisface el factor de seguridad >3.

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