Los casquillos de los transformadores son componentes de aislamiento críticos en los sistemas de energía, y se utilizan principalmente para conducir de manera segura los cables de alto- y bajo-voltaje desde el interior del transformador hasta el exterior del tanque, al mismo tiempo que proporcionan aislamiento y fijación mecánica a tierra. Soportan la corriente de carga durante períodos prolongados y deben soportar sobretensiones instantáneas de alta-corriente en condiciones anormales, como cortocircuitos, por lo que requieren una alta confiabilidad.
Las características básicas de los bushings para transformadores incluyen:
Alta resistencia del aislamiento eléctrico: los casquillos deben poder resistir el voltaje nominal del sistema y los picos de sobrevoltaje para evitar descargas eléctricas o averías. Se utilizan diferentes estructuras de aislamiento para diferentes niveles de voltaje:
40 kV y menos utilizan principalmente casquillos de porcelana pura, con porcelana eléctrica como material aislante principal; 60 kV y superiores suelen utilizar casquillos llenos de aceite-o casquillos capacitivos, que utilizan aceite aislante o el principio de división de voltaje de los condensadores para mejorar el rendimiento del aislamiento; Los sistemas de alto voltaje- de 110 kV y superiores utilizan ampliamente casquillos capacitivos, cuyo núcleo es un núcleo de condensador hecho de múltiples capas de papel de aluminio y papel aislante intercalados, logrando una distribución más uniforme del campo eléctrico a través de la ecualización de voltaje y mejorando significativamente el voltaje soportado.
Resistencia mecánica suficiente: los casquillos deben asegurar los cables y resistir tensiones mecánicas como la tensión del conductor externo, la carga del viento y los terremotos, especialmente en aplicaciones de alta-corriente (por ejemplo, por encima de 800 A). También son necesarias medidas de blindaje magnético para reducir el calentamiento por corrientes parásitas.
Buena estabilidad térmica: durante el funcionamiento-a largo plazo y las fallas de cortocircuito-, los bushings deben poder soportar el calor generado por la corriente de carga continua y el impacto de alta-temperatura de un cortocircuito sin envejecimiento térmico ni daños estructurales.
Excelente rendimiento de sellado: los bujes conectan el interior y el exterior del transformador; el tanque de aceite debe estar sellado para evitar fugas de aceite aislante y la entrada de aire y humedad, evitando así una disminución del rendimiento del aislamiento. Los casquillos modernos en su mayoría adoptan un diseño completamente sellado y están equipados con un conservador de aceite para regular los cambios de volumen de aceite.
Estructura compacta y fácil mantenimiento: Los bushings ideales deben ser de tamaño pequeño, livianos y altamente versátiles, y estar equipados con un dispositivo final de puesta a tierra (para pruebas y monitoreo operativo). El dispositivo de puesta a tierra final debe estar conectado a tierra de manera confiable para evitar potencial flotante que podría provocar una falla del aislamiento.
Diversidad estructural y de materiales: según el escenario de aplicación, los casquillos pueden estar hechos de diversos materiales, como cerámica, resina epoxi-fibra de vidrio impregnada, teflón y caucho de silicona.
