Aislador de suspension para 25 kv 23SHL45C Sintetico, Incluye: subida a poste hasta 12 m. de altura colocación, fijación y ajustes en cruceta

Opciones y Alternativas: Tipos de Aisladores para Líneas Aéreas

La elección del tipo de aislador para una línea de distribución aérea no es trivial; responde a un análisis técnico y económico que considera el nivel de tensión, las condiciones ambientales y los costos de instalación y mantenimiento. A continuación, se describen las principales alternativas utilizadas en México.

Aisladores de Suspensión (Porcelana vs. Vidrio Templado)

Los aisladores de suspensión, como el 23SHL45C, son el estándar para líneas de media y alta tensión. Están diseñados como discos o campanas que se unen en "cadenas" para alcanzar el nivel de aislamiento requerido. Tanto la porcelana como el vidrio templado son materiales cerámicos con una larga y probada historia en la industria eléctrica. La porcelana es reconocida por su excepcional durabilidad y resistencia mecánica. El vidrio templado, por su parte, ofrece una ventaja única: en caso de falla por un arco eléctrico o un impacto, el disco se hace añicos por completo, lo que permite a los equipos de mantenimiento identificar visualmente y con facilidad la unidad dañada desde el suelo.

Aisladores de Poliméricos

Los aisladores poliméricos (también llamados sintéticos o compuestos) representan la alternativa moderna a los materiales cerámicos. Consisten en un núcleo de fibra de vidrio que proporciona la resistencia mecánica, recubierto por una envolvente de hule silicón o EPDM con faldones o aletas. Su principal ventaja es su bajo peso, que puede ser hasta un 90% menor que su equivalente de porcelana. Esto facilita enormemente su transporte y montaje, reduciendo los tiempos y costos de instalación. Además, la superficie de hule silicón es hidrofóbica (repele el agua), lo que les confiere un rendimiento superior en zonas de alta contaminación (salina o industrial), ya que dificulta la formación de caminos conductores sobre su superficie.

Aisladores de Poste (Tipo Alfiler o "Pin")

A diferencia de los aisladores de suspensión que cuelgan de la cruceta, los aisladores de poste se montan de forma rígida sobre ella, ya sea mediante un perno (alfiler) o una base atornillada. El conductor eléctrico descansa en una ranura en la parte superior del aislador. Son comunes en líneas de distribución de tensiones más bajas (hasta 34.5 kV) y en estructuras de paso donde las cargas mecánicas no son tan elevadas como en los remates de línea. Su diseño es más simple, pero no ofrecen la flexibilidad de las cadenas de suspensión para soportar las tensiones mecánicas de los conductores en ángulos pronunciados.

Comparativa de Materiales: Ventajas y Desventajas

La decisión entre un aislador de porcelana como el 23SHL45C y una alternativa polimérica es un claro ejemplo de un análisis estratégico de costos y beneficios. Un contratista que busca minimizar el costo inicial de un proyecto (CAPEX) puede preferir los aisladores poliméricos, ya que su ligereza reduce las horas-hombre de instalación y la necesidad de maquinaria pesada. Por otro lado, CFE, como propietario y operador de la red a largo plazo, a menudo prioriza la durabilidad y la vida útil probada, favoreciendo la porcelana para minimizar los costos operativos y de reemplazo a futuro (OPEX), ya que estos componentes pueden durar más de 50 años en servicio.

Proceso Constructivo: Proceso de Instalación de una Cadena de Aisladores

La instalación de una cadena de aisladores es una maniobra especializada que requiere precisión, conocimiento de las normativas y un enfoque riguroso en la seguridad. El proceso no es simplemente colgar una pieza; es una secuencia de pasos que garantiza la integridad mecánica y eléctrica de la línea. Este flujo de trabajo representa una cadena de custodia de calidad y seguridad, donde el éxito de cada paso depende del anterior.

Paso 1: Verificación del Material y Certificados de Calidad (LAPEM)

El proceso comienza mucho antes de llegar al sitio de trabajo. El contratista debe asegurarse de que el lote de aisladores adquirido cuenta con el certificado de pruebas emitido por el LAPEM (Laboratorio de Pruebas de Equipos y Materiales). Este documento es la garantía de que cada pieza cumple con las estrictas especificaciones de CFE. Una vez en campo, la primera tarea de la cuadrilla de linieros es realizar una inspección visual minuciosa de cada aislador. Se busca cualquier signo de daño ocurrido durante el transporte, como fisuras, despostillados o golpes en los herrajes. Un aislador con el más mínimo daño es un punto de falla potencial y debe ser descartado de inmediato.

Paso 2: Armado de la Cadena de Aisladores en Tierra

Para sistemas de 23 kV, generalmente se utiliza una sola unidad de aislador de suspensión por fase. Sin embargo, el armado en tierra sigue siendo un paso crucial. En este punto, los linieros acoplan los herrajes necesarios a la calavera y la bola del aislador. Esto incluye la grapa de suspensión que sujetará el conductor y el grillete o eslabón que conectará el conjunto a la cruceta del poste. Para tensiones mayores, en este paso se unirían múltiples aisladores en serie. Realizar este ensamblaje en el suelo es más seguro, rápido y permite una verificación de calidad más sencilla que hacerlo en las alturas.

Paso 3: Izado y Montaje de la Cadena en la Cruceta del Poste

Con la cadena de aisladores y sus herrajes completamente ensamblada, se procede a su izado. Esta maniobra se realiza utilizando un sistema de poleas y sogas, a menudo asistido por un malacate (winche) montado en el camión de la cuadrilla. La seguridad es primordial: la zona debajo de la carga suspendida debe estar completamente despejada. Un liniero, ya posicionado en la cima del poste y asegurado con su arnés, guía la cadena durante el ascenso. Una vez que alcanza la altura de la cruceta, la asegura firmemente a la estructura metálica, verificando que todos los pasadores y seguros queden correctamente colocados.

Paso 4: Tendido y Sujeción del Conductor Eléctrico

Una vez que las cadenas de aisladores están instaladas en varios postes consecutivos, se procede al tendido del conductor, comúnmente del tipo ACSR (Aluminio con Refuerzo de Acero). Inicialmente, el cable se pasa a través de poleas provisionales colgadas de las cadenas de aisladores. Luego, utilizando equipo especializado, se tensa el conductor hasta alcanzar la "flecha" (la comba o pandeo del cable entre postes) especificada en el proyecto de ingeniería. Finalmente, los linieros vuelven a subir a cada estructura para la maniobra final: levantar el conductor de la polea y asegurarlo permanentemente dentro de la grapa de suspensión, aplicando el torque de apriete correcto a los tornillos.

Listado de Materiales: Ficha Técnica del Aislador 23SHL45C

La siguiente tabla resume las características técnicas clave del aislador de suspensión de porcelana 23SHL45C, basadas en los estándares y especificaciones de CFE. Estos valores son los que garantizan su correcto desempeño en la red de distribución de 23 kV.

Nota: Aunque la consulta inicial menciona la especificación CFE VH000-11, la investigación muestra que dicho documento aplica a equipos como restauradores.

Cantidades y Rendimientos de Mano de Obra (Linieros)

La planificación de cualquier proyecto de construcción de líneas eléctricas se basa en estimaciones realistas del rendimiento de las cuadrillas especializadas. El montaje de aisladores es una tarea repetitiva cuyo rendimiento puede medirse para fines de programación y presupuestación. CFE evalúa los rendimientos propuestos por sus contratistas para asegurar que sean acordes a los estándares de la industria.

Análisis de Precio Unitario (APU) - Ejemplo Detallado

El Análisis de Precio Unitario (APU) es la herramienta fundamental para presupuestar obras eléctricas. Desglosa el costo total de una actividad en sus componentes básicos: materiales, mano de obra, equipo, indirectos y utilidad. A continuación se presenta un APU detallado como ejemplo para el suministro e instalación de una pieza de aislador 23SHL45C, con costos proyectados para 2025.

Es crucial entender que el costo de la mano de obra no se calcula por individuo, sino por la "cuadrilla" completa, que es la unidad de trabajo funcional. Una cuadrilla típica de linieros está compuesta por un sobrestante (líder), linieros y ayudantes, y su costo diario es la suma de los salarios de todos sus integrantes.

Advertencia: Los siguientes costos son una estimación para 2025 y deben ser considerados únicamente como una referencia. Los precios reales varían significativamente por región en México, proveedor, volumen de compra, y están sujetos a inflación y fluctuaciones del tipo de cambio.

Normativa, Permisos y Seguridad: Construye con Confianza

La construcción de infraestructura eléctrica en México es una de las actividades más reguladas, y por una buena razón: la seguridad pública y la confiabilidad del sistema eléctrico nacional dependen de ello. Cumplir con el marco normativo de CFE no es una opción, es un requisito indispensable.

Normas y Especificaciones de CFE (LAPEM)

Cada componente que se instala en la red de CFE, desde un tornillo hasta un transformador, está regido por una Norma de Referencia (NRF) o una Especificación técnica. Para los aisladores de suspensión de porcelana, la norma aplicable es la NRF-018-CFE o la especificación CFE 52210-02. Estos documentos detallan las dimensiones, materiales, pruebas mecánicas y eléctricas que el producto debe superar. La prueba definitiva de cumplimiento es la certificación del LAPEM. Un aislador sin el sello de aprobación de LAPEM simplemente no puede ser instalado en la red de CFE, ya que no existe garantía de su calidad o seguridad.

Permisos y Libranzas

La instalación de aisladores y otros componentes de la red es realizada exclusivamente por CFE o por empresas contratistas certificadas. Antes de iniciar cualquier trabajo en una línea existente, se debe gestionar una "Libranza". Este es un término de la industria para el permiso formal y el procedimiento de seguridad que garantiza que la línea ha sido desenergizada, bloqueada y puesta a tierra de forma segura, eliminando el riesgo de electrocución para los linieros. Trabajar sin una libranza autorizada es una violación grave de los protocolos de seguridad.

Seguridad en el Sitio de Trabajo (Equipo de Protección Personal - EPP)

El trabajo de un liniero es de alto riesgo y requiere un equipo de protección personal altamente especializado. Este EPP no es opcional; es la última barrera entre el trabajador y una descarga eléctrica fatal. El equipo crítico incluye:

• Casco Dieléctrico: Protege la cabeza de impactos y del contacto accidental con conductores energizados.

• Guantes y Botas Dieléctricos: Fabricados con materiales aislantes especiales, protegen las manos y los pies, que son los puntos más comunes de entrada y salida de la corriente en una electrocución.

• Gafas de Seguridad: Protegen los ojos de arcos eléctricos (flamazos) y de partículas.

• Ropa Ignífuga: Ropa tratada para no prender fuego en caso de un arco eléctrico, protegiendo la piel de quemaduras graves.

• Arnés de Liniero: Sistema de protección contra caídas, esencial para trabajar en la cima de los postes.

• Pértigas de Maniobra: Varillas aislantes de fibra de vidrio que permiten a los linieros manipular seccionadores, fusibles y otros equipos a una distancia segura.

Costos Promedio por Pieza en México (Estimación 2025)

El costo de adquisición de los aisladores es uno de los componentes principales en el presupuesto de una línea de distribución. Los precios pueden variar según el fabricante, el volumen de la compra y la certificación. A continuación, se presenta una tabla comparativa con los costos estimados por pieza para 2025.

Nota Importante: Estos valores son proyecciones estimadas para 2025 en Pesos Mexicanos (MXN) y no incluyen IVA. Son costos de material únicamente y no consideran instalación. Los precios reales pueden variar.

Usos Comunes en la Construcción de Líneas Eléctricas

El aislador de suspensión es un componente versátil cuyo método de instalación y configuración dependen de la función que deba cumplir la estructura del poste dentro de la línea eléctrica.

Cadenas de Suspensión en Estructuras de Paso (Tangente)

Este es el uso más frecuente. En los tramos rectos de una línea eléctrica, las estructuras (postes) se denominan "de paso" o "tangentes". En ellas, la cadena de aisladores cuelga verticalmente de la cruceta y su única función es soportar el peso del conductor. La tensión mecánica del cable es balanceada entre los tramos anterior y posterior, por lo que el aislador no soporta una fuerza de tracción significativa.

Cadenas de Remate o Anclaje en Finales de Línea y Cambios de Dirección

Cuando una línea termina, o cuando cambia de dirección en un ángulo pronunciado, la estructura debe soportar toda la tensión mecánica del conductor. En estos puntos, se utilizan "estructuras de remate" o "de anclaje". Aquí, el aislador de suspensión se instala de forma horizontal, anclando el conductor directamente a la cruceta. A menudo, se utilizan dos o más cadenas en paralelo por fase para mayor seguridad y resistencia mecánica. La estructura tipo RD3N/RD3 de CFE es un ejemplo clásico de una estructura de remate donde se emplean seis unidades del aislador 23SHL45C para anclar las tres fases en una configuración de doble cruceta.

Aislamiento en Estructuras de Media Tensión (13.2, 23 y 34.5 kV)

La selección del aislador está directamente ligada a la tensión del sistema. El modelo 23SHL45C está diseñado y probado específicamente para sistemas de 23 kV. Utilizarlo en una línea de 34.5 kV sería un error grave, ya que su distancia de fuga y su capacidad de aislamiento serían insuficientes, llevando a un flameo casi seguro. De manera análoga, para líneas de 13.2 kV, se utiliza un aislador con características similares pero clasificado para esa tensión, como el 13SHL45C.

Componente en la Instalación de Equipos (Restauradores, Seccionadores)

Además de soportar conductores, los aisladores de suspensión son cruciales para instalar equipos pesados en la línea, como restauradores (interruptores automáticos) y seccionadores (cuchillas de desconexión). Estos equipos se montan en el poste y se conectan a la línea mediante tramos cortos de cable. Los aisladores de suspensión se utilizan en configuración de remate para anclar estos cables, aislando eléctricamente el equipo de su soporte y soportando su peso y las fuerzas mecánicas durante su operación.

Errores Frecuentes y Cómo Evitarlos

La longevidad y seguridad de una línea eléctrica dependen de la calidad de sus componentes y de una instalación impecable. Incluso un componente robusto como un aislador de porcelana puede fallar prematuramente si se cometen errores durante su manejo e instalación.

• Uso de material sin certificación CFE: Es el error más grave. Instalar aisladores sin el certificado de pruebas del LAPEM no solo es una violación contractual, sino que pone en riesgo toda la línea, ya que no hay garantía de que el material soporte las tensiones eléctricas o mecánicas. Solución: Exigir siempre al proveedor el certificado LAPEM correspondiente al lote adquirido.

• Daños mecánicos (despostillados): La porcelana es extremadamente dura pero frágil. Un golpe durante la descarga del camión o el izado puede causar una pequeña fisura o desportilladura. Este daño, aunque parezca menor, concentra el estrés eléctrico y mecánico, convirtiéndose en un punto de falla seguro. Solución: Implementar un protocolo de inspección visual estricto en cada etapa: recepción, armado en tierra y antes del montaje final.

• Limpieza insuficiente en zonas de alta contaminación: En ambientes salinos o industriales, el polvo y la contaminación se adhieren a la superficie del aislador. Si esta capa se humedece, puede volverse conductora y reducir drásticamente la capacidad de aislamiento, provocando un "flameo". Solución: En zonas de alta contaminación, los aisladores deben limpiarse con un paño seco justo antes de energizar la línea.

• Apriete incorrecto de herrajes: Aplicar un torque excesivo a los pernos de la grapa de suspensión puede inducir estrés mecánico y fracturar la porcelana. Un torque insuficiente puede permitir que el conductor se deslice, especialmente en pendientes o remates. Solución: Utilizar siempre torquímetros calibrados y seguir las especificaciones de apriete del fabricante de los herrajes.

Checklist de Control de Calidad

Un supervisor de obra de CFE o de una empresa contratista debe verificar una serie de puntos clave para asegurar la calidad de la instalación de los aisladores. Este checklist resume los aspectos más importantes.

• Documentación:

  • [ ] Verificar la existencia y validez del certificado de pruebas LAPEM para el lote de aisladores en uso.

  • [ ] Asegurarse de que el modelo del aislador (23SHL45C) corresponde al especificado en los planos del proyecto.

• Inspección Pre-Montaje:

  • [ ] Realizar una inspección visual del 100% de los aisladores en busca de fisuras, golpes o defectos en el vidriado.

  • [ ] Revisar que los herrajes (calavera y bola) estén libres de corrosión y que los pasadores de seguridad estén en buen estado.

• Instalación y Montaje:

  • [ ] Confirmar el correcto ensamblaje de la cadena de aisladores y sus herrajes asociados en tierra.

  • [ ] Supervisar el procedimiento de izado para evitar golpes contra el poste o la cruceta.

  • [ ] Verificar la correcta instalación y aseguramiento de la cadena en la cruceta.

• Post-Instalación:

  • [ ] Comprobar que el conductor asiente correctamente en la garganta de la grapa de suspensión.

  • [ ] Verificar con torquímetro que el apriete de los pernos de la grapa corresponda a la especificación.

  • [ ] Asegurar que la superficie del aislador esté limpia antes de la energización de la línea.

Mantenimiento y Vida Útil: Protege tu Inversión

Los aisladores de porcelana son componentes de "instalar y olvidar" en gran medida, diseñados para ofrecer décadas de servicio confiable con un mantenimiento mínimo. Sin embargo, ciertas acciones preventivas pueden asegurar que alcancen e incluso superen su vida útil esperada.

Plan de Mantenimiento Preventivo

El principal enemigo de un aislador, después del daño físico, es la contaminación superficial. En zonas con alta polución (industriales, agrícolas) o alta salinidad (costeras), se acumula una capa de contaminantes sobre los faldones del aislador. Cuando esta capa se humedece por la brisa o el rocío, se vuelve conductora y puede provocar un flameo. Por ello, el mantenimiento preventivo se centra en el lavado periódico de las cadenas de aisladores. Esta es una tarea altamente especializada que a menudo se realiza con la línea energizada, utilizando agua a presión desmineralizada y equipos operados desde canastillas aisladas o por personal en tierra con pértigas especiales.

Durabilidad y Vida Útil Esperada en México

Uno de los atributos más destacados de los aisladores de porcelana de alta calidad es su extraordinaria durabilidad. A diferencia de otros componentes de la red que pueden tener vidas útiles de 15 a 25 años, un aislador de porcelana correctamente fabricado e instalado puede permanecer en servicio por más de 40 o 50 años. Son inmunes a la degradación por radiación ultravioleta y resistentes a la mayoría de los agentes químicos ambientales, lo que los convierte en uno de los activos más duraderos y rentables de la infraestructura eléctrica aérea.

Sostenibilidad e Impacto Ambiental

Desde una perspectiva de sostenibilidad, la porcelana eléctrica es un material favorable. Se fabrica a partir de materias primas naturales y abundantes como la arcilla, el feldespato y el cuarzo. El producto final es químicamente inerte, lo que significa que no se degrada ni libera sustancias nocivas al medio ambiente durante su larga vida útil. Su principal contribución a la sostenibilidad radica precisamente en su durabilidad: al minimizar la necesidad de reemplazos, se reduce la demanda de energía para fabricar nuevos componentes, se minimiza el transporte y se disminuye drásticamente la generación de residuos a lo largo de las décadas.

Preguntas Frecuentes (FAQ)

¿Qué significa la nomenclatura 23SHL45C?

Es un código técnico de CFE. 23 es para sistemas de 23 kV, S es de Suspensión, H probablemente se refiere al material (porcelana), L a la carga mecánica (Ligera/Estándar), 45 es la resistencia a la ruptura de 45 kN, y C es el acoplamiento tipo Calavera y Bola.

¿Cuál es la diferencia entre un aislador de suspensión y uno de poste?

Un aislador de suspensión cuelga de la cruceta y soporta al conductor desde abajo, usualmente en cadenas. Un aislador de poste se monta rígidamente sobre la cruceta y el conductor descansa en una ranura en su parte superior. Los de suspensión son para tensiones más altas y remates, mientras que los de poste son para líneas de paso en media tensión.

¿Por qué los aisladores tienen "faldones" o "campanas"?

Los faldones o campanas no son decorativos; su función es aumentar la distancia de fuga. Esta es la distancia que una corriente eléctrica tendría que recorrer sobre la superficie del aislador para llegar de la grapa energizada al herraje conectado a tierra. Una mayor distancia de fuga ofrece mejor protección contra los flameos, especialmente en condiciones de lluvia o contaminación.

¿Se puede usar un aislador 23SHL45C en una línea de 34.5 kV?

No, es extremadamente peligroso. El aislador 23SHL45C está diseñado y probado para el nivel de aislamiento requerido en un sistema de 23 kV. En una línea de 34.5 kV, la tensión eléctrica superaría su capacidad dieléctrica, lo que resultaría en un flameo y una falla de la línea. Siempre se debe usar el aislador especificado para la tensión del sistema.

¿Qué es la certificación LAPEM y por qué es obligatoria?

El LAPEM es el Laboratorio de Pruebas de Equipos y Materiales de CFE. Su certificación es la garantía de que un producto ha sido sometido a rigurosas pruebas y cumple con todas las normas y especificaciones de CFE. Es obligatoria porque asegura la calidad, seguridad y compatibilidad de todos los componentes de la red eléctrica nacional.

¿Cuánto cuesta instalar un aislador 23SHL45C en México?

El costo total instalado es mucho mayor que el precio del aislador. Como se muestra en el Análisis de Precio Unitario (APU), el costo directo del material puede ser de alrededor de $500 MXN, pero al sumar la mano de obra altamente especializada y los costos indirectos, el precio unitario final instalado puede superar los $900 MXN (estimación 2025).

¿Un aislador de porcelana roto se puede reparar?

No. Cualquier fisura, rotura o desportilladura compromete irreversiblemente tanto su resistencia mecánica como su capacidad de aislamiento. Un aislador dañado debe ser reemplazado de inmediato para evitar una falla catastrófica de la línea.

¿Qué es una "libranza" de CFE?

Una "libranza" es el procedimiento y permiso formal para desenergizar una sección de la red eléctrica. Es el protocolo de seguridad más importante, ya que garantiza que los linieros puedan trabajar en los postes y conductores sin riesgo de electrocución.

Videos Relacionados y Útiles

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Izado y Montaje de Cadena de Aisladores

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El Trabajo de un Liniero en Redes Eléctricas

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Cómo Ascender y Descender un Poste con Maneas (Pretales)

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Conclusión

El aislador de suspensión de porcelana es mucho más que una simple pieza de cerámica; es un componente de alta ingeniería, estandarizado y absolutamente esencial para la red eléctrica de México. Como hemos visto, su función de aislar y soportar los conductores de media tensión es la base sobre la que se construye un sistema de distribución seguro y confiable. La importancia crítica de seguir la norma CFE, validada por la certificación del LAPEM, no puede ser subestimada, ya que garantiza que cada pieza instalada posee la integridad mecánica y dieléctrica necesaria para soportar las exigentes condiciones de operación durante décadas. El costo final de su implementación en campo es una combinación del valor del material y, de manera crucial, del trabajo altamente especializado y riesgoso de los linieros. En definitiva, el aislador 23SHL45C es un pilar silencioso pero fundamental que permite que la energía eléctrica llegue de forma segura a hogares e industrias en todo el país.

Glosario de Términos

• Media Tensión: En el contexto de CFE en México, se refiere a los niveles de tensión eléctrica para distribución que operan entre 1,000 voltios (1 kV) y 34,500 voltios (34.5 kV).

• Tensión de Flameo: El valor de tensión eléctrica que provoca la formación de un arco eléctrico disruptivo a través del aire, siguiendo la superficie del aislador desde el conductor hasta la estructura.

• Distancia de Fuga: La distancia más corta a lo largo de la superficie aislante de un aislador entre sus dos extremos conductores (el que está a potencial y el que está a tierra). A mayor distancia, mejor comportamiento ante la contaminación.

• Cadena de Aisladores: Un conjunto de aisladores de suspensión individuales conectados mecánicamente en serie para alcanzar el nivel de aislamiento y la longitud requerida para una determinada tensión.

• Libranza: El permiso y procedimiento formal emitido por CFE para desenergizar, bloquear y poner a tierra una línea o equipo eléctrico, con el fin de permitir trabajos de mantenimiento o construcción de forma segura.

• LAPEM: Siglas del Laboratorio de Pruebas de Equipos y Materiales, el brazo tecnológico de CFE encargado de verificar y certificar que los equipos y materiales cumplen con las normas de calidad y seguridad requeridas.

• Herrajes CFE: Conjunto de componentes metálicos (grapas, grilletes, ojos, etc.) estandarizados por CFE, utilizados para conectar los aisladores a las estructuras (postes, torres) y para sujetar los conductores a los aisladores.