2014-04-30_11-57-0898466

MATERIALES ELCTRICOS

AISLANTES

R. Tinivella Materiales Elctricos - Aislantes 2

Los aislantes reales presentan

Corrientes de desplazamiento Absorcin de corriente

(corriente reactiva como RC) Paso de corriente de

conduccin


Materiales elctricamenteactivos

Presentan caractersticas RLC

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Propiedades generales

Propiedades elctricasPropiedades mecnicasPropiedades

fisicoqumicas


Propiedades elctricas

Resistencia de aislamiento Rigidez dielctrica Constante dielctrica Factor de prdidas dielctricas Factor de potencia Reistencia al arco


Resistencia de aislamiento

Hay dos componentes:

Resistencia superficial Resistencia transversal o

volumtrica

Que se supone actan en paralelo


Resistencia y resistividadsuperficiales

V,Il

a

R=S.l/a > [S] =



Toda suciedad o adherenciaser una resistencia extra enparalelo por lo que idealmente

un aislador no debe tenerporosidad superficial ni

rugosidades que faciliten laacumulacin de las mismas



La medicin de resistencia(resistividad) superficial debe

hacerse en condiciones delimpieza (grasas, polvo,

humedad, incrustaciones)cuidadosamente verificadas


Resistencia y resistividadvolumtrica

A

l,V,I

R=.l/A > [] = .m


Resistencia y resistividadvolumtricas

La resistencia (resistividad)volumtrica vara con la

temperatura, la tensin aplicada, eltiempo, la humedad, el espesor de

material, etc.

Un ensayo debe hacerse a lamxima temperatura de servicio.


Rigidez dielctrica

Es el mximo campo elctricoque soporta un dielctrico antes

de convertirse drsticamenteen conductor (ruptura o

perforacin). Se expresa en V/My tiene dependencia variable

con la temperatura.


Rigidez dielctrica

La temperatura lmitepuede ser tan baja como

-50C o llegar hasta500C en algunos

cermicos.

Tambin dependefuertemente del espesor

de material.


Rigidez dielctrica

Si las corrientes de fugay prdidas dielctricas

elevan la temperatura porencima de la temperaturalmite para la perforacin

esta se producir atensin mas baja


Constante dielctrica

Es la relacin entre lacapacidad de un

condensador que empleael material considerado

como dielctrico y uno dela misma geometra que

emplea el vaco (aire)


Constante dielctrica

Para un condensador de placasplanoparalelas es

C=o.A/d

Siendo d la separacin entreplacas (armaduras) y A su area.


Factor de prdidas dielctricas

El factor de potencia (tg ) varacon la

Temperatura Tensin aplicada

Frecuencia


Resistencia al arco

Es el tiempo que el materialsoporta los efectos del antes de

inutilizarse, en general porgrietas, surcos carbonizados en

la superficie, etc. Es importante en interruptores,

conmutadores tomas decorriente


Resistencia al arco

Vara no slo con latensin, corriente de arcotemperatura y humedad,

sino tambin con laforma, limpieza

superficial, detalles demontaje, etc


ENSAYOS

Debido a la complejidad de losmecanismos de falla hay

ensayos que pueden hacersecon probetas normalizadas pero

otros deben hacersedirectamente sobre los

componentes terminados.


ENSAYOS

ElctricosTrmicos

MecnicosHumedad

Qumicos (corrosin)


ENSAYOS

De resistencia de aislamiento transversal con electrodos demercurio (tambin puede usarse para resistencia superficial).


ENSAYOS


ENSAYOS

Resistencia de aislamientosuperficial con electrodos de

cuchilla


mquinas

Se acepta comolmite que:

[ ]1000VR M

P =

+ siendo V la tensin nominal en voltios y P la potencia nominal

en kW

A la temperatura de funcionamiento a pleno


Rigidez dielctrica


Rigidez dielctrica

3mm


Rigidez dielctrica


Prdidas dielctricas


Propiedades mecnicas

Resistencia a la traccin Resistencia a la compresin Resistencia a la flexin Resistencia al corte Resistencia al choque Dureza Maquinabilidad


Ensayo de flexin (MOR)


MOR & plegado


Plegado (embutibilidad)


DUREZA

Ej.

D = P / d h

Dureza SHORE > D = f(P)


Propiedades fsicas

Algunas de las relevantes son:

* Peso especfico * Porosidad * higroscopicidad


Propiedades trmicas

Calor especfico Conductividad trmica Inflamabilidad Temperatura de seguridad

(muchas veces est relacionadacon la vida til pretendida)


Propiedades qumicas (algunas)

Resistencia al ozono Resistencia a la luz solar (UV) Resistencia a los cidos y/o

lcalis Resistencia a los aceites


Resistencia al calor Martens

Una probeta de 115*15*10mmse somete a termofluencia (en

flexin a temperatura creciente(50C/h) con una carga de 50

kg/cm2. La temperatura para undesplazamiento de 1,5mm de laparte superior de la probeta es

el grado Martens.


Clases trmicas


Clase Y (90C)

Algodn, seda y papel sinimpregnar

Polietileno, papeles y cartonessin impregnar, madera, fibravulcanizada sin impregnar, etc.,post ensayo que demuestre suresistencia trmica


Clase A (105 C)

Algodn, seda, papel, impregnados osumergidos en dielctrico lquido.

Moldeados o estratificados con rellenode celulosa.

Lminas y hojas de acetato de celulosa ysimilares.

Fibra vulcanizada y madera, impregnadas cont.


Clase A (105 C) cont.

Policloruro de vinilo. Barnices aislantes a base de

resinas natutales, asfaltosnaturales y fenlicos modificados.


Clase E (120 C)

Esmaltes a base de acetato de polivinilo,esmaltados cubiertos con fibrasnaturales o artificiales.

Papel baquelizado,pelculas detereftalato de polietileno

Moldeados y estratificados de algodn,papel, y resinas fenlicas o similares

Barnices de resinas alqudicas


Clase B (130 C)

Esmaltes a base resinas de poliuretanos. Tejidos de vidrio y amianto impregnados Mica y papel de mica aglomerada con

goma laca, asfaltos y alqudicos Caucho de eetileno-propileno cont.


Clase B (130 C) cont.

Moldeados y estratificados deamianto y fibra de vidrio con resinasfenlicas, de melamina, epoxdicasy poliester

Tejidos de vidrio-amianto Barnices de resinas de melamina,

epoxdicos y poliester


Clase F (155 C)

Tejido de vidrio con resina poliester Mica y papel de mica aglomerada

con resina poliester o epoxdica Estratificados de tejido de vidrio y

epoxis de gran reistencia trmica Estratificados de amianto-vidrio


Clase H (180 C)

Elastmeros de siliconas Fibra de vidrio aglomerada o

recubierta con siliconas Mica y papel de mica aglomerado

con siliconas Estratificados de vidrio y siliconas Barnices de siliconas


Clase C (ms de 180 C)

Mica y papel de mica conagomerante inorgnico

Estratificado de amianto conaglomerante inorgnico

Porcelana y materiales cermicos Vidrio y cuarzo


Temperatura del punto mscaliente

Es la que debe tomarsecomo referencia para la

definicin de losmateriales a utilizar, lo

que incluye a losaislantes


Temperatura ambiente mxima

Se suele tomar como baseuna temperatura ambientemxima de 40C, la que aveces, en particular envarias zonas de nuestro

pas, es muy baja


Valores mximos de aumentode temperatura

Es la mxima temperatura detrabajo menos la mxima

temperatura ambienteaceptada.

Tiene que ver con la potencia adisipar y la conductividad

trmica del aislante


Recomendacin 1

Antes de disear unamquina o equipamientoaverige dnde y en quambiente ser instalado.

Verifique que la informacinque usa es compatible con

ese lugar y ambiente


Recomendacin 2

Antes de comprar una mquinao equipamiento averige paradnde y para qu ambiente fuediseado/a. Verifique que las

especificaciones soncompatibles con el lugar y

ambiente a que estdestinado/a

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