Aislantes Solidos

7/26/2019 Aislantes Solidos

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TECNICAS DE ALTA TENSION

ContenidoDIELECTRICOS SOLIDOS..................................................................................... 3INTRODUCCION...................................................................................................4AISLANTES SOLIDOS...........................................................................................5

1 EL CAUCHO...............................................................................................................6

2 Caucho Natural............................................................................................................7

3 Caucho Sinttico..........................................................................................................8

4 EBONIAS..................................................................................................................8

! "A"EL..........................................................................................................................#

6 "a$%l no i&$r%'na(o..................................................................................................11

7 "a$%l I&$r%'na(o.......................................................................................................118 "rinci$al%) i$o) (% "a$%l%) Ai)lant%)......................................................................12

# *IB+AS......................................................................................................................12

, -%'%tal........................................................................................................................12

, Ani&al.........................................................................................................................13

, in%ral........................................................................................................................13

, Arti/icial0.....................................................................................................................13

1 +ESINAS...............................................................................................................14

11 "E+*O+ACIN EN SLIOS............................................................................1!12 +U"U+A IN+NSECA.....................................................................................16

13 +U"U+A IN+NSECA.....................................................................................17

14 I"OS E +U"U+A IN+NSECA..................................................................17

+u$tura El%ctr5nica............................................................................................17

+u$tura $or aalancha o $or )tr%a&%r................................................................18

+U"U+A ELEC+OECNICA..................................................................1#

+U"U+A +ICA.......................................................................................2

1! +U"U+A E SLIOS EN LA "+CICA....................................................21 +U"U+A 9 EE+IO+ACIN :UICA 9 ELEC+O:UICA.... ......22

+U"U+A EBIO A *ISU+ACIN 9 +AI*ICACIN ;+EEIN


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17 IELC+ICOS NO HOO


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DIELECTRICOSSOLIDOS

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INTRODUCCION

Existen una gran variedad de materiaes no !ondu!tores de a ee!tri!idad "ue

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son usados diariamente en m#ti$es % diversas a$i!a!iones !otidianas& %a sea!omo aisantes 'evitan a !ir!ua!i(n de !orriente e)!tri!a* o !omo die)!tri!os'modi+!an e vaor de un !am$o e)!tri!o*.

AISLANTES SOLIDOS

Un materia $uede ser des!rito !omo !ondu!tor& semi!ondu!tor o aisante'die)!tri!o*& de$endiendo de sus ,andas de vaen!ia % de !ondu!!i(n& a$ro,a,iidad de "ue os ee!trones se sit#en en a ,anda de !ondu!!i(n o "ue-avore!e a !ondu!!i(n de ee!trones de materia.En os materiaes aisantes o die)!tri!os os ee!trones de a ,anda de vaen!ia seen!uentran se$arados de a ,anda de !ondu!!i(n $or una ,arrera de $oten!ia'ga$ de energa* "ue se esta,e!e entre )sas ,andas "ue di+!uta a transi!i(n deee!trones i,res !a$a!es de !ondu!ir a ee!tri!idad a trav)s de materia. Unmateria aisante de a ee!tri!idad tiene una resisten!ia (/mi!a te(ri!amente

in+nita.Un aisante $er-e!to $ara a$i!a!iones e)!tri!as de,e de ser un materiaa,soutamente no !ondu!tor& $ero )ste no existe. Los materiaes em$eados !omoaisantes siem$re !ondu!en ago a ee!tri!idad % $resentan una resisten!ia a$aso de !orriente e)!tri!a /asta 0&5 1 204 ve!es ma%or "ue a de os ,uenos!ondu!tores e)!tri!os !omo a $ata % e !o,re. Estos materiaes !ondu!tores

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tienen un gran n#mero de ee!trones i,res 'ee!trones no estre!/amente igadosa os n#!eos* "ue $ueden trans$ortar a !orriente os ,uenos aisantes a$enas$oseen estos ee!trones. Agunos materiaes& !omo e sii!io o e germanio& "ue

tienen un n#mero imitado de ee!trones i,res& se !om$ortan !omosemi!ondu!tores& % son a materia ,si!a de os transistores.Una !ara!tersti!a de os materiaes s(idos es "ue no se existe una regenera!i(nde die)!tri!o des$u)s de su ru$tura $or tensi(n e)!tri!a& tam$o!o unarenova!i(n !onstante de die)!tri!o& !omo es e !aso de os aisamientos-ormados de aire % !on !ierta imita!i(n& en aisamientos "uidos % gaseosos!on+nados. Lo anterior indi!a "ue $ara un materia die)!tri!o s(ido& una ve6o!urra a ru$tura& "uedar i,re e !amino& $or donde a un nive de tensi(n in-erior"ue a $rimera ve6& se $resentar de nuevo e ar!o $or e interior de aisante.

1 EL CAUCHO

La gran di-usi(n de caucho !omo aislan! !l"c#ico es de,ida a a!om,ina!i(n de sus ,uenas !uaidades $i!l"c#icas% me!ni!as $ara usos

!orrientes& !on !ara!tersti!as $e!uiares !omo a 7exi,iidad& a $osi,iidad deso$ortar nota,es de-orma!iones sin rom$erse& ad"uiriendo otra ve6 a -orma$rimitiva& a resisten!ia a a a,rasi(n& et!.

E !au!/o sint)ti!o o-re!e tam,i)n a $osi,iidad de resisten!ia a a a!!i(n de

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os a!eites& de o6ono % de as tem$eraturas eevadas.

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2 Caucho Nau#al

A a me6!a se a8aden sustan!ias de reeno&agunas de as !uaes& !omo e negro de /umo&!on+eren !ara!tersti!as es$e!iaes a os$rodu!tos terminados 'resisten!ia a a a,rasi(n&et!.*& mientras a ma%or $arte son materiaesinertes 'ta!o& %eso& !aon*. Las me6!asado$tadas $ara e aisamiento de !a,ese)!tri!os !ontienen una !antidad mnima dereeno& "ue en otras a$i!a!iones a!an6a /asta

e 9:.

Las $ro$iedades e)!tri!as de as me6!asresutan intermedias entre as de gomavu!ani6ada % as de sustan!ias de reeno. La!onstante die)!tri!a tiene un vaor $r(ximo aer;0&5 e -a!tor de $oten!ia de 4&5:& % aresistividad de masa en torno a 2&25


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E $rimer ti$o de !au!/o sint)ti!o -ue e!om$uesto

estiro>,utadieno '?unas* "ue tiene as!ara!tersti!as $r!ti!amente iguaes a asde caucho nau#al % se trata de -ormaanoga $ara a $rodu!!i(n de o,@etos. Otrosti$os de !au!/o sint)ti!o ado$tados !omodie)!tri!os son e iso$rano>,utieno'?utigoma*& e $oi!oro$reno 'Neo$reno.C..* % a goma de sii!ona 'Siasti!*. Todosestos !au!/os sint)ti!os se vu!ani6an& osdos $rimeros !on a6u-re& os otros !on (xidosmeti!os.

La !onstante die)!tri!a $ara todos os ti$os de !au!/o os!ia entre os mites %amen!ionados $ara e !au!/o natura. E -a!tor de $oten!ia de a ,utigoma % de!au!/o de sii!ona resuta a$roximadamente una d)!ima $arte de!orres$ondiente a !au!/o natura.

E caucho $! silicona$resenta una eevada /idroBre$usi(n su$er+!ia& siendomu% resistente a ata"ue de o6ono % $udi)ndose tra,a@ar& $or !onsiguiente& en$resen!ia de e7uvios 'e-e!to !orona*. No in7ama,e % !on !eni6as no !ondu!torases ade!uado $ara e aisamiento de !ondu!tores& $ara e a@ustado de!ondensadores % trans-ormadores % $ara e en!a$suado en -ro de dis$ositivosee!tr(ni!os.

4 E(ONITAS

Aumentando e tanto $or !iento de a6u-re introdu!ido en a me6!a de !au!/o& seo,tienen una serie de gomas !on dure6a !ada ve6 !re!iente es de!ir& distintas!ases de !)onias. Es ne!esario& sin em,argo& un ma%or tiem$o devu!ani6a!i(n& o sea& !aentamiento de a masa& e !ua de,e !ontroarse

!uidadosamente& $ues de otra -orma se $rodu!iran so$aduras 'Cada una de as!avidades enas de gases o!uidos durante a soidi+!a!i(n de una masa de meta-undido*.

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La !)onia!ontiene $or t)rmino medioun 30: de a6u-re. Este die)!tri!o $osee

,uenas !uaidades e)!tri!as %me!ni!as % era mu% ade!uado $ara eestam$ado de so$ortes me!ni!osaisantes& de $an!/as& % dada su eevadaresisten!ia a os (xidos& !omo re!i$ientede a!umuadores trans$orta,es. ara eestam$ado se em$ea tam,i)n $ovo dee,onita "ue es tratado a tem$eraturaseevadas& ta !omo as resinas sint)ti!as.

ara o,tener as me@ores !ara!tersti!ase)!tri!as se introdu!en sustan!ias dereeno& !omo e !uar6o o a mi!a&+namente $uveri6ados.

5 PAPEL

E +a+!les uno de os materiaes mas usados !omo aislan! o $i!l"c#ico& su

im$ortan!ia se deriva de sus nota,es !uaidades intrnse!as % su ,a@o $re!io& su$rin!i$a desventa@a reside en "ue generamente& de,e ser im$regnado. En!a,es& as venta@as "ue o-re!e son tem$eratura de tra,a@o reativamenteeevada '/asta os C* a "ue es a$re!ia,emente mas eevada "ue $ara agoma as ,a@as +"#$i$as $i!l"c#icas% a ata rigide6 die)!tri!a.

Se $ueden utii6ar

, Si-+l!-!n! s!ca$os estn aisados as os !a,es ,a@o $omo em$eados enas neas tee-(ni!as.

, I-+#!gna$os!on a!eite minera& o !on a!eite minera % !oo-onia& % $rotegido!on vaina de $omo& generamente usados $ara a distri,u!i(n de energae)!tri!a en mediana % ,a@a tensi(n.

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Es usado en ca+acio#!s '$ara este

uso e $a$e es se!ado % tratado !on$ara+na o !era& o ,ien se im$regna ava!o !on a!eites mineraes osint)ti!os*. Tam,i)n es usado en-orma de estrati+!ados 'dis$uestosen !a$as su$er$uestas o estratos* en$an!/as o tu,os -a,ri!ados medianteresinas sint)ti!as o goma a!a.

E $a$e est !onstituido $or +,ra de!euosa 'CFG2O3*n eemento esen!ia dea estru!tura de a !euosa vegeta. Enestado $uro se $resenta !omo una masa,an!a& amor-a 'e $a$e de +,ra de ino&sometido a un $ro!eso de ,an"ueado % noen!oado& $uede !onsiderarse$r!ti!amente !omo !euosa $ura*.

E $a$e mas +no es usado $ara ea,orar

!a$a!itores& se o /a!e tan +no !omo es$osi,e& siem$re !om$ati,e !on as ,uenas$ro$iedades de aisa!i(n e)!tri!a. Es usuaa$i!ar varias !a$as de $a$e % raramenteuna soa& $ara "ue a $resen!ia de$e"ue8as $art!uas !ondu!toras no tenganmu!/a im$ortan!ia. E $a$e de !a$a!itoresse ea,ora !on es$esores desde &5mm a2mm. A os e-e!tos de "ue no "uedenes$a!ios va!os en as estru!turas de $a$e$ara !a$a!itor )ste se ea,ora !on +,ras

!ortas as "ue a su ve6 aseguran granim$ermea,iidad. or su $arte a resisten!iaa a tra!!i(n es ,a@a $ero su+!iente $araso$ortar as tareas re"ueridas& o sea earroado so,re -ormas !indri!as a ataveo!idad.

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E $a$e $ara !a,es es resistente % se usa

en a aisa!i(n de !a,es de ata % mediatensi(n& de trans-ormadores& ,o,inas& et!.

% Pa+!l no i-+#!gna$o

Las $ro$iedades e)!tri!as de $a$e no im$regnado no son mu% im$ortantes. E+a+!l no i-+#!gna$otiene una ,a@a rigide6 die)!tri!a& soamente unas $o!asve!es ma%or "ue a de una $e!ua de aire de mismo es$esor. Esto es

!om$rensi,e dado "ue en un $a$e de gran densidad '2&2 a 2&0grH!m3* $or omenos e 0: de voumen de $a$e es o!u$ado $or !anaes de aire& % !on un$a$e de densidad media '&grH!m3* e $or!enta@e de aire es de arededor de5:. Esta rigide6 se $uede estimar entre F % 22JHmm 'vaor e+!a6*.

La consan! $i!l"c#icareativa de a !euosa $ura es de arededor de Kr;F&5% de a -i,ra de $a$e a$roximadamente Kr;5&5. La !onstante die)!tri!a de un$a$e aumenta !on e aumento de !ontenido de /umedad& aumenta igeramente!on a tem$eratura % disminu%e igeramente !on a -re!uen!ia. Tiene una grande$enden!ia !on a densidad& $ara densidades entre &F a 2&20grH!m3a!onstante die)!tri!a vara de Kr;2& a Kr;3&0.

Ga% gran divergen!ia entre os vaores se8aados $or os distintos -a,ri!antes&de,ido no soamente $or e uso de di-erentes t)!ni!as de medida& sino tam,i)n$or di-eren!ias en -re!uen!ia& tem$eratura % $rin!i$amente !ontenido de/umedad& a !ua en e !aso de $a$e es extremadamente di-!i de de+nir %medir.

& Pa+!l I-+#!gna$o

No es $osi,e dar detaes !om$etos de as !ara!tersti!as die)!tri!as de +a+!li-+#!gna$osin es$e!i+!ar !om$etamente e ti$o de im$regnante& !onstru!!i(nde aisante& et!. Con un ,uen im$regnante se o,tienen mu% atas resistividades'en !orriente !ontinua*. En e !aso de $a$e $ara-inado es 2 T=!m& % en e!aso de $a$e im$regnado $ara !a,es se tienen vaores de 3 a 5 MB!m.

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Aun"ue esto disminu%e 2 ve!es a 2C de tem$eratura % /a% una $e"ue8adisminu!i(n a aumentar e gradiente de $oten!ia.

La #igi$!/ $i!l"c#ica $!l +a+!l de uso e)!tri!o im$regnado en sus -ormas!omer!iaes es in7uen!iada $or -a!tores taes !omo $resi(n de ee!trodos& ti$osde ee!trodos& $resen!ia de !avidades gaseosas& et!. En os ,uenos $a$ees $ara!a,es se o,tienen generamente vaores de rigide6 de 0JHmm.

La !onstante die)!tri!a vara seg#n a sustan!ia utii6ada en a im$regna!i(n&vaores normaes son Kr;0&5 a Kr;3&5.

' P#inci+al!s Ti+os $! Pa+!l!s Aislan!s

a* Pa+!l 0#a O,tenido de $asta "umi!a de madera& en es$esores desde&5 a &25mm. Cuando es mu% satinado se denomina Ex$ress. Se em$ea!omo aisante en !a$as % $ara a -a,ri!a!i(n de aminados -en(i!os 'resinas-en(i!as*.

,* Pa+!l +a#a ca+acio#!s '$a$e Tis*.Se o,tiene de $u$as de madera %+,ras de agod(n& en es$esores de /asta &23mm. Su $ure6a de,e sermxima.

!* Pa+!l anilaGe!/o !on +,ra de !8amo en es$esores de &5 a &2mm.Se denominan $a$e 2:Mania. Tam,i)n existen $a$ees !on F:Mania>4:ra-t o 5:Mania>5:ra-t.

d* Ca#n P#!ss+anSe o,tiene de $asta "umi!a de madera. Es un materiamu% denso % su rigide6 die)!tri!a es de FJHmm. ?arni6ado se ogra9JHmm. Se tiene en es$esores de /asta 2&5 o 0mm.

e* Ca#n P#!s)oa#$ De $asta de madera % +,ra de agod(n su rigide6 vara

de a!uerdo a os es$esores& normamente es de orden de 22JHmm. Setiene en es$esores de &0 a 20mm. A$to $ara im$regna!i(n en a!eite.

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-* Pa+!l 6a+on"sGe!/o !on $u$a de a morera& es un $a$e +nsimo % seem$ea $rin!i$amente !omo so$orte en a -a,ri!a!i(n de $a$e mi!ro>

$a$e.

* 7I(RASCon esta denomina!i(n se !ono!en os productos fbrososde diversos orgenes"ue $ueden trans-ormarse en /ios % teas em$eados !omo materiaes no!ondu!tores $i!l"c#icos& estos $rodu!tos se distinguen $or agunas de as$ro$iedades de as 8)#as"ue os !om$onen& taes !omo a ongitud& a +ne6a& aresisten!ia me!ni!a& a 7exi,iidad& et!.

ueden ser de diversos orgenes

, 9!g!alDe agod(n de a semia o -ruto de a $anta de ino& !8amo& %utede tao o !orte6a de a $anta.

, Ani-alDe seda $rodu!to de se!re!i(n de gusano de mismo nom,re.

, in!#alDe amianto.

, A#i8cialDe vidrio % de $rodu!tos de materiaes $sti!os.

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A !omien6o de su em$eo& soamente sedis$ona de as 8)#as nau#al!s % asms em$eadas $ara usos e)!tri!os-ueron as sedas !uando se re"uera un,uen aislan! % e algodn !uando sene!esita,a un re!u,rimiento de !ostoredu!ido. ero !on e desarroo de as+,ras arti+!iaes& e rango dedis$oni,iidad de estos materiaes se -ue

in!rementando enormemente.

Todos os -a!#ial!s 8)#osos son higroscpicos 'tienden a a,sor,er a/umedad de am,iente*& %a sean de origen vegeta& anima o minera& seg#n as

!ondi!iones am,ientes de /umedad % tem$eratura& !ontienen siem$re un !ierto$or!enta@e de /umedad.

La resisten!ia a a tra!!i(n de as 8)#as !:il!s % de os $rodu!tosmanu-a!turados !on eas& adems de a naturae6a de materia de$ende de os$ro!esos de -a,ri!a!i(n& /umedad % tem$eratura. Resutan tam,i)n im$ortantesen os /ios& a reguaridad % e grado de torsi(n en as teas& a resisten!ia adesgaste& e n#mero de /ios $or unidad de ongitud& e $oder a,sor,ente& a

$orosidad& et!. E ttuo de un /iado re$resenta a rea!i(n de su ongitud>$eso engenera& % $ara a seda % e ra%(n a inversa& es de!ir a rea!i(n $eso>ongitud.

Las !las $! algo$n& ,arni6adas o im$regnadas& tienen es$esores de &205 a&3mm& !on #igi$!/ $i!l"c#icade 2F a 4JHmm& seg#n e ti$o de tea % de

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,arni6& e es$esor& e tiem$o de soi!ita!i(n& et!. La s!$a )a#ni/a$a oi-+#!gna$a$osee adems de una elevada rigidez& una extrema 7exi,iidad % es

usada donde sea ne!esario un $e"ue8o es$esor de aisante.Se a em$ea en es$esores de &9 a &25mm % a rigide6 $uede egar a os5JHmm.

Las !intas o tiras se !ortan de a tea en sentido dire!to& o en diagona !onres$e!to a a trama de te@ido. Se re"uieren !intas !on trama diagona !uando sedesea en!intar !on gran reguaridad % ad/eren!ia& su$er+!ies !om$i!adas.Son tam,i)n mu% di-undidas as !intas de agod(n engomadas& de granad/eren!ia '!intas aisadoras*. Las normas IRAM 03 es$e!i+!an sus

$rin!i$aes !ondi!iones o !ara!tersti!as.

1. RESINAS

La #!sinaes una se!re!i(n orgni!a "ue $rodu!en

mu!/as $antas& $arti!uarmente os r,oes de ti$o!on-era. Es mu% vaorada $or sus $ro$iedades"umi!as % sus usos aso!iados& !omo $or e@em$o a$rodu!!i(n de ,arni!es& ad/esivos % aditivosaimenti!ios. Las #!sinas $ueden ser naturales&artifcialeso sint)ti!as.

11 PER7ORACI;N EN S;LIDOS

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Los aisantes s(idos se em$ean& adems de !um$ir una -un!i(n aisante& $arauna -un!i(n me!ni!a& !omo $uede ser a sus$ensi(n de un !ondu!tor !omo es e!aso de una !adena de aisadores PQ.

La ex$erimenta!i(n de a ru$tura de rigide6 die)!tri!a en s(idos tiene una grandi+!utad $r!ti!a -re!uentemente a rigide6 de s(ido es su$erior a a de aire %a a$i!ar a $rimero una di-eren!ia de $oten!ia& $uede "ue a ru$tura o!urra atrav)s de aire !ir!undante& o "ue eva a tomar medidas extras !omo anios deregua!i(n o a inmersi(n de s(ido en a!eite& o un die)!tri!o su$erior.Existen teoras a!er!a de a ru$tura en s(idos "ue /an en!ontrado am$iaa!e$ta!i(n $r!ti!a& os me!anismos de ru$tura e)!tri!a en s(idos se $ueden!asi+!ar de a!uerdo a a igura 0.2 en

+u$tura intr?n)%ca o i5nica

+u$tura %l%ctro&%c@nica

*alla) (%i(o a aror%)c%ncia) o ra)tr%o

+u$tura tr&ica

+u$tura %l%ctrou?&ica

+u$tura (%i(o a (%)car'a) $arcial%).

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A !ontinua!i(n se des!ri,en un $o!o ms a detae !ada uno de estosme!anismos.

12 RUPTURA INTR


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de im$ure6as. Los tomos o mo)!uas de as im$ure6as a!t#an !omo tram$as deos ee!trones de !ondu!!i(n& $ero soo /asta !ierto nive de !am$o e)!tri!o o

tem$eratura. Cuando os rangos $ermisi,es son ex!edidos& ee!trones adi!ionaes@unto !on os ee!trones atra$ados en as im$er-e!!iones son i,erados& dandoorigen a un $ro!eso de !ondu!!i(n PQ.

13 RUPTURA INTR


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e)!tri!o intenso es a$i!ado a die)!tri!o soido& os ee!trones de !ondu!!i(n'i,res* ganan energa de !am$o e)!tri!o % atraviesan a ,anda de energa

$ro/i,ida de vaen!ia /a!ia a ,anda de !ondu!!i(n. A medida "ue este $ro!esose re$ite& ms % ms ee!trones se vueven dis$oni,es en a ,anda de!ondu!!i(n % eventuamente evan a a ru$tura PQ.

Ru+u#a +o# a=alancha o +o# s#!a-!#

Simiar "ue en e !aso de ru$tura en gases este ti$o de ru$tura se da $or aa!umua!i(n de $ro!esos de ioni6a!i(n. Cuando os ee!trones i,res ganansu+!iente energa $ueden egar a i,erar& $or !oisi(n& ee!trones i,res de a!eosa de tomos. En un !am$o uni-orme& !on os ee!trodos em,e,idos en e

materia die)!tri!o& a ru$tura o!urrir !uando a avaan!/a ee!tr(ni!a $uenteos ee!trodos. ara esto es ne!esario "ue a avaan!/a a!an!e un !ierto tama8o!rti!o.

En a $r!ti!a a ru$tura $or este ti$o de me!anismo no o!urre $or una sooavaan!/a& si no "ue o!urre $or a -orma!i(n de avaan!/as su!esivas dentro dedie)!tri!o "ue se van extendiendo a $asos a trav)s de todo e materia !omo semuestra en a igura 0.0.

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7igu#a 2>2Ru$tura $or avaan!/a PQ.

En die)!tri!os s(idos& atamente $uros '/omog)neos* % sin im$er-e!!iones& arigide6 die)!tri!a es mu% ata& de orden de 2 MJH!m.

La rigide6 die)!tri!a de un materia s(ido o,tenida ,a@o !ondi!iones!uidadosamente !ontroadas es !ono!ida !omo rigide6 intrnse!a de materiadie)!tri!o. Los materiaes aisantes s(idos usuamente -aan a tensiones mu%$or de,a@o de a ru$tura intrnse!a usuamente de,ido a aguna de as siguientes

!ausas Ru$tura ee!troBme!ni!a

Ru$tura de,ida a des!argas internas 'des!argas $ar!iaes*

Ru$tura su$er+!ia 'tra!ing and erosi(n*

Ru$tura t)rmi!a

Ru$tura ee!troB"umi!a

Deterioro "umi!o

RUPTURA ELECTROEC?NICA

Se de,e a -uer6as de !om$resi(n ee!trostti!as "ue re,asan a rigide6 de!om$resi(n me!ni!a de materia. En !ondi!iones de e"uii,rio

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Con a ausen!ia de !am$o e)!tri!o Con !am$o e)!tri!o a$i!ado PQ.

7igu#a 2>3Com$resi(n de die)!tri!o !on % sin !am$o e)!tri!o a$i!ado

Siendo ; moduo de ung .La inesta,iidad me!ni!a o!urre !uando dHdo ; .F ( doHd ; 2.F& $or o "uesustitu%endo se ega a

ue re$resenta e mximo !am$o e)!tri!o antes de a -aa de materia .

RUPTURA T@RICA

La ru$tura t)rmi!a de un materia aisante s(ido se in!rementa !on su es$esor&$ero aun"ue soo a$i!a soo $ara agunos vaores de es$esor arri,a de os!ausados $or e !aor de 7u@o de !orriente en e aisante.

A ser a$i!ado un !am$o e)!tri!o a un aisante una !orriente de !ondu!!i(n$asar a trav)s de este materia& esta !orriente /a!e "ue a tem$eratura deaisante aumente % e !aor generado se trans+era a trav)s de die)!tri!o % radia

/a!ia sus su$er+!ies.E e"uii,rio t)rmi!o es a!an6ado !uando e !aor generado ega a a!an6ar atem$eratura de materia die)!tri!o& esto& ms e !aor "ue /a radiado /a!ia assue$er+!ies iguaa a !aor generado ,a@o una !orriente de !orriente aterna "ue/a sometido a materia "ue se da !omo

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Donde

-; -re!uen!ia en G6 .

; Vnguo de $)rdidas en e aisante

E; Jaor rms de a tensi(na$i!ada&

;e !aor disi$ado se da !omo

Donde

T ; Tem$eratura de aisante

; tem$eratura de !ondu!tividad de

aisante

t; tiem$o /asta "ue e !aor es disi$ado

E e"uii,rio t)rmi!o es enton!es a!an6ado !uando e !aor generado iguaa a!aor disi$ado& % !uando e !aor generado $or una !orriente so,re$asa a

disi$ado& es enton!es !uando o!urre a ru$tura e)!tri!a PQ '!omo se men!ionaen 0.F& a a!an6ar un $unto de gran inesta,iidad entre as $oten!ias transmitida% disi$ada*. Una e@em$i+!a!i(n gr+!a $uede o,servarse ms adeante en a+gura 0.23 de a ru$tura termoe)!tri!a.

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15RUPTURA DE S;LIDOS EN LA PR?CTICA

Existen diversos ti$os de ru$tura "ue no estn igados a a ru$tura intrnse!a o at)rmi!a& $ero "ue o!urren a $aso de !ierto tiem$o.

Un e@em$o es a ru$tura de,ido a estr)s o deterioramiento de materia aisante&de,ido a a -orma!i(n de +suras en a su$er+!ie de este. Estas +suras& a!t#an!omo $asos de !ondu!!i(n $ara a !orriente $ermitiendo una ru$tura gradua atrav)s de a su$er+!ie de aisante.

Otra !ausa de ru$tura es a ee!trome!ni!a& de,ido a ee!tr(isis o -orma!i(n deo6ono entre otras.

Adems& a -aa 'ru$tura* o!urre de,ido a des!argas $ar!iaes "ue son !ausadas$or ,ur,u@as enas de aire en e seno de aisante. Este ti$o de ru$tura es desuma im$ortan!ia $ara $a$e aisante im$regnado en a!eite& usados en !a,es deata tensi(n % !a$a!itores .

RUPTURA B DETERIORACI;N U


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/idr(isis. Todo esto eva a a redu!!i(n en a $ro$iedades e)!tri!as% me!ni!as de materia % $redis$oniendo a -aa .

RUPTURA DE(IDO A 7ISURACI;N B RAI7ICACI;N TREEINF

Un die)!tri!o s(ido sometido argo tiem$o a tensiones de ru$tura& $uedeno,servarse dos !ara!tersti!as& )stas son

a* La $resen!ia de un $aso !ondu!tor en a su$er+!ie e materia.

,* Un me!anismo $or donde a !orriente se -uga trav)s de un $aso!ondu!tor& o!asionando un !/is$orroteo de !orriente& "ue -orman+suras& evando a un deterioro en e aisante.

La ex$ansi(n de estas +suras en a su$er+!ie de materia -orma rami+!a!iones$are!idas a as de un r,o& de a/ e t)rmino 'treeing*.

or e@em$o& !onsidere un die)!tri!o "ue tenga una !a$a de !ondu!!i(n % dosee!trodos en su su$er+!ie& a !a$a !ondu!tora es -ormada $or /umedad& % aa$i!ar vota@e esta !a$a em$ie6a a !ondu!ir $rodu!iendo !omo resutado !aor %

se!ando a su$er+!ie de aisante.La !a$a de !ondu!!i(n !omien6a a se$ararse de a su$er+!ie de aisante de,idoa "ue se se!a % as des!argas e)!tri!as '!/is$orroteos* !ausado $or a tensi(n!omien6a a da8ar a su$er+!ie de die)!tri!o.

Con materiaes orgni!os !omo $a$e % ,a"ueita& e die)!tri!o se !ar,oni6a en aregi(n de !/is$orroteo& o "ue /a!e de )sta regi(n en e aisante una 6ona de!ondu!!i(n& !omo este $ro!eso es re$etitivo& o!urre a -aa de materia 'ru$tura*&!uando a regi(n !ar,oni6ada a!an6a a os ee!trodos % !orto!ir!uita. Wste-en(meno es !om#n en aisantes /e!/os de minas.

or otro ado& a ru$tura $or +sura!i(n % rami+!a!i(n 'treeing* o!urre $or aerosi(n de materia de,ido a a -uer6a "ue o!asiona e !/is$orroteo de tensi(na$i!ado 'des!arga e)!tri!a*. La erosi(n $rodu!e una as$era!i(n en a su$er+!iede materia aisante& % de a/ "ue esto se !onvierta en una -uente de!ontamina!i(n % su!iedad en e die)!tri!o. Esto resuta en un in!remento de a

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!ondu!tividad& -ormando un $aso de !ondu!!i(n entre os ee!trodos "ue se!orto!ir!uitan o!asionando a -aa.

Un materia die)!tri!o "ue se en!uentra entre dos ee!trodos existe $osi,iidadde dos di-erentes medios aisantes& e aire en e die)!tri!o "ue ega en su!esi(n.E vota@e a trav)s de os 0 medios aisantes son os mostrados en a siguiente+gura PQ.

7igu#a 2>4Medio aisante entre dos ee!trodos PQ.

E vota@e a trav)s de os dos medios aisantes mostrados son

J2 Jota@e a trav)s de e /ue!o de aire.

J0 Jota@e a trav)s de die)!tri!o.

Enton!es J2 es

Donde J es e vota@e a$i!ado.

Cuando & a ma%or $arte de a tensi(n se va a trav)s de D2& "ue es e /ue!ode aire& a/ se evara a !a,o a des!arga e)!tri!a '!/is$orroteo* % a a!umua!i(nde !arga estar en a su$er+!ie de die)!tri!o. A $aso de tiem$o se -orman!anaes de,ido a a des!arga& estos se em$ie6an a es$ar!ir so,re e aisante

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-ormando una +gura ar,(rea 'rami+!ada*& "ue no son mas "ue !anaes de!ondu!!i(n& de a/ e nom,re en ing)s de XTREEINYZ.

Wste ti$o de -en(meno $uede $revenirse !uidando e estado de die)!tri!o a$rue,a& !omo evitar ex$onero a a /umedad en un am,iente im$io % mantenerosiem$re en ,uen estado de im$ie6a .

RUPTURA DE(IDO A DESCARAS INTERNAS

Los materiaes aisantes s(idos !ontienen va!os o !avidades dentro de eos o enos mites entre estos % os ee!trodos. Estos va!os o !avidades estndes$rovistos de una rigide6 die)!tri!a ne!esaria& $or o "ue su !onstantedie)!tri!a disminu%e en esos sitios '!avidades o va!os* res$e!to de e resto deaisante. or o "ue e !am$o e)!tri!o en esas !avidades es ma%or a resto dedie)!tri!o& as "ue ,a@o !ondi!iones normaes de tra,a@o de ru$tura& e !am$oe)!tri!o en as !avidades ex!eder e vaor de rigide6 de medio aisante %o!urrir a ru$tura.

Considere un aisante en medio de dos !ondu!tores !omo se muestra en a +gura

0.5 a* &% si se divide )ste aisante en tres $artes& una red de !a$a!itores $uede-ormarse& re$resentndoa !omo se muestra en a +gura 0.5 ,*.

7igu#a 2>5Des!arga e)!tri!a en a !avidad % su !ir!uito e"uivaente PQ.

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E !a$a!itor C2re$resenta a !a$a!itan!ia en a !avidad -ormada& e C 0es a!a$a!itan!ia de die)!tri!o "ue est en !onta!to !on a !avidad& % C 3es a

!a$a!itan!ia de resto de aisante& % a a$i!ar un vota@e J& se tiene PQ

Donde d2% d0son e grosor de a !avidad % de die)!tri!o res$e!tivamente& !onas $ermitividades K % K2. Normamente d2[[ d0% su$oniendo "ue a !avidadest ena de aire enton!es

Donde es a $ermitividad reativa de die)!tri!o.

Cuando se a$i!a una tensi(n de !.a. a ru$tura o!urre en am,os !i!os& % en#mero de des!argas de$ende de a tensi(n a$i!ada& as -ormas de onda detensi(n % a !orriente de des!arga son mostradas en a siguiente +gura '0.F*.Cuando a $rimera ru$tura a trav)s de a !avidad o!urre& a tensi(n de ru$tura a

trav)s de )sta se vueve !ero. A momento de "ue J2 se /a!e !ero& a des!arga'!/is$orroteo* se extingue % e vota@e se vueve a evantar /asta "ue a ru$turao!urra otra ve6. Este $ro!eso se re$ite una % otra ve6 as !omo se muestra en a+gura 0.F.

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orma de onda de a!orriente

Ru$tura dea !avidad


7igu#a 2>%Se!uen!ia de ru$tura de a !avidad ,a@o tensi(n de !.a.

Estas son amadas des!argas $ar!iaes& "ue tendrn e mismo e-e!to en eaisante "ue e XtreeingZ. Cuando a ru$tura o!urre en as !avidades& se -ormanee!trones e iones $ositivos "ue tienen su+!iente energa $ara a!an6ar assu$er+!ies de a !avidad % rom$er os ena!es "umi!os& en !ada des!arga sedisi$ar !aor en as !avidades o "ue o!asionar su !ar,oni6a!i(n en susu$er+!ie % erosionar e die)!tri!o. Esto o!asiona a -orma!i(n de !anaes de!ondu!!i(n "ue in!rementan a !ondu!tividad.

Todos estos e-e!tos evan a una erosi(n gradua de materia % a redu!!i(n de sugrosor& evndoo a a ru$tura PQ.

1%DIEL@CTRICOS HOO@NEOS

Su rigide6 die)!tri!a $uede a!an6ar vaores mu% eevados en e orden de MJHm&

un e@em$o son os $omeros orgni!os "ue /an ido des$a6ando a os aisantes!onven!ionaes !omo JC& $oietieno& "ue son aisantes no /omog)neos de,idoa sus im$ure6as "ue in!uso $ueden !ontener in!usiones gaseosas.

La rigide6 die)!tri!a de os no /omog)neos& de$ende de es$esor de aisante ode materia en !uesti(n& o "ue o,iga a di-eren!iar a os aisantes mu% degados

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Die)!tri!o


de -orma aminar 'es$esor s[5mm* a os de un es$esor ma%or '3 \ s \ 5mm*2Q.

Con s G 5--

L a tensi(n de ru$tura U$es !asi $ro$or!iona a gradiente !rti!o& "ue !ondu!e aa ru$tura die)!tri!a % se ama E$& siendo

donde e vaor de E$ de$ende mu!/o de a estru!tura moe!uar de aisante.

La +gura 0. muestra una idea de este !om$ortamiento.

7igu#a 2>&Com$ortamiento de a tensi(n de ru$tura $ara es$esores mu%$e"ue8os.

Con s5--

Wstos denotan un !om$ortamiento die)!tri!o di-erente& no es!are!ido $or!om$eto& $or o "ue se !onsidera ms "ue $rudente imitar os mrgenes dees$esor '3[s[5mm*& $ara as $ermitir a siguiente a$roxima!i(n

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Donde (es una !onstante "ue de$ende de !ada materia aisante& % a !onstantem de$ende de a tem$eratura& !on a !ondi!i(n de "ue )sta sea de 0 C %!orriente aterna a F G6& esto de,ido a "ue e !om$ortamiento de os aisantess(idos -rente a ondas de !/o"ue est& mu!/o menos es!are!ido. La +gura 0.9muestra )ste !om$ortamiento ..

7igu#a 2>'Com$ortamiento de a tensi(n de ru$tura $ara es$esoresintermedios '3 \ s \ 5mm* 2Q.

E !om$ortamiento die)!tri!o de os aisantes /omog)neos de$endenota,emente de grado de uni-ormidad de !am$o e)!tri!o. Si o!urre unavaria!i(n ,rus!a en de a uni-ormidad de !am$o& La rigide6 die)!tri!a deaisante disminu%e !onsidera,emente.

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1&DIEL@CTRICOS NO HOO@NEOS

Se de,e !onvenir en a di-!i existen!ia de materiaes /omog)neos su$erior a os5 mm& $or"ue mientras ma%or sea e es$esor ma%or ser e n#mero de im$ure6asen e materia& savo $ara es$esores de /asta .5 mm& a ma%ora de osmateriaes s(idos denota una !on-orma!i(n no /omog)nea 2Q.

En estos materiaes a ru$tura die)!tri!a o!urre en un tiem$o mu% !orto& airreguaridad ms -re!uente es a o!usi(n de ,ur,u@as de aire en e seno dedie)!tri!o& estas se ven sometidas a una ioni6a!i(n demasiado eevadaoriginando des!argas $ar!iaes de suma im$ortan!ia en e !om$ortamiento % eenve@e!imiento de aisante.

Es !onveniente indi!ar "ue a -uerte ioni6a!i(n en os es$a!ios o!uidos '$or ogenera enos de aire* es a res$onsa,e de a ru$tura die)!tri!a. En a +g. 0.P sedenota este !om$ortamiento.

Se de,e !onvenir "ue a o!usi(n de ,ur,u@as e im$ure6as o,ede!e a unadistri,u!i(n mu% irreguar& $or o "ue as medi!iones % !on!usiones de un ote de

muestras 7u!t#an -uertemente. Las distorsiones "ue su-re e gradiente e)!tri!oson tan variadas "ue e !ana $asmti!o muestra $or o genera un!om$ortamiento totamente a!)-ao 'no siguiendo ne!esariamente e !aminointeree!tr(di!o mas !orto* 2Q.

Tam,i)n a tem$eratura& -re!uen!ia& tiem$o de a so,retensi(n et!& desem$e8anun $a$e mu% im$ortante.

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7igu#a 2>* Com$ortamiento de a tensi(n de $er-ora!i(n en un aisante no/omog)neo $or a a!!i(n de un !am$o e)!tri!o uni-orme '$a!aB$a!a* % no

uni-orme '$untaB$a!a* en -un!i(n de es$esor s .

1'COPORTAIENTO T@RICO

Como se men!iona !n 2>2>3a ru$tura t)rmi!a se in!rementa !on es$esor deaisante& aun"ue soo $ara agunos& !ausado $or e !aor disi$ado $or e 7u@o de!orriente en ).

En este a$artado se muestra !on ma%or detae e -en(meno de ru$tura t)rmi!a

en e aisante.

or de,a@o de una temperatura crtica (c)e suministro de ee!trones re"ueridos$ara a $er-ora!i(n de aisante& de$ende -undamentamente de a intensidad de!am$o $redominante. or en!ima de a tem$eratura 'c* os aisantes s(idosmuestran -uerte de$enden!ia de os $ro!esos t)rmi!os. Es enton!es !uando e!am$o e)!tri!o a!t#a& es de!ir e@e!uta a $er-ora!i(n sin ser a !ausa $rin!i$ade -en(meno& !omo se muestra a !ontinua!i(n en a +gura 0.2 .

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7igu#a 2>1.De$enden!ia de a tensi(n de $er-ora!i(n de os aisantess(idos en -un!i(n de a tem$eratura 2Q.

La tensi(n de $er-ora!i(n U$& es en !onse!uen!ia inde$endiente de atem$eratura de medio


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7igu#a 2>11Yr+!a de so$orte $ara a deriva!i(n de !om$ortamientot)rmi!o de os aisantes s(idos .

En e tra%e!to dx 'a su$er+!ie 0*& !ir!uar a siguiente !orriente t)rmi!a

De,ido a "ue a tem$eratura de a su$er+!ie 2 ne!esita di-eren!iarse de a 0 $ora magnitud di-eren!ia dx 'd]Hdx0*& a di-eren!ia "ue existe entre as 0 !orrientes&tiene "ue ser igua a a !antidad de !aor "ue se disi$a en e tra%e!to 'eemento*dx& $or"ue $ara una distri,u!i(n de tem$eratura en !ondi!iones esta!ionarias asuma tiene "ue iguaar a !ero. As se tiene

]re$resenta as $)rdidas die)!tri!as en e aisante % !onsiderando "ue a setrata de

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,uenos aisantes % "ue $or o tanto 'tan0 *

Con

%

Donde C % dU son a !a$a!itan!ia % tensi(n de eemento di-eren!ia dxres$e!tivamente 'iustrado en a +gura 0.22*. or o tanto

A/ora& a iguaar as dos ex$resiones de $)rdidas& tanto die)!tri!as !omot)rmi!as

Lo "ue !on+rma a de$enden!ia de a tem$eratura de -a!tor de $)rdidas. Ena +gura 0.20 se $uede veri+!ar este !om$ortamiento& donde se o,serva "ue

a $artir de !ierto vaor de ] e in!remento de tan es !asi inea& $or o "uees $osi,e sim$i+!ar 2Q

Es de!ir

Integrando se o,tiene $ara ]

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Donde es una !onstante de integra!i(n& se $uede determinar su$oniendo "ue e!entro de aisante 'x;sH0* $revae!e una tem$eratura ]$& % 2Q

7igu#a 2>12 De$enden!ia de -a!tor de $)rdidas en rea!i(n !on atem$eratura 2Q.

La tem$eratura mxima se o,tendr en e !entro de as $a!as meti!as "ue!on-orman e es$a!io interee!tr(di!o !on e aisante s(ido !omo die)!tri!o& esde!ir& $ara x;& e mximo vaor de E ser determinante en e $ro!eso de$er-ora!i(n.

En a +gura 0.2 se o,serv( !on@untamente a 6ona de ru$tura e)!tri!a % a 6onade ru$tura t)rmi!a. Aun"ue ninguna de as dos est !om$etamente es!are!ida&!a,e se8aar "ue a $rimera est !ara!teri6ada $or una i,era!i(n e)!tri!a deee!trones de aisante en uso& "ue son sometidos a una a!eera!i(n $or $arte de

!am$o $redominante donde se -orman 6onas de eevada densidad de !arga&distorsionndose as e gradiente e)!tri!o. E in!remento en a -orma!i(n deestas !argas tiene !omo $rodu!to a $er-ora!i(n o ru$tura e)!tri!a.

No o,stante& esto se o,serva s(o raras ve!es en a $r!ti!a& %a "ue e!aentamiento de medio aisante asume& $or a !ondu!!i(n de gradiente

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e)!tri!o& e $ro!eso +na de $er-ora!i(n& tratndose de un -en(menotermoelctrico .

1*PER7ORACI;N TEROEL@CTRICA

La tem$eratura ] de medio aisante s(ido& denotar un vaor mximo !uando evaor de nuestra e!ua!i(n anterior '0.2P* ad"uiera su mnimo vaor !uando ] ^_$ara

De donde se o,tienen os vaores de E % U $ara $er-orar e aisante.

K

ue re$resentan os vaores de E % U $ara una $er-ora!i(n die)!tri!a de medioaisante& "ue ser una $er-ora!i(n $ermanente.

Una interesante o,serva!i(n es e !om$ortamiento de minas aisantesextremadamente degadas !omo as usadas en !ondensadores ee!troti!os %a"ue e redu!ido n#mero de tomos "ue se $uede dis$oner en dire!!i(n de !am$odominante di+!uta demasiado a -orma!i(n de una avaan!/a de ee!trones& $oro !ua a $er-ora!i(n termoe)!tri!a no $uede o!urrir. E en-riamiento "ue su-re edie)!tri!o a trav)s de as $a!as meti!as ser un -uerte es!oo $ara a$er-ora!i(n t)rmi!a& $or o "ue no de,e sor$rendernos si una mina mu%degada de (xido de auminio de 5 `m tiene una rigide6 die)!tri!a de 2 4

vH!m.

La $er-ora!i(n ee!trot)rmi!a $uede visuai6arse en a siguiente +gura '0.23*& "ueiustra a de$enden!ia de -a!tor de $)rdidas de medio aisante en -un!i(n de atem$eratura de mismo .

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7igu#a 2>13 Ex$i!a!i(n de a $er-ora!i(n termoe)!tri!a en -un!i(n dea $oten!ia a!tiva % e -a!tor de $)rdidas de unaisante t$i!o 2Q.

La +gura tam,i)n es vida $ara $)rdidas disi$adas en e aisante !omo$oten!ia a!tiva a. La re!ta C re$resenta a trans-eren!ia de !aor de medioaisante en -un!i(n de a tem$eratura& donde

2.PRUE(AS DE CAPACITANCIA A LOS ATERIALES ELEIDOS PARA LASPRUE(AS

Como se /a men!ionado anteriormente& un die)!tri!o es un materia usado$rin!i$amente $ara aisar e)!tri!amente !om$onentes entre s o !on res$e!to atierra& o $ara a!tuar !omo eemento !a$a!itivo en un e"ui$o& !ir!uito o sistema&

$udiendo ser estos de ti$o s(ido& "uido % gaseoso 'en este !aso se /a!ere-eren!ia a os de estado s(ido*.

Como se sa,e un materia die)!tri!o $uede ama!enar !arga de,ido a uso "ue)ste re!i,a % as !ondi!iones ,a@o as "ue tra,a@e. Una medi!i(n de !a$a!itan!ia

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a!as$araeas

Ani

guar


de materia da in-orma!i(n "ue $uede ser utii6ada $ara !om$arar di-erentesmuestras e identi+!ar di-eren!ias "ue $ueden aso!iarse a su rigide6 die)!tri!a.

Los materiaes usados en estas $rue,as -ueron

a$e im$regnado en a!eite

Ma%ar

a$e ra-t

Las $rue,as -ueron reai6adas !on un $uente universa mar!a XMAALZ. Las$rue,as -ueron /e!/as a distintas -re!uen!ias& estas $rue,as -ueron reai6adas!on ee!trodos de $a!as $araeas de F.4 mm '.05 in.* de an!/o& 29 mm '4.05in.* de argo !on ,ordes

!uadrados& $untas redondeadas a 3.0 mm '.205 in.* de radio % !on anio deguarda a tierra seg#n o esti$ua a norma ASTM D 24PBP de a8o 04 2PQ&!omo se muestra en a siguiente +gura.

7igu#a 4>1Ee!trodos de $a!as $araeas

Pgina4.


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Ca,e men!ionar "ue aun"ue se $ro,aron 2 muestras de !ada materia& en#mero mnimo re!omendado $ara $oder evar un anisis estadsti!o es de 5

muestras % as examinar os resutados $or e m)todo de X1Ca$a!itan!ia a di-erentes -re!uen!ias de Pa+!l I-+#!gna$o !nAc!i!M>

7RECUENCIAH/F

PAPEL IPRENADO EN ACEITECa$a!itan!ia '$-*

Muestra 2

Muestr a

0

Muestra 3

Muestra 4

Muestra 5

Muestra F

Muestra

Muestra 9

Muestra P

Muestra

21.....

035.P

024.42

044.2

0F.32

00.09

02.2

00.5F

033.95

03.40

005.09

1....039.2F

02.09

04.22

0P.99

000.F4

00.59

03.F4

03F.95

033.44

009.90

1...040.3F

000.40

050.52

025.40

00F.5F

005.5F

03F.F

042.5

039.39

03.29

12.055.2

03F.P4

0F.F4

03.9

039.3

039.

052.9

055.94

053.5F

052.9

1..05F.

9

03P

.35

0.

4

033.

02

042.

0

042.

22

053.

2

05.

P3

055.

54

05P.

2PEn a igura 4.2 se muestra e arrego de e"ui$o utii6ado $ara a medi!i(n de a

Pgina41


42/65

!a$a!itan!ia en e $a$e im$regnado en a!eite.

7igu#a 4>2 Medi!i(n de a !a$a!itan!ia a $a$e im$regnado en a!eite

uente RLC

ELECTRODOS

MATERIAL '$a$eim$regnado en a!e


ABLAR

Ta)la 4>2Ca$a!itan!ia a di-erentes -re!uen!ias de ABLARM>

7RECUENCIAH/F

ABLARCa$a!itan!ia '$*

Muestra2

Muestra0

Muestra3

Muestra4

Muestra5

MuestraF

Muestra

Muestra9

MuestraP

Muestra2

1....

.

00F.

P

004.

04

025.

9

005.

F9

02.

90

00.

4P

02F.

04

002.

53

02F.

P5

02P.

351.... 03.

F000.F3

029.P0

00P.90

023.P2

032.22

02P.F

005.3

00.

000.93

1... 034.3

03.3

002.P

032.F3

02F.04

033.9

000.25

00.55

000.39

005.34

Pgina42


43/65


12. 042.P0

044.F5

03.03

03.0

02P.F9

032.FP

000.F2

009.33

004.33

00F.P

1.. 0F3.23 04F.95 04.FP 035.2P 002.9 03F.F9 004.39 03.FF 005.5 009.F2

En a igura 4.3 se muestra e arrego de e"ui$o en -orma de diagrama utii6ado$ara a medi!i(n de a !a$a!itan!ia.

7igu#a 4>3 Diagrama de !onexi(n $ara a medi!i(n de!a$a!itan!ia.

Pgina43


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PAPEL 0RA7T

Ta)la 4>3Ca$a!itan!ia a di-erentes -re!uen!ias de $a$e 0RA7TM>

7RECUENCIA

H/F

PAPEL0RA7TCa$a!itan!ia '$*

Muestra 2

Muestra

0

Muestra

3

Muestra

4

Muestra

5

Muestra

F

Muestra

Muestra

9

Muestra

P

Muestra

21..... 03P.

PF04F.92

04.PP

049.P4

040.P

050.52

0F.95

040.32

040.5

049.F

1.... 044.9

053.43

053.P0

055.23

04P.93

05.9P

04.3

049.

04.F4

055.P

1.... 053.0F

0FF.05

0F3.F9

0F.5

0F0.F9

0FP.4F

093.0

0F.29

055.90

0FP.03

12. 02.5

0P.2

0PP.F

094.5

09P.9

0P9.50

324.99

0P.43

0F9.PP

0P0.93

1.. 05.9 0P3.F0 0P2.39 0P5.4 0P4.P2 3.24 32.P3 099.F9 0.9F 3.P5

En a igura 4.4 se muestra e arrego de e"ui$o utii6ado $ara a medi!i(n de a!a$a!itan!ia en e $a$e ra-t.

Pgina44


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7igu#a 4>4 Medi!i(n de a !a$a!itan!ia en e AEL RAT

a!#ialaislan! +a+!l0#aF

El!c#o$os

Pu!n! RLC


Las gr+!as de as !a$a!itan!ias de as muestras $ro,adas se $resentan en asiguras 4.4&

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4.5 % 4.F.

7igu#a 4>5Ca$a!itan!ia dea$e Im$regnado en A!eite!ontra a -re!uen!ia.

muestras


Pgina4%


47/65


7igu#a 4>%Ca$a!itan!ia de MALAR !ontra a -re!uen!ia.

Pgina4&


48/65


7igu#a 4>&Ca$a!itan!ia de $a$eRAT !ontra a -re!uen!ia.

21 LA RESISTENCIA DE AISLAIENTO

La resisten!ia de aisamiento es una $rue,a "ue servir $ara !orrea!ionaresta e!tura !on os resutados +naes de as $rue,as de rigide6 die)!tri!a.La medi!i(n de a resisten!ia die)!tri!a @unto !on os ndi!es de $oari6a!i(n% de a,sor!i(n $uede dar indi!io de !ontenido de /umedad en osmateriaes& grado de enve@e!imiento o grado de !ontamina!i(n.

La resisten!ia de aisamiento 'RA* es e vaor de a resisten!ia en megao/ms "ue$uede o-re!er un aisante a a$i!are una tensi(n en !orriente dire!ta durante un!ierto tiem$o& siem$re midi)ndoo desde a a$i!a!i(n de mismo& usndose !omore-eren!ia de 2 a 2 minutos.

Pgina4'


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Existe una !orriente resutante de a a$i!a!i(n de tensi(n de !orriente dire!ta!ono!ida !omo !orriente de aisamiento % est !om$uesta $or dos $artes

La !orriente "ue !ir!ua $or e !uer$o 'voumen* de aisante& est!om$uesta a su ve6 $or 0 !om$onentes

Una !orriente !a$a!itiva. Una !orriente de a,sor!i(n die)!tri!a. Una !orriente en a su$er+!ie de aisamiento& amada !orriente de -uga .

EL


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7igu#a 4>' Yr+!a re$resentativa de ndi!e de $oari6a!i(n.


Asimismo& en este sentido& se de,e !onsiderar "ue no se $rodu!e un !am,io detem$eratura im$ortante durante e tiem$o en "ue dura a $rue,a..

E ndi!e de $oari6a!i(n de un aisamiento es un vaor adimensiona "ue nos$ermitir /a!er !om$ara!iones so,re e estado de aisamiento .

La norma CEI F95.2 00Q indi!a "ue& $ara aisamientos de !ase A& e ndi!ede $oari6a!i(n de,e ser su$erior a 2&5& mientras "ue $ara aisamientos de !ase?& o G& este vaor de,e ser su$erior a 0. No o,stante& existen re!omenda!iones$or $arte de -a,ri!antes de e"ui$os de medida % usuarios "ue $ro$or!ionan unain-orma!i(n ms !uaitativa a $artir de vaor o,tenido de ndi!e de $oari6a!i(n %de a,sor!i(n& !omo a siguienteJaores de ndi!e de $oari6a!i(n % diagn(sti!o de aisamiento

I[2 estado de aisamiento ma estado

2[;I[0 estado de aisamiento !uestiona,e

0[;I[4 estado de aisamiento ,ueno

Pgina5.


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4[;I estado de aisamiento mu% ,ueno 0Q .

EL *Yr+!a re$resentativa de ndi!e de a,sor!i(n e)!tri!a.

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22 RESULTADOS DE LA PRUE(AS HECHAS A LAS UESTRAS

Las medi!iones /e!/as a as muestras -ueron reai6adas !on e megao/metroAMEC a 5 vots !one!tados !on ee!trodos de $a!as $araeas 'os mismosutii6ados $ara as medi!iones de !a$a!itan!ia& mostrados en a +gura 4.2* seg#no esti$ua a norma ASTM D 24PBP de a8o 04 .

A !ontinua!i(n se muestran as ta,as de resutados % gr+!os de as $rue,as deresisten!ia de aisamiento& ndi!e de $oari6a!i(n e ndi!e de a,sor!i(n& /e!/as a!ada una de as muestras

Ta)la 4>4Medi!i(n de a resisten!ia de aisamiento de as muestras de Pa+!lI-+#!gna$o !n Ac!i!.

PAPEL IPREANDO EN ACEITE

UESTRASRESISTENCIA DEAISLAMIENTO'YigaO/ms*

1 33.92 2F.02

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3 2.04 03.45 0P.05% 00.93& 22.2' 3.53* 00.9F1. 2.2F

7igu#a 4>11Yr+!a de a resisten!ia de aisamiento $ara as muestras dePa+!l I-+#!gna$o !n Ac!i!.

Ta)la 4>5 Medi!i(n de ndi!e de $oari6a!i(n % e ndi!e de a,sor!i(n $ara asmuestras de Pa+!l I-+#!gna$o !n Ac!i!.

Pgina53


54/65


PAPEL IPRENADO EN ACEITEUESTRAS

NDICE DEOLIARIACIN

NDICE DEA?SORCIN

1 .PP 22 .P3 .P3 .P3 .P4 .P3 .P95 .P5 .P9% .P0 .PF& .PF .93' .P5 .P9* .P0 .P91. .4 .PF

Pgina54


55/65


7igu#a 4>12Yr+!a de ndi!e de $oari6a!i(n e ndi!e de a,sor!i(n $araas muestras de Pa+!l I-+#!gna$o !n Ac!i!>

Ta)la 4>% medi!i(n de a resisten!ia de aisamiento de as muestras deABLAR.

ABLAR

UESTRAS

RESISTENCIADEAISLAMIENTO'YigaO/ms*

1 53.42 FF.93 F4.94 FF.05 59.5% 24.3& 24.3' 23P.F* 24.P1. 239

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7igu#a 4>13 Yr+!a de a resisten!ia de aisamiento $ara as muestras deABLAR.

Ta)la 4>& Medi!i(n de ndi!e de $oari6a!i(n % e ndi!e de a,sor!i(n $ara asmuestras de ABLAR.

ABLAR

UESTRASNDICE DE

OLIARIACIN

NDICE DE

A?SORCIN1 2.3 22 2.0 .PP3 .P5 .PP4 2.2 .PP5 2.4 2.2

Pgina5%


57/65


% .PP 2.3& 2.2 2' .PP .PP* .PP .PP1. .P9 2

7igu#a 4>14Yr+!a de ndi!e de $oari6a!i(n e ndi!e de a,sor!i(n$ara as muestras deABLAR.

Ta)la 4>'Medi!i(n de a resisten!ia de aisamiento de as muestrasde a$e0RA7T

PAPEL 0RA7TUESTRAS RESISTENCIA

DEAISLAMIENTO

Pgina5&


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'YigaO/ms*

1 52 45.23 52.94 24.45 25.F0% F.F& 2F.4' 0.39* 3.4F91. 4.93

7igu#a 4>15Yr+!a de a resisten!ia de aisamiento $ara as muestrasde a$e0R7AT.

Pgina5'


59/65


Ta)la 4>* Medi!i(n de ndi!e de $oari6a!i(n % e ndi!e de a,sor!i(n $ara asmuestras de $a$e

0RA7T.

PAPEL 0RA7T

UESTRASNDICE DEOLIARIACIN

NDICE DEA?SORCIN

1 2.9 .P92 2.04 .PF3 2.5 24 2.44 25 2.F4 2.22

% 2.09 2.P& 2.3 .PP' .P3 .P3* .P .P1. .P .P

Pgina5*


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7igu#a 4>1%Yr+!a de ndi!e de $oari6a!i(n e ndi!e de a,sor!i(n $ara asmuestras de a$e 0RA7T.

En as +guras 4.2F % 4.2 se muestra e arrego $ara e e"ui$o de $rue,a $ara amedi!i(n

Pgina%.


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de $a$e im$regnado en a!eite % e ma%ar.

7igu#a 4>1& Medi!i(n de resisten!ia de aisamiento $ara ePa+!l I-+#!gna$o !n Ac!i!

EAOHETROELECTRODOS


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7igu#a 4>1& Medi!i(n de a resisten!ia de aisamiento $ara eABLAR

Con$uco#!s inK!co#!s $!!nsin !n c>$> K su con!:in

a i!##a

a!#ial )ao +#u!


23 CONCLUSIONES

Las medi!iones $reiminares a a $rue,a de ru$tura die)!tri!a& !onsistentes en amedi!i(n de as !a$a!itan!ias de os materiaes as !omo sus ndi!es de$oari6a!i(n % a,sor!i(n& su resisten!ia de aisamiento& mostraron ndi!es de$oari6a!i(n !uestiona,es& $ro,a,emente de,ido a a /umedad en e am,iente %a estado de su!iedad "ue $udieron tener os materiaes utii6ados.

De os 3 di-erentes aisantes no se o,serv( ning#n !am,io sor$resivo oines$erado a momento de a ru$tura die)!tri!a& %a "ue $r!ti!amente todas amuestras rom$ieron a un $romedio de tensi(n !ono!ido. Savo en una muestra de$a$e im$regnado en a!eite& "ue de,ido a ma estado en "ue )ste se

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en!ontra,a& una de sus muestras %a esta,a +surada % su tensi(n de ru$tura -uemu!/o menor a es$erado.

or o "ue res$e!ta a m)todo de


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ara e ma%ar& a $ro,a,iidad de -aa de a muestra a una tensi(n es$e!+!a deru$tura '00 J* es & %$ara e $a$e ra-t a $ro,a,iidadde -aa

de a muestra a una tensi(n es$e!+!a de ru$tura '0.5 J* es . Lo !ua esun ndi!e de !on+a,iidad ,astante ,ueno.

Como se muestra a +na de !ada !!uo $ara !ada materia& se /a /e!/o un!!uo de +a,iidad de materia& si )ste so,revive a una tensi(n de ru$turama%or a a es$erada. Wstos !!uos arro@aron resutados es$erados& %a "ue a$ro,a,iidad de -aa de materia aumenta !asi a 2: $ara e ma%ar % e ra-t&e $a$e im$regnado en a!eite tuvo !asi un 5:& esto de,ido a a inesta,iidaddie)!tri!a "ue tuvieron as muestras de )ste.

24 (I(LIORA7IA

Cam$ru, Yrae A,ert. Ee!tro Erosi(n -undamentos de su -si!a % sut)!ni!a. Editoria Mar!om,o& Edi!iones t)!ni!as 0.

undamentos de Ee!tromagnetismo $ara Ingeniera AddisonB


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Naidu M. S.& amara@u J. Gig/ Jotage Enginering. Editoria M!YraBGi&segunda edi!i(n 2PPF.

Sieggert C. Luis A. Ata Tensi(n % Sistemas de Transmisi(n. Ed. Limusa 2P9P.

Documents

Aislantes Solidos