Aislamiento En Generadores
MATERIALES AISLANTES
Aislante eléctrico o dieléctrico es aquel material que tiene una conductividad eléctrica tan baja que se puede despreciar la corriente que pasa por él. Esta pequeñísima corriente que pasa a través de un aislante se denomina corriente de fuga.
El vacío es el único aislante perfecto ya que tiene conductancia nula y por él no circulan corrientes defuga. Los demás materiales aislantes son dieléctricos imperfectos, con conductancia no nula pero tan pequeña que sus corrientes de fuga son despreciables.
Los aislantes se utilizan en las máquinas eléctricas para asegurar el aislamiento eléctrico entre los conductores y entre éstos y las piezas metálicas y la carcasa. Estos materiales suelen ser la parte más delicada de una máquina eléctricadebido a su sensibilidad a las solicitaciones térmicas, mecánicas y dieléctricas.
A la hora de elegir un aislante para una aplicación dada hay que considerar un conjunto de propiedades que debe cumplir y que se pueden clasificar en:
Propiedades eléctricas
Propiedades mecánicas
Propiedades físico-químicas
Las propiedades eléctricas son las más importantes, pero no hay que olvidar las demás.De las propiedades no eléctricas, una de las más importantes es la máxima temperatura que puede soportar un aislante sin que sus propiedades eléctricas se vean afectadas.
RESISTENCIA DE AISLAMIENTO
La resistencia de aislamiento de un dieléctrico es la resistencia que opone al paso de la corriente eléctrica, medida en la dirección en que se tiene que asegurar el aislamiento.
La corriente de fugade un aislante sigue dos caminos: uno sobre la superficie y otro a través del interior del material. La resistencia de aislamiento que presenta el material se debe al efecto de estos dos caminos en paralelo.
La resistividad de aislamiento superficial se mide en MΩ/cm2 y es debida a la resistencia que ofrece la superficie del material al paso de la corriente cuando se aplica tensión entre dospuntos de dicha superficie (Fig. 1a). Esta magnitud está muy afectada por el estado de limpieza de la superficie. La suciedad (grasa, polvo, etc.) depositada sobre la superficie de un dieléctrico reduce la resistividad de aislamiento superficial. Por esta razón, las piezas aislantes hay que construirlas lisas y pulidas.
La resistividad de aislamiento transversal o volumétrica se mide enMΩcm2/cm y es debida a la resistencia que ofrece el dieléctrico a ser atravesado por una corriente cuando se aplica tensión entre dos de sus caras (Fig. 1b). Esta magnitud no tiene un valor constante para un mismo material, ya que le afectan la temperatura, la humedad, el espesor de la pieza, el envejecimiento del material, etc.
Es obvio que se debe procurar que la resistencia de aislamiento de unmaterial aislante sea lo más alta posible.
(a) (b)
Fig. 1: Resistencia de aislamiento superficial
(a) y transversal
(b). (1: Material aislante; 2: Electrodo)
RIGIDEZ DIELÉCTRICA
Cuando se aplica tensión eléctrica moderada entre dos caras de un aislante el campo eléctrico que aparece produce una pequeña corriente de fuga debido a los pocos electrones libres que tiene el material.Además, los átomos se ven sometidos fuerzas que afectan a las órbitas de sus electrones ligados. Si la tensión y, por lo tanto, la intensidad del campo eléctrico, aumentan y superan cierto límite los electrones empiezan a abandonar sus átomos y algunos de ellos chocan con otros átomos provocando un aumento de temperatura y la separación de nuevos electrones. Se produce así un efecto acumulativodenominado descarga que provoca la pérdida permanente (perforación del aislante) o temporal (descargas parciales) de las cualidades aislantes del material.
Se denomina rigidez dieléctrica de un aislante a la intensidad del campo eléctrico máxima que puede soportar el aislante sin que se produzca su perforación. Es decir, cuando la intensidad del campo eléctrico en el interior del material...
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