maquinas electricas

Campo Eléctrico y Materiales Aislantes

Clasificación de campos eléctricos
Tipos de materiales
Tipos de descarga eléctrica
Tipos de solicitación
Cálculos experimentales

Clasificación de campos eléctricos.
Campo uniforme: aquel campo que se mantiene
constante en módulo y dirección.
Campo in-homogéneo: existe cierta uniformidad del
CE, pero no es constante en el espaciointerelectródico, capacitor cilíndrico, capacitor
esférico, espinterómetro de barras, etc. producen
descargas corona antes de la descarga total.
Campo fuertemente in-homogéneo: se dan en
puntas agudas, tensión de iniciación del corona es
mucho menor al de la descarga total.

Aislamientos según el material:
Aislantes Eléctricos Gaseosos:
No tienen estructura cristalina.
Autoregenerativos antedescargas.
Rigidez dieléctrica controlable por al presión y temperatura.
Mezclables.
Permitividad unitaria.
Bajo factor de pérdidas < 10-5 (Corriente resistiva
/capacitiva)

Aislantes Eléctricos Líquidos:
Estructura cristalina débil.
Alto grado de regeneración ante descargas.
Alta capacidad de absorción y de transferencia térmica.
Refrigerantes.
Sensibles a la contaminación y a ladegradación.
Permitividades entre 2 y 100.
Factor de pérdidas > 10-3

Aislantes Eléctricos Sólidos:
Aislamiento térmico.
Trabajan inmersos en medios gaseosos o líquidos.
Elevada rigidez dieléctrica transversal.
Baja rigidez dieléctrica de frontera o superficial.
Baja capacidad de autoregeneración.
Baja capacidad de transferencia térmica.
Deterioro microscópico:térmico-mecánico-eléctrico-ambiental.
Permitividades entre 2 y 10
Factor de pérdidas > 10-3

Aislantes Eléctricos Sólidos:

Bobina capacitiva:
Área
enfrentada
Aluminio
Aislante
Aluminio
Aislante

Aislantes Eléctricos Sólidos:

Bobina capacitiva:

Aislantes Eléctricos Sólidos:

Bobina capacitiva:
Tensión fase 7,97 kV,
(sistema de 13,8 kV)

Potencia Reactiva 500 kVAr
Cap: necesaria 25,1uF
Largo:18,15 m
Ancho: 0,32 m
Sep: 0,000032 m
Cte. Dielec. 2,66

Capacidad = Largo x ancho x Permitividad = 4,25 uF
Separación

Aislantes Eléctricos Sólidos:

Tensión fase 7,97 kV,

Potencia Reactiva 500 kVAr
Cap. necesaria: 25,1uF

Capacidad = Largo x ancho x Permitividad = 4,25 uF
Separación
Bobina prensada
5,1 uF

Total de bobinas
Series 4
Paralelos 18

23uF

Bobinascapacitivas:

Capacitor
terminado

Tipos de descargas eléctricas
Descargas
parciales:
La descarga no une los
electrodos (que mantienen la
diferencia de potencial), sino
que la descarga se mantiene
en las cercanías de uno o de
ambos electrodos. La
corriente en estos casos es
controlable.

Descarga
transversal:
La descarga disruptiva une
completamente los electrodos
que mantienen unadiferencia de
potencial, la corriente se hace
incontrolable.

Mecanismo de descarga DC
Una vez que se origina un electrón dentro de un CE aplicado
comienza un proceso de avalancha de electrones que van ionizando a
los átomos neutros.
La avalancha forma un camino conductor entre los electrodos que
produce le descarga disruptiva entre electrodos.
Para excitación estacionaria sirve lasiguiente expresión:

Ud=Edi . d . Fd . er . ek
Fd: factor de distancia
er: factor de rugosidad de electrodos
ek: factor de forma del electrodo

Descargas en aire (AC)
El proceso de descarga se produce en intervalos de tiempo de 10-6 a 10-8 s,
esto es una fracción muy pequeña del ciclo de 50 Hz, por lo tanto los
mecanismos son similares a los de DC.

Descarga bajo tensión de impulso
Losfenómenos relevantes :
-Aparición de electrones iniciadores.
-Crecimiento temporal de electrones ionizantes.
Para frecuencias muy altas, los electrones y iones comienzan a oscilar
entre los electrodos.
El cálculo de la tensión de ruptura es probabilístico de acuerdo e una
distribución doble exponencial

Descargas Corona
Consecuencias: pérdidas de energía, deterioro del material,...