Materiales aislantes sólidos, usados en equipos electricos

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DELPODER POPULAR PARA LA
EDUCACION SUPERIOR
UPTA FEDERICO BRITO FIGUEROA
LA VICTORIA ESTADO ARAGUA
INTEGRANTES:
PEREZ IRAMAR
MARQUEZ
YUSVELYS

2. Los aislantes sólidos son extremadamente diversos, tanto por su
origen como por sus propiedades. Pueden ser fabricados a partir de
materiales orgánicos de origen vegetal como es el caso de la tela y del
papel, o a partir de síntesis química como es el caso de el polietileno,
el policloruro de vinilo, etc.
También se usan mucho los materiales aislantes sólidos construidos
a partir de sustancias inorgánicas como es el caso de la porcelana y el
vidrio y en la actualidad tienen cada día más uso los obtenidos a partir
de la unión, por síntesis química, de materiales orgánicos y de algunas
sustancias inorgánicas como el silicio y el aluminio.
Introducción

3. Los materiales dieléctricos sólidos se utilizan en todo tipo de
aparatos y dispositivos eléctricos para aislar una parte que
transporta corriente de otra cuando funcionan a diferentes
voltajes. Un buen dieléctrico debe tener baja pérdida
dieléctrica, alta resistencia mecánica, debe estar libre de
inclusiones gaseosas y humedad, y debe ser resistente al
deterioro térmico y químico.

4. Los dieléctricos sólidos tienen una mayor resistencia a la
descomposición en comparación con los líquidos y gases. Los materiales
aislantes sólidos, que generalmente se usan en la práctica, son a saber:
• Los materiales orgánicos, como el papel, la madera y el caucho.
• Los materiales inorgánicos, como la mica, el vidrio y la porcelana.
• Los polímeros sintéticos, como el perspex , PVC, resinas epoxi, entre
otros

5. CARACTERÍSTICAS DE MATERIALES
DIELÉCTRICOS EN ALTAS TENSIONES
Independientemente de su naturaleza física o química, los
dieléctricos bajo la acción de un campo eléctrico presentan
los
siguientes fenómenos:
• Polarización.
• Conducción.
• Generación de calor debido a las pérdidas de energía en su
interior.
• Ruptura eléctrica para campos eléctricos superiores al
crítico

6. Dado que los materiales dieléctricos son
aislantes imperfectos, y que cuando se les
aplica una diferencia de potencial se tiene la
presencia de una corriente de fuga formada
por:
• Corriente de capacidad.
• Corriente de conducción.
• Corriente de absorción.

7. CARACTERÍSTICAS DE MATERIALES
COMPORTAMIENTO EN CAMPO ELECTRICO HOMOGENEO
RIGIDEZ DIELÉCTRICA
La rigidez dieléctrica de un material es conocida, como el máximo
gradiente de potencial que puede soportar el mismo, sin que llegue a
producirse una corriente disruptiva, antes de que se produzca su
destrucción por perforación y por ende llegar a una degradación física de
sus propiedades aislantes. Su valor se expresa en (KV/mm).
ABSORCIÓN ELÉCTRICA
Cuando se aplica una tensión a un dieléctrico, se presenta una absorción
de carga eléctrica, es preciso que se tenga en consideración al efectuar
la mediciones de resistencia, ya que la presencia de esta corriente puede
alterar los valores obtenidos.

8. RESISTENCIA SUPERFICIAL
En la mayoría de los materiales, la corriente puede
circular por la superficie del dieléctrico en lugar de
hacerlo a través de la masa. Este fenómeno no tiene
ninguna relación con la resistividad propia del dieléctrico,
sino que depende y se mide por la
resistencia superficial. Este valor Influye
significativamente de la calidad de la superficie y la
presencia del polvo, humedad, entre otros.

9. CARACTERÍSTICAS DE MATERIALES
COMPORTAMIENTO EN CAMPO ELECTRICO HOMOGENEO
DIELECTRICO HOMOGENEO
La tensión de ruptura es casi proporcional al gradiente critico, que conduce a la ruptura Dieléctrica

10. DIELECTRICO NO HOMOGENEO

12. RUPTURA TERMICA

13. MECANISMOS DE RUPTURA DE AISLANTES SÓLIDOS
Los diversos mecanismos de ruptura se pueden clasificar de
la siguiente manera:
a) Falla intrínseca o iónica (Electrónica y avalancha o
streamer)
b) Falla electromecánica
c) Falla debido al arboramiento o rastreo
d) Falla térmica
e) Falla electroquímica
f) Falla debido a descargas internas

14. MECANISMOS DE RUPTURA DE AISLANTES
SÓLIDOS EN EL SENTIDO PRÁCTICO
Si se considera un sistema con un dieléctrico sólido que tenga una película conductora y
dos
electrodos en su superficie. En la práctica, la película conductora se forma muy a menudo
debido ala humedad. Con la aplicación de voltaje, la película comienza a conducir, lo que
resulta en la generación de calor, y la superficie comienza a secarse.
La película conductora se separa debido al secado, por lo que se generan chispas que
dañan la superficie dieléctrica. Con materiales aislantes orgánicos como el papel y la baquelita,
el dieléctrico se carboniza en la región de chispas, y las regiones carbonizadas actúan como
canales conductores permanentes que resultan en un mayor estrés sobre el resto de la región.
Este es un proceso acumulativo, y la falla de aislamiento ocurre cuando las pistas
carbonizadas cierran la distancia entre los electrodos. Este fenómeno, llamado tracking, es
común entre capas de baquelita, papel y dieléctricos similares construidos con laminados.

16. Todos estos efectos darán como resultado una erosión
gradual del material y la consecuente reducción en el grosor
del aislamiento que conducirá a la ruptura.
La vida útil del aislamiento con descargas internas depende
del voltaje aplicado y del número de descargas. El desglose
por este proceso puede ocurrir en unos pocos días o puede
llevar algunos años.

17. El fenómeno de la carbonización es mucho más peligroso que el de la
erosión, pues ésta va creando zonas conductoras que acortan la longitud
de la a línea de fuga de la pieza aislante con lo que se intensifican los
esfuerzos eléctricos aplicado al resto del material no dañado, en
particular en los extremos de la traza carbonizada, aumentando con ello
la probabilidad de que sea en ese mismo lugar donde se presente la
próxima descarga.