Los materiales dieléctricos sólidos, como los plásticos, el caucho y la cerámica, son componentes cruciales en el aislamiento eléctrico. Su fuerza de descomposición, que es el campo eléctrico máximo que pueden soportar antes de fallar, está significativamente influenciada por la humedad y la temperatura.
1. Humedad:
* aumentó la conductividad: La humedad absorbida por el material dieléctrico puede aumentar su conductividad. Las moléculas de agua pueden actuar como portadores de carga, reduciendo la resistencia del material y reduciendo su resistencia a la descomposición. Este efecto es más pronunciado en materiales higroscópicos que absorben fácilmente la humedad.
* Formación de rutas conductivas: La humedad puede acumularse en pequeños vacíos y defectos dentro del dieléctrico, formando rutas conductivas que pueden conducir a una descomposición localizada y una falla prematura.
* Degradación química: La humedad puede reaccionar con ciertos materiales dieléctricos, lo que lleva a la degradación química y al debilitamiento de las propiedades aislantes del material.
2. Temperatura:
* aumentó la conductividad: La mayoría de los dieléctricos exhiben una mayor conductividad a temperaturas más altas. Esto se debe al aumento del movimiento molecular, lo que facilita el transporte de carga.
* ablandamiento del material: Algunos dieléctricos se vuelven más suaves y más deformables a temperaturas más altas, lo que los hace más susceptibles a las tensiones mecánicas y la descomposición.
* fugaz térmica: El calor excesivo puede desencadenar un proceso fugitivo térmico, donde el material dieléctrico se calienta aún más debido al aumento del flujo de corriente, lo que conduce a una falla catastrófica.
Efectos combinados:
La influencia combinada de la humedad y la temperatura puede tener un impacto significativo en la fuerza de descomposición. El aumento de la humedad a temperaturas elevadas puede exacerbar los efectos perjudiciales mencionados anteriormente, reduciendo significativamente la capacidad del dieléctrico para resistir el estrés eléctrico.
Estrategias de mitigación:
* Selección de material: Elegir materiales con baja absorción de humedad y alta estabilidad térmica puede mejorar la resistencia a la descomposición.
* Control de humedad: La utilización de barreras de humedad, materiales desecantes y ambientes controlados puede minimizar la penetración de humedad en el dieléctrico.
* Manejo de temperatura: Implementar sistemas de enfriamiento efectivos y operar dentro del rango de temperatura especificado del material puede evitar la fugación térmica y mantener un rendimiento óptimo.
* Acondicionamiento de material: Algunos materiales se benefician de los procesos de pretratamiento como el secado y la impregnación del vacío para eliminar la humedad y mejorar su resistencia a la descomposición.
Conclusión:
La humedad y la temperatura influyen significativamente en la resistencia de descomposición de los dieléctricos sólidos. Comprender estos efectos e implementar estrategias de mitigación apropiadas son cruciales para garantizar un rendimiento confiable y duradero de los sistemas de aislamiento eléctrico.
