Aislamiento

Seguimiento de la calidad del aislamiento

En bobinas preformadas de media tensión y bobinados pobres en resina 

 

Teoría del factor de pérdida dieléctrica o factor de disipación 

Independientemente de la clase de un sistema de aislamiento y su calidad, tendrá alguna corriente de fuga a través de su circuito dieléctrico al aplicar un alto voltaje. Por tanto, a todos los efectos prácticos, podemos considerar un sistema de aislamiento como un condensador imperfecto.
Durante el proceso de aislamiento, impregnación de una bobina individual (rica en resina*) o de todo el devanado (pobre en resina**) siempre existirán algunos huecos en el revestimiento de aislamiento. No se pueden eliminar, por muy bueno que se adopte el proceso de revestimiento aislante o impregnación. Si bien el requisito ideal sería un revestimiento / impregnación de aislamiento completamente libre de huecos, en la práctica esto no se puede lograr. Estos vacíos provocan descargas internas (efecto corona***) o fugas de corriente dentro de los devanados y provocan erosión en materiales blandos o fisuras microscópicas en los duros. Todo esto también puede conducir a una eventual falla del aislamiento. Por lo tanto, el nivel de tales descargas / corrientes de fuga debe limitarse tanto como sea posible, de modo que causen el menor daño al aislamiento de los devanados durante los largos años de funcionamiento de la máquina.

Midiendo las corrientes capacitivas y de fuga, se puede determinar el ángulo de fase (ángulo de pérdida) entre ellas. La tangente de este ángulo, dará una indicación del estado del aislamiento:

En un condensador,

y,

Un nivel bajo significará un alto grado de curado de la resina. La mayoría de los sistemas de aislamiento son compuestos de muchos materiales. En la práctica, casi siempre contienen pequeños huecos.

Considere un lado de la bobina con un solo vacío. La distribución de voltaje a través del aislamiento no será uniforme debido a las diferentes permitividades de aire y aislamiento. Cuando se aplica un voltaje bajo, una proporción de este aparecerá en el vacío y el voltaje restante en el aislamiento (dieléctrico). Cuando se aumenta el voltaje aplicado, el aire del vacío a un cierto valor del voltaje aplicado se descompondrá, provocando una descarga interna. El vacío ahora está cortocircuitado y el voltaje total aparecerá a través del aislamiento (dieléctrico).


Esto también es útil para analizar el estado de envejecimiento de un aislamiento. Los métodos y normas de límites de aceptación se tratan en IEC 60894.

Prueba húmeda de bobinados pobres en resina

MG-1-20.48 recomienda esta prueba para grandes motores de media tensión que son pobres en resina. En esta prueba, todo el estator se sumerge en agua, si es posible, y se lleva a cabo una prueba de absorción de 10 minutos. Si esto no es posible, entonces los devanados se rocían con agua a fondo, desde todos los lados durante 30 minutos. El agua se mezcla con un agente humectante para reducir su tensión superficial. Durante los últimos 10 minutos de la prueba se mide la resistencia de aislamiento a 500 V d.c, que no debe ser menor que la indicada en la Ecuación Rm = kV + 1. Si es aceptable, los devanados se someten a una corriente alterna. prueba de alto voltaje a 1,15 veces el voltaje nominal durante 1 minuto mientras los devanados aún se están pulverizando. Después de la prueba de alto voltaje, la lectura de la resistencia de aislamiento de 1 minuto usando un 500 V CC. se obtiene la fuente. Esto no debe ser menor que el especificado en la Ecuación R= kV + 1. Este valor luego formará los datos de referencia para las pruebas del sitio.

* Rico en resina
Este es un proceso de aislamiento para el bobinado de motores de media tensión con bobinas formadas y emplea materiales aislantes de clase F. Las bobinas de bobinado se construyen individualmente, fuera de las ranuras y están pre-impregnadas y curadas antes de insertarse en las ranuras del estator o del rotor. Este sistema de fabricación de bobinas, sin embargo, posee una escasa capacidad de transferencia de calor, desde la bobina al núcleo de hierro y proporciona una mala unión de la bobina con la ranura. Esto puede provocar un movimiento diferencial dentro de la ranura durante un recorrido, debido a efectos térmicos, y un desprendimiento del aislamiento, además de vibraciones y ruido.

** Pobre resina
Esto es cuando el estator o el rotor bobinado se arrolla primero con bobinas formadas con poca resina, y luego se impregna al vacío, como una masa completa y se cura.

*** Efecto corona
Esta es una descarga que se produce debido a la ionización del aire en las inmediaciones de un conductor. Normalmente tiene lugar en conductores redondos o en curvaturas, puntos ásperos, tuercas y pernos que sobresalen, y ocurre debido a la humedad en lugares donde hay un gran flujo electrostático, como entre dos conductores en paralelo y conductores de corriente. Cuanto mayor sea el potencial entre los conductores, más grave será este fenómeno. Es un resplandor púrpura alrededor del conductor y normalmente se asocia con un silbido y causa pérdidas. A veces podemos ver este fenómeno en un poste de alta tensión y más en un día húmedo. Para minimizar este efecto, es fundamental mantener limpia la superficie del conductor, evitar dobleces y curvaturas pronunciadas y también cabezas dentadas de tuercas y tornillos. Donde sea inevitable, dichas superficies pueden cubrirse (aislarse) con una cinta o tubo no conductor.

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