AISLANTES LÍQUIDOS

Transformadores Cables

CapacitoresBushing.

EQUIPOS QUE EMPLEAN AISLANTES LÍQUIDOS

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS LÍQUIDOS AISLANTES

Cohesión molecular suficientemente alta para tener un volumen definido, pero lo

suficientemente baja para no poder mantener una forma propia

• Mayor densidad que los gases

• Cubren el espacio a aislar con mayor facilidad

• Después del paso de una descarga a través de ellos restituyen sus características aislantes

VENTAJAS DE LOS AISLANTES LÍQUIDOS

Aislantes líquidos puros

Aislantes líquidos comerciales.

CLASIFICACIÓN DE LOS AISLANTES LÍQUIDOS SEGÚN SU GRADO DE PUREZA

CONDUCCIÓN EN LOS AISLANTES LÍQUIDOS

•Conductividad intrínseca

•Conductividad debido a impurezas.

CLASIFICACIÓN DE LA CONDUCCIÓN EN LOS AISLANTES LÍQUIDOS

CONDUCCIÓN EN LOS AISLANTES LÍQUIDOS PUROS

I

I II III

U

σ = n·q·(μ++μ_)Donde:

n -- Número de iones.q -- Carga del electrón+ -- Factor de movilidad de los iones positivos- -- Factor de movilidad de los iones negativos

¿CÓMO SE VERÁ AFECTADA LA CONDUCTIVIDAD CON AUMENTOS EN LA TEMPERATURA DEL AISLANTE LÍQUIDO?

n = N·exp – WK·T

Donde:

N - Número de partículas por unidad de volumenW - Energía de disociación de la moléculaK - Constante de BoltzmanT – Temperatura del líquido

Variación de la conductividad intrínseca del aceite de

transformador con el grado de pureza

0 20 40 60 80 100 120 1401E-7

1E-6

1E-5

1E-4

1E-3

Temperatura en ºC

Con

duct

ivid

ad e

léct

rica

(S

/m)

Comercial

PurificadoAltamente purificado

I

U

Liquido puro

Líquido comercial

CONDUCCIÓN EN LOS AISLANTES LÍQUIDOS

RUPTURA EN LOS AISLANTES LÍQUIDOS

• La ruptura electrónica o intrínseca

• La ruptura debido a las burbujas de gas

• La ruptura debido a las partículas suspendidas

MECANISMOS DE RUPTURA QUE SE PRESENTAN EN LOS AISLANTES LÍQUIDOS

Formación de una burbuja de gas en una microrrugosidad

Burbuja de gas

Microrrugosidad

Electrodo

Líneas de campo

• Acumulación de gases producto de los procesos de oxidación

• Manipulación inadecuada• Las repetidas contracciones y distensiones que

tienen lugar en los equipos debido a las variaciones periódicas de la curva de carga

• Cambios bruscos como los motivados por cortocircuitos y sobretensiones

CAUSAS QUE PUEDEN DAR LUGAR A QUE EN EL INTERIOR DE UN LÍQUIDO AISLANTE PUEDAN EXISTIR BURBUJAS DE GAS

• Alta concentración de campo en la burbuja debido a la diferencia de permitividad entre el líquido aislante y el gas contenido en ella

• Las fuerzas electrostáticas que actúan sobre la burbuja que hacen que esta se alargue

• La descomposición del líquido en las paredes de la burbuja producto del bombardeo de iones a que están sometidas

FENÓMENOS QUE SE PUEDEN PRESENTAR LOS LÍQUIDOS AISLANTES CUANDO ESTOS CONTIENES BURBUJAS DE GAS Y QUE PUEDEN LLEGAR

A PROVOCAR LA RUPTURA

Efecto del campo eléctrico sobre una partícula de fibra

+ -

+ - +-

(a) Prolongación del electrodo

(b) Acción colectora

-

-

++++++++

+ –

ENVEJECIMIENTO DE LOS AISLANTES LÍQUIDOS

22

23

• El contenido de oxígeno en los mismos

• El efecto de la temperatura

• El contenido de agua en cualquiera de sus formas (molecular, emulsión y suspensión)

FACTORES QUE ACELERAN LOS PROCESOS DE OXIDACIÓN DE LOS AISLANTES LÍQUIDOS

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• Un incremento en su acidez debido a la formación de ácidos orgánicos

• Un incremento en el contenido de humedad

• La aparición de sedimentos sólidos comúnmente conocidos como lodo

• La gasificación del líquido

RESULTADOS DE LOS PROCESOS DE OXIDACIÓN DE LOS AISLANTES LÍQUIDOS

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• Minimizar el contacto de ellos con el oxígeno• Empleando sustancias antioxidantes y limpiadoras• Mantener un control adecuado de la temperatura• El sellado adecuado de los equipos• Efectuar las pruebas profilácticas establecidas

ACCIONES A REALIZAR PARA PROLONGAR LA VIDA DE LOS AISLANTES LÍQUIDOS EN SERVICIO

DETERMINACIÓN DE LA RIGIDEZ DIELÉCTRICA EN LOS AISLANTES

26

27

Variación de la tensión de ruptura en un aceite de transformador con la

humedad.

28

2,5 mm

100 mm

80 m

m

35 mm

Características generales de las celdas de prueba.

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• El material de los electrodos• La forma de los electrodos• La separación entre los electrodos• Las dimensiones de la celda de prueba• Razón de crecimiento de la tensión de prueba• Tiempo de desconexión y capacidad de la fuente

de tensión de prueba• El número de pruebas• La técnica operatoria durante la prueba

PARÁMETROS DE LOS EQUIPOS DE PRUEBA QUE PUEDEN INFLUIR EN LA MAGNITUD DE LA RIGIDEZ DIELÉCTRICA

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1. Agitar la muestra a fin de homogeneizarla2. Limpiar la celda de prueba y enjuagarla con parte del mismo

líquido que se va a probar3. Verter el líquido aislante en la celda hasta el nivel indicado

evitando la formación de burbujas de aire y se esperan unos 15 minutos para aplicar la tensión

4. Aplicar tensión e incrementarla a razón de 2 kV/s hasta la ruptura5. Una varilla de vidrio limpia y seca se pasa por entre los electrodos

a fin de dispersar las partículas de contaminantes producidos por la descarga

6. Se debe esperar el tiempo establecido por la norma de que se trate para realizar la siguiente prueba

TÉCNICA OPERATORIA GENERAL PARA UNA PRUEBA

PRINCIPALES LÍQUIDOS AISLANTES

31

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•Aceites minerales•Aceites de silicona•Aceites sintéticos

PRINCIPALES LÍQUIDOS AISLANTES

RECUPERACIÓN DE LOS ACEITES MINERALES

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34

•Filtrado•Calentamiento al vacío•Centrifugado

MÉTODOS MÁS USADOS EN LA RECUPERACIÓN DE LOS AISLANTES LÍQUIDOS