MAQUINAS ELECTRICAS AISLAMIENTO DE MAQUINAS ELECTRICAS
67 APENDICE APENDICE 4
AISLAMIENTOS DE LAS MAQUINAS ELECTRICAS A4.1 MATERIALES MATERIALES AISLANTES El funcionamiento y la duración de una máuina el!ctrica o de un a"arato electromecánico en #eneral$ de"ende e%encialmente de lo% ai%lante%$ ue con%tituyen la "arte má% %en%i&le a la% %olicitacione% t!rmica%$ diel!ctrica% y mecánica%' El de%#a%te de ór#ano% de ro(amiento$ e%co&illa%$ colectore%$ contacto% etc' e% un fenómeno controla&le controla&le y "or lo tanto %u% falla% falla% %on relati)amente relati)amente "re)i%i&le%$ "re)i%i&le%$ "uedi!ndo%ela% "uedi!ndo%ela% e)itar con un adecuado "ro#rama de mantenimiento' No %e "uede afirmar lo mi%mo "ara la% falla% ori#inada% o ri#inada% "or alteracione% de lo% ai%lante% como con%ecuencia "or e*em"lo de la% %olicitacione% centr+fu#a% ,en máuina% rotante%-$ )i&racione% de la% la% &o&in &o&ina% a% dent dentro ro de la% la% ranu ranura ra%$ %$ %oli %olici cita taci cione one%% elect electro rodi dinám námic ica% a% ,cor ,corri rien ente te%% de cortocircuito-$ %o&reten%ione% ,de frecuencia indu%trial$ atmo%f!rica% o de manio&ra- y muy "articularmente %olicitacione% de ori#en t!rmico' La cualidade% fundamentale% ue de&e "o%eer un ai%lante "ara de%em"e.ar &ien %u %er)icio %on/ ele)ada
ri#ide( diel!ctrica
e%ta&ilidad
dimen%ional y a"titud de con%er)ar e%ta "ro"iedad en el tiem"o
A4.2 RIGIDEZ DIELECTRICA A diferencia de lo% materiale% ferroma#n!tico% ue "ueden %er %ometido% a ele)ado% )alore% de inducción %in ue %e alteren %u% caracter+%tica% e%tructurale%$ en un ai%lante inmer%o en un cam"o el!ctrico$ el!ctrico$ "or de%"la(amiento de%"la(amiento de la% ór&ita% de lo% electrone% electrone% "erif!rico% "erif!rico%$$ %e "roducen "roducen %olicitacione% ue "uede %er %o"ortada 0a%ta un cierto l+mite$ má% allá del cual %e )erifica el fenómeno de la de%car#a$ con "!rdida "ermanente o tem"oraria de la% cualidade% del ai%lante' Si %e %u"era e%te l+mite %e )erifica el fenómeno de la de%car#a$ con "!rdida "ermanente o tem"oraria ,de%car#a% "arciale%- de la% cualidade% del ai%lante' La de%car#a "uede %er autorre#enerati)a ,ai%lamiento% en aire o aceite- o no autorre#enerati)a$ cuando %e "roduce un da.o irre)er%i&le del ai%lante' Se denomina ri#ide( diel!ctrica de un determinado material$ el #radiente el!ctrico má1imo ue "uede %o"ortar' Su )alor %e "uede determinar e1"erimentalmente mediante lo% "rocedimiento% e indicacione% e%ta&lecido% "or norma%'
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Cada material tiene %u "ro"ia ri#ide( diel!ctrica$ "ero %u )alor de"ende de la% dimen%ione% de lo% electrodo% de en%ayo$ de la% condicione% am&ientale% en la% cuale% %e reali(a la "rue&a$ y de la duración de a"licación de la ten%ión' Cuando el cam"o el!ctrico el!ctrico a"licado e% "er"endicula "er"endicularr al material material en%ayado %e define define un )alor de ri#ide( de ma%a$ en cam&io cuando el mi%mo e% "aralelo a la %u"erficie del material %e define ri#ide( %u"erficial' 2ara lo% materiale% e%tratificado%$ a i#ualdad de e%"e%or$ la ri#ide( aumenta con el n8mero de e%trato% o ca"a% ue conforman el ai%lamiento "ro"iamente dic0o' La ri#ide( no e% "ro"orcional al e%"e%or y "ara ai%lante% %ólido% y aceite% )ar+a con e1"onente i#ual a 9:;' La 0umedad reduce fuertemente el )alor de ri#ide( diel!ctrica y lo% ai%lante% %on tanto má% eficace% cuanto meno% 0i#ro%có"ico% %on' La tem"eratura act8a de manera di)er%a %e#8n %e trate de ai%lante% %ólido% o l+uido%' En lo% ai%lante %ólido% la ri#ide( decrece con el aumento de la tem"eratura$ en cam&io "ara lo% l+uido% ocurre #eneralmente lo contrario' La duraci duración ón de la "rue&a$ "rue&a$ a i#uald i#ualdad ad de otra% otra% condici condicione% one%$$ influy influyee nota&l nota&leme emente nte en la ma#nitud de la ri#ide($ di%minuye "ara tiem"o% creciente% y alcan(a )alore% ele)ad+%imo% "ara tiem"o% muy &re)e% ,%o&reten%ione% de im"ul%o-' La frecuencia de la ten%ión a"licada afecta el )alor de ri#ide($ y "ara una mi%ma duración %e tienen )alore% de ri#ide( má% alto% "ara frecuencia% má% &a*a% y )ice)er%a' La ri#ide( %u"erficial de"ende del e%tado en ue %e encuentra la %u"erficie del ai%lante$ má% ue de %u naturale(a$ e% decir$ %u"erficie% li%a%$ "ulida% y %eca% "re%entan )alore% de ri#ide( %u"eriore%' Lo% Lo% mate materi rial ale% e% ai%l ai%lan ante te%% inme inmer% r%o% o% en acei aceite te %e com" com"or orta tan n me*o me*orr ue aue auell llo% o% ue ue %e encuentran en aire'
A4.3 DIELECTRICOS EN SERIE Cuando Cuando %e utili utili(an (an ai%lan ai%lante% te% en %erie %erie ue tienen tienen di%ti di%tinta nta%% con%ta con%tante nte%% diel!c diel!ctr trica% ica%$$ el má% %olicitado de lo% materiale% e% auel ue tiene la menor con%tante diel!ctrica' Al 0a&er di%tinta% ca"a% de materiale% %i %e %u"era la ri#ide( de un ai%lante$ "uede ocurrir una de%car#a$ e%ta %ituación e% má% "ro&a&le en el material con menor con%tante diel!ctrica'
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Cada material tiene %u "ro"ia ri#ide( diel!ctrica$ "ero %u )alor de"ende de la% dimen%ione% de lo% electrodo% de en%ayo$ de la% condicione% am&ientale% en la% cuale% %e reali(a la "rue&a$ y de la duración de a"licación de la ten%ión' Cuando el cam"o el!ctrico el!ctrico a"licado e% "er"endicula "er"endicularr al material material en%ayado %e define define un )alor de ri#ide( de ma%a$ en cam&io cuando el mi%mo e% "aralelo a la %u"erficie del material %e define ri#ide( %u"erficial' 2ara lo% materiale% e%tratificado%$ a i#ualdad de e%"e%or$ la ri#ide( aumenta con el n8mero de e%trato% o ca"a% ue conforman el ai%lamiento "ro"iamente dic0o' La ri#ide( no e% "ro"orcional al e%"e%or y "ara ai%lante% %ólido% y aceite% )ar+a con e1"onente i#ual a 9:;' La 0umedad reduce fuertemente el )alor de ri#ide( diel!ctrica y lo% ai%lante% %on tanto má% eficace% cuanto meno% 0i#ro%có"ico% %on' La tem"eratura act8a de manera di)er%a %e#8n %e trate de ai%lante% %ólido% o l+uido%' En lo% ai%lante %ólido% la ri#ide( decrece con el aumento de la tem"eratura$ en cam&io "ara lo% l+uido% ocurre #eneralmente lo contrario' La duraci duración ón de la "rue&a$ "rue&a$ a i#uald i#ualdad ad de otra% otra% condici condicione% one%$$ influy influyee nota&l nota&leme emente nte en la ma#nitud de la ri#ide($ di%minuye "ara tiem"o% creciente% y alcan(a )alore% ele)ad+%imo% "ara tiem"o% muy &re)e% ,%o&reten%ione% de im"ul%o-' La frecuencia de la ten%ión a"licada afecta el )alor de ri#ide($ y "ara una mi%ma duración %e tienen )alore% de ri#ide( má% alto% "ara frecuencia% má% &a*a% y )ice)er%a' La ri#ide( %u"erficial de"ende del e%tado en ue %e encuentra la %u"erficie del ai%lante$ má% ue de %u naturale(a$ e% decir$ %u"erficie% li%a%$ "ulida% y %eca% "re%entan )alore% de ri#ide( %u"eriore%' Lo% Lo% mate materi rial ale% e% ai%l ai%lan ante te%% inme inmer% r%o% o% en acei aceite te %e com" com"or orta tan n me*o me*orr ue aue auell llo% o% ue ue %e encuentran en aire'
A4.3 DIELECTRICOS EN SERIE Cuando Cuando %e utili utili(an (an ai%lan ai%lante% te% en %erie %erie ue tienen tienen di%ti di%tinta nta%% con%ta con%tante nte%% diel!c diel!ctr trica% ica%$$ el má% %olicitado de lo% materiale% e% auel ue tiene la menor con%tante diel!ctrica' Al 0a&er di%tinta% ca"a% de materiale% %i %e %u"era la ri#ide( de un ai%lante$ "uede ocurrir una de%car#a$ e%ta %ituación e% má% "ro&a&le en el material con menor con%tante diel!ctrica'
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La má% o"ortuna di%"o%ición de ai%lante% en %erie e% auella "ara la cual %e utili(an materiale% ue tienen i#ual )alor del "roducto de %u con%tante diel!ctrica "or %u ri#ide( diel!ctrica ,en la "ráctica )alore% no muy diferente%-' En con%ecuencia e% nece%ario eliminar el aire interior de lo% ai%lante%$ ocu"ando todo% lo% "o%i&le% 0ueco%$ "ara lo cual %e utili(an di%tinto% "rocedimiento% de im"re#nación' La im"re#nación de lo% de)anado% %e "uede reali(ar "or #oteo$ u%ando un &arni( ele#ido e%"ecialmente "ara e%ta finalidad' Otro "rocedimiento e% el de inmer%ión de la "ie(a en un &arni( 0a%ta ue ya no %e "re%entan en la %u"erf %u"erfici iciee del &arni( &arni( la% &ur&u* &ur&u*a% a% ori#in ori#inada% ada% "or el de%alo de%alo*o *o del aire ocluid ocluido o en lo% inter%ticio% del &o&inado$ %iendo e%te el "rocedimiento #eneralmente em"leado en máuina% "eue.a% y mediana% de &a*a ten%ión' E% im"ortante ue la )i%co%idad del &arni( %ea la a"ro"iada "ara lo#rar la má1ima "enetración' 2ara máuina% de ten%ione% má% alta% ,79<< a 7=<<< >- e% con)eniente utili(ar el m!todo de im"re# im"re#naci nación ón en autocl autocla)e a)e 0aciend 0aciendo o "rimer "rimero o )ac+o )ac+o y lue#o lue#o inmer% inmer%ión ión en el &arni( &arni( &a*o &a*o "re%ión ,e%te m!todo %e e1"lica má% adelante-' De%"u!% de la im"re#nación$ %e de&e eliminar el e1ce%o de &arni( y "arte de lo% %ol)ente% durante un la"%o ue de"ende de la forma como %e realice e%ta o"eración' De acuerdo con la% caracter+%tica% del &arni( utili(ado el %ecado "uede reali(ar%e de do% forma%/ 74 Seca Secado do al aire aire en un am&i am&ien ente te &ien &ien )ent )entil ilad ado o y li&r li&ree de "ol) "ol)o$ o$ ue ue %e efect8 efect8aa "or "or e)a"oración e)a"oración de %ol)ente%$ %ol)ente%$ acom"a.ado acom"a.ado cuando corre%"onde corre%"onde al ti"o de material material "or o1idación o1idación del mi%mo' 94 Secado al 0orno en una e%tufa con tira*e for(ado o natural "ara im"edir ue "arte de lo% %ol)ente% ueden atra"ado% en la "el+cula del &arni($ ,"ara ue no act8en %o&re el e%maltado del conductor-' Una )e( terminado el %ecado %e a"a#a el 0orno y e% con)eniente no %acar la% "ie(a% 0a%ta ue %e enfr+en alcan(ando la tem"eratura am&iente' En la% máuina% ue %u"eran lo% = ?>$ en la "ared interna de la% ranura% y en la "arte recta de la &o&ina en la% e1tremidade% del "auete ma#n!tico$ %e utili(a un ai%lante %emiconductor$ ue tiene "or finalidad "rote#er la% &o&ina% contra lo% da.o% ue "roducen lo% eflu)io% y la% de%car#a% "arciale%'
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6@
El material ue %e utili(a "uede %er un ai%lante %emiconductor ,&arni( antide%car#a%- o &ien en forma de cinta%$ con%tituida% "or te*ido de "olie%ter o te*ido de )idrio con un im"re#nante ue contiene "art+cula% de car&ón o #rafito en diferente% concentracione%' El material de im"re#nación utili(ado de&e %er com"ati&le con la% re%ina% de im"re#nación utili(ada% "o%teriormente' E%te material %e o&tiene comercialmente con )alore% de re%i%tencia %u"erficial com"rendido entre 7<< y 9<<<< o0m' Se utili(a tam&i!n en tran%formadore% de muy alta ten%ión$ tran%formadore% de medición y ca&le% de alta ten%ión' La %olicitación relati)a de un ai%lante inter"ue%to entre do% electrodo% aumenta %i %e %u%tituye una "arte "or un ai%lante de má% ele)ada con%tante diel!ctrica' E%ta %ituación %e "re%enta "or e*em"lo en lo% tran%formadore% %umer#ido% en aceite$ cuando entre do% arrollamiento% %e"arado% "or un canal de aceite$ %e inter"one un cilindro de material ai%lante cuya con%tante diel!ctrica e% mayor u e la del aceite' El #radiente en el aceite aumenta re%"ecto del )alor ue ten+a cuando no 0a&+a una &arrera ai%lante %ólida$ y el aumento e% tanto má% #rande cuanto mayor e% el e%"e%or de la &arrera' La utili(ación de una &arrera inter"ue%ta en un canal e% nece%aria "ara ue cadena% de im"ure(a% en %u%"en%ión en el aceite$ ue %e orientan en la dirección del cam"o el!ctrico$ no "rodu(can camino% de de%car#a en el aceite'
A4.4 SOLICITACIONES EN LOS AISLAMIENTOS CILINDRICOS Lo% cam"o% el!ctrico% ue %e "re%entan en la% máuina% y en lo% a"arato% el!ctrico% ca%i nunca %on uniforme%$ e% decir no e%uemati(a&le% como un ca"acitor "lano$ en #eneral no e% "o%i&le calcular lo% #radiente% en di%tinto% "unto%' Muc0a% )ece% %e e%uemati(an la% %u"erficie% conductora% como ca"acitore% "lano o cil+ndrico%$ y %e ace"tan lo% re%ultado% como %uficientemente a"ro1imado%' El cam"o ue %e e%ta&lece entre la% armadura% de un ca"acitor cil+ndrico e% no uniforme "ero "uede %er fácilmente calculado' El #radiente en cada "unto del cam"o e% in)er%amente "ro"orcional a la di%tancia del "unto al e*e de %imetr+a del ca"acitor y "or lo tanto el dia#rama re%"onde a una 0i"!r&ola euilátera' Un e*em"lo de a"licación de e%te ti"o de cam"o %e tiene en lo% ai%ladore% "a%ante% "ara tran%formadore% de alta ten%ión'
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6=
El #radiente má1imo %e tiene en lo% "unto% inmediatamente cercano% a la armadura interna ,conductor-' El electrodo e1terno ,&rida- e% má% corto ue el interno$ y "ara controlar la di%tri&ución de lo% #radiente%$ %e inter"onen en la ma%a ai%lante del#ada% 0o*a% metálica%'
A4.5 RESISTIVIDAD DE MASA La% norma% e%ta&lecen la metodolo#+a "ara reali(ar medida% de re%i%ti)idad de ma%a de materiale% diel!ctrico% %ólido%' La re%i%ti)idad %e reduce fuertemente con el aumento de la tem"eratura y de la 0umedad' La medida de la re%i%tencia de ai%lamiento de la% máuina% y de lo% a"arato% e% 8til "ara determinar %i %e "ueden reali(ar lo% en%ayo% diel!ctrico% ue e%ta&lecen la% norma%$ cuyo o&*eto e% demo%trar ue la máuina o a"arato en%ayado e% ca"a( de %o"ortar la% %olicitacione% diel!ctrica% ue "ueden "re%entar%e durante %u utili(ación' Lo% e%trato% de aire "re%entan una re%i%ti)idad "rácticamente infinita$ "ero en cam&io la ten%ión de "erforación e% relati)amente &a*a$ e% decir$ no e1i%te nin#una relación entre re%i%ti)idad y ri#ide( diel!ctrica' Cuando %e reali(an controle% "eriódico% de re%i%ti)idad$ y %e lo% com"ara con el )alor inicial$ la% "rue&a% %e de&en reali(ar %iem"re ,de %er "o%i&le "ara ue %ean com"ara&le%- en la% mi%ma% condicione% de tem"eratura y con lo% mi%mo% )alore% de ten%ión y tiem"o de a"licación' La medición de la re%i%tencia de ai%lamiento$ inter"retada correctamente$ re%ulta 8til "ara determinar el e%tado de con%er)ación de un ai%lamiento' La relación entre lo% )alore% de re%i%tencia de ai%lamiento medido% a lo% 7< minuto% y a 7 minuto de a"licada la ten%ión$ %e denomina +ndice de "olari(ación' 2ara arrollamiento% e%tatórico% reali(ado% en cla%e $ un +ndice de "olari(ación %u"erior a 9'= %i#nifica ue el mi%mo e%tá %eco y lim"io' Arrollamiento% 08medo% y %ucio% "ueden tener +ndice% de "olari(ación inferiore% o "ró1imo% a 7 ,la re%i%tencia de ai%lamiento no aumenta en el tiem"o de a"licación-' El em"leo de corriente continua "ara la% "rue&a% de ri#ide( diel!ctrica de lo% arrollamiento% de lo% alternadore%$ no tiene la mi%ma eficacia de la "rue&a% reali(ada% con corriente alterna' La corriente continua no "one en e)idencia "lenamente toda% auella% caracter+%tica% "articulare% del ai%lamiento$ ue lo %olicitan durante el %er)icio normal con corriente alterna' La% norma% indican lo% m!todo% de medida$ inter"retación de lo% re%ultado% y lo% )alore% m+nimo% de lo% +ndice% de "olari(ación recomendado% "ara la% di%tinta% cla%e% de ai%lamiento%' ES2OC3 4 IN5ENIERIA DE MANTENIMIENTO
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A4.6 PERDIDAS DIELECTRICAS Se define como coeficiente de "!rdida diel!ctrica a la tan#ente del com"lemento del án#ulo de fa%e entre la corriente efica( a&%or&ida y la ten%ión %inu%oidal a"licada a un ca"acitor real$ e% decir$ con "!rdida% La% "!rdida% en lo% diel!ctrico% de la% máuina% indu%triale% %on #eneralmente de%"recia&le%$ a lo% efecto% de la di%"er%ión de ener#+a$ "ero %u ma#nitud con%tituye un +ndice %i#nificati)o "ara el conocimiento de la% condicione% en la% cuale% %e encuentra el ai%lamiento #eneral de una máuina y "oder e)aluar %u e%tado de en)e*ecimiento' Lo% aceite% ue tienen un contenido de im"ure(a% mayor ue otro%$ o ue tienen un nota&le contenido de 0umedad re%idual$ tienden a aumentar %u conducti&ilidad muc0o má% rá"idamente$ con el aumento de la tem"eratura'
A4.7 CLASIFICACION DE LOS MATERIALES AISLANTES La a"titud de un ai%lante a %o"ortar ele)ada% tem"eratura% e% la cualidad determinante "ara %u cla%ificación$ tanto e% a%+ ue la% norma% internacionale%$ y la% de lo% di)er%o% "a+%e% cla%ifican lo% ai%lamiento% ,y "or lo tanto lo% ai%lante% ue lo% com"onen- en &a%e a la "o%i&ilidad ue tienen de %o"ortar determinado% l+mite% t!rmico%' Se definen la% %i#uiente% cla%e% de ai%lación/ B
/ 6< C
A
/ 7<= C
E
/ 79< C
/ 7;< C
/ 7== C
3
/ 7< C
C
/ mayor de 7< C
En corre%"ondencia con una tem"eratura l+mite$ con%iderada como la tem"eratura ue lo% re%"ecti)o% materiale% "ueden %o"ortar durante un la"%o$ t!cnica y económicamente ace"ta&le$ ue corre%"onde a la )ida 8til media de la máuina o del a"arato el!ctrico' Numero%o% %on lo% e%tudio% reali(ado% acerca del en)e*ecimiento t!rmico de lo% materiale% ai%lante% en funcionamiento$ ue 0an "ermitido e1"re%ar mediante en%ayo% de en)e*ecimiento ES2OC3 4 IN5ENIERIA DE MANTENIMIENTO
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acelerado$ la relación e1i%tente entre la tem"eratura y la "ro&a&le )ida 8til de lo% materiale% in)olucrado%' Ca&e recordar "or e*em"lo la re#la de Mon%%in#er %e#8n la cual la )ida 8til de un ai%lante "erteneciente a la cla%e A ,7<= C- %e reduce a la mitad %u"erando la tem"eratura de 77; C , #rado% "or encima de %u cla%e-' Se de&e refle1ionar %o&re el "eli#ro ue re"re%enta la "re%encia de "unto% o (ona% caliente% en al#8n lu#ar de la% máuina% el!ctrica%$ y la im"ortancia ue tiene reali(ar un adecuado cálculo t!rmico y un correcto di%e.o de lo% %i%tema% de refri#eración$ #aranti(ando el e)itar un en)e*ecimiento "rematuro' De&ido a ue en la con%trucción de la% máuina% %e utili(an di%tinto% materiale% ai%lante% "ara conformar un determinado ai%lamiento$ cada material "re%enta una e%ta&ilidad t!rmica diferente$ ue e%tá influenciada "or la forma como %e lo com&ina con otro% materiale%' E%ta %ituación "one de manifie%to la nece%aria G)a#uedadG en ue 0a de&ido mantener%e la definición de la% cla%e% de ai%lamiento y el carácter de #u+a de e%ta cla%ificación' E% au+ donde la e1"eriencia de lo% fa&ricante%$ lo#rada con numero%o% en%ayo% ,al#uno% de ello% de%tructi)o%-$ re%ulta fundamental "ara "oder #aranti(ar la &ondad de un determinado ai%lamiento$ y "oder %o"ortar la% e1i#encia% del %er)icio a ue e%tá %ometido'
A4.8 AISLANTES GASEOSOS 8.1 El a!" El aire tiene una ri#ide( diel!ctrica de alrededor de ;9 ?>:cm a la "re%ión normal$ y alcan(a un )alor alrededor de 7F< ?>:cm a una "re%ión de 7<< N:cm9 y alrededor de =<< ?>:cm "ara ;<< N:cm9' El aire y otro% #a%e% tienen ele)ad+%ima re%i%ti)idad y e%tán "rácticamente e1ento% de "!rdida% diel!ctrica%' Tienen en mayor o menor medida la "ro"iedad com8n ue la ri#ide( diel!ctrica crece a medida ue aumenta la "re%ión'
8.2 #"$a%l&'!&!' (" a)&%!" *SF6+ El 0e1afluoruro de a(ufre "or %u% caracter+%tica% f+%ico4u+mica% e% ideal "ara a"licacione% electrot!cnica%' E% un #a% incoloro$ inodoro$ no tó1ico$ no inflama&le$ u+micamente y fi%ioló#icamente inerte$ no corro%i)o$ y muy e%ta&le$ "ero %u% "roducto% de de%com"o%ición no tienen e%ta% "ro"iedade%' ES2OC3 4 IN5ENIERIA DE MANTENIMIENTO
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2or %u% caracter+%tica% diel!ctrica% e% ideal como medio ai%lante$ tiene una ri#ide( diel!ctrica muy ele)ada$ tanto a la frecuencia indu%trial como a im"ul%o$ #racia% a %u "eculiar caracter+%tica de #a% electrone#ati)o' Con la ca"tura de lo% electrone% li&re% la mol!cula de SF %e tran%forma en ione% ne#ati)o% "e%ado%$ y "or lo tanto "oco mó)ile%' La ri#ide( diel!ctrica del SF a la frecuencia indu%trial e% "or lo meno% do% )ece% y media la del aire a la "re%ión de = ?#:cm 9$ condición ue "ermite lo#rar un dado ni)el de ai%lamiento con "re%ione% relati)amente &a*a%$ lo cual im"lica %i%tema% de contención %im"le% y de com"leta confia&ilidad' La ri#ide( diel!ctrica e% función %olamente de la den%idad del #a%' El ai%lamiento de la% %u&e%tacione% &lindada% donde %e utili(a e%te #a%$ e% "or lo tanto inde"endiente de la% )ariacione% de tem"eratura y "re%ión ue %e )erifican en el #a% durante el %er)icio$ re%ultando con%tante 0a%ta la tem"eratura de licuefacción de l #a%' De&ido a %u electrone#ati)idad$ tiene un "oder de e1tinción del arco e1ce"cional$ una ele)ada )elocidad de recu"eración de la ri#ide( diel!ctrica entre lo% contacto%$ ra(ón "or la cual re%ulta "articularmente idóneo "ara %o"ortar )alore% muy ele)ado% del crecimiento de la ten%ión tran%itoria de re%ta&lecimiento en lo% interru"tore%' El "la%ma e% &uen conductor$ e% decir$ %e "roduce una ca+da &a*a y con%i#uientemente &a*a ener#+a$ y ademá% corta el arco al "rimer "a%o "or cero reduciendo de e%te modo lo% tiem"o% de arco' El con%umo y de#radación del #a% %on m+nimo%$ &a*o la acción del arco %e de%com"one$ "ero la mayor "arte del mi%mo ,66- %e recom&ina inmediatamente formando nue)amente SF' Se lo utili(a tam&i!n como ai%lación en tran%formadore% de corriente de 7@=''7H< ?> con n8cleo% y %ecundario% %ituado% en la "arte %u"erior del tran%formador' El ai%lamiento de alta ten%ión de "a"el im"re#nado en aceite$ %e reem"la(a totalmente "or SF$ y la% )enta*a% de e%ta %olución %on el 0ec0o ue la calidad diel!ctrica no de"ende de com"le*o% y lar#o% tratamiento% y de %uce%i)o% y la&orio%o% controle%' El control de la% de%car#a% "arciale% "ierde "ara e%te ca%o %u %i#nificado$ de&ido a ue el 8nico diel!ctrico %ólido$ ue "uede en)e*ecer%e$ e% la "orcelana de lo% ai%ladore% e1terno%' El ni)el del ai%lamiento interno %e "uede controlar en forma continua a di%tancia mediante un manómetro$ y el di%e.o %e 0ace #aranti(ando ue la% ten%ione% de "rue&a a =< 3( %on re%i%tida% con una "re%ión de 0a%ta 7 &ar$ en con%ecuencia el rie%#o de falla e% controlado'
A4., AISLANTES LIQUIDOS
ES2OC3 4 IN5ENIERIA DE MANTENIMIENTO
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66
,.1 A-""/ 0"!al"/ a!a !a/%'!0a('!"/ aa!a'/ El aceite cum"le di%tinta% funcione% en lo% tran%formadore% y otro% a"arato%$ %iendo la% "rinci"ale% el ai%lamiento$ la refri#eración "or con)ección de la% "arte% acti)a% y la "rotección de lo% ai%lante% %ólido% "ara ue no a&%or&an 0umedad del am&iente' El aceite "ara tran%formador e%tá con%tituido "or una me(cla de 0idrocar&uro%$ y %e o&tiene "or de%tilación del "etróleo' Lue#o e% %ometido a un "roce%o de refinación "ara o&tener la% "ro"iedade% el!ctrica% de%eada% y conferirle un alto #rado de e%ta&ilidad u+mica' En muc0o% ca%o% %e utili(an aceite% con in0i&idore%$ ue contienen "eue.a% cantidade% de %u%tancia% antio1idante%' La% norma% e%ta&lecen "ara un aceite nue)o el )alor de ten%ión efica( ue de&e %o"ortar en un en%ayo$ indicando la forma y dimen%ione% de lo% electrodo% y la di%tancia entre ello%' La% condicione% de la de%car#a %on función de la di%tancia entre lo% electrodo%$ y ademá% no %olamente del )alor de la inten%idad de cam"o má1imo %ino tam&i!n del com"ortamiento del cam"o a lo lar#o de la entera l+nea de fuer(a a tra)!% de la cual %e "roduce la de%car#a' Lo% aceite% "ara tran%formadore% ademá% de "o%eer ele)ada calidad diel!ctrica$ de&en tener &a*a )i%co%idad "ara facilitar la formación de corriente% de con)ección entre la% fuente% de calor y la% "arede% fr+a%$ y "articularmente en lo% canale% de refri#eración' Tam&i!n lo% aceite% utili(ado% en interru"tore% de&en tener &a*a )i%co%idad ,%e trata #eneralmente de la mi%ma calidad de aceite em"leado en lo% tran%formadore%-$ de&ido a ue la e1tinción del arco en un fluido )i%co%o %e "roduce má% lentamente lo ue cau%a la de%com"o%ición del aceite$ con "eli#ro%a% formacione% de #a%e% e1"lo%i)o% y de %u%tancia% car&ono%a%$ "or otra "arte %e #eneran re%iduo% ue reducen la ri#ide( diel!ctrica' El a#ua y la% im"ure(a% %e e1traen %ometiendo el aceite a un adecuado "roce%o de filtrado$ centrifu#ado y %ecado$ "ero &a%tan "eue.a% cantidade% re%iduale% de a#ua ,ue %on la% má% dif+cile% de e1traer-$ "ara reducir nota&lemente la ri#ide( diel!ctrica'
,.2 A-""/ /-'/ Cuando %e "roduce una falla en un tran%formador la de%car#a en el aceite del cual %e 0a tratado en el "unto anterior$ #enera 0idrocar&uro% #a%eo%o% e 0idró#eno$ ue "ueden "ro)ocan una e1"lo%ión y con%i#uientemente el incendio de la máuina y %u% in%talacione%' 2ara e)itar ue e%to ocurra %e utili(aron tran%formadore% %umer#ido% en fluido% ai%lante% no inflama&le% con%tituido% "or me(cla% de "roducto% %int!tico% clorado% ,&ifenilo de "olicloruro G2CG- o A%?arele%'
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7<<
E%to% com"ue%to% %on meno% %en%i&le% a la acción del o1+#eno y en la% normale% condicione% de funcionamiento de lo% tran%formadore%$ no forman ni ácido% ni de"ó%ito% car&ono%o%' La de%car#a el!ctrica en lo% l+uido% %int!tico%$ %i &ien no "roducen #a%e% inflama&le% y e1"lo%i)o%$ li&era ácido clor0+drico$ ue e% tó1ico y ataca a lo% ai%lante% a &a%e de celulo%a y a lo% metale%' 2or otra "arte e%to% "roducto% %on no &iode#rada&le% y altamente contaminante% "or lo ue en muc0o% "a+%e% %e 0a "ro0i&ido totalmente %u u%o$ de&ido a %u% caracter+%tica% tó1ica%' La re#lamentación ado"tada en lo% E%tado% Unido% %u&di)ide lo% tran%formadore% %umer#ido% en l+uido ai%lante en tre% cla%e% ue %e indican en la TALA A@'7' TABLA A4.1 - Clasificación de transformadores CLASE
Contenido de PCB del líquido aislante
,"arte% "or millónTran%formadore% en 2C
má% de =<<
Tran%formadore% contaminado%
=< '' =<< meno% de =<
Tran%formadore% %in 2C
2ara lo% tran%formadore% en 2C no e1i%ten limitacione% al %er)icio normal$ y "ara ello de&en e%tar en &uena% condicione% de mantenimiento y a&%olutamente e1ento% de "!rdida%' Se "ermiten la% o"eracione% normale% de mantenimiento$ "ero e%tá "ro0i&ida la e1tracción de la "arte acti)a fuera de la cu&a' Al %er %acado de %er)icio$ el l+uido de&e %er con%er)ado de acuerdo con ri#uro%a% recomendacione% en lu#are% autori(ado% "ara e%te ti"o de re%iduo% contaminante%' Una "o%i&ilidad e% reem"la(ar el 2C "or otro fluido$ "re)io la)ado de la cu&a y de la% "arte% acti)a%$ utili(ando "ara ello elemento% y t!cnica% adecuada%' Tam&i!n 0ay directi)a% de la CEE ,Comunidad Económica Euro"ea- del a.o 76= y en Italia$ "or e*em"lo$ %e "ro0i&ió la "roducción del 2C y %e limitó %u utili(ación %olamente en circuito% %ellado% y &a*o control de la% autoridade% com"etente%'
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7<7
En e%te "a+%$ al#una% %ociedade%$ con "roce%o% y tecnolo#+a de a)an(ada$ reali(an el %er)icio de de%contaminación y recla%ificación de tran%formadore%$ 0a%ta alcan(ar un tenor re%idual de 2C inferior a =< ""m ,inferior a la mitad del l+mite de contaminación tolerado-$ como a%+ tam&i!n el tran%"orte del 2C %u%tituido y %u "o%terior eliminación$ mediante termode%trucción en incineradore% autori(ado%'
,.3 O!'/ l&('/ ("l-!-'/ !"%!"!a"/ Se trata de "roducto% %iliconado% ue tienen caracter+%tica% diel!ctrica% y refri#erante% com"ara&le% con lo% aceite% %int!tico%$ no %on de#rada&le% "ero tienen la )enta*a de %er totalmente inocuo% fi%ioló#icamente' Son com&u%ti&le%$ "ero el dió1ido de %ilicio ue %e forma al iniciar%e la com&u%tión a0o#a la llama y "or lo tanto %e con%ideran autoe1tin#i&le%' E%to% ai%lante% l+uido% %on lo% má% utili(ado% "ara o"eracione% de rellenado de tran%formadore% ue ori#inariamente tienen 2C' Se de&e tener en cuenta ue la contaminación con 2C reduce %en%i&lemente el "unto de inflamación' Si a un tran%formador "royectado "ara aceite mineral o 2C %e lo refri#era con l+uido %iliconado$ la "otencia del tran%formador %e reduce en =''7< de&ido a %u mayor )i%co%idad' Ademá% atacan la% #oma% %iliconada%$ material con el cual %e fa&rican la% *unta% de tran%formadore% con 2C$ la% ue de&en "or lo tanto reem"la(ar%e "or otra% de material adecuado' Otra caracter+%tica e% la mayor dilatación t!rmica ,aceite %iliconado <'<<7 contra <'<<
A4.1 9ARNICES Son %olucione% de re%ina% naturale% o %int!tica% ,con o %in aceite-$ con adecuado% %ol)ente%$ ue a"licado% %o&re una %u"erficie forman una "el+cula ai%lante uniforme' Se trata de materiale% ue %e encuentran al e%tado l+uido o "lá%tico %olamente ante% de %u em"leo y %on a"licado% tanto a lo% ai%lante% %ólido% elementale% y %u% conductore%$ como a%+ tam&i!n al con*unto de un arrollamiento$ "ara me*orar la% caracter+%tica% diel!ctrica%$ mecánica% y t!rmica%' La a"licación de lo% &arnice% tiene "or finalidad conferir a lo% ai%lante% ue conforman un determinado ai%lamiento$ o &ien a lo% di%tinto% de)anado%$ la% %i#uiente% caracter+%tica%/ ES2OC3 4 IN5ENIERIA DE MANTENIMIENTO
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%u%tituir
7<9
el aire ue %e encuentra en lo% inter%ticio% del ai%lamiento$
aumentar
la ri#ide( diel!ctrica y reducir la 0i#ro%co"icidad$
me*orar la calidad mecánica ,)i&racione%$ e%fuer(o% electrodinámico%- y la re%i%tencia a la acción de lo% a#ente% e1terno% ,am&iente% corro%i)o% etc'-$
aumentar
la re%i%tencia al calor y la conducti&ilidad t!rmica del con*unto$
"rolon#ar
la duración de la )ida de lo% arrollamiento%'
2ara lo#rar e%ta% condicione% e% nece%ario ue lo% &arnice% "o%ean la% %i#uiente% cualidade%/ %er
&ueno% ai%lante%$
formar
"el+cula% 0omo#!nea% im"ermea&le% y re%i%tente% a lo% a#ente% e1terno%$
"o%eer
un &uen "oder "enetrante y cementante$
%o"ortar
"or lar#o tiem"o la tem"eratura de funcionamiento de la% máuina% o de lo% a"arato% %in a"recia&le de#radamiento de %u% cualidade%$ "o%eer
una &uena conducti&ilidad t!rmica y %er de fácil a"licación'
A4.11 RESINAS Lo% com"onente% fundamentale% de lo% &arnice% %on la% re%ina%$ ue %on me(cla% %ólida% o %emi%ólida%$ com"le*a%$ amorfa%$ de %u%tancia% or#ánica% naturale% o %int!tica%$ ue no tienen un "unto definido de fu%ión y tendencia a cri%tali(ar%e$ %on in%olu&le% en a#ua y definen la% caracter+%tica% de lo% &arnice%'
11.1 RESINAS NATURALES La #oma laca 0a %ido la re%ina natural má% utili(ada en el cam"o del ai%lamiento el!ctrico "orue$ ademá% de "o%eer &uena% caracter+%tica% ai%lante% y &a*o án#ulo de "!rdida%$ "re%enta tam&i!n una di%creta re%i%tencia al arco' 2or %u nota&le "oder ad0e%i)o 0a %ido tam&i!n utili(ada como li#ante "ara utili(ar di%tinto% materiale% ai%lante%$ ue %e e1"lican má% adelante'
11.2 RESINAS SINTETICAS La% re%ina% %int!tica% %e "ueden cla%ificar en do% #ru"o% ue %on la% termoendureci&le% y la termo"lá%tica%' ES2OC3 4 IN5ENIERIA DE MANTENIMIENTO
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7<;
La% termoendureci&le% %on auella% re%ina% ue con la acción del calor ado"tan una forma "ermanente a tra)!% de una reacción u+mica irre)er%i&le' La% termo"lá%tica% en cam&io %e a&landan con el calor y %e endurecen en un %uce%i)o enfriamiento "roduci!ndo%e un fenómeno "uramente f+%ico'
11.3 RESINAS TERMOENDURECI9LES 11.3.1 M"la0-a/ Son em"leada% como aditi)o% en el cam"o de lo% &arnice%$ ue confieren a la "el+cula nota&le re%i%tencia a la deformación y a la a&ra%ión y di%creta re%i%tencia a lo% a#ente% u+mico%' Se la% utili(a como %o"orte de electro)idrio ,ue )eremo% má% adelante- "ara o&tener materiale% con caracter+%tica% "articulare%'
11.3.2 E:$-a/ Se trata de re%ina% de do% com"onente%$ e% decir$ de una re%ina "ro"iamente dic0a y un endurecedor ue %e de&e me(clar "erfectamente en la "ro"orción adecuada' Una )e( me(clada% comien(a la reacción u+mica cuyo re%ultado e% la "olimeri(ación ,curadoy endurecimiento de la re%ina aduiriendo de e%te modo %u% caracter+%tica% definiti)a%' El ti"o de com"onente%$ "ro"orcione% de la me(cla y condicione% del curado$ de"enden del ti"o de a"licación de cada re%ina en "articular' JEl ARALDITK ti"o ,marca re#i%trada "or Ci&a45ei#y- e% una re%ina e"o1i no modificada$ li&re de %ol)ente%$ %ólida a tem"eratura am&iente$ com8nmente utili(ada en la indu%tria el!ctrica "ara la reali(ación de tran%formadore% %eco%$ tran%formadore% de medición$ %o"orte% ai%lante% etc' Se cuela en caliente de%"u!% de a.adirle el corre%"ondiente endurecedor$ y &a*o )ac+o "ara ue no %e "rodu(can oclu%ione% de aire o fi%ura%$ "roducida% #eneralmente "or im"erfeccione% tecnoló#ica% en la colada' E%ta% im"erfeccione% "ueden %er la cau%a de de%car#a% "arciale%$ y %iendo e%ta% re%ina% "articularmente %en%i&le% a e%te ti"o de %olicitacione% e%ta %ituación "uede lle)ar a la de%car#a total' Em"leando t!cnica% de fa&ricación adecuada% %e "ueden lo#rar tran%formadore% de medición$ "ara media ten%ión 0a%ta ;F ?>$ e1ento% de de%car#a% "arciale% lo cual im"lica una #ran %e#uridad de %er)icio'
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7<@
A fin de o&tener una me(cla lo má% 0omo#!nea "o%i&le$ %e de&e tra&a*ar la re%ina y el endurecedor a una tem"eratura de 79=''7;< C$ y como no %e de%"renden %u%tancia% )olátile% durante la reacción$ no %e "reci%a utili(ar "re%ión durante el endurecimiento' Se me(cla normalmente con car#a% de "roducto% minerale% en "ol)o$ normalmente 0arina de cuar(o$ ue introduce al#una% )enta*a% como %er/ reducción
del co%to de la "ie(a% colada%$
reducción
de la contracción y de la reacción e1ot!rmica durante el endurecimiento$
reducción
de lo% coeficiente de dilatación t!rmica$
me*ora
de la conducti&ilidad t!rmica'
La% "ie(a% %e de%moldan en caliente y e%ta o"eración %e de&e efectuar$ de %er "o%i&le$ tan "ronto como la "ie(a en "roce%o de endurecimiento ten#a %uficiente re%i%tencia mecánica' La "ie(a retirada del molde %e mantiene en el 0orno a la tem"eratura de endurecimiento 0a%ta ue el mi%mo %e 0aya com"letado' El "roce%o de endurecimiento &a*o "re%ión "ermite o&tener "ie(a% colada% con me*or e%ta&ilidad dimen%ional$ %en%i&le reducción de la di%"er%ión en la% "ro"iedade% el!ctrica% y mecánica%$ e1celente terminación y menor tiem"o de moldeo' 2ara la im"re#nación de máuina% rotati)a% de alta ten%ión en cla%e $ %e utili(an re%ina% e"ó1ica% %in %ol)ente%' E%to% "roducto% %e encuentran en e%tado l+uido a la tem"eratura am&iente$ %iendo %u )i%co%idad lo %uficientemente &a*a "ara "ermitir la adecuada im"re#nación de la &o&ina o del arrollamiento com"leto' Su ri#ide( diel!ctrica e% de F<''< ?>:mm y el tiem"o de curado a una tem"eratura de alrededor de 7;< C de F'' 0ora%'
11.3.3 R"/a/ %":l-a/ Se utili(an en la indu%tria de lo% &arnice% ai%lante y de lo% diel!ctrico% e%tratificado%' Tienen la "articularidad de formar con fi&ra% de lo% má% di)er%o% %o"orte%$ "el+cula% dura%$ im"ermea&le% y fuertemente cementante%$ con &uena% caracter+%tica% el!ctrica%$ nota&le re%i%tencia u+mica y t!rmica y &a*a a&%orción de 0umedad'
11.3.4 P'l"/"!"/ Son utili(ado% en todo% lo% %ectore% del ai%lamiento el!ctrico$ como &arnice%$ e%tratificado% y tam&i!n como "el+cula% y fi&ra%' ES2OC3 4 IN5ENIERIA DE MANTENIMIENTO
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7<=
Lo% "ol+mero% %ólido% re%ultante% tienen e1celente "ro"iedad el!ctrica$ re%i%tencia a la 0umedad$ a lo% ácido% d!&ile%$ a lo% álcali% y a lo% %ol)ente% en #eneral como a%+ tam&i!n &uena% "ro"iedade% mecánica%'
11.3.5 Sl-'a/ Con e%te t!rmino %e indica un )a%to #ru"o de com"ue%to% %int!tico%$ ue %e utili(an fundamentalmente "ara la im"re#nación de máuina% el!ctrica% "erteneciente% a la cla%e 3' Se utili(a como li#ante de otro% ai%lante% como la tela de 0ilado de )idrio y la mica' La% "ro"iedade% de e%ta% re%ina% de"enden de la naturale(a y de la e%tructura molecular de lo% #ru"o% or#ánico% )inculado% a lo% átomo% de %ilicio' 2ara la% di%tinta% a"licacione% indu%triale% %e tienen di%tinto% ti"o% de re%ina en e%tado fluido$ #ra%a% %ólida%$ #oma% elá%tica% o re%ina% dura%' 2re%entan la% %i#uiente% caracter+%tica%/ e%ta&ilidad
a tem"eratura% de 0a%ta ;7= C$
con%er)ación re%i%tencia
de al#una% "ro"iedade% a tem"eratura% muy &a*a% de 0a%ta 4;< C$
a lo% a#ente% atmo%f!rico% y a la o1idación$
&uena%
"ro"iedade% diel!ctrica%$
re"elen
el a#ua$
inerte%
a lo% a#ente% u+mico% e1cluido% lo% %ol)ente%'
11.4 RESINAS TERMOPLASTICAS La utili(ación de la% re%ina% termo"lá%tica% en la fa&ricación de materiale% ai%lante% tiene limitacione% de&ido a la e%ca%a re%i%tencia t!rmica ue "re%entan'
11.4.1 Vl-a/ Dentro de la% termo"lá%tica% la% )in+lica% %on la% má% utili(ada% "ara el re)e%timiento ai%lante de conductore%' Se em"lean ademá% en la fa&ricación de e%malte% "ara alam&re% conductore%$ "el+cula% "rotectora% y tu&o% fle1i&le%'
11.4.2 P'l"l"' ES2OC3 4 IN5ENIERIA DE MANTENIMIENTO
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7
Se conocen di%tinta% )ariedade% ue %e diferencian "or la den%idad' La má% difundida e% la de &a*a den%idad$ ue e% una re%ina termo"lá%tica$ &lanca tra%l8cida' En el cam"o el!ctrico %e utili(a como un ai%lante de cualidade% e1ce"cionale%$ "or cuanto "o%een un &a*o factor de "!rdida% y tienen una ri#ide( de @< ?>:mm' El "olietileno %e "uede ela&orar "or e1tru%ión$ e%tam"ado "or inyección$ %o"lado$ rociado y$ a.adiendo adecuado% aditi)o%$ %e le "uede conferir caracter+%tica% e%"eciale% de re%i%tencia al en)e*ecimiento'
11.4.2 T"%l: E% un "roducto ue %e o&tiene %u%tituyendo lo% átomo% de 0idró#eno del etileno con átomo% de fl8or$ ue le confieren una e1traordinaria re%i%tencia a la% alta% tem"eratura%$ con%er)ando inaltera&le% la% &uena% caracter+%tica% del "olietileno' Tiene una ri#ide( diel!ctrica muy ele)ada$ "eue.a con%tante diel!ctrica y "eue.a% "!rdida%' 2or %u% caracter+%tica% "articulare% %e encuentra entre lo% materiale% má% a"to% "ara tra&a*ar en el cam"o de la% alta% frecuencia%$ en un am"lio mar#en de tem"eratura%' Con%er)a ca%i inaltera&le% %u% caracter+%tica% el!ctrica% 0a%ta cerca de lo% 9<< C y toda)+a &uena% caracter+%tica% a @<< C' 2re%enta una ele)ada re%i%tencia u+mica a lo% ácido% y &a%e%$ y "rácticamente no a&%or&e a#ua' Se "ueden o&tener "ie(a% e%tam"ada% de di)er%a% forma%$ re)e%timiento% "rotecti)o%$ #uarnicione%$ &arra%$ tu&o%$ "laca%$ cinta% de cualuier e%"e%or' Re%ulta muy 8til "ara el ai%lamiento de máuina% rotante% y tran%formadore% ue de&en tra&a*ar a tem"eratura% alta%$ "ero de&ido a %u "recio ele)ado$ %e lo utili(a %olamente en a"licacione% e%"eciale% cuando no "uede %er %u%tituido con otro% ai%lante% de menor "recio'
11.4.4 P'la0(-a/ La% re%ina% "oliam+dica% ,familia del nylon- "re%entan ó"tima% "ro"iedade% diel!ctrica%'
A4.12 TIPOS DE 9ARNICES ; SU EMPLEO El endurecimiento de lo% &arnice% e% de&ido$ %e#8n %u ti"o$ a la o1idación o a la "olimeri(ación de%"u!% de la e)a"oración de lo% %ol)ente% ue contienen' Se "ueden o&tener di)er%o% ti"o% de &arnice% ue %e "ueden a#ru"ar en do% cate#or+a%/
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7
lo% ue reaccionan con el calor y ue normalmente e%tán con%tituido% "or re%ina% termoendureci&le%$
lo%
de %ecado al aire'
Lo% &arnice% termoendureci&le% %on de%de 0ace muc0o tiem"o lo% má% im"ortante% y %on auello% normalmente utili(ado% "ara la im"re#nación de lo% arrollamiento% de la% máuina% rotante%' Lo% &arnice% a &a%e de re%ina% alu+dica% o "oli!%tere% modificado% "ertenecen a la cla%e E$ "ero com&inado% con tela% de 0ilado de )idrio "ueden %er utili(ado% en cla%e $ con la condición de ue el 0ilado de )idrio %e utilice como %o"orte y ue %u contenido no re%ulte inferior a un adecuado "orcenta*e en "e%o del total' Conocido% "or %u "oder de "enetración$ %e utili(an "ara im"re#nar motore% y #eneradore% de &a*a ten%ión cuyo% de)anado% e%tán reali(ado% con conductor redondo ai%lado con e%malte o con 0ilado de )idrio' Tienen una ri#ide( diel!ctrica de F< ?>:mm$ el tiem"o de curado a 79< C e% de @''F 0ora% y contienen un F< de re%ina' Lo% &arnice% a &a%e de re%ina% fenólica% "o%een un nota&le "oder cementante$ con*untamente con una &uena e%ta&ilidad y ri#ide( diel!ctrica$ "ero "re%entan el defecto de %er frá#ile%' Lo% &arnice% a &a%e de re%ina% e"ó1ica% tienen e1celente% cualidade% mecánica% y diel!ctrica%$ %on u+micamente neutro%$ re%i%ten a lo% a#ente% u+mico% y forman "el+cula% ad0erente% y dura%' 2ara im"re#nar máuina% rotante% de &a*a ten%ión en cla%e %e utili(an &arnice% a &a%e de re%ina% e"ó1ica% de un %olo com"onente' E%to% &arnice% tienen una ri#ide( diel!ctrica de F< ?>:mm$ el tiem"o de curado a 7;< C e% de F'' 0ora%$ contienen entre =< a F< de re%ina y %e "ueden a"licar de diferente modo$ como "or e*em"lo inmer%ión$ im"re#nación en autocla)e con )ac+o o &ien "or #oteo' Lo% &arnice% a &a%e de re%ina% de %ilicona%$ aunue no tienen e1ce"cionale% cualidade% cementante%$ %e caracteri(an "or "o%eer una alt+%ima re%i%tencia a la tem"eratura ademá% de la% "ro"iedade% ya mencionada%' Lo% &arnice% de %ecado al aire$ como "or e*em"lo el #ly"tal$ %e utili(an ca%i e1clu%i)amente con fine% de terminación' Le confieren al ai%lamiento una mayor re%i%tencia a lo% a#ente% climático% y "articularmente a la 0umedad'
ES2OC3 4 IN5ENIERIA DE MANTENIMIENTO
MAQUINAS ELECTRICAS AISLAMIENTO DE MAQUINAS ELECTRICAS
7<
Tienen una ri#ide( diel!ctrica de ;= ?>:mm$ "ertenecen a la% cla%e% E y $ el tiem"o de curado a 9< C e% de 9''; 0ora%$ el contenido de re%ina e% de @= a =< y %e o&tienen comercialmente en colore% #ri%$ ne#ro y ro*o'
A4.13 AISLANTES SOLIDOS 13.1 PAPEL ; DERIVADOS El "a"el e% el clá%ico ai%lamiento entre e%"ira% y contra ma%a utili(ado en la fa&ricación de tran%formadore% %umer#ido% en aceite' El "a"el utili(ado tiene un contenido de F< de "ul"a de manila y @< de "ul"a ?raft' E% un material muy 0i#ro%có"ico de%"u!% de %ecado %u ri#ide( diel!ctrica e% de = ?>:mm y una )e( im"re#nado la mi%ma re%ulta de ;< ?>:mm' E%te material de&e tener &a*o contenido de im"ure(a%$ no contener "art+cula% metálica% ni defecto% mecánico% locali(ado% "roducido% durante %u ela&oración' La% "ro"iedade% re%i%tente% de e%te material "ermite el encintado de lo% conductore% ,redondo% o "lanc0uela%- a alta% )elocidade%' Se o&tienen "a"ele% de <'H= #:cm; en e%"e%ore% ue )an de%de <'<9 0a%ta <'@H mm y "ara "a"ele% de 7'< #:cm; de <'<= mm de e%"e%or$ %iendo la tolerancia de lo% e%"e%ore% de ='
13.2 TRANSFORMER9OARD Con e%te nom&re$ ori#inalmente ado"tado "or la em"re%a JEIDMANNK de Sui(a$ %e de%i#na a un ti"o de cartón ,"re%%&oard- "recom"rimido de alta calidad ue %e utili(a como ai%lante en tran%formadore% %umer#ido% en aceite de alta y muy alta ten%ión' Con%iderando ue la% "!rdida% en el 0ierro y en el co&re e%tán relacionada% con el )olumen utili(ado de e%to% materiale%$ uno de lo% o&*eti)o% del di%e.o de lo% tran%formadore%$ con%i%te en lo#rar la% m+nima% di%tancia% de ai%lación "ara reducir$ a i#ualdad de %olicitación$ la cantidad de e%to% materiale% acti)o% y con%ecuentemente el co%to'
13.2.1 T'/ (" !a/%'!0"!<'a!( Comercialmente %e o&tiene e%te material con diferente% cualidade% y "ara di%tinta% a"licacione% y ue %e denominan #en!ricamente como %e indica/ moldea&le% cilindra&le%
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"ren%a&le%
7<6
al calor
La materia "rima utili(ada "ara %u fa&ricación e% "ul"a de %ulfato de celulo%a$ y la% caracter+%tica% de cada ti"o de"enden fundamentalmente del "roce%o de fa&ricación'
13.2.2 T!a/%'!0"!<'a!( T I Se trata de un material ue "re%enta una %u"erficie li%a$ y ue %e utili(a "ara reali(ar "arte% ai%lante% con án#ulo% "ronunciado%' La% dimen%ione% comerciale% má1ima% de la% "laca% ue %e "ueden o&tener %on de 99=< 1 @9<< mm y lo% e%"e%ore% normale% de <'= a = mm'
13.2.3 T!a/%'!0"!<'a!( T III E% un material moldea&le &lando con una a&%orción de aceite muc0o mayor ue el material anterior$ y %e lo utili(a "rinci"almente "ara la reali(ación de "ie(a% moldeada%' La% dimen%ione% comerciale% má1ima% de la% "laca% %on 99=< 1 @9<< mm y e%"e%ore% normale% de <'= a = mm'
13.2.4 T!a/%'!0"a!<'a!( T IV E% un material duro$ r+#idamente "recom"rimido con &a*a contracción %u"erficial$ y %e utili(a "ara reali(ar e%"aciadore% y li%tone% de todo ti"o como "or e*em"lo$ cilindro%$ &arrera% entre fa%e% adyacente% y entre el n8cleo y la cu&a$ #rande% di%co%$ anillo% de "re%ión de 0a%ta 9=< cm de diámetro$ anillo% de "antalla%$ &arra% "ara la fa&ricación de tirante% ro%cado% etc' Se o&tiene en "laca% cuya% dimen%ione% má1ima% %on ;9<< 1 F;<< mm y e%"e%ore% normale% de 7'< a mm' Con e%te material %e fa&rica "a"el corru#ado$ mediante "ren%ado y calor$ ue %e utili(a en lo% canale% de aceite "rinci"ale%$ ue no e%tán %ometido% a e%fuer(o% electrodinámico% ,cortocircuito%-$ "ermitiendo lo#rar una confi#uración diel!ctrica adecuada$ con una uniforme di%tri&ución de material$ e% decir$ o&tener con di%tancia% menore% un alto #rado de %e#uridad' 2ara reducir al m+nimo la di%tancia entre la %alida de l+nea de una &o&ina de alta ten%ión y la% "arede% de la cu&a$ %e utili(an &arrera% ai%lante%'
13.2.5 Pla-=a/ "-'la(a/ La% dimen%ione% normale% %on 7=<< 1 @<<< mm y lo% e%"e%ore% de 6 a 79< mm'
13.3 Ca!: !"//<'a!(
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77<
E% un cartón de alta calidad con%tituido "or celulo%a y ademá% un cierto contenido de tra"o% de al#odón$ %e trata de un material muy a&%or&ente y de &uena re%i%tencia mecánica y al "le#ado$ Su ri#ide( diel!ctrica una )e( %eco e im"re#nado en aceite$ e% de 9< a ;< ?>:mm' Se lo "uede o&tener en e%"e%ore% normale% %on de <'@ a = mm' Se utili(a en tran%formadore% de "eue.a "otencia y mediana "otencia ,rurale% y de di%tri&ución- "ara la fa&ricación de tu&o% %o"orte de &o&inado%$ tu&o% %e"aradore% y e%"e%ore% ai%lante%'
13.4 Ca!: !"//a E% un material con%tituido "or "ul"a de celulo%a ue no contiene ácido%$ álcali%$ %ale% ni im"ure(a% metálica%' La% %u&%tancia% colorante de&en %er in%olu&le% en el aceite mineral y de lo% otro% l+uido% refri#erante% utili(ado% en lo% tran%formadore%' Comercialmente %e o&tienen en do% ti"o%/ %u"erficie
lu%trada con e%"e%ore% de <'7< a 7 mm
%u"erficie
no lu%trada con e%"e%ore% de 7 a = mm
A4.14 FI9RAS DE VIDRIO El )idrio "ara u%o electrot!cnico ue tiene una com"o%ición e%"ecial con un &a*o contenido de álcali% ,inferior al 7-$ %e o&tiene "or di%tinto% "rocedimiento% de fa&ricación en forma de 0ilo% de = a H microne% de diámetro' La di%minución del diámetro "one de manifie%to un aumento de %u fle1i&ilidad y ademá% de %u re%i%tencia a la tracción'
14.1 F'!0a/ -'0"!-al"/ ("l >(!' "$l La #ama de te*ido% ue %e fa&rican e% muy e1ten%a$ "udi!ndo%e o&tener e%"e%ore% nominale% de <'
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777
0umedad ue a&%or&e "uede eliminar%e fácilmente con calor o )entilación- y muy alta re%i%tencia a la tracción'
14.2 Al-a-'"/ Se o&tienen comercialmente cinta% de )idrio unidireccionale% de alta re%i%tencia$ im"re#nada% con re%ina% "olie%tere% o e"ó1ica% en e%tado ue %on termocontrai&le%' Una de la% a"licacione% de e%te material e% "ara el (unc0ado de lo% &o&inado% rotórico% de máuina% de tracción$ máuina% a%incrónica% de rotor &o&inado o &ien inducido% de máuina% de corriente continua' Tam&i!n %e utili(a "ara el armado de la% columna% de lo% n8cleo% de lo% tran%formadore%' La re%i%tencia a la tracción medida a 7=< C de%"u!% del "roce%o de curado de la re%ina e% de 7;< N:mm9' Otra% a"licacione% de la% fi&ra% de )idrio %e tratan má% adelante'
A4.15 MICA ; DERIVADOS La mica e% el má% im"ortante de lo% ai%lante% %ólido% naturale%$ tanto "or %u% nota&le% cualidade% diel!ctrica%$ como "or la e%ta&ilidad al calor$ la au%encia de 0i#ro%co"icidad y fle1i&ilidad' 2ara la% a"licacione% el!ctrica% %e encuentran comercialmente %e#8n do% ti"o%/ la
mica mo%co)ita ,"otá%ica-
la
mica flo#o"ita ,ma#n!%ica-
La tem"eratura de de%0idratación e%tá en torno de lo% H=< C$ la ri#ide( diel!ctrica e% de 6< ?>:mm y el e%"e%or normal de <'<= mm' El )alor comercial de la mica de"ende de la %u"erficie y de la lon#itud m+nima de un lado del rectán#ulo de la 0o*uela o lámina$ y la cla%ificación %e reali(a de acuerdo a una e%cala denominada indiana'
15.1 Ma"!al"/ ("!>a('/ (" la 0-a Se define con el nom&re #en!rico de micanita$ el material ela&orado "or la %u"er"o%ición de lámina% de mica ad0erida% con un a#lomerante' Se %u&di)iden en do% cate#or+a%/ ES2OC3 4 IN5ENIERIA DE MANTENIMIENTO
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%in
779
%o"orte
con
%o"orte
15.2 M-aa/ / /''!" Se %u&di)iden a %u )e( en/ micanita
dura cuyo a#lomerante e% normalmente una re%ina %int!tica y de&e "oder %o"ortar una tem"eratura de 0a%ta 7;< C ,cla%e -' micanita
dura cali&rada ue %e utili(a "ara el ai%lamiento entre del#a% de lo% colectore%$ y %e fa&rica en lámina% de <'= a 7'= mm de e%"e%or$ cuidado%amente rectificada% y cali&rada% con tolerancia% en el e%"e%or de <'<; mm' micanita%
re%i%tente% al calor ue contienen una cantidad de li#ante ,alrededor del 9<- y ue lle)ada% a una tem"eratura "ró1ima a lo% 7<< C %e do&lan "ara formar tu&o% o elemento% moldeado%$ con%er)ando en fr+o e%ta forma' micanita%
fle1i&le% en fr+o ue tienen "or a#lomerante ,a"ro1imadamente 9<- re%ina% "lá%tica% ue le confieren fle1i&ilidad "ermanente'
15.3 M-aa/ -' /''!" Se fa&rican en 0o*a%$ rollo% y cinta%$ con di)er%o% %o"orte% y a#lomerante% ue le% confieren caracter+%tica% "articulare% en cuanto a %u ca"acidad t!rmica ,cla%e de ai%lación- y %u% a"licacione%' E%to% "roducto% %e tratan con má% detalle a continuación'
A4.16 PROCESOS DE AISLAMIENTO 16.1 P!'-"/' 0"(a" >a-'?!"/: El "rinci"al ai%lante em"leado a comien(o del "re%ente %i#lo e%ta&a formado "or 0o*uela% de mica$ li#ada% con #oma laca y con un %o"orte de "a"el de celulo%a$ 0a&i!ndo%e utili(ado tam&i!n en cierto% "er+odo% el a%falto como li#ante'
16.2 A/la0"' -' la" a/%@l-' Se "uede %u&di)idir el "roce%o de fa&ricación en lo% %i#uiente% "a%o%/ "re"aración
de la% &arra% y modelación de la% mi%ma%
encintado ES2OC3 4 IN5ENIERIA DE MANTENIMIENTO
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%ecado
77;
&a*o )ac+o
im"re#nación moldeo
&a*o )ac+o y "o%teriormente "re%ión
y cali&rado
endurecimiento
Una )e( reali(ada la ai%lación de la% "lanc0uela% %e "rocede a "re"arar la% &arra% o media% &o&ina% modelándola% en adecuado% di%"o%iti)o% manuale%$ conformando la &o&ina y el e1tremo ca&e(a de la mi%ma' Lue#o %e "rocede al encintado a media %o&re"o%ición con cinta de mica$ cuyo %o"orte "uede %er %eda$ "a"el o má% recientemente tela de )idrio$ con un e%"e%or de <'7= mm y con a%falto como li#ante' E%ta o"eración %e reali(a a mano teni!ndo%e "re%ente ue el n8mero de ca"a% ,"or ra(one% de "enetración del a%falto- de&e %er como má1imo i#ual a %ei%' 2o%teriormente %e encinta la &o&ina con cinta de al#odón ue tiene "or finalidad %u*etar la cinta de mica durante el "roce%o de im"re#nación' Se introducen la% &o&ina% en la autocla)e$ montada% %o&re adecuado% %o"orte% de manera de "ermitir el li&re acce%o del im"re#nante y en "o%ición de "ermitir un &uen e%currimiento' Se "rocede a "recalentar la% &o&ina% durante @ 0ora% a una tem"eratura de 79= C$ lue#o %e reali(a el )ac+o en autocla)e durante @ 0ora% a una tem"eratura de 7@< C' La tem"eratura del autocla)e tanto durante el "recalentamiento como durante el )ac+o$ no de&e e1ceder lo% 7== C "ara e)itar "er*uicio% al material ai%lante' El a%falto ,"unto de fu%ión 77< C- %e encuentra en un me(clador a una tem"eratura com"rendida entre 7F= y 7H= C de manera de 0acerlo fluido y o&tener una &uena im"re#nación' Cuando el a%falto "a%a al autocla)e$ la tem"eratura de !%ta %e aumenta 0a%ta 0acerla i#ual a la del me(clador' Se a"lica lue#o una "re%ión de H atmó%fera% durante 0ora% manteniendo la tem"eratura del autocla)e con%tante en 7F= C a"ro1imadamente' Lue#o %e e1trae el a%falto del autocla)e y %e retiran la% &o&ina%' Como "ara máuina% de 7;'9 ?> el e%"e%or del ai%lamiento de&e %er de @ a = mm$ una )e( concluida la im"re#nación %e "rocede a uitar la cinta de al#odón y a encintar a media ES2OC3 4 IN5ENIERIA DE MANTENIMIENTO
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77@
%o&re"o%ición con cinta de mica ,má1imo %ei% ca"a% "or la% ra(one% mencionada%-$ re"iti!ndo%e nue)amente el "roce%o de encintado con cinta de al#odón y "o%teriormente im"re#nando en autocla)e' 2or 8ltimo %e uita el encintado de al#odón y lue#o %e moldean &a*o "re%ión y %e cali&ran$ "ara "roceder "o%teriormente al endurecimiento de la% &o&ina%'
16.3 A/la0"' -' la" /-' El ai%lamiento con li#ante %int!tico ,re%ina e"ó1ica- y cinta 0ec0a de "a"el de mica y )idrio %e introdu*o en la d!cada del F<' E% im"ortante de%tacar ue la tendencia en el cur%o de lo% a.o% 0a %ido aumentar la inten%idad del cam"o el!ctrico en el ai%lamiento$ reduciendo el e%"e%or de !%te 8ltimo$ con lo ue %e lo#ra me*or tran%mi%ión del calor "roducido "or la% "!rdida%$ y menore% reactancia% de fu#a%' La% condicione% nece%aria% "ara ele)ar la inten%idad del cam"o en el ai%lamiento %e lo#ran mediante una in%"ección cuidado%a y una com"ro&ación de lo% materiale% y de lo% "arámetro% de "roducción' Otra condición e% ue %ean de alta calidad la% "roteccione% contra de%car#a%$ tanto en la% "arte% de la% ranura% como en lo% e1tremo% de la% &o&ina%$ utili(ando adecuado% &arnice% y %i%tema% contra de%car#a% ,eflu)io%-' La% "lanc0uela% del conductor %on ai%lada% indi)idualmente con 0ilado de fi&ra de )idrio$ im"re#nado con una re%ina e"ó1ica termoendureci&le' Tam&i!n %e utili(a en máuina% de &a*a y alta ten%ión$ cinta% fle1i&le% de "a"el de mica ,cla%e - con un F< de mica y un %o"orte de "oli!%ter$ con un e%"e%or total de a"ro1imadamente <'<6 mm y <'
%e a"lican do% ca"a% a un tercio de %o&re"o%ición y "ara 77 ?> do% ca"a% a media %o&re"o%ición' 2o%teriormente la% &o&ina% o &arra% %e encintan con cinta% ,"o&re% de re%ina%- de "a"el de mica4)idrio$ reali(ándo%e e%ta o"eración en forma totalmente automática' Ante% todo el e1tremo de la &o&ina o "arte% de !l 0a&+a ue ai%larlo% a mano$ 0oy e%te "roce%o %e "uede reali(ar con máuina% automática% controlada% "or "ro#rama' Lue#o en un autocla)e y &a*o )ac+o %e le e1trae la 0umedad y lo% re%to% de %u%tancia% )olátile%' 2or 8ltimo &a*o "re%ión y tem"eratura %e im"re#na con re%ina% e"ó1ica% de &a*a )i%co%idad'
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77=
2ara máuina% de tama.o medio %e in%ertan y fi*an la% &o&ina% en el "auete ma#n!tico y a continuación %e coloca todo el con*unto en el autocla)e "rocediendo lue#o a reali(ar el "roce%o de im"re#nación ya de%cri"to' La duración del "roce%o de im"re#nado de"ende entre otra% co%a% del tama.o de la "ie(a a im"re#nar y del e%"e%or de la ai%lación' La% tolerancia% en la forma de la &o&ina y el e%"e%or uniforme del ai%lamiento tienen #ran im"ortancia "ara la calidad'
16.4 P!'"(a("/ ("l a/la0"' En la TABLA A4.2 %e re%umen la% caracter+%tica% t+"ica% de e%te ti"o de ai%lamiento$ indicándo%e con fine% de com"aración la% caracter+%tica% de un ai%lamiento a%fáltico' TABLA A4.2 - Comaración de características P!"P#E$A$ES
Aislamiento Aislamiento imre%nado asf'ltico en eo&i
Con%tante diel!ctrica
@'9
@'<
Tan#ente a <'; ?>:mm/
<'<7<
<'<9
9< C
<'<7=
<'<;
6< C
<'<<
?>,eficace%-:mm/
99'=
7@'=
)alor medio
7'9
9'<
= 7<;
; 7<;
7@< C Ri#ide( diel!ctrica a =< 3( 7 minuto
De%)iación normal Módulo de ela%ticidad "aralelo a la dirección
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77F
de la% ca"a% ?#:mm9/
= 7<;
7 7<;
9< C
= 7<;
79
F
6
7'9
=
6< C 79< C Re%i%tencia a la tracción en dirección "arale4 la a la% ca"a% ?#:mm9/ 9< C 6< C 7@< C Conducti)idad t!rmica "er"endicular a <'9@ la di4
<'76
rección de la% ca"a% :m C Tem"eratura y cla%e %e#8n IEC4=
7== C ,-
7;< C ,-
Lo% e%fuer(o% ue afectan normalmente a un de)anado %on ori#inado% en "arte "or fuer(a% electroma#n!tica% y en "arte "or )ariacione% de tem"eratura$ de&ido "rinci"almente a la diferencia ue e1i%te entre lo% coeficiente% de dilatación del co&re y del ai%lamiento' La colocación de la% r+#ida% &o&ina% com"lica en cierto modo la o"eración de de)anar$ "ero ello ueda com"en%ado con la% )enta*a% ue %e o&tienen en la máuina terminada' Tan im"ortante% como lo% anillo% de %o"orte %on lo% e%"aciadore% in%ertado% entre ca&e(ale% de &o&ina%' Con e%te "ro"ó%ito %e u%ó en el "a%ado madera dura$ "ero actualmente %e em"lean materiale% ue "o%een mayor re%i%tencia al calor'
A4.17 PROCESO DE AISLAMIENTO TEMPERATURA *RESINRIC# S;STEM+
REALIZADO
POR
PRENSADO
;
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77H
Se utili(an en e%te "roce%o cinta% o lámina% con%truida% "or %o"orte de "a"el de mica y a"ro1imadamente @< ,referido al "e%o "or metro cuadrado- de li#ante #eneralmente de re%ina% e"ó1ica%' El li#ante %e 0alla en un e%tado ue lo% u+mico% llaman e%tado GG$ e% decir$ ue la re%ina y el endurecedor %e 0allan me(clado%$ "ero e%a me(cla no 0a fra#uado$ y el endurecimiento final %e "roduce %ometiendo el ai%lamiento a un "roce%o de "ren%ado y tem"eratura durante un tiem"o determinado' En e%ta% condicione% la me(cla "a%a al e%tado GCG en el cual aduiere la ri#ide( y dure(a corre%"ondiente' 2ara reali(ar el ai%lamiento contra ma%a %e o&tienen "roducto% en forma de cinta% con%tituida% "or "a"el de mica con un %o"orte de "oli!%ter ,cla%e 7== C- con im"re#nante ti"o e"ó1ico y con e%"e%or nominal <'7F mm ,de%"u!% del "ren%ado <'77 mm-$ %iendo %u ri#ide( del orden de =< ?>:mm' E%to% %e utili(an en máuina% %incrónica% y a%incrónica% colocándo%e a media %o&re"o%ición y "ara máuina% de F'F ?> %e reuiere un e%"e%or de 7'= mm El curado %e reali(a &a*o "re%ión a una tem"eratura de 7F< C durante 7 0ora$ lue#o %e &a*a la tem"eratura a 7<< C y %e retira la &o&ina de la "ren%a' Tanto "ara el m!todo de arrollado ,"arte recta de la &o&ina- como "ara el de encintado$ lo% )alore% de e%"e%or de la ai%lación en función de la ten%ión nominal %on lo% indicado% en la TABLA A4.(' 2ara la ai%lación entre e%"ira% en máuina% de &a*a y alta ten%ión %e utili(an cinta% de "a"el de mica ,F<- con un %o"orte de film de "oli!%ter con un e%"e%or de 9<'';< microne%$ con un e%"e%or nominal total de 6< microne% ,<'<6 mm-' TABLA A4.( - Esesores en función de la tensión. Tensión nominal
Esesor
?>
Mm
0a%ta @
7'<
F
7'=
7<
9'=
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79
77
9'
La cali&ración y curado de e%ta "arte de la &o&ina %e reali(a con di%"o%iti)o% adecuado%$ mediante calor ,7F< a 7< C- y "ren%ado ,7 a 7'= N:mm9-$ y "ara e)itar ue %e ad0iera a lo% di%"o%iti)o% de "ren%ado y calefacción$ la "arte recta de la &o&ina %e cu&re con un film de "rotección ue terminado el tratamiento %e retira'
A4.18 AISLACION CONTRA MASA DE MAQUINAS DE 9AA TENSION 2ara la ai%lación contra ma%a en la% ranura% de máuina% de &a*a ten%ión ,con conductor redondo- cla%e $ %e utili(a un material fle1i&le de "re%%"an de alta calidad y un film de "oli!%ter con un e%"e%or total de <'7= mm y una ten%ión de "erforación de F ?>' Cuando %e trata de una cla%e de ai%lación má% alta$ en motore% normali(ado%$ %e utili(an laminado% de nome14"oli!%ter4nome1 ,cla%e -$ o nome14tela de )idrio4nome1 o nome14 ?a"ton4nome1 ,cla%e 3-$ con e%"e%ore% ue )ar+an entre <'9< a <'F< mm' El nome1 e% un "a"el "oliam+dico de la JDU2ONTK cla%e o 3 y %e utili(a tam&i!n "ara la ai%lación entre e%"ira% y contra ma%a de la% &o&ina% de lo% "olo% de e1citación'
18.1 P"l-&la/ ='Ba/ /-a/ La lámina de "oli!%ter4teraftalato$ conocida y o&teni&le comercialmente con la% denominacione% de JMylarK$ JMeline1K o J3o%ta"0anK$ %i %e la% utili(a en contacto con el aire corre%"onde 8nicamente a la cla%e ,7;< C-$ y a "artir de una ten%ión de ;<<< > comien(a a "roducir eflu)io% con la con%i#uiente reducción de %u% )alore% diel!ctrico%$ re%ultando "articularmente "er*udicial de&ido a ue de%com"one el material' Se determinó$ %in em&ar#o ue dic0a lámina "o%ee caracter+%tica% muy di%tinta% %i %e encuentra recu&ierta con re%ina e intercalada entre mica$ e% decir$ %in contacto con el aire' En e%ta% condicione% la lámina corre%"onde a la cla%e ,7== C- y no "roduce eflu)io%' Tienen una ele)ad+%ima re%i%tencia mecánica$ %on "oco afectada% "or la 0umedad y "re%entan ó"tima re%i%tencia a lo% aceite% minerale%$ %int!tico% y a lo% &arnice%'
18.2 A/la-: (" la/ -a<")a/ (" <'<a/ 2ara la% &o&ina% "artida%$ la% ca&e(a% %e ai%lan con cinta% de mica ue en #eneral fra#uan uedando fle1i&le%$ mientra% ue en la "arte recta %e ai%la con materiale% de mica ue cu&ren todo %u anc0o y ue fra#uan r+#idamente' Se o&tiene a%+ una ai%lación di%continua$ en la cual el "unto má% d!&il de la ai%lación lo re"re%enta la (ona de tran%ición de un material al otro' ES2OC3 4 IN5ENIERIA DE MANTENIMIENTO
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Lo% fa&ricante% de máuina% 0an encontrado %olucione% "ara o&tener tam&i!n au+ ai%lacione% %uficientemente %e#ura%' En nin#8n ca%o %e de&er+an ai%lar la% ca&e(a% de &o&ina% con materiale% ue una )e( fra#uado% %ean r+#ido% ya ue e1i%te el "eli#ro ue %e "rodu(can fi%ura% cuando %e colocan la% &o&ina%'
18.3 C"!!" (" la/ !a&!a/ La% cu.a% de te*ido de )idrio y e"o1i "o%een muy &uena% caracter+%tica% re%i%tente% y t!rmica% ,cla%e -$ E%te material "o%ee tolerancia% en %u% e%"e%ore% ue "o%i&ilitan ue la% cu.a% %e "uedan colocar &ien firmemente' Se 0a de%arrollado tam&i!n un material ma#n!tico "ara la% cu.a% de ranura% ue "o%ee un contenido de 0ierro en %u "e%o del H=$ cuando %e uieren reducir la% #rande% )ariacione% de "ermea&ilidad e1i%tente% en el entre0ierro con ranura% a&ierta%'
A"$' A A-""/ (" !a/%'!0a('! I!'(&--: Un aceite mineral de tran%formador %e com"one "rinci"almente de car&ono e 0idró#eno en mol!cula% ue "re%entan diferente% e%tructura%' Lo% aceite% "araf+nico% e%tán formado% "or mol!cula% ue "ueden %er tanto de cadena lineal como ramificada' Lo% alcano% normale% de ti"o cadena lineal %on conocido% como "arafina%$ %i %on enfriado% %e im"ide %u li&re flu*o y %e de&en tomar "recaucione% "ara utili(arlo% en un clima fr+o' Lo% aceite% naft!nico% tam&i!n conocido% como cicloalcano% e%tán formado% "or mol!cula% con una e%tructura anular$ "re%entan e1celente% caracter+%tica% a &a*a% tem"eratura%' Todo% lo% aceite% de tran%formador contienen mol!cula% aromática% con una e%tructura molecular totalmente di%tinta de la% mol!cula% "araf+nica% y naft!nica%$ tanto u+mica como f+%icamente' La o1idación %e )e influenciada "or do% "arámetro% "rinci"ale%/ o1+#eno y tem"eratura' E% de notar ue todo% lo% aceite% contienen una "eue.a cantidad de aire$ inclu%o de%"u!% de la de%#a%ificación ,entre un <'<= y un <'9= de o1+#eno "or )olumen-' El calor acelera e%te deterioro' Lo% "roce%o% de o1idación %e "roducen "or acti)idad de de%car#a% "arciale% en micro &ur&u*a%$ la% ue #eneran o(ono$ elemento e%"ecialmente acti)o en lo% "roce%o% de o1idación'
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79<
El "roce%o de o1idación %e in0i&e con aditi)o% denominado% antio1idante%' E1i%ten do% ti"o% de aceite% en el mercado$ in0i&ido% y no in0i&ido%' De 0ec0o$ todo% lo% aceite% %on in0i&ido%$ lo% in0i&ido% "or la adición de fenol retardado ,de%trucción radical-$ y lo% no in0i&ido% con in0i&idore% naturale% ,de%trucción "or "eró1ido-' La acti)idad de lo% antio1idante% dura un tiem"o definido$ llamado "er+odo de inducción$ durante el cual "re)ienen la formación de "eró1ido% con radicale% li&re%'
Ma&la-: al0a-"a0"' Sin "retender "rofundi(ar %o&re e%te im"ortante tema$ e% e%encial de%tacar ue durante el almacenamiento y mani"ulación "ueden )er%e modificada% cierta% "ro"iedade% cruciale% "ara la% "re%tacione% del aceite' De&ido a %u fácil contaminación$ e% nece%ario e)itar rie%#o% tomando "recaucione% en lo relati)o al "roce%o de mani"ulación$ "ara lo cual el "er%onal de&e e%tar de&idamente ca"acitado' El a#ua e% el contaminante má% u%ual en lo% aceite% de tran%formador durante la mani"ulación y almacenamiento' La% "art+cula% interact8an con el a#ua$ reduciendo la ten%ión de ru"tura el!ctrica$ %on e1tra+da% al filtrarla% a tra)!% de filtro% de "art+cula%$ lo% cuale% forman "arte de lo% filtro% de de%#a%ificación' Cuando %e car#uen aceite% de tran%formador "ara %u %umini%tro a cliente% finale%$ %e de&erá utili(ar un filtro de = micrómetro% o inferior' Durante el tran%"orte$ mani"ulación o llenado del tran%formador "ueden entrar en el aceite "eue.a% cantidade% de contaminante% u+mico%$ "ro)eniente% de otro% "roducto% ue 0ayan %ido tratado% con el mi%mo eui"o'
Ma"0"' (" l'/ a-""/ (" !a/%'!0a('! " /"!>-' G""!al(a("/ El co%to de un tran%formador e% ele)ado$ la %u"er)i%ión de %u funcionamiento a tra)!% del aceite re%ulta económico en com"aración con lo% co%to% ue oca%iona una a)er+a y lo% "ro)ocado% "or la interru"ción del %umini%tro el!ctrico' E%to e% )álido "ara tran%formadore% de "otencia$ "ara lo% tran%formadore% de di%tri&ución %e de&e anali(ar en cada ca%a la "ro&a&ilidad de Gue %uceder+a %+'''G' 2or lo tanto "ara la elección de un aceite de&e a%e#urar una lar#a )ida en %er)icio$ ue la% "ro"iedade% del aceite %ean la% reuerida% "or el eui"o$ teniendo en cuenta la ten%ión de %er)icio$ ti"o de car#a$ condicione% climática%$ etc' ES2OC3 4 IN5ENIERIA DE MANTENIMIENTO
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Se de&e de%tacar ue el aceite de un tran%formador contiene información acerca del e%tado del mi%mo' 3aciendo controle% y análi%i% del aceite %e "ueden o&tener o"ortuna% indicacione% del e%tado de de#radación del "a"el$ "re%encia de "unto% caliente%$ falla% el!ctrica%$ etc'
M&"/!"' De&e %er reali(ado %i#uiendo e%tricta% recomendacione%$ ca%o contrario lo% re%ultado% del análi%i% "ueden lle)ar a conclu%ione% fal%a% acerca de %u e%tado$ "ara ello e% im"ortante ue uien toma la% mue%tra% ten#a %uficiente e1"eriencia utili(ando "ara ello eui"o% lim"io%$ %eco% y adecuado%$ %i#uiendo la% recomendacione% ue indican la% norma%' El color y la a"ariencia e1terna como a%+ tam&i!n el olor "ro"orcionan una información rá"ida y )alio%a in %itu'
T"/: (" !&&!a -' -'!!"" al"!a 2ermite e)aluar la ca"acidad de un aceite "ara re%i%tir el e%tr!% el!ctrico' De"ende del contenido de a#ua y "art+cula% en el aceite' E% e%encial controlar la ten%ión de ru"tura ante% de "oner en %er)icio un tran%formador nue)o$ como a%+ tam&i!n "ara controlar el en)e*ecimiento del aceite y el ai%lante de "a"el$ de&ido a ue durante e%te "roce%o %e #enera a#ua y "art+cula% "or de#radación del "a"el' La norma IEC 7=F e%"ecifica e%te en%ayo$ utili(ando electrodo% e%f!rico% o %emie%f!rico% a una di%tancia de 9'= mm y ademá% la modalidad de reali(ación de la "rue&a$ ue con%i%te en incrementar la ten%ión de en%ayo en "a%o% de 9 ?>:% 0a%ta ue %e "rodu(ca la de%car#a' De&ido a la &a*a re"eti&ilidad de cada "rue&a$ el re%ultado e% com"endiado como una media de %ei% "rue&a%'
Val'! (" "&!al)a-: E%te en%ayo indica %i el aceite contiene al#8n material ácido$ un )alor alto o %u incremento %e.ala ue el aceite 0a comen(ado a o1idar%e' Un )alor alto "ro)oca corro%ión y la formación de *a&one% ,%a"onificación- ue afecta %u% "ro"iedade% el!ctrica%'
Fa-'! (" !((a/ ("l-!-a/ *a
+ ' !"//>(a( " -.-.
E%ta% caracter+%tica% %on muy %en%i&le% tanto a lo% "roducto% contaminante% como al en)e*ecimiento'
T"/: /&"!%-al
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E%te e% un análi%i% muy %en%i&le y ca"a( de ofrecer$ com&inado con la medición de tan# $ una "ronta %e.al de alarma al iniciar%e el deterioro del aceite' El aceite en %er)icio fuertemente deteriorado "uede contar con )alore% de ten%ión %u"erficial inferiore% a 7 mN:m' Lo% l+mite% ue recomiendo la norma IEC @99 %o&re a*u%te de lo% )alore% ue 0an de "re%entar lo% aceite% minerale% ya car#ado% en tran%formadore% nue)o% %e mue%tran en la ta&la %i#uiente y %e com"aran con lo% reui%ito% de la IEC 96F ue %e refiere a aceite% ante% de %er car#ado%' Proiedades
)ama del transformador
H9'= H9'=47H< ?> ?>
!equisitos #EC 2*+
7H< ?>
Color Contenido de a#ua ,m#:?#- o ,""mTen%ión %u"erficial
má1' 7=
má1' 7<
má1' ;< a #ranel
m+n ;=
m+n ;=
m+n ;=
@@ "ara el aceite nue)o como )alor t+"ico
má1' <'<7=
má1' <'<7=
má1'<'<7< má1' <'<<=
m+n' F<
m+n' F<
m+n' =<
m+n' F<
,mN:mTan# a 6< PC
Re%i%ti)idad 6< m+n' F< PC ,5o0m mTen%ión ru"tura ,?>-
de m+n' @<
m+n' ;< ante% de: m+n' =< de%"u!% tratamiento'
E% muy dif+cil ue lo% aceite% cum"lan lo% reui%ito% de la ta&la %i no 0an %ido de%#a%ificado% y filtrado%' La t!cnica con%i%te en calentar y tratar al )ac+o "ara ori#inar la e)a"oración del a#ua$ y filtrar el aceite a tra)!% de un filtro de "art+cula%' ES2OC3 4 IN5ENIERIA DE MANTENIMIENTO
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La% "art+cula% interactuan con el a#ua$ reduciendo la ten%ión de ru"tura el!ctrica'
A@l// (" a/"/ " "l a-"" -'"(' (" %&!%&!al("=(' Lo% e)ento% relati)o% al en)e*ecimiento %e )an re#i%trando en el aceite en forma de #a%e% di%uelto%' La acti)idad de de%car#a% "arciale% "roduce mayormente 3idró#eno y Metano ,C3@-' Lo% arco% de mayor ener#+a "roducen cantidade% im"ortante% de acetileno' E%ta% "rue&a% %e reali(an "ara e)aluar el e%tado f+%ico del tran%formador con re%"ecto a factore% como la "roducción de arco%$ "unto% caliente%$ y deterioro del "a"el$ utili(ando "ara ello eui"o% de análi%i% de cromato#raf+a de l+uido% y de #a%e%' La IEC =FH e% una #u+a ue incluye lo% m!todo% má% eficace% y la IEC =66 e% una #u+a "ara la inter"retación de lo% análi%i% de lo% #a%e%' Lo% ni)ele% de monó1ido y dió1ido de car&ono en lo% análi%i% de #a%e% en el aceite a"ortan una indicación del #rado de deterioro del "a"el$ "ero %e o&tiene una %e.al má% "reci%a y tem"rana %o&re el e%tado del "a"el midiendo el contenido de furfuralde0ido% del aceite' E%to %e reali(a %e#8n la IEC 776$ en el ue el um&ral de detección de lo% furfuralde0ido% e% deli&eradamente &a*o'
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