Absorción dieléctrica y envejecimiento térmico

Se identifican en la primera las corrientes capacitiva, de absorción dieléctrica, de conducción volumétrica, de fuga superficial y de recubrimiento …

En relación a absorción dieléctrica y envejecimiento térmico La norma IEC 60034-27-4:2018 define las componentes de la corriente medida durante un ensayo de resistencia de aislamiento sobre las bases de la IEEE Std 43:2013.

Se identifican en la primera las corrientes capacitiva, de absorción dieléctrica, de conducción volumétrica, de fuga superficial y de recubrimiento semiconductor (si lo hubiere). La componente de corriente de más complejo análisis es sin duda la corriente de absorción, ya que la misma responda a una sucesión de eventos a nivel molecular del sistema de aislamiento, que se desarrollan en tiempos que pueden ir desde los 10^-14 segundos (polarización electrónica e iónica) como en horas (polarización interfacial). Sin embargo, analizar el comportamiento de la corriente de absorción de un dieléctrico conociendo su condición inicial puede simplificar el análisis en lo referido a detección de mecanismos de envejecimiento.

En máquinas refrigeradas por aire

Donde el aislamiento a tierra es compuesto a base de epoxi o poliéster, el envejecimiento se da esencialmente por una reacción de oxidación: a temperaturas lo suficientemente elevadas, los enlaces químicos de las partes orgánicas que componen el aislante se rompen producto de las vibraciones térmicas. Al romperse un enlace la cadena de polímero se divide, y una molécula de oxígeno se adhiere a cada extremo del enlace roto. El resultado es una cadena de polímero más corta y débil. Como consecuencia, la molécula más corta tiene un momento dipolar menor y por ende los tiempos de respuesta dieléctrica ante la aplicación de campos eléctricos continuos se hacen más largos.

Motor eléctrico
Motor eléctrico

El siguiente caso muestra dos ensayos sucesivos

Sobre un motor trifásico de inducción de 350kW – 400V utilizado en un tornillo expander, donde es común que la aplicación sufra variaciones bruscas de carga o inclusive atascos por variaciones de temperatura del material que pasa a través del tornillo. Las personas que trabajan en mantenimiento en líneas de crushing suelen acordar que estos motores son los más “castigados” de la planta.

Absorción dieléctrica

Los resultados de ensayos dieléctricos (Absorción dieléctrica)

Realizados sobre este motor, uno en 2021 y otro en 2022, muestran cambios significativos en la característica de absorción dieléctrica, donde puede observarse que la corriente de absorción en el caso de análisis del 2021 muestra una característica exponencial, similar a la descarga de un capacitor en un circuito RC, mientras que el caso de análisis del 2022 muestra un comportamiento lineal y progresivo de la corriente de absorción, lo que es indicio de la “dificultad” que presenta el aislamiento para polarizarse.



Luego de obtener estos resultados

Se realizaron consultas con el departamento de mantenimiento eléctrico de la planta, el cual confirmó que efectivamente el motor había sufrido varios bloqueos mecánicos recientes por atascamiento de material, que evidentemente afectaron al sistema de aislamiento actuando como mecanismo de envejecimiento térmico.

Más sobre: motores eléctricos

Gonzalo Gómez Gonzalo Gómez | Ingeniero Eléctrico

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