Comportamiento papel dieléctrico

PRESENTACIÓN

INTRODUCCIÓN

Los transformadores bañados en aceite posen un sistema de aislamiento basado en un componentes sólido (papel, cartón) y un componente líquido (aceite). La función del componentes sólido es por una parte dar consistencia mecánica al transformador y por otra aislar los conductores, por lo tanto las propiedades mecánicas y dieléctricas del papel/cartón deben mantenerse el mayor tiempo posible para garantizar el correcto funcionamiento del transformador. Durante la vida del transformador este componente sólido va perdiendo resistencia mecánica. En los últimos años el aceite habitualmente empleado en los transformadores ha sido el aceite mineral, pero debido a su baja biodegradabilidad y sus bajos puntos de inflamación ha empezado a ser sustituido por otros aceites como los ésteres naturales y sintéticos. Es necesario siempre que se sustituye un componente conocer si el nuevo material cumple las mismas características, en este caso si un material como el PSP 3050 tiene un comportamiento en propiedades mecánicas y dieléctricas equivalentes a las que presenta en el aceite mineral cuando es sometido a estrés térmico. Por esta razón se plantea el presente TFG, EN EL CUAL

Este proyecto se ha focalizado en analizar la evolución de las propiedades dieléctricas, del sólido dieléctrico PSP 3050 utilizado en la fabricación del sistema de aislamiento de transformadores eléctricos bañados en aceite. Estas propiedades son el factor de pérdidas (tangente de delta) y la permitividad compleja (componente real y componente imaginaria).

Las muestras de papel estudiadas estaban inmersas en diferentes aislantes líquidos (aceite mineral, éster natural y éster sintético) y a distintas temperaturas (150ºC, 130ºC y 110ºC).

También se ha buscado una relación entre estas propiedades y las mecánicas de las cuales se han obtenido datos a partir de un estudio previo bajo las mismas condiciones.

La medida de las propiedades dieléctricas se realizó utilizando la celda DSH100 en combinación con el Spectano 100 que combina varios métodos de Espectroscopía.

Durante los ensayos en el laboratorio se estudió el efecto de la humedad en la respuesta dieléctrica obtenida en muestras de PSP con distinto grado de envejecimiento con el fin de entender mejor el comportamiento dieléctrico obtenido previamente en las muestras de PSP envejecidas en aceite dieléctrico.

METODOLOGÍA

El papel utilizado para el estudio dieléctrico se compra en rollos al proveedor (PSP 3050) que posteriormente se corta en cuadrados de 7 cm x 7 cm para la medida de las propiedades dieléctricas.

En cada recipiente, con su respectivo aceite y temperatura de ensayo, se introducen varios papeles (no afecta su forma) habiendo sido antes secados en un horno como el de la Figura 42 para reducir su contenido en humedad para que esta no tenga repercusión sobre los resultados el ensayo. El secado del cartón se ha realizado a 100ºC durante 24 horas consiguiéndose que la humedad inicial del cartón antes de comenzar el envejecimiento sea de aproximadamente un 1,6%.

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