Control de los gradientes de potencial y los efectos de temperatura para el diseño de aislamiento de las bobinas en las máquinas rotativas de alta tensión

Abstract

El principal constituyente de las bobinas de las máquinas rotativas de alta tensión, es el aislamiento, y la duración del aislamiento, está directamente relacionada con los esfuerzos impuestos por los campos eléctricos que se establecen en su complicada configuración. Desde el punto de vista del diseño de las bobinas, para controlar dichos niveles de campo eléctrico, es necesario identificar las configuraciones capacitivas en las que éstos se producen y de qué manera las características de estas configuraciones, determinan un determinado nivel de campo eléctrico, bajo las condiciones de explotación y pruebas del aislamiento de acuerdo a las normas. Para el estudio se han identificado las configuraciones capacitivas de las bobinas, en las zonas de ranura y en las cabezas de bobina; luego se establecen los niveles de campo eléctrico en el aislamiento de los lados y en los bordes de la parte activa, identificando al radio de los cantos del conductor como el parámetro de influencia responsable del establecimiento del nivel de esfuerzo de campo eléctrico máximo en los bordes del paquete de conductores y se comprueba en forma experimental los niveles de la tensión de ruptura del aislamiento según el radio de los cantos de los conductores. Adicionalmente se muestra, como las características dieléctricas de los aislamientos que actualmente se utilizan en la fabricación de las bobinas de las máquinas rotativas de Alta tensión, son afectadas por la temperatura y por el nivel del campo eléctrico combinados. Respecto a los gradientes de potencial superficiales, se efectúa el planteamiento teórico en que se basa el control de dichos gradientes, y se muestra el resultado experimental de la aplicación de las superficies de reparto, a la salida de las ranuras. Como una referencia respecto de la cultura técnica que gobierna este aspecto de la electrotecnia, se ha incluido, un recuento de las principales normas de aplicación de la materia.