Arborescencia elèctrica
En ingenieria elèctrica, la arborescencia elèctrica és un fenomen elèctric previ a la ruptura dielèctrica d'un material aïllant. En ocasions, encara en espanyol, sol amprar-se com a sinònim el terme anglés "electrical treeing". És un procés destructiu progressiu i irreversible per descàrregues parcials, que alvança dins o en la superfície d'un dielèctric quan li'l somet a un prolongat estrés elèctric d'alta tensió. El nom «arborescencia» es deu a que seguix un patró semblant a les ramificacions d'un arbre.
El fenomen i les seues causes
[editar | editar còdic]La arborescencia elèctrica s'inicia i es propaga gradualment quan un material dielèctric sòlit se somet a l'estrés d'un camp elèctric elevat i divergent durant un temps prolongat. Les característiques de la arborescencia dependran de la tensió elèctrica empleada, del material dielèctric, i encara de variacions en la morfologia produïdes per proporcions de mescla distintes o variacions de temperatura.Erro en la cita: Element <ref> no vàlit;
les referencies sense nom deuen de tindre contingut
També pot produir-se dins dels materials semiconductors dopats quan estan polarisats en sentit de no conducció, lo que empijorarà dràsticament la seua tensió de pico invers. S'observa que les arborescencias elèctriques s'inicien en punts de l'aïllant a on impurees, bombetes gaseoses, discontinuidades físiques, defectes mecànics o partícules conductores creen chicotetes regions en un alt esforç o estrés elèctric sobre el material dielèctric. Açò pugues ionizar un gas que es trobe dins d'una discontinuidad de la massa del dielèctric, i produir chicotetes descàrregues elèctriques entre les parets de la discontinuidad. Una impurea o defecte pot inclusivament produir una fractura parcial del propi dielèctric. La llum ultravioleta i l'ozon produïts per eixes descàrregues parcials reaccionaran en el material dielèctric veí i ho descompondran, i degradaran la seua capacitat com a aïllant. Els dielèctrics degradats freqüentment lliberen gasos i creen aixina noves discontinuidades físiques i fractures. Estos defectes en algun moment empobriran la capacitat aïllant del material, empijoraran l'estrés elèctric i acceleraran el procés de descàrregues parcials i el de degradació.
En el temps es formarà dins del dielèctric una figura ramificada tridimensional semblant a un arbre, parcialment conductora de l'electricitat. Esta arborescencia pot en ocasions créixer fins al punt de causar la falla completa del material aïllant. Este sol ser un mecanisme usual de falla a llarc determini en els cables subterràneus d'alta tensió aïllats en polímero. A voltes esta falla s'inicia per la penetració d'humitat en el material aïllant, lo que produirà un fenomen cridat arborescencia acuosa, a. higroscòpica o arbre d'aigua, que després se seguirà d'una arborescencia elèctrica que es vorà sobreposta l'image de la arborescencia acuosa.Erro en la cita: Element <ref> no vàlit;
les referencies sense nom deuen de tindre contingutErro en la cita: Element <ref> no vàlit;
les referencies sense nom deuen de tindre contingut
D'una manera similar, poden aparéixer arborescencias elèctriques bidimensionales sobre la superfície d'aïllants somesos a un gran estrés elèctric, o la superfície del qual es va contaminar en pols, sals minerals o humitat. El camí elèctric superficial, a voltes cridat encara en espanyol pels seus noms en anglés "Tracking" o "dry banding", és un típic mecanisme de falla en els aisladores elèctrics aéreus de potència somesos a contaminació en boira salina, com en la proximitat de la costa marítima.
En ocasions, eixos dibuixos que seguixen patrons ramificats bi i tridimensionals són cridats figures de Lichtenberg. Este nom s'ampra, sobretot, quan les arborescencias es produïxen intencionalmente en propòsits artístics.
Utilitat tècnica
[editar | editar còdic]
Es presenten arborescencias elèctriques o figures de Lichtenberg en l'equipament d'alta tensió poc abans de la seua falla. L'estudi de les arborescencias trobades en el material aïllant durant l'investigació posterior a la falla, pot ser molt útil per a trobar la causa de l'averia. Un experimentat ingenier especialisat en altes tensions, a partir de la direcció i el tipo de arborescencia i de ramificació, pot vore on va estar situat l'orige de la falla i possiblement trobar la causa. Els transformadors averiats, cables d'alta tensió, aisladores i atres dispositius poden provechosamente ser estudiats d'esta manera. En el cas de aïllament en paper sec o paper impregnat d'oli, al desenrollarlo es podran reconstruir i estudiar les arborescencias. Si es tracta d'aïllants sòlits, li'ls pot tallar en rodajas. Després caldrà esquematizar el recorregut de les descàrregues i documentar-ho en fotografies per a formar un útil archiu sobre el procés d'eixa averia.
Referències
[editar | editar còdic]- Este artícul conté una traducció derivada de «Arborescencia eléctrica» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.