Ruptura dieléctrica en polímeros y en polvos de extintores de incendio

P. L. DAMMIG QUIÑA

La Plata, Buenos Aires

Conferencia; Frontera en fisicoquímica un enfoque interdisciplinario; 2008

Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas

Los materiales poliméricos son utilizados como aislantes en la generación, transporte y distribución de energía eléctrica, así como en la industria y hogares. La información experimental muestra que el proceso de ruptura involucra una acumulación de daño en el material que termina por producir la ruptura microscópica del material, creando un camino conductor que lo inutiliza como aislante. El daño es producido por pequeñas descargas eléctricas acompañadas de emisión de luz. La información experimental muestra que la estructura geométrica del proceso tiene forma de árbol fractal, también conocidos como árboles eléctricos. En general los polímeros no se utilizan solos, sino en forma compuesta con agregados como por ejemplo AL2O3 para mejorar sus características dieléctricas. El modelo que presentamos en esta comunicación es un modelo detallista de primeros principios que tiene en cuenta en forma explícita las características físicas del material así como de los agregados y que es capaz de predecir la geometría de la ruptura, tanto como el proceso dinámico de la ruptura. También se presentan resultados del modelo de velocidad de propagación del daño (distribución de Weibull) para distintos porcentajes de agregados. La velocidad de propagación promedio de una familia de árboles dieléctricos muestran un comportamiento no monótono con el voltaje aplicado al material. Dependiendo del tipo de material (polímero o resina) y de su temperatura de curado, la emisión de luz puede ocurrir a lo largo de todo el árbol previamente formado o solo en donde se esta produciendo el daño. Se suelen usar agregados con el fin de aumentar la capacidad aislante. Los árboles eléctricos pueden ser internos (dentro del material) o superficiales.